第10卷 第6期2012年12月南水北调与水利科技
Sout h-t o-Nort h W ater Transfers and W ater Science &Technolo gy
Vol .10No.6
D ec .2012
收稿日期：2012-09-01 修回日期：2012-10-17 网络出版时间：网络出版地址：基金项目：国家自然科学基金项目(40961011)作者简介：黄 微(1986-),女,吉林长春人,硕士,主要从事环境保护与规划方面研究。E -m ail :huan g w ei1617＠si na .co m 通讯作者：朱卫红(1972-),女(朝鲜族),吉林图们人,教授,博士(后),主要从事环境生态与恢复方面研究。E -m ail :whzhu ＠y bu .edu .cn
do i ：10.3724/SP.J .1201.2012.06000
图们江下游典型湿地植物对污水的净化研究
黄 微1,朱卫红2,3,魏胜龙2,张 达2,3,苗承玉2,秦 雷2
(1.中国石油吉林长春销售分公司,长春130000;2.延边大学理学院地理系,吉林延吉133002;
3.长白山生物资源与功能分子教育部重点实验室,吉林延吉133002)
摘要：以图们江下游的塔头苔草、大穗苔草和芦苇三种典型湿地植物为试材,研究三种植物对当地污水的净化效果。结果表明:三种植物中塔头苔草的综合去污能力最强,其次为大穗苔草和芦苇,这与三种湿地植物根际土壤微生物的数量具有极显著的相关性。另外,植物对污染物的去除率与水力停留时间(HRT )有关:当HRT =3d 时,化学需氧量(COD )的去除率达到最大值,而后去除率趋于稳定;随着停留时间的增加,系统中溶解氧(DO )的含量逐渐减少,使得氨氮(NH 3-N )的去除率也逐渐降低,但各植物系统中总氮(T N )去除率却呈现逐渐上升的趋势;当HRT =5d 时,对磷酸盐(P )去除率达到最大值。关键词：图们江;湿地植物;污水;净化效果
中图分类号：X 522 文献标识码：
A 文章编号：1672-1683(2012)06-0000-05Research on t he Sew a g e Purification of T yp ical W etland Plants i n t he D ownstrea m of Tu m en R iver
HUANG W ei 1,ZHU W
ei-hon g 2,3,W EI Shen g -lon g 2,ZHANG D a 2,
3,M I AO Chen g -y u 2,Q I N Lei 2(1.Sales Com p an y o f CNP C ,Chan g chun 130000,Chi na ;
2.D e p art m ent o f G eo g r a p h y ,Y anbi an Uni versit y ,Y an j i 133002,Chi na ;
3.Ke y Labor ator y o f Nat ur al Resources o f Chan g bai M
ount ai n &Functional M olecules ,M i nistr y o f Education ,Y an j i 133002,Chi na )
A bstract :The se w a g e p urification effects of t hree t yp es of w etland p lants ,
incl udin g Carex heterole p is ,Carex r h y ncho p h y sa ,and Phra g m
ites australis in t he do wnstrea m of Tu m en river ,w ere anal y zed in t his p a p er .The results sho w ed t hat Carex heterole p is has t he hi g hest abilit y of co m p rehensive deconta m
ination a m on g t he t hree p lants ,follo w ed b y Carex r h y ncho p h y sa and Phra g -m ites australis .The findin g w as in si g nificant correlation w
it h t he nu mber of r hizos p here m icrobes of t he t hree t yp es of w etland p lants .M oreover ,
t he deconta m ination rates for t he p lants w ere correlated t o t he h y draulic retention ti m e (HRT ).W hen HRT w as 3da y s ,
t he re m oval rate of COD reached its m axi mu m val ue and t hen tended t o be stable .W it h t he increasin g of HRT ,t he content of dissolved ox yg en (DO )in t he s y ste m decreased g raduall y ,which resulted in t he decreasin g of re m oval rate of a mm o-nia nitro g en (NH 3-N )but t he increasin g of re m oval rate of t otal nitro g en (T N )in each p lant s y ste m.W hen HRT w as 5da y s ,t he re m oval rate of p hos p hor us reached its m axi mu m val ue .
K e y w or ds :Tu m en river ;w etland p lants ;se w a g e ;p urification effects
在图们江地区,大量的生活及农业污水未经处理而直接
排放到江河水中,造成严重污染,越来越多的学者开始关注图们江这条国际界河的污染治理问题。传统的污水处理设施由于投资和运行的费用昂贵,在中小城市和经济不发达的农村地区难以推广,因此生态治理技术被广泛的提出,而人工湿地净化污水工程是近些年来应用比较广泛的一种生态治理技术,其中在整个系统内起到重要作用的是湿地植物[1-4]。魏成等[5]通过不同植物的搭配组合人工湿地净化效
率的比较结果显示,种植植物的湿地系统的净化效率要高于没有植物的湿地系统,并且几种植物的组合湿地系统比单一植物的湿地系统净化效率更高、系统也更稳定。众多学者将多种湿地植物用于净化污水的湿地系统中进行试验研究,如:袁东海等[6]探讨了石菖蒲、
灯心草和蝴蝶花几种植物湿地系统的综合去污效率;赵丽娜[7]研究发现芦苇等几种常用人工湿地植物对于T N 、TP 、COD 的去除效果随处理时间的变化均体现出一定的规律,呈现线性或曲线变化规律等。本
2012-11-25 11:03
https://www.doczj.com/doc/52791175.html,/kcms/detail/https://www.doczj.com/doc/52791175.html,.20121125.1103.005.html
文选取图们江下游三种典型的湿地植物塔头苔草、大穗苔草和芦苇作为净化污水的主要研究对象,通过植物净化污水的试验,比较不同的污水停留时间影响下,植物的去污效率、各植物根际土壤微生物数量的影响作用、以及各环境因子协同作用等。
1试验材料和方法
1.1试验材料
1.1.1选用植物
试验所用植物采自图们江下游敬信地区的天然湿地,将植物带回实验室前期培育10余天后进行试验。选用的三种湿地植物的特征如下。(1)
塔头苔草(Carex heterole p is)。莎草科苔草属,也叫"塔头墩子"或"塔头甸子",由沼泽地里各种苔草的根系死亡后再生长,再腐烂,再生长,周而复始,并和泥灰碳长年累月凝结而形成[8]。本试验采集的塔头为异鳞苔草,该植物在下游的敬信地区广泛分布,生命力顽强、根际发达,经研究已人工引种栽培成功。(2)大穗苔草(Carex r h y ncho p h y sa)。莎草科苔草属,多生长在河边、沼泽地和湖边潮湿地[9]。在图们江下游的干流江畔、珲春河和圈河流域均有分布。大穗苔草与塔头苔草同为莎草科苔草属植物,只是根区差异较大,试验分析可说明根区塔头的作用。(3)芦苇(Phra g m ites australis)。禾本科芦苇属植物。地下茎营养繁殖能力强,生长季节长,生长快,适应性强,耐污性好[10]。在图们江下游的干流江畔、圈河流域和近入海口的莲花湖等地均有分布。
1.1.2选用污水
试验所用污水采自图们江下游敬信地区的头道泡附近污水。该区域邻近敬信镇,附近有一养鸭场和大片的水稻田,因此不仅有大量的生活污水排放,而且会产生大量的养殖业污水和种植业污水。
1.2试验装置
本研究采用间歇式垂直流人工湿地系统进行植物净化污水试验,污水从湿地表面进入,纵向流向底部。栽培桶规格:高55c m,内部直径50c m。距桶底5c m处设置出水口,
用窗纱将出水口包上,以防沙子进入管内造成堵塞,影响出水[11]。栽培桶基质:自下而上依次为:砾石(8～10c m),纱窗、沙土(7～9c m),图们江下游的湿地土(15～18c m),各桶基质均等,约为30～35c m(见图1)。基质中的砾石和沙土采自延边大学校园内的建筑工地,湿地土采自图们江下游五道泡的天然沼泽湿地。全部基质在装入塑料桶前要经过清水冲洗,以减少由于填料本底值过高而给试验结果带来的误差。
图1试验装置示意图
Fi g.1Sche m atic dia g ra m of ex p eri m ent al dev ice
1.3试验方法
1.3.1试验设计
本试验于2011年7月?9月在延边大学花房进行,试验前,移栽植物后用清水浇灌植物约10d后,开始进行污水净化试验。本研究采用间歇式入水,保持近似相等的水力负荷,约为0.06m3／(m2?d)。第一次进水,水力停留时间为1d,下一周期污水均在前一周期排水后的隔天注入;此后,水力停留时间依次为3d、5d和7d。
1.3.2水质检测
依据2009年延边第一次污染源普查和环境质量报告书中的基础数据,结合实际的样点调查。结果表明:图们江下游地区污染较为严重的区域为干流河东断面以下至入海口处,主要排放的污染物质为化学需氧量、氨氮和石油类[12-13]。参考该区域主要排放的污染物质,本研究所检测的水质指标为:p H、溶解氧(DO)、化学需氧量(COD)、氨氮(NH3-N)、总氮(T N)和磷酸盐(P)。试验初期进水水质见表1,试验期间每次注入污水均再次检测进水的各指标含量。
表1试验进水的水质
Table1W at er q ualit y i n t he t est
指标p H DO／(m g?L-1)COD／(m g?L-1)NH3?N／(m g?L-1)T N／(m g?L-1)P／(m g?L-1)检测值6.94±0.394.91±1.92141.76±191.3±0.315.3±1.630.42±0.11
1.3.3数据处理
本文所涉及水质污染物去除率定义为:去除率(%)= (初始水体中污染物质的含量?最终水体中污染物质的含量)／初始水体中污染物质的含量×100%[7]。
湿地植物净化污水的进水与出水指标运用Excel软件进行统计分析,各环境因子之间的相关系数应用相关系数显著性检验表进行检验。
2结果与分析
2.1三种湿地植物对污水的净化效果
试验结果表明,塔头苔草、大穗苔草和芦苇三种植物均具有较好综合去除率,见图2。不同湿地植物系统的综合去
除率为:塔头苔草＞大穗苔草＞芦苇＞对照系统,其中,塔头苔草的综合去除率是最大的,大穗苔草和芦苇的综合去除率近似相等,有植物的系统对污水的去除率要明显高于对照系统的去除率。在各种污染物质中对于COD的去除率是最显著的,说明三种植物对于COD的净化效果最好。
为深入探讨三种植物的特性,采集了三种植物的根际土壤,抖落大块土后,仍附着在根系上的,自表层土以下分三层,即0～8c m、8～16c m、＞16c m的土壤作为不同深度的根际土壤,在采集的植物根际附近,仍以同样的形式分层采集非根际土壤。运用十倍稀释法进行微生物计数,得出结果:三种湿地植物的根际土壤微生物数量:塔头苔草＞大穗苔草＞芦苇＞对照系统,这与三种植物的综合去除率具有一致性。第10卷总第63期﹒南水北调与水利科技﹒2012年第6期
图2三种湿地植物对污水的净化效果Fi g.2Se w a g e p urification effect s of t hree w etland p lant s
分析其相关性,可得三种湿地植物的根际土壤微生物数量与各自综合去除率相关性达到0.
95,经检验具有显著正相关性,说明植物根际土壤微生物的数量直接影响着其对污染物质的综合去除率。三种植物根际与非根际土壤微生物数量的空间分布特征见图3。
图3植物根际土壤微生物数量空间分布特征
Fi g.3S p atial distri bution of t he nu mber of r hizos p here
m icrobes of t he w etland p lant s
由图3可知:三种植物的根际土壤微生物数量要明显多于各自的非根际土壤微生物数量,都具有明显的根际效益。植物根际土壤微生物数量空间分布特征为:(1)塔头苔草根际土壤微生物纵向空间分布范围最大,可影响到地表下16c m 深处,且在地表下8～16c m根系最发达。(2)大穗苔草根际土壤微生物数量纵向空间分布范围主要在地表下8～16c m处,该区域是其根部最发达的区域。(3)芦苇根际土壤微生物数量纵向空间分布范围主要是在地表面以下0～8c m处为芦苇根区的主要影响范围;深于8c m后根际土壤微生物数量急剧下降。三种植物中,芦苇的根区纵向空间影响范围最小,主要在近地表面8c m以内,但在此空间内的横向影响却很大。2.2不同停留时间对污水的净化效果
不同污水停留时间影响下,各植物系统对COD的去除率见图4,对NH3-N的去除率见图5,对总氮的去除率见图6,对P的去除率见图7。
见图4所示:当HRT=3d时,湿地植物系统对COD的去除率达到最大值,随着停留时间的增加,而后趋于稳定。有植物的湿地系统对COD的去除率要明显高于对照的无植物湿地系统的净化效果。
如图5所示:HRT=1d时,三种植物系统对于氨氮的去除率最大,可达到69.23%～76.92%;HRT=3～5d时,湿湿地植物系统对氨氮的去除率平均达到61.41%～62.05%; HRT=7d,氨氮的去除率明显下降,这与试验装置后期的溶
图4不同停留时间对COD的去除
Fi g.4The re m oval rat es of COD under different ret ention ti m es
图5不同停留时间对氨氮的去除率
F i g.5The re m oval rates o f NH3-N under d ifferent retention ti m e
图6不同停留时间对T N的去除
Fi g.6The re m oval rat es of T N under different ret ention ti m es
图7不同停留时间对P的去除
Fi g.7The re m oval rat es of P under different ret ention ti m es
解氧含量降低有着很重要的关系。因氨氮的去除需大量的氧气,而随着试验的进行,系统内的含氧量逐渐减少,导致氨氮的去除能力也降低。
如图6所示:HRT=1d时,三种植物系统对于总氮的去除率最小,平均为17.04%;HRT=3d、5d、7d时,湿地植物系统对总氮的去除率开始明显提高,并且有逐渐上升趋势。当停留时间为7d的时候,氨氮的去除率下降,而总氮的去除率上升了,这说明在厌氧的条件下,三种植物的厌氧微生物的反硝化作用起到了积极和重要的作用。
如图7所示:不同停留时间影响下,湿地植物系统对磷酸盐(P)的去除效果为:HRT=1d时,磷酸盐的去除率最低;HRT=5d时,湿地植物系统对于磷酸盐的去除率达到最大值;当HRT=7d时,对磷酸盐的去除率略微下降,但仍保持在较高的去除率水平上。有植物的湿地系统与对照的湿地系统对磷酸盐的去除率相差不大,可见在磷酸盐的去除
黄微等﹒图们江下游典型湿地植物对污水的净化研究
作用中植物的影响不大。
2.3各环境因子的相关性分析
据不同植物的平均净化效率,应用Excel软件计算,得
出各环境因子之间的相关系数,见表2。
表2湿地植物系统中各环境因子的相关系数
Table2The correlation coefficient s bet w een each of t he env iron m ent al fact ors i n t he w etland p lant s y st e m
p H DO COD氨氮T N P
塔头苔草组
(n=5)
大穗苔草组
(n=5)
芦苇组(n=5)对照组(n=5)综合(n=16)
p H1
DO?0.6101
COD?0.0330.5131
氨氮0.656?0.994**?0.4221
T N?0.7390.902*0.660?0.882*1
P?0.4640.6290.889*?0.5660.8691 p H1
DO?0.917*1
COD?0.8430.5601
氨氮0.969**?0.936*?0.7421
T N?0.889*0.8100.733?0.960**1
P?0.880*0.5440.737?0.8010.986**1 p H1
DO?0.8531
COD?0.6430.7031
氨氮0.783?0.952**?0.878*1
T N?0.939*0.889*0.866?0.918*1
P?0.7380.5630.905*?0.7100.870*1 p H1
DO?0.7761
COD?0.6580.6761
氨氮0.872*?0.962**?0.8241
T N?0.947*0.7390.851?0.889*1
P?0.880*0.7000.921*?0.8680.986**1 p H1
DO?0.4461
COD?0.630**0.3361
氨氮0.231?0.888**?0.1581
T N?0.688**0.769**0.674**?0.652**1
P?0.518*0.572*0.710**?0.593*0.892**1
微生物数量0.976**0.890*?0.998**?0.865?0.813?0.865
注:1)Dn为样本数。2)R为相关系数,**R＜0.01时,有极显著的相关性;*0.01＜R＜0.05时,有显著的相关性。
在塔头苔草植物系统中,氨氮的含量与系统中DO的含量呈现极显著的负相关性。由此可见,系统中氧气的含量直接影响氨氮的去除。本研究是在正常没有外力的情况下进行人工湿地试验,随着试验的进行,系统氧气含量逐渐减少,从而影响了氨氮的去除。研究结果也表明了没有植物的湿地系统由于含氧量的下降,氨氮的去除率也随之迅速下降,而带有植物的系统氨氮的去除率下降较缓慢,可见植物可通过根系传输氧气,疏松土壤,可适量的提高系统内氧气的含量。这也为今后人工湿地的建设提供警示,要注意系统内氧气含量的测定,如需要可应用曝气等方式提高系统的含氧量[14]。
在大穗苔草植物系统中,系统内p H的含量与氨氮的含量呈现极显著的正相关性,可知大穗苔草系统中酸性环境有利于氨氮的去除。氨氮和总氮的含量呈现极显著的负相关性,可见当大穗苔草系统内氧气含量减少的时候,氨氮的含量上升,而总氮含量随之下降,这与系统内的厌氧微生物的
反硝化作用有着重要关系,在总氮的去除作用中,系统内厌氧微生物起到的影响要明显高于好氧微生物的影响。
在芦苇植物系统中,系统内氨氮的含量与DO的含量呈现极显著的负相关性,这与塔头苔草系统中的反应原理是相似的。
在综合组中的结果显示,植物的根际微生物的数量与系统内的p H值和COD的含量具有极显著的相关性,以试验所用的三种湿地植物可知碱性环境有利于植物根际土壤微生物的数量的增多,同时,植物根际土壤微生物的数量对于系统内COD的去除起到最显著的影响。
3结论与建议
(1)经试验,塔头苔草、大穗苔草和芦苇都具有较好的去污能力,但是塔头苔草去污能力最大,其次为大穗苔草和芦苇。其中,塔头苔草凭借着其发达的根区,在净化效率上第10卷总第63期﹒南水北调与水利科技﹒2012年第6期
要明显高于其他两种植物;其次为大穗苔草和芦苇,由于芦苇的根区纵向影响范围相对较小,同时试验运行期中芦苇还没有展现其快速大量繁衍的特性,使得芦苇的综合净化效率较低;这与植物根际土壤微生物的数量具有极显著相关性。
(2)建议在图们江下游圈河流域与图们江交汇的地区建设人工湿地公园,湿地植物选用塔头苔草、大穗苔草和芦苇,可以去除当地污水的主要污染物质COD。建成后,该工程不仅可以缓解图们江干流上的污染负担,也可以恢复该区域的湿地生态环境,与下游的沙丘公园、莲花湖、一眼望三国的防川风景区等景点连成一线,并成为延边地区乃至吉林省第一个集污水净化、旅游和生态科普宣传的教育基地和观光景点。同时作为一条国际界河,地处中朝俄三国的交界处和入海口处,对于它的综合治理也具有着重要的国际意义。
(3)今后,对三种湿地植物的去污能力研究,还可以从萌发期、生长期、成熟期和凋落期等不同生长时期的角度去检测分析其去污效果,以此可全面掌握几种植物的去污能力。同时,在去除污染物质的过程中起主要作用的微生物的种类、各植物系统内除氮过程中硝化作用与反硝化作用的需氧量问题等诸多方面都有待于深入的探讨,方能更高效的应用于人工湿地净化污水的工程建设中。
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黄微等﹒图们江下游典型湿地植物对污水的净化研究
科属植物中名类型学名应用工艺 香蒲科香蒲挺水Typha orientalis 表流湿地、潜流湿地 禾本科芦苇挺水Phragmites australis 表流湿地、潜流湿地 皇竹草湿生、挺水Sympnytum peregrjnum lede 潜流湿地 菰挺水Zizania latifolia 表流湿地、潜流湿地 芦竹湿生、挺水Arundo donax Linn. 潜流湿地 薏苡湿生、挺水Coix lacryma-jobi 表流湿地、潜流湿地 水稻挺水Oryza sativa L 表流湿地 花叶芦竹湿生、挺水Arundo donax var.versicolor 潜流湿地 虉草湿生、挺水Phalaris arundinaced 表流湿地、潜流湿地 李氏禾浮水Leersia Sw hexandrs Sartz. 氧化塘 莎草科荸荠挺水Heleocharis dulcis 表流湿地 水葱挺水Scirpus validus 潜流湿地、表流湿地 风车草湿生、挺水Cyperus alternifolius ssp.flabelliformis 潜流湿地 纸莎草挺水Cyperus papyrus 潜流湿地 藨草挺水Scirpus triqueter 潜流湿地、表流湿地 针蔺挺水、浮水Eleoch aris congesta subsp. Japonica 表流湿地、氧化塘茳芏挺水Cyperus malaccensis 潜流湿地、表流湿地 睡莲科荷花挺水Nelumbo nucifera 表流湿地 芡实浮叶Euryale ferox．景观塘 荇菜浮叶Nymphoides peltatum 景观塘 萍蓬草浮叶Nuphar pumilum 景观塘、氧化塘 睡莲浮叶Menyantehes trifolia 氧化塘、景观塘 天南星科菖蒲挺水Acorus calamus 潜流湿地、表流湿地 马蹄莲湿生、挺水Zantedeschia aethiopica 潜流湿地、表流湿地 大薸浮水Pistia stratiotes 氧化塘 芋挺水Colocasia esculenta 表流湿地 海芋挺水Alocasia macrorrhiza (L.) Schott 潜流湿地 泽泻科泽泻挺水Alisma plantago-aquatica 表流湿地 慈姑挺水Sagittaria trifolia 表流湿地 泽苔草挺水、湿生Caldesia parnassifolias 表流湿地、潜流湿地 三白草科蕺菜湿生Houttuynia cordata 表流湿地 伞型花科水芹菜浮水、挺水Oenanthe javanica 氧化塘、表流湿地 十字花科豆瓣菜浮水Nasturtium officinale 氧化塘、表流湿地
湿地公园的植物配置特色 摘要（summary）：湿地是重要的生态系统，其中对于湿地公园的研究具有重要的意义。湿地公园作为一种特殊的公园形式，我们可以通过对其中的植物进行研究，从而更好 的进行植物的配置，在景观上达到比较好的景观效果，创造更大的景观效益。这次 我们通过对七桥翁湿地公园进行了解、分析、研究，发现湿地公园的植物在配置方 面有它自己独特的特征，与在其他设计方面有很大的区别，下面我从湿地植物的配 置特色、配置方式、造景效果方面对起进行分析。 关键词（key words）：湿地公园植物规划配置特色配置方式造景效果湿地是水陆相互作用形成的特殊自然综合体，是地球上非常有特色的一部分区域，是一种独特的生态构成形式，也是最重要的环境资源之一；有丰富的生物资源和巨大的环境调节功能与生态效益。湿地与森林、海洋被并称为全球三大生态系统，从景观角度来看，也是非常独特与富有观赏性的。无论是天然湿地还是人工湿地，都是自然界最具生物多样性的生态景观和人类最重要的生存环境之一，都具有组成生态系统不可缺少的成分——植物。显然湿地植被是动物，特别是水禽的栖息地，是湿地生态系统的核心元素、生态学金字塔的基础、生物网和食物链中关键性的链环和物、能流入口，是生态系统形态结构的骨架，而湿地植物的季象、外貌、结构、生态、动态、类型，则以植物种类成分，及湿地植物为基础。因此，如何利用湿地植物的潜能，使其景观、生态及社会效益有机结合是植物景观配置中的需要解决的重要课题之一。 湿地公园（wetland park）：是保持该湿地区域独特的近自然景观特征，维持系统内部不同动植物物种的生态平衡和种群协调发展，并在不破坏湿地生态系统的基础上建设不同类型的辅助设施,将生态保护、生态旅游和生态教育的功能有机结合，突出主题性、自然性和生态性三大特点，集湿地生态保护、生态观光休闲、生态科普教育、湿地研究等多功能的生态型主题公园。 1.植物规划 植物造景就是以自然乔、灌、藤、草本植物群落的种类、结构，层次和外貌为基础，通过艺术手法，充分发挥其形体、线条、色彩等自然美进行创作，形成山水—植物、建筑—植物、街道—植物等综合景观，让人产生一种实在的美的感受和联想。植物造景是应用乔木、灌木。藤本及草本植物为题材来创作景观的，就必须从丰富多彩的自然植物群落及其表现的形象汲取创作源泉，植物造景中栽培植物群落的种植设计，必须遵循自然植物群落的发展规律。自然植物群落的组成成分、外貌、季相，自然植物群落的结构、垂直结构与分层现象，群落中各植物种间的关系等。这些都是植物造景中栽培植物群落设计的科学性理论基础。 规划原则：在当地自然条件、自然植被、城镇绿化种类、比例、古树名木、历史资料等方面进行全面调查后，可着手进行植物规划。 具体要求就是： （1）在满足园林绿化综合功能的基础上，要兼顾各绿地类型及城市性质进行规划 （2）适地适树，以乡土树种为主，适当选用已驯化的外来树种 （3）以乔木为主，结合灌木、藤本、地被、花卉，给人工栽培群落提供丰富的素材（4）快长树—慢长树，常绿树—落叶树相结合 植物的配置就是为了达到一个比较好的景观效果，从而实现人化的生存环境，一个和谐的环境。植物的规划不仅单纯的是植物的规划与配置，更多的是和环境的融合，和周围景观的协调，和设计者思想的融合，只有这些方方面面都结合为一体才能称为具体意义上的植物设计规划。 2. 配置特色 七桥翁湿地公园的植物配置特色主要体现在这几方面：
人工湿地的植物种植和后期维护管理 人工湿地系统水质净化技术作为一种新型生态污水净化处理方法,其基本原理是在人工湿地填料上种植特定的湿地植物，从而建立起一个人工湿地生态系统。当污水通过湿地系统时，其中的污染物质和营养物质被系统吸收或分解，而使水质得到净化。 人工湿地系统水质净化的关键在于工艺的选择和对植物的选择及应用配置，因此，科学的选择和配置水生植物对人工湿地系统和景观的营建具有极其重要的意义。 一、水生植物概述 水生植物是指生长在水体、沼泽地的植物，包括草本和木本植物。目前国内通用的分类方法是把水生植物分为4类: （1）挺水植物。挺水植物是指茎叶挺出水面的水生植物，常见的有荷花、千屈菜、菖蒲、香蒲、黄菖蒲、燕子花、慈姑、芦苇、灯心草、蒲苇等。 （2）浮叶植物。浮叶植物是指叶片浮在水面的水生植物，常见的有凤眼莲、王莲、睡莲、萍蓬草、芡实等。 （3）漂浮植物。漂浮植物的根不生于泥中，植株部分漂浮于水面之上，部分悬浮于水里，如满江红、水鳖、浮萍等。 （4）沉水植物。沉水植物的整个植株全部没于水中，或仅有少许叶尖或花露于水面，如金鱼藻、菹草、苦草、黑藻等。 二、水生植物在人工湿地中的作用 （1）水生植物的景观功能
水生植物能够给人一种清新、舒畅的感觉，它不仅可以观色、闻香、还能赏姿，并欣赏映照在水中的倒影，令人浮想联翩。荷叶青翠而洁净，叶型如伞，大而美观。荷花淡雅清香，气质高贵。菖蒲是常绿水生观叶植物，与碎石相配以增加景观效果。芦苇丛植于水边，微风轻拂，哗哗作响，体现了动和静集合。 （2）水生植物的生态功能 在人工湿地中水生植物的生态功能主要体现在对水质的净化功能上： ①直吸收利用污水中可利用态的营养物质，吸附和富集重金属和一些有毒有害物质； ②为根区好氧微生物输送氧气； ③增强和维持介质的水力传输。 水生植物除了可以改善水质外，还具有维护物种多样性，改善气候、净化空气、改善土壤等生态功能。 三、人工湿地植物的选用原则 （1）植物在具有良好的生态适应能力和生态营建功能 管理简单、方便是人工湿地生态污水处理工程的主要特点之一。若能筛选出净化能力强、抗逆性相仿,而生长量较小的植物,将会减少管理上尤其是对植物体后处理上的许多麻烦。一般应选用当地或本地区天然湿地中存在的植物。 （2）植物具有很强的生命力和旺盛的生长势 ① 抗冻、抗热能力
人工湿地系统水质净化技术作为一种新型生态泌净化处理方法，其基本原理就是在人工;显地填料上种植特定得湿地植物，从而建立超一个人工湿地生态系统。当污水通过湿地系统时, 其中得汚染物质与营养物质被系统吸收或分解，而使水质得到净化。 人工溫地系统水质净化得关键在于工艺得选择与对植物得选择及应用配置?如何选择与搭配适宜得湿地植物，并且将其应用于不同类型得湿地系统中成了我们在营建人工湿地荊必须思考得问题。 1?人工湿地疔水处理系统植抽得选用原則(1)(2) K 1植物在具有良好得生态适应能力与生态营建功能; 管理简单.方便就是人工;显地生态汚水处理工程得主要特点之一。若能筛选出净化能力强、抗逆性相仿，而生长量较小得植物，将会减少管理上尤其就是对植物体后处理上得许多麻烦.一般应选用当地或本地区天然湿地中存在得植物。 K 2植物具有很强得生命力与旺盛得生长势; ①抗冻、抗热能力 由于汚水处理系统就是全年连续运行得，故要求水生植物即使在恶劣得环境下也能基本正常生长，而那些对自然条件适应性较;M?或不能适应得植物都将直接影响净化效果。 ②抗病虫害能力 污水生态处理系统中得植物易滋生病虫害，抗病虫害能力直接关系到植物自身得生长与生存，也直接影响其在处理系统中得净化效果。 ③对周囤环境得适应能力 由于人工;显地中得植物根系要长期浸泡在水中与接触浓度较离且变化较大得污染物，因此所选用得水生植物除了耐汚能力要强外，対当地得％候条件.土壤条件与周囤得动植物环境都要有很好得适应能力。 K 3所引种得植物必须具有较强得耐汚染能力; 水生植物对汚水中得B0D5. COD. TN. TP主要就是靠附着生长在根区表面及附近得微生物去除得，因此应选择根系比较发达，对污水承受能力强得水生植物. K 4植物得年生长期长，最好就是冬李半枯荽或常绿植物;
园林常用水生植物水生湿地植物的配置及应用（组图） (2010-04-13 13:32:08) 转载▼ 标签： 水生湿地植物 杂谈 水生湿地植物作为营造水景的重要要素，它的应用一直备受业内人士的关注。本文从植物的构建模式、优化配置、群丛模式、与水体关系角度分析了水生湿地植物，并且结合武汉市三大公园中的实际应用进行了对比分析。 1、生态水景的构建模式 1.1 生态水景的构建模式 （1）生态自然型 其景观自然形成，各群落分布自然合理，少有人工干涉，如：洪湖的荷花，白洋淀的芦苇。 （2）生态观赏型 其景观由人按生态原理并结合原地形地貌设计而成，各群落分布建植由人工而成，群落以观赏为主。同时运用各种手法使风景优美，使之成为旅游景点，如：杭州的西溪湿地、金银湖湿地公园等。 1.2 水生植物的群落模式 （1）物种多样化模式：陆生、湿生、挺水、浮水、沉水植物依序构成生态水景的组成部分，并逐步形成一个有机和谐统一的组合体，各组成部分比例协调，景观层次和色彩丰富，如：解放公园。 （2）优势种主导模式：优势种在水景中起主导作用，是景观的主体部分，也是景观的特色部分，其他物种为伴生物种。如大片的荷花形成的景观，点缀有香蒲、茭草和水葱。如杭州西湖曲院风荷的荷花。 （3）水质净化型模式：此类景观以大量的沉水植物和浮水植物为主，水域内点缀少量其它水生植物，主要以保持水质良好，水体透明为主。如：和平公园的人工湖，其中种植的大量菹草和黄花鸢尾。
植物群落的优化配置模式：通达人为设计将欲种植的水生湿地植物群落，根据环境条件和群落特性按一定比例在空间分布，时间分布方面进行安排。使其高效运行达到净化水质，并形成优美的景观效果和可持续利用的生态系统。群落配置包括以下两个方面： 水平空间配置：指水域平面上配置不同的植物群落。所配置的植物群落可分为生态型植物群落和观赏性植物群落，生态型植物群落以水体污染的治理，污水的净化，促进生态系统的建立和完善为主要目标，注重群落的生态效应，其建群种要求耐污，去污能力强，生长快，繁殖能力强，生态效益好的物种，如芦苇。观赏性植物群落要求株型美观，有花有色，有较高的观赏价值，易形成区域内观赏特色。如：荷花和睡莲。 垂直空间配置：指水生植物群落的垂直空间配置由水深决定，不同的水生植物群落对水深有不同的要求。群落配置从湖岸向湖心，随水深的不同分别选用不同的水生植物，即湿生植物群落，挺水植物群落，浮水植物群落，沉水植物群落。这些群落分别占据不同的空间生态位，能适应不同水深处的光照条件，能保持相对稳定。 2、水景中的水生湿地植物群落的优化配置 水生植物在园林中的应用主要分为水边的植物配置、驳岸的植物配置、水面的植物配置、堤、岛的植物配置等。配置时要考虑到物种搭配和生态功能，做到观赏功能和水体处理功能统一协调。物种搭配应主次分明，高低错落，符合各水生植物对生态位的要求，同时能充分发挥各水生植物的生态功能。 2.1 水边与驳岸的植物配置 水体边缘是水面和堤岸的分界线，水体边缘的植物配置既能对水面起到装饰作用，又能实现从水面到堤岸的自然过渡，尤其在自然水体景观中应用较多，所以水边植物配置应讲究艺术构图。在构图上，注意应用探向水面的枝、干，尤其是似倒未倒的水边大乔木，以起到增加水面层次和富有野趣的作用。水边的植物配植，主要是通过植物的色彩、线条以及姿态来组景和造景的。我国园林中自古水边主张植以垂柳，造成柔条拂水，同时在水边种植落羽松、池松、水杉及具有下垂气根的小叶榕等，均能起到线条构图的作用。但水边植物配植切忌等距种植及整形式或修剪，以免失去画意。 2.2 水面植物的配置 水面全部栽满植物的，多适用小水池，或大水池中较独立的一个局部，在南方的
人工湿地植物的选择与配置 随着环境保护的迅速发展，人们对湿地功能也有了广泛的认识。湿地作为"地球之肾"，担负着对地球自然水体的净化 和处理功能。由于城市中天然湿地的逐渐减少和消亡，因此人工湿地以其独到的优越性受到了越来越多的关注和发展。人工湿地系统水质净化技术作为一种新型生态污水净化处理方法,其基本原理是在人工湿地填料上种植特定的湿 地植物，从而建立起一个人工湿地生态系统。当污水通过湿地系统时，其中的污染物质和营养物质被系统吸收或分解，而使水质得到净化。 人工湿地系统水质净化的关键在于工艺的选择和对植物的选择及应用配置。如何选择和搭配适宜的湿地植物， 并且将其应用于不同类型的湿地系统中成了我们在营建人工湿地前必须思考的问题。 1.人工湿地污水处理系统植物的选用原则 1.1 植物在具有良好的生态适应能力和生态营建功能； 管理简单、方便是人工湿地生态污水处理工程的主要特点之一。若能筛选出净化能力强、抗逆性相仿,而生长量较小的植物,将会减少管理上尤其是对植物体后处理上的许多麻烦。一般应选用当地或本地区天然湿地中存在的植物。 1.2 植物具有很强的生命力和旺盛的生长势； ①抗冻、抗热能力 由于污水处理系统是全年连续运行的,故要求水生植物即使在恶劣的环境下也能基本正常生长,而那些对自然条件适应性较差或不能适应的植物都将直接影响净化效果。 ②抗病虫害能力 污水生态处理系统中的植物易滋生病虫害,抗病虫害能力直接关系到植物自身的生长与生存,也直接影响其在处理系统中的净化效果。 ③对周围环境的适应能力 由于人工湿地中的植物根系要长期浸泡在水中和接触浓度较高且变化较大的污 染物,因此所选用的水生植物除了耐污能力要强外,对当地的气候条件、土壤条件 和周围的动植物环境都要有很好的适应能力。 1.3 所引种的植物必须具有较强的耐污染能力； 水生植物对污水中的BOD5、COD、TN、TP主要是靠附着生长在根区表面及 附近的微生物去除的,因此应选择根系比较发达，对污水承受能力强的水生植 物。 1.4 植物的年生长期长，最好是冬季半枯萎或常绿植物； 人工湿地处理系统中常会出现因冬季植物枯萎死亡或生长休眠而导致功能下降的现象，因此，应着重选用常绿冬季生长旺盛的水生植物类型。 1.5 所选择的植物将不对当地的生态环境构成隐患或威胁，具有生态安全性； 1.6 具有一定的经济效益、文化价值、景观效益和综合利用价值。 若所处理的污水不含有毒、有害成分,其综合利用可从以下几个方面考虑:①作饲料,一般选择粗蛋白的含量>20%(干重)的 水生植物；②作肥料,应考虑植物体含肥料有效成分较高,易分解；③生产沼气, 应考虑发酵、产气植物的碳氮比,一般选用植物体的碳氮比为25～30.5/1；④工 业或手工业原料，如芦苇可以用来造纸，水葱、灯心草、香蒲、莞草等都是编 制草席的原料。 由于城镇污水的处理系统一般都靠近城郊,同时面积较大,故美化景观也是必须 考虑的。然而在实际工作中，很多人工湿地的工艺设计者和建设者考虑得最多 的是植物的独有性和观赏价值等表在因素，没有考虑到栽种该植物后的植株生
第14卷第2期湖泊科学Vol.14,No.2 2002年6月JOURNAL OF LAKE SCIENCES Jun.,2002 人工湿地植物研究* 成水平吴振斌况琪军 (中国科学院水生生物研究所,淡水生态与生物技术国家重点实验室,武汉430072) 提要本文阐述了植物在人工湿地污水净化过程中作用及存在的若干问题,提出了研究人工湿地植物的一些设想.植物在人工湿地中起着非常重要的作用,不但直接摄取利用污水中的营养物质、吸收富集污水 中的重金属等有毒有害物质;而且输送氧气到根区,提供根区微生物生长、繁殖和降解对氧的需求;还能维持和 加强人工湿地系统内的水力学传输.但目前人工湿地植物的应用还存在着枯死衰退、杂草丛生和根系扩展较浅 等问题,影响人工湿地的净化功能.通过对人工湿地植物生理生态特性如气体代谢、光合作用、逆境生理和相生 相克等研究,筛选出优良植物种类,创造适宜人工生境,将有利于充分发挥湿地植物功能,提高人工湿地污水处 理能力. 关键词人工湿地植物污水处理 分类号Q948.8 人工湿地污水处理系统是在自然或半自然净化系统的基础上发展起来的污水处理技术[1],具有投资省、运行费用低和效果良好等优点[2-4].人工湿地是一种人为地将石、砂、土壤、煤渣等一种或几种介质按一定比例构成的基质,并有选择性地植入植物的污水处理生态系统.介质、植物和微生物是其基本构成[3],其中对植物的研究是一个重点.本文主要阐述人工湿地植物的研究状况及今后的研究设想. 1植物在人工湿地中作用 植物在污水控制方面有以下优势:1)通过光合作用为净化作用提供能量来源;2)具有美观可欣赏性,能改善景观生态环境;3)可以收割回收资源;4)可作为介质所受污染程度的指示物;5)能固定土壤中的水分,圈定污染区,防止污染源的进一步扩散;6)植物庞大的根系为细菌提供了多样的生境,根区的细菌群落可降解许多种污染物;7)还能输送氧气至根区,有利于微生物的好氧呼吸[5].在人工湿地净化污水过程中,植物作用可以归纳为三个重要的方面:1)直接吸收利用污水中可利用态的营养物质、吸附和富集重金属和一些有毒有害物质;2)为根区好氧微生物输送氧气;3)增强和维持介质的水力传输. 1.1吸收利用、吸附和富集作用 植物根系能从污水中吸收营养物质加以利用、吸附和富集重金属和一些有毒有害物质.进行城镇污水处理试验中发现,种植水烛(Typha an gusti folia)和灯心草(Juncus e ff uses)的人工湿地基质中氮、磷的含量分别比无植物的对照基质中的含量低18%-28%和20%-31%[6],可见水烛和灯心草吸收利用了污水中部分的氮和磷物质.Ellis等(1994)的研究结果表明湿地中宽叶香蒲(Typha la ti folia)和黑三棱(Sparganium sp.)是摄取同化、吸附富集高速公路径流油类、有机物、铅和锌的较适宜植物种类[7].在海涂,芦苇(Phra gmites austr a lis)床湿地系统是削减进入海洋过量营养物质的强有力手段之一[8].池杉(Taxodium ascen dens)人工湿地对污水中总氮和氨氮的净化效果明显地好于对照,对重金属亦具有良好的去除作用[9].吴振斌等报道芦苇-水葱(Schoenoplec- *国家杰出青年基金(39925007)、武汉市青年科技晨光计划(20005004044)、中国科学院知识创新重点项目(KSCX2-SW -102)等资助. 收稿日期:2001-07-10;收到修改稿日期:2001-12-30.成水平,男,1969年生,副研究员.
新密市来集镇王堂中心村 生活污水治理工程 人工湿地植物布置设计说明 郑州大学环境科学研究院 二零一二年二月
新密市来集镇王堂中心村生活污水治理工程 人工湿地植物布置设计说明 一、工程情况分析 新密市来集镇王堂中心村生活污水治理工程采用四级潜流型人工湿地，对于所采用的湿地植物和布置设计有着特殊的要求。植物作为湿地的重要组成部分对于湿地净化污水的作用能起到非常重要的影响，需因地制宜，充分考虑到去污效果、经济效益、生物多样性和景观协调性等因素，以便选择合适的湿地植物。 选择植物的原则： （1）植物具有良好的生态适应能力和生态营建功能。 管理简单、方便是人工湿地生态污水处理工程的主要特点之一。若能筛选出净化能力强、抗逆性相仿，而生长量较小的植物，将会减少管理上尤其是对植物后续处理上的许多麻烦。一般应优先选用当地或本地区天然湿地中存在的植物。 （2）植物具有很强的生命力和旺盛的生长势。 ①抗冻、抗热能力。由于污水处理系统是全年连续运行的，故要求湿地植物即使在恶劣的环境下也能基本正常生长,而那些对自然条件适应性较差或不能适应的植物都将直接影响净化效果。 ②抗病虫害能力。污水生态处理系统中的植物易滋生病虫害，
抗病虫害能力直接关系到植物自身的生长与生存，也直接影响其在处理系统中的净化效果。 ③对周围环境的适应能力。由于人工湿地中的植物根系要长期浸泡在水中和接触浓度较高且变化较大的污染物，因此所选用的水生植物除了耐污能力要强外,对当地的气候条件、土壤条件和周围的动植物环境都要有很好的适应能力。 （3）所引种的植物必须具有较强的耐污染能力。 水生植物对污水中的BOD5、COD、TN、TP主要是靠附着生长在根区表面及附近的微生物去除的，因此应选择根系比较发达，对污水承受能力强的水生植物。 （4）植物的年生长期长，最好是冬季半枯萎或常绿植物。 人工湿地处理系统中常会出现因冬季植物枯萎死亡或生长休眠而导致功能下降的现象，因此，应着重选用常绿的冬季生长旺盛的植物类型。 （5）所选择的植物将不对当地的生态环境构成隐患或威胁，具有生态安全性。 所选植物根据当地气候等现状条件确定，其应用较成熟和广泛，防止对本土植物形成生态威胁。 （6）具有一定的经济效益、文化价值、景观效益和综合利用价值。
人工湿地中植物选择与配置
目录 引言 (3) 1 人工湿地植物选择的原则 (3) 1.1 应选择适合本地生长的植物 (3) 1.2 选择抗逆性强的植物 (3) 1.3 净化能力强的植物 (4) 1.4 具有发达的根系和较强的输氧能力的植物 (4) 1.5 注意多种植物的组合 (5) 1.6 经济价值和景观效果好 (5) 2人工湿地植物种类及配置 (6) 2.1 人工湿地植物类型及计量方法 (6) 2.2 人工湿地植物种类 (8) 2.3 人工湿地植物的配置 (9)
人工湿地中植物选择与配置 引言 湿地植物是人工湿地的重要组成部分，不但可以吸收、降解水体中的污染物质，还能形成景观要素、美化环境。但不同的湿地植物生活习性、去污能力等存在一定差异，所以湿地植物的科学选择以及合理配置是人工湿地的功能与作用得以实现的前提和基础，对污水处理效果和景观要素形成具有重要的影响，是人工湿地设计过程中必须考虑的问题。适宜的湿地植物不仅可以提高污水净化效果，方便后期管理，而且能增加景观效果。 1 人工湿地植物选择的原则 湿地植物是人工湿地的基本组成部分，也是受地域和自然条件影响最大、最难控制的因素之一。同时，湿地植物的差异会显著影响湿地的净化效果，因此植物的选择对提高湿地的净化效果起着重要的作用。 1.1 应选择适合本地生长的植物 不同地区具有不同的环境背景，存在地域的差异和特殊性等，这些均是在人工湿地生态系统设计的植物选择中要考虑的重要因素。必须做到因地制宜，最起码要使所选植物能在该地区正常生长，适合当地的立地条件。一般地，多选用当地适宜种植和移栽的植物。王庆海等对北京地区常见9种水生生物污染物去除能力和生活力进行研究，表明水生鸢尾应为北京地区首选人工湿地植物，菖蒲、香蒲和荻等次之，泽泻和芦竹在人工湿地中不能越冬成活。四川地区以选择灯芯草作为净化污水的湿地植物是适宜的。灯芯草是武汉及北纬30地区人工湿地污水处理系统较理想的水生植物，但在白泥坑人工湿地污水处理系统中因不能适应当地生境而遭淘汰。 1.2 选择抗逆性强的植物 由于人工湿地中植物根系要长期浸泡在水中和接触浓度较高且变化较大的
人工湿地 人工湿地(artificial wetland )：由人为因素形成的湿地。如水田、水库、运河、盐田及鱼塘等。 人工湿地是由人工建造和控制运行的与沼泽地类似的地面，将污水、污泥有控制的投配到经人工建造的湿地上，污水与污泥在沿一定方向流动的过程中，主要利用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用，对污水、污泥进行处理的一种技术。其作用机理包括吸附、滞留、过滤、氧化还原、沉淀、微生物分解、转化、植物遮蔽、残留物积累、蒸腾水分和养分吸收及各类动物的作用。 目录 简介 概念 特点 人工合成湿地类型 地表流人工湿地 潜流式人工合成湿地
污染物去除机理 1.湿地基质的过滤吸附作用 2. 湿地植物的作用 3. 微生物的消解作用 人工湿地的优缺点 人工湿地植物的选择与配置 概念 人工湿地是一个综合的生态系统，它应用生态系统中物种共生、物质循环再生原理，结构与功能协调原则，在促进废水中污染物质良性循环的前提下，充分发挥资源的生产潜力，防止环境的再污染，获得污水处理与资源化的最佳效益。 特点 人工湿地处理系统具有缓冲容量大、处理效果好、工艺简单、投资省、运行费用低等特点，非常适合中、小城镇的污水处理。 人工湿地处理系统可以分为以下几种类型：（1）自由水面人工湿地处理系统；（2）人工潜流湿地处理系统。（3）垂直水流型人工湿地处理系统。 人工合成湿地类型 地表流人工湿地
潜流式人工合成湿地 人工湿地的核心技术是潜流式湿地。一般由两级湿地串联，处理单元并联组成。湿地中根据处理污染物的不同而填有不同介质，种植不同种类的净化植物。水通过基质、植物和微生物的物理、化学和生物的途径共同完成系统的净化，对BOD、COD、TSS、TP、TN、藻类、石油类等有显著的去除效率；此外该工艺独有的流态和结构形成的良好的硝化与反硝化功能区对TN、TP、石油类的去除明显优于其他处理方式。主要包括内部构造系统、活性酶体介质系统、植物的培植与搭配系统、布水与集水系统、防堵塞技术、冬季运行技术。 潜流式人工合成湿地的形式分为垂直流潜流式人工湿地和水平流潜流式人工湿地。利用湿地中不同流态特点净化进水。经过潜流式湿地净化后的河水可达到地表水Ⅲ类标准，再通过排水系统排放。 垂直流潜流式人工湿地： 在垂直潜流系统中，污水由表面纵向流至床底，在纵向流的过程中污水依次经过不同的专利介质层，达到净化的目的。垂直流潜流式湿地具有完整的布水系统和集水系统，其优点是占地面积较其它形式湿地小，处理效率高，整个系统可以完全建在地下，地上可以建成绿地和配合景观规划使用。
人工湿地植物选择和种植 1）荷花，多年生宿根挺水植物，可以用于氧化塘。花期6－9。景观效果好，但是冬季叶片会枯萎。【施工栽植】选光照充足、水肥稳定、底土层深厚（30cm）的水域进行栽植，荷花适宜生长的水深范围为20~80cm；水深超过100cm时，考虑到荷花施工栽种后的成活率，水温恒定在10℃以上时方可进行栽种，水深超过70厘米时，可以考虑用盆栽或客土袋栽方式。根据品种的不同确定其株行距，一般在一1.5m ×一2.0m 左右。 2)香蒲，多年生水生或沼生草本植物，地上茎粗壮，高1一2.5m。叶片条形，叶片长45一95cm，宽一1.5cm，光滑无毛，上部扁平，背面中部以下逐渐隆起;下部横切面近新月形，细胞间隙大，呈海绵状，叶鞘抱茎。 雌雄花序紧密连接。【施工栽植】在进行生产栽植和工程应用时，必须注 意香蒲栽植的深度，防止栽植过深而影响植株新芽的萌发。香蒲的植株脆 嫩，植株孔隙大，容易蓄积水分，因此栽植初期对水质的要求高，不宜直 接栽种于水深过高的污水中。香蒲为强光性植物品种，生长量大，对养分 的需求大，须栽种于疏松肥沃、光照充足的水域_香蒲的叶面积大，须根 据施工水域的具体水位情况进行叶片的修剪，一般深水位施工时保留的植 株高度较大，浅水时则相应减短。香蒲对环境的适应能力较强，沼泽湿地 施工时，可将香蒲植株均匀摆放于泥底层，7天左右即可萌发生根。50cm 以下的水域进行施工时，可采用直栽的形式，即将香蒲直接栽种于底泥层， 如此栽种的香蒲生长恢复快，成活率高。超过50cm水深的水域无风浪时， 可采用拉线栽植的形式，将香蒲均匀拴布于绳线上，以立柱固定于水中。 采用拉线栽植的香蒲成活率高，但不适宜于水体养分贫瘩的水域。具有一 定风浪且水深超过50cm的水域施工时，直接将香蒲绑于立柱上，每株根据立柱的大小绑缚3一20株不等，植株的人水深度在20cm左右，以此法栽种香蒲克服了风浪大植株不易固定的缺点，属于无土栽植的形式。香蒲20－25株/ 平方米。 3）水葱，多年生宿根挺水草本植物。株高1一2m，茎杆高大通直，圆柱状，中空。根状茎粗壮甸甸，须根多。茎杆基部有3一4个膜质管状叶鞘，鞘长可达40cm。常绿。 【施工栽植】水葱为乡土植物品种，对环境的适应能力较强，但水葱对养分的需求量较大，水质痔薄时，常生长细瘦。水葱适宜生长的水深为30－60cm,因此，在进行施工栽植时，注意施工区域的水位，不 同水位采用不同的施工栽植方法。 浅水水域采用直接栽植的施工形式，栽植后10天左右即可恢复生长，常应用于水层深度在30cm左右的水域。水深超过30cm时，常采用育苗袋栽的形式，即将水葱于花盆、植生袋或无纺布袋体中浅水育苗，植株生长恢复后，再将袋体投人施工区域，保证水葱有部分叶片露出水面。此法栽种的水葱，最深能适应lm左右的水位环境。如果需要植入砾石填料中，可以用植生袋或无纺布袋包裹后植入填料中。水葱 15－20芽/丛、8－12丛/平方米。 4）芦苇，芦苇为多年生宿根草本植物，地下根状茎发达。地上部分干高1一5m。【施工栽植】芦苇在潜流式人工湿地栽植时，由于芦苇根茎蓄积的淀粉物质较少，因此生长恢复困难，成活率较低，须进行假植育苗，待芦苇的根系生长恢复并萌发新稍时进行移栽，以提高成活率。冬季枯萎的芦苇施工栽植不能晚于9月中旬，芦苇一般于8月中下旬开始抽穗开花，生长开始缓慢，于10月中旬开始停止生长，因此，为保证施工后的芦苇能安全越冬，必须在9月中旬前完成其栽植，以保证其有1个月左右的生长时间。人工湿地碎石床中的芦苇栽植，成活率较低，为提高芦苇移栽的成活率，应带土移栽或移栽前进行一段时间的假植，并去掉芦苇的部分枝稍，减少蒸发面积，降低蒸腾作用。芦苇16－20株/平方米。 5）风车草，多年生湿生、挺水植物，高40一160cm。径秆粗壮，直立生长，茎近圆柱形，丛生，上部较为粗糙，下部包于棕色的叶鞘之中。叶状苞片非常显着，约有20枚，近等长，叶状苞片呈螺旋状排列在茎秆的顶端，向四面辐射开展，扩散呈伞状。【施工栽植】风车草常以直栽的形式进行工程施工应用，成活率较高。风车草栽植后的水深控制在淹没植株的根茎部即可，防止淹水过深而造成植株的死亡。生长恢复后可适当提高水位深度，但不能超过植株高度的1/3，风车草常作为漂浮植物进行栽植，在进行漂浮栽
水土保持原理课程作业 湿地水生植物的水质净化与处置利用 杨胜娜 指导教师：刘玉春 摘要：水生植物是湿地生态系统中的重要组成部分，本文介绍了湿地中水生植物的水质净化作用。包括对悬浮泥沙、营养物质、重金属、有机物的去除。由于水生植物利用后如不进行处置利用将会造成二次污染所以应该对收获后的大量水生植物进行处置和资源化利用。同时对处置利用途径进行了综述，比如制备肥料、生产饲料、食用或药用、做能源材料等。 关键词：湿地；水生植物；水质净化；处置 Aquatic plants of wetland water purification and disposal Shengna Yang Teacher:Yuchun Liu Abstract: Aquatic plants ecological system is the important part in wetland, this paper introduces the effect of water purification by the aquatic plants of wetlands. Including the removal of suspended sediment, nutrients, heavy metal, and organic compound. If aquatic plants do not be disposed and used after utilization，it will cause secondary pollution。Therefore, a large number of aquatic plants in the post-harvest will be disposed and utilization of resources。At the same time，the way of disposal and dtilization were reviewed，Such as the preparation of fertilizers, production of feed, food or medicine,energy materials and so on。 Key words: Wetland; Aquatic plants; Water purification; disposal 1 引言 湿地生态系统是指介于水、陆生态系统之间的一类生态单元。湿地内丰富的植物群落，能够吸收大量的二氧化碳气体，并放出氧气，湿地中的一些植物能通过自身的生命活动从水体中吸收、富集各种营养元素、有机质、重金属等；同时还能通过光合作用向水体释放氧气，形成具有典型的活性生物生态环境，促进根区微生物的分解代谢作用[1]。 植物在水污染控制中的作用已在很多水体恢复试验中得到验证，但水生植物在其中的作用，国内外目前还存在一些的争议。绝大多数的室内和现场试验都表明，水生植物的作用是高效的或有效的。湿地水生植物在湿地系统的去污机制中发挥着重要的作用，湿地植物的生物量直接影响到水质净化效果的好坏，氮、磷、重金属等元素都是通过水生植物的人工收割来移除的。但是，水生植物生长旺盛，形成的生物量很大，如不及时处置收获后的水生植物将会产生二次污染。处置利用的途径有好多种，比如制备肥料，生产饲料，作为能源材料等。 2 湿地水生植物的水质净化的作用 湿地水生植物能有效地吸收水中的有毒物质，净化水质。如氮、磷、钾以及其他一些有机物质，通过复杂的物理、化学变化被植物体体贮存起来，或者通过生物的转移（如收割植物、捕鱼等）等途径，永久的脱离湿地，参与更大范围的循环。由于水生植物的水质净化作用，湿地的污染物去除效果与水生植物的生物量直接相关，水生植物发达的根系为微生物提供附着、栖息的场所，同时纵横交错形成密集的过滤层使不溶性胶体、重金属和悬浮颗粒等被底泥吸附沉降。 2.1对悬浮泥沙的去除 覆盖于湿地中的水生植物, 使风速在近土壤或水体表面降低，从而有利于水体中悬浮物的沉积，降低沉积物质再悬浮的风险，增加水体与植物间的接触时间, 同时还可增强底质的稳定和降低水体的浊度。根系表皮细胞由于进行新陈代谢, 死亡后在微生物的作用下分解为腐殖质等物质。这些物质和植物生长过程中分泌的物质含有一系列特殊的功能团，它们对含
人工湿地植物的作用和选择 环科1101 牛海鹏 人工湿地是一种新型的污水处理模式,是以污水处理为目的的人工设计建造和监督控制的与沼泽类似的地面。其设计和建造是通过对湿地自然生态系统中的物理、化学和生物作用的优化组合而进行的,也正是利用这3种作用的协同关系进行的废水处理,使水质得到不同程度的改善,同时通过营养物质和水分的生物地球化学循环,促进绿色植物的生长,实现污水的资源化和无害化。植物是人工湿地的核心,不但可以去除污染物,还可以促进污水中营养物质的循环和再利用,同时还能绿化土地,改善区域气候,促进生态环境的良性循环。 1植物在人工湿地中的作用 湿地植物能通过吸收、吸附和富集等作用去除污水中的污染物,包括对 氮、磷的吸收利用及对重金属的吸附和富集。徐德福等的研究表明,种植 美人蕉、菩提子、凤眼莲和芦苇的湿地,对氮、磷去除率分别是10.91%～ 59.32%和50.13%～87.26% 〔1〕进行城镇污水处理试验中发现,种植水烛和灯心草的人工湿地中氮、 磷的含量分别比无植物的对照基质中的含量低18%～28%和20%～31%, 可见水烛和灯心草吸收利用了污水中部分的氮和磷。污水中的氮以有机 氮和无机氮两种形式存在,其中无机氮作为植物生长过程中不可缺少的 营养物质,能以离子形式(NH+4和NO-3)被植物吸收利用;部分有机氮被 微生物分解成氨氮后,也能被植物吸收利用。当植物从污水中吸收氮元素 后,将氮元素合成植物蛋白质等有机氮,最后通过对植物的收割将它们从 湿地系统中去除。 对风车草净化生活污水的实验表明,每克干重风车草能净吸收污水中2.25mg氮。无机磷也是植物必需的营养元素,废水中的无机磷在植物 吸收及同化作用下可转化成植物的ATP、DNA、RNA等有机成分,然后 通过植物的收割而移去。通过建立小试系统,对有植物湿地系统和无植物 湿地系统进行了比较研究,结果表明有植物湿地系统春夏季平均磷的去 除率在60%以上,即使在冬季也能达到40%以上,出水总磷浓度达到或低 于国家地面水三级标准,处理效果接近二级生化处理厂,而且出水水质稳 定,冬季仍能正常运行,而无植物湿地系统磷的去除率仅为28% 植物通过根部直接吸收水溶性重金属,还能通过改变根际环境来改变污染物的化学形态,达到降低或消除重金属污染物化学毒性和生物毒 性的作用。垂直流人工湿地处理低浓度重金属污水的试验表明风车草能 吸收富集水体中30%的铜和锰,对锌、镉、铅的富集也在5%～15%。研 究发现种植在湿地中的宽叶香蒲等植物能够吸附和富集铜、镉、铅、铁 和油类,吸附后的重金属主要分布在根部 有机污染物的吸收是通过植物和微生物共同作用完成的,其降解机制分为三方面:转化、结合、分离。茭白、慈菇对城市污水BOD的去除 率可达80%以上。水葱可使食品厂废水中COD降低70%～80%,使BOD 降低60%～90%
丹江口移民安置点人工湿地水生植物配置说明 1配置原则： 在人工湿地的设计和构建中，湿地水生植物品种的选择应该根据具体施工条件和当地气候等综合因素考虑。人工湿地污水处理系统植物的选用原则如下：1植物在具有良好的生态适应能力和生态营建功能； 2植物具有很强的生命力和旺盛的生长势包括； ①抗冻、抗热能力 ②抗病虫害能力 ③对周围环境的适应能力 3所引种的植物必须具有较强的耐污染能力； 4植物的年生长期长，最好是冬季半枯萎或常绿植物； 5所选择的植物将不对当地的生态环境构成隐患或威胁，具有生态安全性； 6具有一定的经济效益、文化价值、景观效益和综合利用价值。 2配置品种及种植要求 基于上述原则，结合丹江口地区气候特点，种植水生植物品种如下： 2.1菖蒲：【拉丁学名】AcoruscalamusLinn 种植方法： 种子繁殖：将收集到成熟红色的浆果清洗干净，在室内进行秋播，保持潮湿的土壤或浅水，在20℃左右的条件下，早春会陆续发芽，后进行分离培养，待苗生长健壮时，可移栽定植。 分株繁殖：在早春（清明前后）或生长期内进行用铁锨将地下茎挖出，洗干净，去除老根、茎及枯叶、茎，再用快刀将地下茎切成若干块状，每块保留3~4个新芽，进行繁殖。
在生长期进行分栽，将植株连根挖起，洗净，去掉2/3的根，再分成块状，在分株时要保持好嫩叶及芽、新生根。 种植密度：30株/㎡ 2.2水葱【拉丁学名】ScirpusvalidusVahl 种植方法： 种子繁殖：常于3～4月分在室内播种，室温控制在20～25℃，20天左右既可发芽生根。 分株繁殖：早春天气渐暖时，把越冬苗从地下挖起，抖掉部分泥土，用枝剪或将地下茎分成若干丛，每丛带5～8个茎杆。栽到花盆内，并保持盆土一定的湿度或浅水，10～20天即可发芽。如作露地栽培，每丛保持8～12个芽为宜。 种植密度：24株/㎡。 2.3再力花【拉丁学名】Thaliadealbata 种植方法： 以根茎分株繁殖。初春，从母株上割下带1～2个芽的根茎，栽入盆内，施足底肥（以花生麸、骨粉为好)，放进水池养护，待长出新株，移植于人工湿地中生长。 种植密度：10株/㎡。 2.4梭鱼草【拉丁学名】Pontederiacordata 种植方法： 采用分株法和，分株可在春夏两季进行，自基部切开即可，种子繁殖一般在春季进行，种子发芽温度需保持在25℃左右。 种植密度：16株/㎡。 2.5花叶芦竹【拉丁学名】Arundodonaxvar.versicolor 种植方法：
DB13/T 5217—2020 10 附 录 A （资料性附录） 湿地水质净化能力分析计算 A.1 湿地水质净化能力一维模型 …………………………………………(A-1) 式中： -流经x 距离后的污染物浓度，mg/L ； -进水初始断面污染物浓度， mg/L -沿湿地池的纵向距离，一般x 取一个或一组串联湿地池的长度，m ； -湿地断面平均流速，m/s ； -污染物综合衰减系数，1/s 。通常在一个或一组串联湿地池的入口和出口布置采样点，监测污染物浓度值和水流流速，按式计算 K 值： …………………………………………… (A-2) 式中： —进出口取样断面之间的距离， m ； —进口断面上污染物浓度，mg/L ； —出口断面上污染物浓度，mg/L 。 A.2 湿地水质净化能力二维模型 ……………………………………(A-3) 当湿地池断面为矩形断面时上式的解析解为： …………………(A-4) 式中： -湿地单元（池）纵向距离为x ，横向距离为y 处的污染物浓度，mg/L ； - 湿地单元入口断面污染物浓度，mg/L ； m-湿地单元入口污染物速率，g/s ； -湿地单元的平均水深，m ； x -湿地单元纵向距离，m ； y -湿地单元横向距离，m ； -湿地单元水域的平均流速，m/s ；
DB13/T 5217—2020 11 -湿地单元污染物的横向扩散系数， 。通常选择代表性湿地单元，采用示踪物质浓度法测定； 工程设计阶段无试验条件下，也可采用泰勒等经验公式法估算。 ……………………………………(A-5) 式中： b -湿地单元的平均水面宽度，m ； g -重力加速度，m/s 2； j -湿地单元的水力坡降； 其余符号同前。