人工湿地植物的选择与配置
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《人工湿地植物的选择及植物净化污水作用研究进展》篇一一、引言随着城市化进程的加速,城市水体污染问题日益严重。
为应对这一问题,人工湿地技术应运而生,它通过独特的生态学原理和湿地植物的生长机制,有效净化污水并改善生态环境。
其中,人工湿地植物的选择对湿地的运行效果至关重要。
本文将详细探讨人工湿地植物的选择及植物净化污水作用的研究进展。
二、人工湿地植物的选择1. 常见人工湿地植物种类人工湿地植物种类繁多,主要包括草本植物、木本植物和湿生植物等。
常见的草本植物有菖蒲、莎草、凤眼莲等;木本植物有垂柳、水杉等;湿生植物则包括水生鸢尾、慈姑等。
这些植物均具有良好的净化效果和生态适应性。
2. 选择原则在选择人工湿地植物时,需考虑以下原则:一是适应性,即植物对环境的适应能力;二是净化能力,即植物对污水的处理效果;三是景观性,即植物的观赏价值和生态效益;四是维护成本,即植物的养护成本和寿命。
三、植物净化污水作用研究进展1. 植物对污水的物理净化作用人工湿地植物通过根系吸附、截留等物理作用,去除污水中的悬浮物、有机物等。
此外,植物的茎叶还能为微生物提供附着表面,进一步增强物理净化效果。
2. 植物对污水的生物化学净化作用(1)根系分泌与微生物协同作用:人工湿地植物的根系能分泌多种有机物质,如多糖、氨基酸等,这些物质能促进微生物的生长和繁殖。
同时,植物的根系为微生物提供了生存空间和营养物质,使微生物在根系周围形成生物膜,进一步降解污水中的有机物。
(2)吸收与转化作用:人工湿地植物通过吸收和转化作用,将污水中的营养物质转化为自身的组织成分。
例如,某些植物能吸收氮、磷等营养物质,降低污水中的营养盐含量。
(3)氧化还原反应:在光照和微生物的作用下,植物能进行氧化还原反应,如将氨氮氧化为硝酸盐或亚硝酸盐,或将亚铁离子氧化为铁离子等。
这些反应有助于降低污水的毒性,提高其可生化性。
四、研究展望随着科技的进步和生态学理论的发展,人工湿地植物的选择及植物净化污水作用的研究将更加深入。
人工湿地植物的选择人工湿地是一种模拟自然湿度和水分条件下的人工水生植物生态系统,通过植物的生物吸附、生物转化、生物交互作用等生态学机制,对富营养化水体进行净化和修复。
在植物的选择上,需要根据不同的水体特性和需求来确定适宜的植物种类。
本文将从水质改善、环境适应性、景观效果和工程管理等方面,详细说明。
首先,水质改善是人工湿地的主要目标之一。
不同的水体质量问题需要相应的植物进行修复。
对于富营养化水体,适宜选择能吸收大量氮、磷等营养物质的植物,如芦苇、菖蒲等。
这些植物可以通过根系吸收和转化水体中的营养物质,减少水中营养物的浓度,从而减少藻类的生长,达到水质改善的效果。
对于富集重金属的水体,需要选择具有吸附或赋存重金属的那些植物,如鬼针草、蓝莓等,通过植物的根系和体内组织吸附和沉积重金属,起到净化水体的作用。
其次,人工湿地植物的环境适应性也是选择的重要考虑因素之一。
湿地的水质、水位和光照条件都对植物的生长和适应性有一定的要求。
在选择湿地植物时,需要考虑其耐寒、耐旱和耐阴等特性。
例如,在气候寒冷的地区,选择耐寒的植物,如芦苇、苇丛等,以确保其能够在寒冷的冬季正常生长;而在气候干旱的地区,可以选择抗旱性强的植物,如香蒿、蔷薇等,提高湿地植物的生存率。
此外,根据湿地的光照条件,选择喜阳性或耐阴性的植物也是非常重要的。
另外,景观效果也是人工湿地植物选择的重要考虑因素之一。
人工湿地广泛应用于城市绿化和景观设计中,在增加城市绿色空间的同时,也能提供一定的观赏价值。
因此,选择具有较高景观效果的植物是必要的。
例如,芦苇、菖蒲、浮萍等植物能形成绿茵茵的草地,增加湿地的美观性;莲花、睡莲等植物则能在湿地中开出艳丽的花朵,增加湿地的观赏价值。
最后,工程管理也是人工湿地植物选择的重要因素。
人工湿地需要经过长期的管理和养护,植物的种植形式和生长速度都会对管理工作带来一定的影响。
一般来说,开展湿地植物种植时可以采用植被块或植被带的方式进行。
《用于污水处理的人工湿地的基质、植物及其配置》篇一一、引言随着城市化进程的加快,污水处理成为环境保护的重要课题。
人工湿地作为一种自然与工程相结合的污水处理技术,因其低能耗、高效率及环境友好性等特点,被广泛应用于污水处理领域。
本文将重点探讨用于污水处理的人工湿地的基质、植物及其配置。
二、人工湿地基质人工湿地的基质是构成湿地生态系统的基础,其选择直接影响着湿地的处理效果和生态稳定性。
常见的基质包括土壤、沙、砾石等。
1. 土壤基质土壤基质具有较好的保水性和生物活性,有利于植物生长和微生物活动。
同时,土壤中的有机质和营养物质可以为微生物提供生长所需的碳源和氮源。
因此,土壤基质是人工湿地中常用的基质之一。
2. 沙和砾石基质沙和砾石基质具有良好的渗透性和排水性,有利于提高湿地的处理效率和防止堵塞。
此外,沙和砾石基质还能提供一定的物理过滤作用,有助于去除污水中的悬浮物和颗粒物。
三、人工湿地植物人工湿地植物在污水处理中发挥着重要作用,它们通过吸收、吸附、降解等方式去除污水中的污染物。
常见的湿地植物包括菖蒲、芦苇、香蒲等。
1. 菖蒲菖蒲是一种耐污能力较强的植物,能吸收污水中的氮、磷等营养物质,并通过根系分泌的酶和微生物的作用,将污染物转化为无害物质。
此外,菖蒲还能抑制湿地中藻类的过度繁殖,防止水体富营养化。
2. 芦苇芦苇是一种生长迅速、生物量大的植物,具有良好的净化效果。
它能吸收污水中的有机物、重金属等污染物,并通过根系为微生物提供生长场所,促进微生物对污染物的降解。
3. 香蒲香蒲是一种适应性较强的植物,能在不同基质和环境中生长。
它能吸收污水中的营养物质,并通过根系分泌的物质抑制病原菌的生长。
此外,香蒲还能提供良好的生态环境,为其他生物提供栖息地。
四、植物配置人工湿地的植物配置应考虑植物的生态位、生长速度、净化能力等因素。
一般来说,应根据湿地的具体情况,选择多种植物进行搭配,以形成稳定的生态系统。
同时,要注意植物的布局和密度,避免过度竞争和互相干扰。
《人工湿地植物的功能与选择》篇一一、引言人工湿地作为一种独特的生态系统,近年来在全球范围内得到了广泛的应用。
这种以植物为基础的生态系统不仅在净化水质、维护生态平衡方面发挥了重要作用,而且也为人类提供了多种生物资源和环境服务。
本文将重点探讨人工湿地植物的功能及其选择的重要性。
二、人工湿地植物的功能1. 净化水质人工湿地植物具有显著的净化水质功能。
通过吸收、积累和转化水中的营养物质、重金属等有害物质,植物可以有效地降低水体的污染程度,提高水质。
此外,植物的根系还能为微生物提供栖息地,促进微生物对水体的进一步净化。
2. 生态平衡维护人工湿地植物通过与其他生物的相互作用,维护了生态系统的平衡。
植物的叶片、根系等为其他生物提供了食物和栖息地,从而促进了生物多样性的形成和维持。
此外,植物还能调节小气候,改善生态环境,为其他生物提供良好的生存环境。
3. 提供生物资源人工湿地植物为人类提供了多种生物资源。
例如,某些植物可以作为饲料、药材等,具有一定的经济价值。
此外,植物还可以为养殖业提供饲料来源,如鱼、虾等水生动物的饲料。
三、人工湿地植物的选择在选择人工湿地植物时,需要考虑多种因素。
首先,要考虑到植物的生态习性、生长速度、耐污能力等因素,以确保植物能在人工湿地环境中正常生长并发挥其功能。
其次,要考虑到植物的景观效果,选择具有观赏价值的植物,使人工湿地既具有生态功能又具有景观价值。
此外,还需要考虑植物的可持续性、维护成本等因素。
四、常见的人工湿地植物及其特点1. 芦苇芦苇是一种常见的人工湿地植物,具有较强的耐污能力和净化水质的能力。
其生长速度快,能在短时间内形成良好的生态系统。
此外,芦苇还具有较高的观赏价值,可应用于景观设计。
2. 菖蒲菖蒲是一种喜水植物,具有良好的净化水质的能力。
其根系发达,能为微生物提供良好的栖息地。
此外,菖蒲还具有较好的抗逆性,能在恶劣的环境中生长。
3. 水生鸢尾水生鸢尾是一种具有较高观赏价值的植物,其叶片丰满、花色丰富。
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。
河道人工湿地水生植物的选择与配置(参考植物配置说明)水生植物是指生长环境为水体、沼泽地的植物,包括草本和木本植物。
水生植物可分为以下四类:1、挺水植物:指茎叶挺出水面的水生植物,常见的有芦苇、菖蒲、香蒲、水葱、水生美人蕉、慈姑、灯心草等;2、浮叶植物:指叶片浮在水面的水生植物,常见的有睡莲、荷花、萍浮草、王莲等;3、漂浮植物:指根部不生长在泥中,植株部分漂浮与水面之上,部分悬浮在水里的水生植物,常见的有浮萍、红萍、水鳖等;4、沉水植物:指整个植株全部没入水中,或仅有少许叶尖或花露出水面的水生植物,常见的有金鱼藻、菹草、黑藻等。
主要的植物配置表九、后期管理人工湿地后期管理主要包括结构管理和植物管理两方面:(1 )结构管理人工湿地的各项结构管理在于保证系统稳定运行,延长湿地使用年限。
任何细微的损坏或裂缝,都会因不断的污水流动,造成损坏不断扩大,因此必须定期(如每月)对人工湿地池体如坝、泄洪沟及其它控制水流的设施进行检查和维修。
(2)植物管理植物是人工湿地处理核心,也是人工湿地后期管理最重要工作,主要注意以下几方面:1)植物栽种初期的管理人工湿地植物栽种初期的管理主要是保证其成活率,湿地植物栽种最好在春季,植物容易成活。
如果不是在春季,如冬季应做好防冻措施,如在夏季应做好遮阳防晒。
总之要根据实际情况采取措施确保栽种的植物能成活。
2)控水植物栽种初期为了使植物的根扎得比较深,需要通过控制湿地的水位,促使植物根茎向下生长。
3)及时收割植物人工湿地植物一般生长较快,根据不同的植物类型,在其生长茂盛、成熟后应对植物进行及时收割,并处理和利用。
一般的植物收割时间为上半年的3〜5月份和下半年的9〜11月份。
4)做好日常护理防止湿地内其它杂草滋生,对已生长的杂草应及时清除;需及时清除植物的枯枝落叶,以防止腐烂等污染。
5)暴风雨后的维护暴风雨后,湿地床上植物发生歪倒,要及时扶培,排除积水。
6)冬季对植物的处理对不耐寒的植物在冬季来临之前要做好防冻措施或及时收割掉,降低负荷。
《人工湿地植物的选择及植物净化污水作用研究进展》篇一一、引言随着工业化和城市化的快速发展,污水处理问题逐渐凸显。
人工湿地作为一种新型的污水处理技术,以其低能耗、低投资和良好的生态效益受到了广泛关注。
植物作为人工湿地系统中的核心组成部分,其选择对湿地系统的稳定运行和污水净化效果具有重要影响。
本文将就人工湿地植物的选择及其在净化污水过程中的作用进行深入研究与探讨。
二、人工湿地植物的选择1. 常见人工湿地植物种类人工湿地植物种类繁多,主要包括芦苇、菖蒲、香蒲、水芹菜等。
这些植物具有较高的生长速度、耐污能力强、对水质改善效果好等特点。
在选择植物时,需根据湿地类型、气候条件、水质状况等因素进行综合考虑。
2. 植物选择的原则在选择人工湿地植物时,应遵循适应性、耐污性、生长速度、根系发达程度等原则。
适应性强的植物能够在不同环境条件下生长,耐污性好的植物能够承受较高的污染物负荷,生长速度快的植物能够快速覆盖湿地表面,根系发达的植物则有利于提高湿地的稳定性。
3. 植物选择的实验研究近年来,许多学者通过实验研究探讨了不同植物在人工湿地系统中的表现。
实验结果表明,某些植物在特定条件下对污染物的去除效果显著,如芦苇对氮、磷等营养物质的去除具有较好效果,而水芹菜则对重金属等污染物有较好的吸附作用。
三、植物净化污水作用研究进展1. 植物对污染物的吸收与转化人工湿地中的植物通过吸收、转化和降解等方式,将水中的污染物转化为无害物质。
例如,植物通过根系吸收水中的营养物质,并将其转化为自身生长所需的物质;同时,植物还能分泌出一些酶,将部分有机物降解为简单的小分子物质。
2. 根系微生物的协同作用人工湿地中的植物根系为微生物提供了生长和繁殖的场所。
这些微生物能够进一步分解有机物,将氮、磷等营养物质转化为气体或沉淀物,从而实现污水的净化。
研究表明,植物与根系微生物的协同作用对提高人工湿地的净化效果具有重要作用。
3. 不同植物的净化效果比较不同植物在人工湿地系统中的净化效果存在差异。
用于污水处理的人工湿地的基质、植物及其配置人工湿地是一种自然与人工结合的处理工艺,通过模拟湿地环境,利用湿地植物及微生物的共同作用,对进入湿地的污水进行处理。
人工湿地具有低投资、低运营成本、易操作、环境效益显著等优点,因此被广泛应用于城市污水、农村生活污水和工业废水的处理中。
人工湿地的基质是支持植物生长的关键因素之一,通常采用砂质土壤、黏土、煤渣、砂利等材料作为基质。
这些基质具有良好的透水性和保水性,可以提供充足的水分和养分供给给湿地植物,同时也有一定的吸附污染物的能力。
在湿地植物的选择方面,一般采用浅水湿地生态系统中适应性强的湿地植物。
比较常用的植物包括芦苇、蒲草、香蒲、菖蒲等。
这些植物根系发达,能够增加基质对有机物和氮磷等营养物质的吸附和降解能力。
此外,它们的茎和叶片也能起到一定拦截和吸附污染物的作用。
人工湿地的配置一般包括前段和后段。
前段是污水进入湿地前经过的处理单元,主要用来去除大颗粒悬浮物和浮游生物。
常见的前段处理单元有格栅、沉砂池和沉淀池等。
格栅可以过滤掉较大的杂质,沉砂池和沉淀池则可以沉淀掉较重的悬浮物。
后段是污水经过湿地植物处理后的处理单元,主要用来去除污水中的悬浮物、有机物、氨氮和磷等营养物质。
后段通常分为初级湿地和次生湿地。
初级湿地主要通过湿地植物的吸附和降解能力,去除污水中的有机物和氨氮等营养物质。
次生湿地则进一步去除污水中的磷和微量重金属等。
在配置人工湿地时,需要根据不同污水的性质和处理要求进行合理设计。
首先要确定污水的进水流量、水质指标和排放标准,然后再选择合适的湿地植物和基质材料,以及确定湿地的面积和深度,最后进行系统配置。
人工湿地的运维管理也是保证其正常运行的重要环节。
一般需要注意以下几点:定期修剪和控制湿地植物的生长,保持湿地的通气性;定期清理沉积物,避免堵塞湿地孔隙;定期检测水质,及时调整湿地运行参数;适时养护湿地植物,促进植物生长和更新等。
综上所述,基质、植物及其配置是影响人工湿地污水处理效果的重要因素。
人工湿地植物的功能与选择在城市化进程快速发展的同时,人工湿地越来越被重视并广泛应用于处理城市污水和改善水环境质量。
而人工湿地植物,作为人工湿地中最重要的组成部分之一,在净化水质、保护生态环境、提供生态服务等方面发挥着重要的作用。
人工湿地植物的功能主要有以下几个方面:1. 污水净化功能:人工湿地植物通过根系吸附、吸收、降解有害物质,如重金属、氨氮等,减少水体中的污染物质浓度。
植物的根系可以提供生物膜,附着微生物吸附或降解有机物质,促进水体中溶解氧的增加,从而改善水质。
2. 水体调蓄功能:人工湿地植物可以吸收水体中的过剩养分,减少水体中的富营养化现象,防止水体中的藻类大量繁殖,并降低水体中的悬浮物质,改善水体的透明度。
同时,植物的根系可以增强土壤的保水能力,减少水体排放量的波动,达到水体调蓄的功能。
3. 生态保护功能:人工湿地植物能够提供适宜的生境环境,吸引和滋养各种水生生物,保护水生生物多样性。
湿地植物可以提供多样的栖息地,为水生生物的繁殖和生长提供良好的环境。
同时,湿地植物还能提供食物链的起点,为湿地中的动物提供食物,维持生态平衡。
在选择人工湿地植物时,需要考虑以下几个因素:1. 适应能力:选择能够适应湿地环境的植物品种。
湿地环境特点包括湿润、潮湿、湿地淤泥土壤等,需要选择能够适应这些环境的植物品种。
2. 生长速度:选择生长速度适中、能够迅速生长并形成稳定根系的植物。
这样可以更快地建立起稳定的湿地植物群落,提高湿地的处理效果。
3. 水质适应性:选择能够耐受一定程度水质污染的植物。
湿地在处理污水时,水质会发生变化,有些植物对污染物的耐受能力较强,具有较好的适应性。
4. 多样性:选择具有多样性的植物种类。
不同植物具有不同的根系特点和功能,搭配使用可以提高湿地的处理效果。
常见的人工湿地植物包括芦苇、香蒲、菖蒲、蕨类等。
这些植物具有根系发达、能够吸附和吸收有害物质的特点,是人工湿地中的主要植物类型。
此外,一些水生植物如睡莲、荷花等也常被用于人工湿地的修建。
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长效果、湿地的运行效果、生长表现以及对生态的安全性等,导致人工湿地在运行一段时间后功能骤降或运行费用剧增,最后导致系统瘫费或闲置。
2.人工湿地植物特性的研究及植物配置分析2.1 根据植物类型分析2.1.1 漂浮植物漂浮植物中常用作人工湿地系统处理的有水葫芦、大薸、水芹菜、李氏禾、浮萍、水蕹菜、豆瓣菜等。
根据对这些植物的植物学特性进行分析,发现它们具有以下几个特点:①生命力强,对环境适应性好,根系发达;②生物量大,生长迅速;③具有季节性休眠现象,如冬季休眠或死亡的水葫芦、大薸、水蕹菜,夏季休眠的水芹菜、豆瓣菜等。
生长的旺盛季节主要集中在每年的3-10月或9月-次年5月;④生育周期短,主要以营养生长为主,对N的需求量最高。
由于漂浮植物具有上述的植物学特性,因此,在进行人工湿地植物配置的时候我们必须充分考虑它们各自的优点:①由于这类植物的环境适应能力强,因此在进行植物配置时应当作地方优势品种予以优先考虑;②人工湿地系统中,水体中养分的去除主要依靠植物的吸收利用,因此,生物量大、根系发达、年生育周期多和吸收能力好的植物成为我们选择的目标;③利用植物季节性休眠特性,我们可以给予正确的植物搭配,如冬季低温时配置水芹菜而夏季高温时则配置水葫芦、大薸等适宜高温生长的植物,以避免因植物品种选择搭配单一而出现季节性的功能失调现象;④由于这类植物以营养生长为主,对N的吸收利用率要高,因此,在进行植物配置时应重视其对N的吸收利用效果,可作为N去除的优势植物而加以利用,从而提高系统对N的去除效果。
2.1.2 根茎、球茎及种子植物这类植物主要包括睡莲、荷花、马蹄莲、慈姑、荸荠、芋、泽泻、菱角、薏米、芡实等。
它们或具有发达的地下根茎或块根,或能产生大量的种子果实,多为季节性休眠植物类型,一般是冬季枯萎春季萌发,生长季节主要集中在4-9月。
根茎、球茎、种子类植物具有以下特点:①耐淤能力较好,适宜生长在淤土层深厚肥沃的地方,生长离不开土壤;②适宜生长环境的水深一般为40-100CM左右;③具有发达的地下块根或块茎,其根茎的形成对P元素的需求较多,因此,对P的吸收量较大;④种子果实类植物,其种子和果实的形成需要大量的P和K元素。
(3)由于这类植物具有以下特点,因此在进行人工湿地植物应用配置时应予以充分考虑:①基于这些植物的特性,其应用一般为表面流人工湿地系统和湿地的稳定系统;②利用这些植物的生长(主要是块根、球茎和果实的生长)需要大量的P、K元素的特性,将其作为P去除的优势植物应用,以提高系统对P的去除效果。
2.1.3 挺水草本植物类型这类植物包括芦苇、茭草、香蒲、旱伞竹、皇竹草、藨草、水葱、水莎草、纸莎草等,为人工湿地系统主要的植物选配品种。
这些植物的共同特性在于:①适应能力强,或为本土优势品种;②根系发达,生长量大,营养生长与生殖生长并存,对N和P、K的吸收都比较丰富;③能于无土环境生长。
根据这类植物的生长特性,它们可以搭配种植于潜流式人工湿地,也可以种植于表流式人工湿地系统中。
根据植物的根系分布深浅及分布范围,可以将这类植物分成四种生长类型,即深根丛生型、深根散生型、浅根丛生型和浅根散生型。
(1)深根丛生型的植物,其根系的分布深度一般在30CM以上,分布较深而分布面积不广。
植株的地上部分丛生,如皇竹草、芦竹、旱伞竹、野茭草、薏米、纸莎草等。
由于这类植物的根系入土深度较大,根系接触面广,配置栽种于潜流式人工湿地中更能显示出它们的处理净化性能。
(2)深根散生型植物根系一般分布于20-30CM之间,植株分散,这类植物有香蒲、菖蒲、水葱、藨草、水莎草、野山姜等,这类植物的根系入土深度也较深,因此适宜配置栽种于潜流式人工湿地。
(3)浅根散生型的一些植物如美人蕉、芦苇、荸荠、慈姑、莲藕等,其根系分布一般都在5-20CM之间。
由于这些植物的根系分布浅,而且一般原生于土壤环境,因此适宜配置于表流式人工湿地中。
(4)浅根丛生型的植物如灯心草、芋头等丛生型植物,由于根系分布浅,且一般原生于土壤环境,因此仅适宜配置于表面流人工湿地系统中。
2.1.4 沉水植物类型沉水植物一般原生于水质清洁的环境,其生长对水质要求比较高,因此,沉水植物只能用作人工湿地系统中最后的强化稳定植物加以应用,以提高出水水质。
2.1.5 其它类型的植物一些如水生景观植物之类的,由于长时间的人工选择,使其对污染环境的适应能力比较弱,因此也只能作为最后的强化稳定植物或湿地系统的景观植物而应用。
2.2 根据植物原生环境分析根据植物的原生环境分析,原生于实土环境的一些植物如美人蕉、芦苇、灯心草、旱伞竹、皇竹草、芦竹、薏米等,其根系生长有一定的向土性,配置于表面流湿地系统中,生长会更旺盛。
但由于它们的根系大都垂直向下生长,因此,净化处理的效果不及应用于潜流式湿地中;对于一些原生于沼泽、腐殖层、草炭湿地、湖泊水面的植物如水葱、野茭、山姜、藨草、香蒲、菖蒲等,由于其生长已经适应了无土环境,因此更适宜配置于潜流式人工湿地;而对于一些块根块茎类的水生植物如荷花、睡莲、慈姑、芋头等则只能配置于表面流湿地中。
2.3 根据植物对养分的需求类型分析根据植物对养分的需求情况分析,由于潜流式人工湿地湿地系统填料之间的空隙大,植物根系与水体养分接触的面积要较表流式人工湿地湿地广,因此对于营养生长旺盛、植株生长迅速、植株生物量大、一年有数个萌发高峰的植物如香蒲、水葱、苔草、水莎草等植物适宜栽种于潜流湿地;而对于营养生长与生殖生长并存,生长相对缓慢,一年只有一个萌发高峰期的一些植物如芦苇、茭草、薏米等则配置于表面流湿地系统。
2.4 根据植物对污水的适应能力分析不同植物对污水的适应能力不同。
一般高浓度污水主要集中在湿地工艺的前端部分。
因此,在人工湿地建设时,前端工艺部分如强氧化塘、潜流湿地等工艺一般选择耐污染能力强的植物品种。
末端工艺如稳定塘、景观塘等处理段中,由于污水浓度降低,因此可以更多考虑植物的景观效果。
3.小结一个人工湿地系统的建立,植物的选择和配置是很重要的考虑因素。
在系统建立和植物栽种配置时要将系统的主要功能与植物的植物学特性充分结合起来考虑。
只有这样,才能充分发挥不同植物各自的优势,达到更好的处理净化效果。
湿地植物的栽种配置要根据具体的应用环境和系统工艺来确定,对于一些应用工艺范围较广的植物类型,要充分考虑其在该工艺中的优势,能使其充分发挥自己的长处而居于主导地位。
为达到全面的处理和利用效果,应进行有机的搭配,如深根系植物与浅根系植物搭配,丛生型植物与散生型植物搭配,吸收N多的植物与吸收P多的植物搭配,以及常绿植物与季节性植物的季相搭配等。
在进行综合处理的一些工艺或工艺段中,切忌配置单一品种,以避免出现季节性的功能下降或功能单一。
作为湿地公园规划建设的人工湿地还要考虑景观搭配。
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