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1、09环境工程 李冰津,人工湿地植物研究,SO：植物是人工湿地核心,植物迎来动物,微生物也随即而来,湿地植物处理效果展示,人工湿地,人工湿地与传统系统的比较人工湿地类型人工湿地植物类型及常见的几种植物 人工湿地植物的作用 植物的选择标准人工湿地植物的应用过程存在的问题与展望,人工湿地与传统系统的比较,表面流人工湿地：,潜流人工湿地：,垂直流人工湿地：,人工湿地种类,根据污水在系统中的流动方式，可以将人工湿地分为三类。,污水在基质的表面漫流，有机物的去除通过植物水下茎、杆上的生物膜来完成,缺点：是这种湿地不能充分利用填料基质及丰富的植物根系，处理污染物的负荷比较低，且在寒冷的冬天表面会结冰，在炎热
2、的夏天回滋生蚊蝇，散发臭味，存在卫生隐患。,优点：是投资省,人工湿地表面流,污水在填料基质表面以下潜流系统，它分别利用整个系统的协同作用。,缺点：投资比表面流要高。,优点：一方面可以通过填料及植物根系截留污水，再通过植物根系吸收污染物，充分发挥了植物根系的吸收作用；另一方面由于水流在地表以下流动，保温性较好，处理效果受气候影响小，而且卫生条件也比较好,人工湿地潜流,垂直流湿地的水流结合了表面流湿地和潜流湿地的特点，水流在填料床中由上而下做竖向流动，污染物去除机理基本与潜流人工湿地相同；,优点：，垂直流的底层氧化能力更高。因此对污水有较高的处理能力。被认为是天然污水处理最可靠系统,人工湿地垂直流
3、,人工湿地植物,植物类型：（1）浮水植物 特点：生命力强，对环境适应性好，根系发达；生物量大，生长迅速；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。生长旺盛季节主要集中在每年的3-10月，生育周期短，主要以营养生长为主，对N的需求量最高,（2）挺水草本植物 特点：适应能力强，或为本土优势品种；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；能于无土环境生长。,（3）沉水植物 特点：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。,湿地中
4、常见的几种植物,(1)凤眼莲：【别名】水葫芦、凤眼蓝、水葫芦苗【分类】雨久花科凤眼莲属形态特征：多年生浮水草本。须根发达且悬垂水中。喜高温湿润的气候，为生长发育的最适温度，以上则抑制生长，C处于休眠状态；以上开始萌芽，但深秋季节遇到霜冻后，很快枯萎。耐碱性，抗病力强。极耐肥。但在多风浪的水面上，则生长不良。花期长，自夏至秋开花不绝。,（2）大藻【别名】大萍、水莲、肥猪草、水芙蓉【分类】天南星科大藻属形态特征：多年生浮水草本。主茎短缩而叶呈莲座状，从叶腋间向四周分出匍匐茎，茎顶端发出新植株，有白色成束的须根。背面生毛。果为浆果。花期月。生长习性：性喜高温高湿，不耐严寒。大藻有发达的根系，直接从污
5、水中吸收有害物质和过剩营养物质，净化能力较强。,（）黑藻：【别名温丝草、灯笼薇、转转薇【分类】水鳖科黑藻属形态特征：多年生沉水草本。茎圆柱形，表面具有纵向细棱纹，质较脆；茎直立细长，长。叶带状披针形，片轮生，通常以片为多，长左右，宽约；叶缘具小锯齿，叶无柄。生长习性：喜阳光充足的环境。环境荫蔽植株生长受阻，新叶叶色变淡，老叶逐渐死亡。性喜温暖，较耐寒，在的温度范围内生长良好，越冬不低于。黑藻根系和叶片均可作为吸收器官，对磷的吸附力较强。,（4）芦苇【分类】禾本科芦苇属多年生挺水植物形态特征：茎秆直立，秆高，节下常生白粉。叶鞘圆筒形，无毛或有细毛。叶舌有毛，叶片长线形或长披针形，排列成行。生长习
6、性：多生于低湿地或浅水中。夏秋开花，芦苇适应性广、抗逆性强、生物量高，嫩茎、叶可作饲料。芦苇植株高大，地下有发达的匍匐根状茎。可将芦苇种植在人工湿地的前端，能有效去除污水中的有机污染物。,（5）伞草【别名】水棕竹、风车草【分类】莎草科莎草属形态特征：多年生湿生、挺水植物，高。茎秆粗壮，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。花果期为夏秋季节。生长习性：性喜温暖湿润、通风良好、光照充足的环境，耐半阴；甚耐寒，华东地区露地稍加保护可以越冬；对土壤要求不严，以肥沃稍粘的土质为宜。,（6）灯心草【别名】蔺草、龙须草、野席草、马棕根、野马棕【分类】灯心草科灯心草属形态特征：多年
7、生草本，高。根茎横走，密生须根。茎簇生，直立，细柱形，直径mm，茎内充满白色的髓心，占茎的大部分。灯心草除污能力较强，对去除率较高。,（1）直接吸收污水中可利用的营养物质、吸附和富集重金属和一些有毒有害物质,（）为根区好氧微生物输送氧气,（）增强和维持介质的水力传输,人工湿地中植物的作用,肥料,饲料,造纸,编制草席,and:观赏.,选择标准耐污能力和抗寒能力强，又宜于本乡土生长，最好以本乡土植物为主根系发达，茎叶茂密抗病虫害能力强有一定的经济价值,植物的选择标准,根系发达,持水能力好,一般来说植物根系在缺水的情况下会自动加快其根系向地下潮湿方向的伸展若人为地使植物根系处于适当的缺水可诱导植物根
8、系加速增长但若过分缺水状态植物会因缺水而死亡水分诱导技术就是基于这个原理发展起来的。,在湿地植物根系表面生长的生物膜,通过整理了解到，尽管国内外对人工湿地系统中的植物开展了较为广泛的专项研究,但由于各种因素的作用使得人工湿地植物的整体净化效果受到影响,况且我国人工湿地的研究起步较晚,因此有关湿地植物的研究还需不断深入和探索。,人工湿地植物应用过程存在的问题与展望,1)植物耐污水胁迫能力的强弱与其生长状况紧密相连，植株生长越茂盛，根系越发达，污水的净化能力就强，植物表现出的抗性也就越强。但大多数植物生长都遵循着春夏季萌发、秋冬季死亡的客观规律。这种现象的存在，使人工湿地的污水处理系统冬季净化效果
9、下降，相应抗性也下降。2)人工湿地中选择典型的植物或植物组合作为优势种进行种植，有利于其快速生长，提高人工湿地植物的抗性。因此，如何抑制人工湿地外来物种的入侵，对人工湿地的高效运行和抗性的提高有着重要意义。,3)植物根系在人工湿地系统中起到非常重要的作用,能够改善土壤微环境,主要是由于根系对根际微生物、酶系统产生影响,从而影响人工湿地污水处理的效果。但很多时候植物根系的生长发育受到限制,常出现烂根的情况,应开展有利于根系进一步向深处扩展的条件的研究。4)同类型湿地植物的净化机理很类似,但研究多局限于同种类型植物间的对比,少有针对不同类型植物处理同种类型水体的研究,应开展这方面的研究。,5)目前对人工湿地植物的研究多局限在实验室的小试规模,工程实践应用的实例少,缺乏理论与实际工程的结合,应开展这方面的研究。,
