人工濕地技術(shù)是為處理污水而人為地在有一定長寬比和底面坡度的洼地上用土壤和填料(如礫石、Zeolite等)混合組成填料床，使污水在床體的填料縫隙中流動或在床體表面流動，并在床體表面種植具有性能好，成活率高，抗水性強，生長周期長，美觀及具有經(jīng)濟價值的水生植物(如蘆葦、蒲草等)形成一個獨特的動植物生態(tài)體系。植物、微生物、填料是人工濕地的主要組成部分，在這些主體的作用下污水中的污染物得到降解。

1、植物在人工濕地中作用

1.1 植物在污水控制方面有以下優(yōu)勢

(1)通過光合作用為凈化作用提供能量來源；

(2)具有美觀可欣賞性，能改善景觀生態(tài)環(huán)境；

(3)可以收割回收資源；

(4)可作為介質(zhì)所受污染程度的指示物；

(5)能固定土壤中的水分，圈定污染區(qū)，防止污染源的進一步擴散；

(6)植物龐大的根系為細菌提供了多樣的生境，根區(qū)的細菌群落可降解許多種污染物；

(7)還能輸送氧氣至根區(qū)，有利于微生物的好氧呼吸；

(8)植物生長吸收碳、氮磷；

(9)植物影響濕地水流狀態(tài)；

(10)在冬季結(jié)冰地區(qū)，冬季時植物具有支撐冰面的作用。

1.2 植物在生長過程對人工濕地污水處理系統(tǒng)影響

(1)植物生長過程與污染物去除：植物的生長伴隨著一系列的生理生態(tài)過程，包括植株增高、分蘗數(shù)增多、根系伸長、光合作用、根際活動增強、生物量積累等。研究結(jié)果表明，對多數(shù)植物來說，植株高度更能反映植物生長，特別是其中植株高度與DO質(zhì)量濃度之間具有一定的耦合。植株移栽后經(jīng)過了兩個月左右的緩慢生長期，在這段時間里，人工濕地系統(tǒng)的污水凈化能力迅速提高。這說明，植物在移栽后的適應(yīng)階段完成了人工濕地內(nèi)部環(huán)境的營造。

(2)植物在污染物去除中的作用：植 物在人工濕地的眾多作用中，根系營造良好的微生物生長環(huán)境和根系向基質(zhì)中釋放氧氣無疑是問題的關(guān)鍵所在。就植物而言，不同的植物在人工濕地中的生理生態(tài)特征是不盡相同的，比如植物根系氧釋放能力在植物間就存在著較大的差別。

2、人工濕地選擇植物的原則

2.1 人工濕地中常見的植物物種

目 前 ，全球發(fā)現(xiàn)的濕地高等植物多達6700余種，而已被用于處理濕地且產(chǎn)生效果的不過幾十種，很多植物還從未試用過?，F(xiàn)在國際上公認的濕地淡水水生植物優(yōu)勢品種有寬葉香蒲、蘆葦、苦草、軟水草和狐尾藻。其它水生植物，如藨 草、茭草、水生花、田邊草、黑麥草、蘭花草、池杉、馬路蓮、美人蕉、蓮藕、浮萍、伊樂藻、菹草、橡草、水蔥和香根草等均可

以根據(jù)處理水的水質(zhì)情況加以選用。如我國深圳白泥坑人工濕地栽種了蘆葦、茳芏、燈芯

草和蒲草處理污水。

2.2 選擇原則

人工濕地系統(tǒng)水質(zhì)凈化的關(guān)鍵在于工藝的選擇和對植物的選擇及應(yīng)用配置。如何選擇和搭配適宜的濕地植物，并且將其應(yīng)用于不同類型的濕地系統(tǒng)中成了我們在營建人工濕地前必須思考的問題。

2.2.1 耐污能力強

耐污能力強是選擇濕地植物的首先原則，是選擇人工濕地植物要考慮的重要因素。如選擇不當，可能導(dǎo)致植物死亡。例如：當污水中凱氏氮的濃度達到54.5mg/L(或者氨氮24.7mg/L)時人工濕地中的香浦葉將枯黃或致死，且短期內(nèi)難以恢復(fù)。水生植物對污水中的BOD5、COD、TN、TP主要是靠附著生長在根區(qū)表面及附近的微生物去除的，因此應(yīng)選擇根系比較發(fā)達，對污水承受能力強的水生植物。

2.2.2 凈化能力強

凈化能力是選擇人工濕地植物要考慮的另一個重要因素。為了提高人工濕地的去污能力，同時要求植物的凈化能力要強，即單位面積的污染物去除效果要高。主要從兩方面考慮，一方面是植物的生物量較大，另一方面是植物體內(nèi)污染物的濃度要高。黃時達等比較了蘆葦、燈芯草和菖蒲三種植物的污染凈化能力，結(jié)果發(fā)現(xiàn)燈芯草去除能力最強。

2.2.3 適應(yīng)能力

具有抗逆性、抗 凍、抗熱能力、抗病蟲害能力和對周圍環(huán)境的適應(yīng)能力?？购芰姷奈锓N有助于保持寒冷季節(jié)和寒冷地區(qū)植物的活性和濕地在此期間和在此地區(qū)的去除效果。污水生態(tài)處理系統(tǒng)中的植物易滋生病蟲害，抗病蟲害能力直接關(guān)系到植物自身的生長與生存，也直接影響其在處理系統(tǒng)中的凈化效果。

2.2.4 重視物種間的合理搭配

為了增強人工濕地的污染物凈化能力和景觀效果，有利于植物的快速生長，一般在人工濕地中選擇一種或幾種植物作為優(yōu)勢搭配栽種。根據(jù)環(huán)境條件和植物群落的特征，按一定比例在空間分布和時間分布方面進行安排，使整個生態(tài)系統(tǒng)高效運轉(zhuǎn)，最終形成穩(wěn)定可持續(xù)利用的生態(tài)系統(tǒng)工程。高吉喜等選擇了7種濕地植物，研究發(fā)現(xiàn)，慈茹和茭白的綜合凈化效率最高。提出植物床的一種改進形式：在床體的 前1/3處種植蘆葦，在床體的后2/3處 種植對污水中的氮磷的吸附作用較好的茭草，這種改進形式能夠提高污水中COD和TN的降解。

2.2.5 綜合利用價值高

通過收獲這些植物的能產(chǎn)生經(jīng)濟價值的組織，如花卉、莖葉和果實等，可期為濕地的運行和管理提供經(jīng)費支持。順暢的運輸和銷售途徑是至關(guān)重要的。

2.2.6 美化景觀

由于城鎮(zhèn)污水的處理系統(tǒng)一般都靠近城郊，同時面積較大，故美化景觀也是必須考慮的。這可改善濕地所在區(qū)域的小環(huán)境，而且可以提升濕地所在區(qū)域的旅游和教育價值所選擇的植物將不對當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境構(gòu)成隱患或威脅，具有生態(tài)安全性；適地種植。必須做到因地制宜，最起碼要使所選植物學(xué)能在該地區(qū)正常生長，植物的年生長期長，最好是冬季半枯萎或常綠植物；人工濕地處理系統(tǒng)中常會出現(xiàn)因冬季植物枯萎死亡或生長休眠而導(dǎo)致功能下降的現(xiàn)象，

因此，應(yīng)著重選用常綠冬季生長旺盛的水生植物類型。

隨著研究的深入和技術(shù)的不斷完善，以濕地植物為主的污水處理技術(shù)將會得到越來越廣泛的應(yīng)用。