20年專(zhuān)注水環(huán)境生態(tài)治理解決方案服務(wù)
國家高新技術(shù)企業(yè) 國家特聘專(zhuān)家企業(yè) 創(chuàng )新創(chuàng )業(yè)領(lǐng)軍人才企業(yè)
根據拉姆薩濕地公約分類(lèi)系統,人工濕地被分為:
(1)養殖池塘,如蝦塘,魚(yú)塘。
(2)池塘,包括灌溉池塘,小水塘等,面積通常小于8hm2。
(3)灌溉土地,包括灌渠和水稻田,
(4)季節性泛濫的農田,包括集約化管理或放牧的濕草地或牧場(chǎng)。
(5)鹽業(yè)用地,包括鹽生洼地,鹽田等。
(6)蓄水用地,包括水庫/河堰/水壩/庫區,面積通常大于8hm2。
(7)低洼地,包括研石/磚塊/泥士洼地,礦區池塘。
(8)廢水處理區,包括污水處理場(chǎng),沉淀池,氧化塘等。
(9)運河和灌渠、水溝等。
人工濕地首先必須具備濕地特征——水飽和(或)淹淺水、耐濕或水生植物、水成土。上面所列的人工濕地都是已有較長(cháng)的發(fā)展歷史,如魚(yú)塘、鹽田等都在古代既已產(chǎn)生,并沿用至今。但是,隨著(zhù)人們對濕地生態(tài)服務(wù)的認識,將會(huì )有越來(lái)越多的人工濕地類(lèi)型產(chǎn)生。
雖然目前可能還無(wú)法預測到未來(lái)會(huì )產(chǎn)生什么新的人工濕地類(lèi)型,但是可以肯定的是,人工濕地將是人們?yōu)榱诉_到或滿(mǎn)足某種需要所構建的濕地生態(tài)系統,可以是基于一個(gè)退化的濕地生態(tài)系統,也可以基于其它生態(tài)系統類(lèi)型,但是必須通過(guò)生態(tài)工程來(lái)滿(mǎn)足濕地的三個(gè)特征。在人工濕地的構建過(guò)程中,人為加入的輔助能將用于改變濕地生態(tài)系統的結構,包括群落組成和無(wú)機環(huán)境,通過(guò)生態(tài)系統的自我組織能力、自我維持能力、自我更新能力來(lái)形成一個(gè)較為穩定的濕地生態(tài)系統,如果設計合理,該生態(tài)系統所體現的生態(tài)服務(wù)將滿(mǎn)足人們在構建初期的構想。
濕地已經(jīng)被認為是地球上生態(tài)服務(wù)最高的生態(tài)系統之一,其主要表現在涵養水源、洪水調控功能,保護士壞功能,固定二氧化碳和釋放氧氣功能,污染物降解功能,生物棲息地功能等。人工濕地的產(chǎn)生和發(fā)展與其生態(tài)服務(wù)密切相關(guān),因此,對人工濕地的分類(lèi)基于其提供的生態(tài)服務(wù)而不是形態(tài)更合適些。
1、工程濕地
工程濕地——基于污染物降解功能的人工濕地是日前被廣為接受的人工濕地的狹義定義,尤其是在美國。這類(lèi)人工濕地通常用于處理生活污水、雨水徑流、小型工礦企業(yè)的廢水排放、農田排水等。雖然自然濕地也具有很高的污染物降解功能,但是,經(jīng)過(guò)縝密設計和科學(xué)管理的人工濕地不僅具有可控制的空間范圍,并且在功能發(fā)揮上更加穩定,可以保護地下水和周邊的自然濕地環(huán)境,確保污水在流經(jīng)人工濕地后已經(jīng)完全滿(mǎn)足直接排放到自然水體或濕地中的水質(zhì)要求。
工程濕地中,水位、沉積物類(lèi)型和植被都可受到調控,并以無(wú)滲透功能的隔離裝置與周?chē)淖匀画h(huán)境隔開(kāi),以防止突然變化的污水負荷對自然環(huán)境的影響。
植物在工程濕地中的作用包括:吸收水體中的營(yíng)養物質(zhì)并轉化為可去除的生物量形式、形成根區系統為微生物提供生境、向根系輸送氧氣以便在根區形成復雜的好氧和厭氧條件等。因此,植物對水質(zhì)凈化具有重要的作用,但是微生物也是最直接的貢獻者之一。日前經(jīng)常用于工程濕地的植物種類(lèi)包括挺水植物如莎草科Cyperaceae、燈心草科Juncaceae、禾本科Grammineae(米草屬Spartina、蘆葦屬Phragmies)等,此外,還有鳳眼蓮(Eichhorniacrassipes)、浮萍等漂浮植物。所選的濕地植物通常以浮床或單優(yōu)群落的方式種植,防止不同物種對光、水分、營(yíng)養物質(zhì)等資源產(chǎn)生種間競爭,也防止植物通過(guò)分泌次生化合物干擾和抑制其它物種的生長(cháng)。研究發(fā)現,寬葉香蒲(Typhalatifolia)、水蔥、薹草等植物殘體如果不及時(shí)清理,則會(huì )腐爛產(chǎn)生次生化合物抑制周?chē)J葦的生長(cháng)和繁殖。由于沉水植物對水體透明度要求較商,且不易打撈,因此較少用于負荷較高的工程濕地中,但是,如果與草食性魚(yú)類(lèi)搭配的話(huà),可用于工程濕地的末端,即靠近出水口的濕地單元內。
工程濕地的基底在構建初期就進(jìn)行分層設計。一般來(lái)說(shuō),盡可能采用排水良好的顆粒物,并且通過(guò)不同直徑顆粒物的搭配來(lái)滿(mǎn)足耗氧環(huán)境與厭氧環(huán)境的條件。
滯水時(shí)間,即水淹條件是關(guān)系到工程濕地凈水效果的關(guān)鍵因素。工程濕地可模仿自然濕地進(jìn)行潛流濕地或自由表面流濕地的設計,但是,必須保持一定的滯水時(shí)間,否則難以滿(mǎn)足各降解過(guò)程的需要。水流的方向也必須加以考慮,原則是應該讓水盡可能與根區接觸,但避免產(chǎn)生“短路”現象。
工程濕地由于造價(jià)低、運行方便、具有環(huán)境友好性等特點(diǎn),在我國已經(jīng)步人了快速發(fā)展階段,并被許多污水處理廠(chǎng)采納作為三級水處理措施。
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