人工濕地植物

1、 09環(huán)境工程環(huán)境工程 李冰津李冰津 2012.3.25SO：植物是人工濕地：植物是人工濕地核心核心植物迎來(lái)動(dòng)物微生物也隨即而來(lái)l 人工濕地與傳統(tǒng)系統(tǒng)的比較人工濕地與傳統(tǒng)系統(tǒng)的比較l人工濕地類(lèi)型人工濕地類(lèi)型l人工濕地植物類(lèi)型及常見(jiàn)的幾種植物人工濕地植物類(lèi)型及常見(jiàn)的幾種植物l 人工濕地植物的作用人工濕地植物的作用l 植物的選擇標(biāo)準(zhǔn)植物的選擇標(biāo)準(zhǔn)l人工濕地植物的應(yīng)用過(guò)程存在的問(wèn)題與人工濕地植物的應(yīng)用過(guò)程存在的問(wèn)題與展望展望人工濕地人工濕地傳統(tǒng)系統(tǒng)傳統(tǒng)系統(tǒng)特特點(diǎn)點(diǎn)比比較較占地面積大占地面積大能耗高能耗高使用微生物使用微生物使用植物使用植物使用化學(xué)藥品使用化學(xué)藥品土壤土壤鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)輸

2、入能量少輸入能量少建造費(fèi)用建造費(fèi)用$3,664,00$4,112,000使用和維修費(fèi)用使用和維修費(fèi)用$45,000/年年$152,000/年年備注備注兼性氧化塘和人工濕地兼性氧化塘和人工濕地帶硝化功能的傳統(tǒng)活性帶硝化功能的傳統(tǒng)活性污泥法的二級(jí)水處理廠污泥法的二級(jí)水處理廠廢水廢水=1MGD/3786(m3/D)人工濕地與傳統(tǒng)系統(tǒng)的比較 污水在基質(zhì)的污水在基質(zhì)的表面漫流，有機(jī)表面漫流，有機(jī)物的去除通過(guò)植物的去除通過(guò)植物水下莖、桿上物水下莖、桿上的生物膜來(lái)完成的生物膜來(lái)完成 污水在填污水在填料基質(zhì)表面料基質(zhì)表面以下潛流以下潛流系系統(tǒng)統(tǒng)，它分別，它分別利用整個(gè)系利用整個(gè)系統(tǒng)的協(xié)同作統(tǒng)的協(xié)同作用。用。

3、垂直流垂直流濕地的水濕地的水流結(jié)合了流結(jié)合了表面流濕表面流濕地和潛流地和潛流濕地的特濕地的特點(diǎn)，水流點(diǎn)，水流在填料床在填料床中由上而中由上而下做豎向下做豎向流動(dòng)，污流動(dòng)，污染物去除染物去除機(jī)理基本機(jī)理基本與潛流人與潛流人工濕地相工濕地相同；同；人工濕地植物植物類(lèi)型：植物類(lèi)型：（1）浮水植物）浮水植物 特點(diǎn)：生命力強(qiáng)，對(duì)環(huán)境適應(yīng)性好，根系發(fā)達(dá)；生物量大，生長(zhǎng)迅速；具有季節(jié)性休眠現(xiàn)象，如冬季休眠或死亡的水葫蘆、大薸、水蕹菜，夏季休眠的水芹菜、豆瓣菜等。生長(zhǎng)旺盛季節(jié)主要集中在每年的3-10月，生育周期短，主要以營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)為主，對(duì)N的需求量最高（2）挺水草本植物）挺水草本植物 特點(diǎn)：適應(yīng)能力強(qiáng)，或?yàn)楸就?/p>

4、優(yōu)勢(shì)品種；根系發(fā)達(dá)，生長(zhǎng)量大，營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)與生殖生長(zhǎng)并存，對(duì)N和P、K的吸收都比較豐富；能于無(wú)土環(huán)境生長(zhǎng)。（3）沉水植物）沉水植物 特點(diǎn)： 沉水植物一般原生于水質(zhì)清潔的環(huán)境，其生長(zhǎng)對(duì)水質(zhì)要求比較高，因此，沉水植物只能用作人工濕地系統(tǒng)中最后的強(qiáng)化穩(wěn)定植物加以應(yīng)用，以提高出水水質(zhì)。濕地中常見(jiàn)的幾種植物(1)鳳眼蓮：鳳眼蓮：【別名】水葫蘆、鳳眼藍(lán)、水別名】水葫蘆、鳳眼藍(lán)、水葫蘆苗葫蘆苗【分類(lèi)】雨久花科鳳眼蓮屬【分類(lèi)】雨久花科鳳眼蓮屬形態(tài)特征：形態(tài)特征：多年生浮水草本多年生浮水草本。須根發(fā)達(dá)且懸垂水中。須根發(fā)達(dá)且懸垂水中。喜高溫喜高溫濕潤(rùn)的氣候濕潤(rùn)的氣候，為生長(zhǎng)發(fā)育的最適溫度，為生長(zhǎng)發(fā)育的最適溫度， 以上

5、則抑制生長(zhǎng)，以上則抑制生長(zhǎng)，C處于休眠狀態(tài)；處于休眠狀態(tài)；以上開(kāi)始萌芽，但深以上開(kāi)始萌芽，但深秋季節(jié)遇到霜凍后，很快枯萎。秋季節(jié)遇到霜凍后，很快枯萎。耐堿性，抗病力強(qiáng)。極耐肥耐堿性，抗病力強(qiáng)。極耐肥。 但在多風(fēng)浪的水面上，則生長(zhǎng)但在多風(fēng)浪的水面上，則生長(zhǎng)不良?；ㄆ陂L(zhǎng)，自夏至秋開(kāi)花不良?；ㄆ陂L(zhǎng)，自夏至秋開(kāi)花不絕。不絕。（2）大藻）大藻【別名】大萍、水【別名】大萍、水蓮、肥豬草、水芙蓮、肥豬草、水芙蓉蓉【分類(lèi)】天南星科【分類(lèi)】天南星科大藻屬大藻屬形態(tài)特征：形態(tài)特征：多年生多年生浮水草本浮水草本。主莖短。主莖短縮而葉呈蓮座狀，縮而葉呈蓮座狀，從葉腋間向四周分從葉腋間向四周分出匍匐莖，莖頂端出匍匐莖，

6、莖頂端發(fā)出新植株，有白發(fā)出新植株，有白色成束的須根。背色成束的須根。背面生毛。果為漿果。面生毛。果為漿果?；ㄆ诨ㄆ谠?。生月。生長(zhǎng)習(xí)性：長(zhǎng)習(xí)性：性喜高溫性喜高溫高濕，不耐嚴(yán)寒。高濕，不耐嚴(yán)寒。大藻有發(fā)達(dá)的根系，大藻有發(fā)達(dá)的根系，直接從污水中吸收直接從污水中吸收有害物質(zhì)和過(guò)剩營(yíng)有害物質(zhì)和過(guò)剩營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，凈化能力養(yǎng)物質(zhì)，凈化能力較強(qiáng)。較強(qiáng)。（）黑藻：（）黑藻：【別名溫絲草、燈籠薇、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)【別名溫絲草、燈籠薇、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)薇薇【分類(lèi)】水鱉科黑藻屬【分類(lèi)】水鱉科黑藻屬形態(tài)特征：形態(tài)特征：多年生沉水草本多年生沉水草本。莖。莖圓柱形，表面具有縱向細(xì)棱紋，圓柱形，表面具有縱向細(xì)棱紋，質(zhì)較脆；莖直立細(xì)長(zhǎng)，長(zhǎng)質(zhì)較脆；莖直立細(xì)

7、長(zhǎng)，長(zhǎng)。葉帶狀披針形，。葉帶狀披針形，片輪生，通常以片片輪生，通常以片為多，長(zhǎng)左右，寬約為多，長(zhǎng)左右，寬約；葉緣具小鋸；葉緣具小鋸齒，葉無(wú)柄。齒，葉無(wú)柄。生長(zhǎng)習(xí)性：喜陽(yáng)光生長(zhǎng)習(xí)性：喜陽(yáng)光充足的環(huán)境充足的環(huán)境。環(huán)境蔭蔽植株生長(zhǎng)。環(huán)境蔭蔽植株生長(zhǎng)受阻，新葉葉色變淡，老葉逐漸受阻，新葉葉色變淡，老葉逐漸死亡。死亡。性喜溫暖，較耐寒性喜溫暖，較耐寒，在，在的溫度范圍內(nèi)生長(zhǎng)良的溫度范圍內(nèi)生長(zhǎng)良好，越冬不低于。好，越冬不低于。黑藻根系黑藻根系和葉片均可作為吸收器官，對(duì)磷和葉片均可作為吸收器官，對(duì)磷的吸附力較強(qiáng)。的吸附力較強(qiáng)。（4）蘆葦）蘆葦【分類(lèi)】禾本科蘆葦屬【分類(lèi)】禾本科蘆葦屬多多年生挺水植物年生挺水植

8、物形態(tài)特征：形態(tài)特征：莖稈直立，稈高莖稈直立，稈高，節(jié)下常生白粉。葉鞘，節(jié)下常生白粉。葉鞘圓筒形，無(wú)毛或有細(xì)毛。圓筒形，無(wú)毛或有細(xì)毛。葉舌有毛，葉片長(zhǎng)線形或葉舌有毛，葉片長(zhǎng)線形或長(zhǎng)披針形，排列成行。長(zhǎng)披針形，排列成行。生長(zhǎng)習(xí)性：多生于低濕地生長(zhǎng)習(xí)性：多生于低濕地或淺水中。夏秋開(kāi)花，蘆或淺水中。夏秋開(kāi)花，蘆葦適應(yīng)性廣、葦適應(yīng)性廣、抗逆性強(qiáng)、抗逆性強(qiáng)、生物量高生物量高，嫩莖、葉可作，嫩莖、葉可作飼料。飼料。蘆葦植株高大蘆葦植株高大，地，地下有發(fā)達(dá)的匍匐根狀莖。下有發(fā)達(dá)的匍匐根狀莖。可將蘆葦種植在人工濕地可將蘆葦種植在人工濕地的前端，的前端，能有效去除污水能有效去除污水中的有機(jī)污染物。中的有機(jī)污染物

9、。（5）傘草）傘草【別名】水棕竹、風(fēng)車(chē)草【別名】水棕竹、風(fēng)車(chē)草【分類(lèi)】莎草科莎草屬【分類(lèi)】莎草科莎草屬形態(tài)特征：形態(tài)特征：多年生濕生、挺多年生濕生、挺水植物水植物，高，高。莖稈粗壯，直立生長(zhǎng)，。莖稈粗壯，直立生長(zhǎng)，莖近圓柱形，叢生，上部較莖近圓柱形，叢生，上部較為粗糙，下部包于棕色的葉為粗糙，下部包于棕色的葉鞘之中?；ü跒橄那锛竟?jié)。鞘之中?；ü跒橄那锛竟?jié)。生長(zhǎng)習(xí)性：生長(zhǎng)習(xí)性：性喜溫暖濕潤(rùn)、性喜溫暖濕潤(rùn)、通風(fēng)良好、光照充足的環(huán)境，通風(fēng)良好、光照充足的環(huán)境，耐半陰；甚耐寒，耐半陰；甚耐寒，華東地區(qū)華東地區(qū)露地稍加保護(hù)可以越冬；露地稍加保護(hù)可以越冬；對(duì)對(duì)土壤要求不嚴(yán)，以肥沃稍粘土壤要求不嚴(yán)，以肥

10、沃稍粘的土質(zhì)為宜。的土質(zhì)為宜。（6）燈心草）燈心草【別名】藺草、龍須草、【別名】藺草、龍須草、野席草、馬棕根、野馬野席草、馬棕根、野馬棕棕【分類(lèi)】燈心草科燈心【分類(lèi)】燈心草科燈心草屬草屬形態(tài)特征：形態(tài)特征：多年生草本多年生草本，高。高。根莖橫走，密生須根。根莖橫走，密生須根。莖簇生，直立，細(xì)柱形，莖簇生，直立，細(xì)柱形，直徑直徑mm，莖內(nèi)充滿白色的，莖內(nèi)充滿白色的髓心，占莖的大部分。髓心，占莖的大部分。燈心草除污能力較強(qiáng)，燈心草除污能力較強(qiáng)，對(duì)去除率較高。對(duì)去除率較高。直接吸收（1）直接吸收污水中可）直接吸收污水中可利用的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、吸附利用的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、吸附和富集重金屬和一些有和富集重金屬和一些有

11、毒有害物質(zhì)毒有害物質(zhì)（）為根區(qū)好氧微生（）為根區(qū)好氧微生物輸送氧氣物輸送氧氣（）增強(qiáng)和維持（）增強(qiáng)和維持介質(zhì)的水力傳輸介質(zhì)的水力傳輸人工濕地人工濕地中植物的中植物的作用作用肥料飼料造紙編制草席and:觀賞觀賞.選擇標(biāo)準(zhǔn)選擇標(biāo)準(zhǔn)耐污能力和抗寒能力耐污能力和抗寒能力強(qiáng)，又宜于本鄉(xiāng)土生長(zhǎng)強(qiáng)，又宜于本鄉(xiāng)土生長(zhǎng)，最好以本鄉(xiāng)土植物為，最好以本鄉(xiāng)土植物為主主根系發(fā)達(dá)，莖葉茂密根系發(fā)達(dá)，莖葉茂密抗病蟲(chóng)害能力強(qiáng)抗病蟲(chóng)害能力強(qiáng)有一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值有一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值植物的選擇標(biāo)準(zhǔn)根系發(fā)達(dá)根系發(fā)達(dá)持水能力好持水能力好一般來(lái)說(shuō)一般來(lái)說(shuō)植物根系在缺水的情況下植物根系在缺水的情況下會(huì)自動(dòng)加快其根系向地下潮濕方向的伸展會(huì)自動(dòng)加快其

12、根系向地下潮濕方向的伸展若人為地使植物根系處于適當(dāng)若人為地使植物根系處于適當(dāng)?shù)娜彼烧T導(dǎo)植物根系加速增長(zhǎng)的缺水可誘導(dǎo)植物根系加速增長(zhǎng)但若過(guò)分缺水狀態(tài)植物會(huì)因缺水而死亡但若過(guò)分缺水狀態(tài)植物會(huì)因缺水而死亡水分誘導(dǎo)技術(shù)就是基于水分誘導(dǎo)技術(shù)就是基于這個(gè)原理發(fā)展起來(lái)的。這個(gè)原理發(fā)展起來(lái)的。 通過(guò)整理了解到，盡管?chē)?guó)內(nèi)外對(duì)人工濕地通過(guò)整理了解到，盡管?chē)?guó)內(nèi)外對(duì)人工濕地系統(tǒng)中的植物開(kāi)展了較為廣泛的專(zhuān)項(xiàng)研究系統(tǒng)中的植物開(kāi)展了較為廣泛的專(zhuān)項(xiàng)研究, ,但但由于各種因素的作用使得人工濕地植物的整由于各種因素的作用使得人工濕地植物的整體凈化效果受到影響體凈化效果受到影響, ,況且況且我國(guó)人工濕地的研我國(guó)人工濕地的研究起步

13、較晚究起步較晚, ,因此有關(guān)濕地植物的研究還需不因此有關(guān)濕地植物的研究還需不斷深入和探索。斷深入和探索。 人工濕地植物應(yīng)用過(guò)程存在的問(wèn)題與展望1) 1) 植物耐污水脅迫能力的強(qiáng)弱與其生長(zhǎng)狀況緊密植物耐污水脅迫能力的強(qiáng)弱與其生長(zhǎng)狀況緊密相連，植株生長(zhǎng)越茂盛，根系越發(fā)達(dá)，污水的凈相連，植株生長(zhǎng)越茂盛，根系越發(fā)達(dá)，污水的凈化能力就強(qiáng)，植物表現(xiàn)出的抗性也就越強(qiáng)。但大化能力就強(qiáng)，植物表現(xiàn)出的抗性也就越強(qiáng)。但大多數(shù)植物生長(zhǎng)都遵循著春夏季萌發(fā)、秋冬季死亡多數(shù)植物生長(zhǎng)都遵循著春夏季萌發(fā)、秋冬季死亡的客觀規(guī)律。這種現(xiàn)象的存在，使人工濕地的污的客觀規(guī)律。這種現(xiàn)象的存在，使人工濕地的污水處理系統(tǒng)冬季凈化效果下降，相

14、應(yīng)抗性也下降。水處理系統(tǒng)冬季凈化效果下降，相應(yīng)抗性也下降。 2)2)人工濕地中選擇典型的植物或植物組合作為優(yōu)人工濕地中選擇典型的植物或植物組合作為優(yōu)勢(shì)種進(jìn)行種植，有利于其快速生長(zhǎng)，提高人工濕勢(shì)種進(jìn)行種植，有利于其快速生長(zhǎng)，提高人工濕地植物的抗性。因此，如何地植物的抗性。因此，如何抑制人工濕地外來(lái)物抑制人工濕地外來(lái)物種的入侵種的入侵，對(duì)人工濕地的高效運(yùn)行和抗性的提高，對(duì)人工濕地的高效運(yùn)行和抗性的提高有著重要意義。有著重要意義。3)3)植物根系在人工濕地系統(tǒng)中起到非常重要的作用植物根系在人工濕地系統(tǒng)中起到非常重要的作用, ,能夠改善土壤微環(huán)境能夠改善土壤微環(huán)境, ,主要是由于主要是由于根系對(duì)根際微生根系對(duì)根際微生物、酶系統(tǒng)產(chǎn)生影響物、酶系統(tǒng)產(chǎn)生影響, ,從而影響人工濕地污水處理從而影響人工濕地污水處理的效果。但很多時(shí)候植物根系的生長(zhǎng)發(fā)育受到限制的效果。但很多時(shí)候植物根系的生長(zhǎng)發(fā)育受到限制, ,常出現(xiàn)爛根的情況常出現(xiàn)爛根的情況, ,應(yīng)開(kāi)展有利于根系進(jìn)一步向深應(yīng)開(kāi)展有利于根系進(jìn)一步向深處擴(kuò)展的條件的研究。處擴(kuò)展的條件的研究。4)4)同類(lèi)型濕地植物的凈化機(jī)理很類(lèi)似同類(lèi)型濕地植物的凈化機(jī)理很類(lèi)