农村污水治理中人工湿地植物系统的研究

随着人们环保意识的增强，湿地作为自然环境中不可分割的一部分，受到了社会的广泛关注。湿地在地球上扮演着重要的角色，它们不仅能净化自然水体，还能平衡生态系统。

在农村生态环境治理过程中，农村生活污水问题始终无法得到根除。新时期,在行业专家的积极探索与研究过程中,人们发现采用人工湿地技术可对农村生活污水治理达到良好的效果。通过实践,明确采用人工湿地技术,体现了丰富的优势特征。例如,人工湿地技术应用便利、维护操作环节简单、清晰且无需投入较高的成本与较大的资源。同时,人工湿地技术全面契合生态化、绿色化建设标准。

1人工湿地

1.1湿地的定义

1979年，湿地的定义被美国一个保护机构首次提出：湿地是位于陆地和水生两大生态系统之间的转换区域，它的地下水位一般可到达或靠近地表或处于浅水淹覆状况，土层非土壤且每年生长季部分时间被水淹没，以水生植物生长为优势。在国内学术界，人工湿地的定义通常指人工构建的、可以控制和工程化的湿地系统，其设计和构建原理是把湿地生态系统各种化合作用进行优化组合之后来进行污水处理。它是一个特别的生态系统，一般由基质和水生植物组成。

1.2人工湿地的特点

人工湿地具有一些特征：定期或者不定期表面有水，水文情况一般为慢速流域或浅水域，生长的植物一般为能够在水饱和条件下生长的维管束植物。人工湿地的构成：植物，对污染物的转化降解具有重要作用、供给氧气等、损耗营养物;基质，土、砂石和一些沉淀物作为支持物;微生物，实现物质转化和元素交替;动物，无脊椎动物能够利于有机质的处理。

1.3人工湿地的类型

表面流动式湿地(FWS)，也称自由水面湿地。由盆地或者沟渠组成，水面在基质之上，土壤等基质支撑沉水植物生长。表面下流动式湿地(SFS)，即潜流湿地。由多孔砾石等基质填充的密闭洼地组成，水流在基质最高点以下。流动路径有横向的和垂直的，据此分为水平流潜流系统和垂直流潜流系统。

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

首先，在人工湿地系统中，主要是依靠植物体通过生物循环的吸收利用，达到去除水体元素的目的。这类植物的生命力顽强，根系比较发达，从而起到优良的净化效果;另外，这类漂浮植物的繁殖速度、生长速度也比较快，生物量比较大，可以很好地适应环境;而且，这类植物具有一定的季节性休眠特征，在选择植物时，假如能按照休眠特征进行科学的搭配，就可以防止在一个季节里的植物过度死亡的现象，有利于维持人工湿地的稳定性。

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。他们的地下根茎十分发达，同时还可以产生很多种子果实，一般情况下也是冬季枯萎，在春天就会重新萌芽，并且大部分是在五月到九月生长。具体来看，它们主要有以下几个共同特征：首先，这些植物有很强的耐淤能力;在生长环境上来看，需要生存在土壤比较肥沃的地方，深度要控制在50厘米到100厘米左右，而且还要这些植物的根部比较发达，可以吸收大量的P。另外，由于本身是果实类植物可以产生种子，所以结果时会吸收很多P和K。

2.1.3沉水植物类型

对于沉水植物来说，它们对生长环境的要求比较高，必须是一些水质干净的地区，所以在选择时只能将其当做是强化作用和稳定作用，通过这些植物来提高净水的水质。

2.2根据植物原生环境分析

按照植物的原生环境来看，一些成长于实土中的植物根系是向土的，例如美人蕉和芦苇，还有灯心草和薏米等等，把它们配置于表面流湿地系统中，会有很强的生命力。不过，对于这些植物来说，他们的根系都是向下的，所以在净化处理时效果略差，对于整个人工湿地的作用不太明显。但是，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、菖蒲等等，它们早已经习惯了无土生长环境，所以可以将它们安排在潜流式人工湿地。如果水生植物的根茎比较大，例如荷花和睡莲，也可以安排在表面流湿地系统中。

2.3根据植物对养分的需求类型分析

不同的植物对于养分的需求也会存在很大的差距，对于潜流式人工湿地来说，在进行系统填料时，其空隙比较大，而且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，所以在潜流湿地当中，通常要选择一些生长比较快的植株，同时其生物量还要到达一定的水平，在一年之内要有多个萌发高峰，例如香蒲、水葱、苔草、水莎草等植物适宜栽种于潜流湿地。对于表面流湿地体系来说，要安排一些不仅有营养生长，还要有生殖生长的植物，其生长速度不必太快，在一年之内也不需要有很多个萌发高峰期，例如芦苇、茭草、薏米等。通过这样的配置可以进一步提高人工湿地生态系统的稳定性。

2.4根据植物对污水的适应能力分析

对于不同的植物来说，其对于污水的适应能力也会存在差别，如果污水的浓度比较高，那么植物会集中在湿地工艺的前端部分。所以，在实际的人工湿地建设过程里，前段工艺过程里，通常要选择一些有较强的耐污能力植物。而在末端中，一些稳定塘和景观塘在处理过程里，其污水浓度远远低于前端工艺。所以要重视植物所达到的景观效果，按照不同植物的形态、特性进行美学配置，有利于人工湿地整体更好地发挥作用。

3农村生活污水治理中人工湿地技术科学应用对策

3.1有效控制杂草

通过分析研究,明确有效控制杂草可合理地调节水力传输,湿地环境中杂草对于土壤或者沙粒将形成一定的负面作用,甚至对其产生较为严重的危害影响。虽然杂草不能够在沙砾中生存,却能够在土壤中深深扎根,汲取土壤之中的养分,破坏土壤介质的平衡。为此,可积极采用淹没法,对杂草形成有效的控制。特别是在杂草生长较为旺盛的季节,工作人员可首先喷洒除草药剂,然后通过淹没法做好深度控制与处理。

3.2明确植物类别以及划定湿地尺寸

规划湿地床的阶段中,工作人员需要考量污水的状况、现实的地形、适宜生长的物种等,进而明确设计的深度,为植物的根系发展、污水的净化处理提供良好的氧气环境。确定湿地生长植物的过程中,应全面考量植物的生长水平与耐污能力,同时应把握一定的经济性以及景观美化性。目前,农村生活污水处理中经常采用芦苇作为主要的湿地植物,这是由于芦苇体现了较强的存活性,其根系更加发达壮实,而且体现了良好的吸氧功能,可对农村生活污水达到良好的净化处理效果。在规划人工湿地坡度的过程中,工作人员应依照填料种类进行明确,具体的坡度应控制在2%～8%之间。另外,水力传输效率以及湿地床的尺寸也会对农村生活污水处理效果形成鲜明的影响。为此,可将传输的时间把控在30min之内。如果长度太长,较易令人工湿地发生死区问题,同时会增加水位调节的困难性,对植物的生长发展较为不利。因此,通过实践分析,应将长度比合理地控制在低于3∶1的标准,这样一来,可全面提升湿地环境之中的水流品质。

结束语

总之,人工湿地处理技术的有效应用,对净化农村生活污水、优化水质品质发挥了积极有效的促进作用。人工湿地建设,体现了便利操作、成本投入较低、符合农村居民生活环境、因地制宜的综合优势。因此,对确保生态系统平衡,优化农村生活环境具有重要的现实意义。

原标题：农村污水治理中人工湿地植物系统的研究