天然湿地水质净化研究进展(3)

自然湿地 水质净化 氮磷等去除机制

5期姚鑫等：自然湿地水质净化研究进展

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论与此相反[9]；国内李秀珍等人也发现面积较小的苇地能更有效去除氮和溶解性磷酸盐[10]。

2.2湿地空间结构对水质净化功能的影响

湿地空间结构的不同能够影响污水与湿地土壤、植物的接触时间，进而影响湿地的去污效果。与湿地去污能力相关的结构因素包括：湿地内部布水方式、污水输入输出点在湿地内部的位置以及不同湿地斑块间的连通方式等。李秀珍等人以辽河三角洲的苇地沼泽为研究对象，发现湿地内部沟渠分布、抽水泵站距湿地边缘距离、苇地退化后斑块排列方式等因素会对湿地整体去污效果产生10％以内的调节作用[10]。流域尺度的研究结果表明，湿地块之间采用等级制的连接方法，即当大面积的重要湿地分布于流域干支流的汇集点，而其他小面积湿地均匀分布于除汇流点外的干支流段上时，能对暴雨引起的水质问题起到更好的处理效果[9]。

当湿地间或湿地内部水力连接方式很复杂的时候，污水的输入输出点不容易界定，采样点的设置会对湿地去污效果的测定产生一定影响，Wang等通过对污水添加惰性示踪剂的研究表明，只有当采样点的示踪剂停留时间与湿地整体的示踪剂停留时间分布均值一致时，测量值才能反映湿地实际去污能力[11]。

过7年污水处理后，只有香蒲等2种植物成为主要优势物种，植物种退化引起污水处理效率下降[15]。值得注意的是，有些人工湿地建成初期生态系统不够稳定，在运行过程中生态系统逐步成熟，污水处理反而更加高效，这与自然湿地的差别明显[16]。同样的运行时间对不同湿地的影响效果不同，这很大程度上取决于湿地生态系统的稳定性。Andree等的研究表明面积较大且在空间分布上处于多块湿地中间的湿地往往具有较高的稳定性，在经历多年运行后仍能保持当初的环境、生态功能[17]。

2.5降雨量和温度对湿地水质净化功能的影响

降雨量对湿地水质净化能力产生影响有2个途径：一方面，降雨量的变化会导致单位时间内流经湿地的水量发生变化，有时甚至会改变湿地内部的水流途径，从而改变湿地的水力负荷，湿地水质净化能力与其水力负荷反相关；另一方面，自然湿地的污水输入点和输入量多缺乏严格的控制，降雨量变化会使湿地的污染物负荷发生变化，影响湿地的去污能力。最终去污效果是两方面影响综合的结果。例如Berit等对瑞典南部流域湿地的研究发现，N去除率的全年最高值出现在旱季，原因为降雨量下降导致水力停留时间较长[18]；而Braskerud对挪威湿地的研究结论相反，降雨后湿地有机颗粒的去除率增加，经分析，主要是由于暴雨条件下径流带来的总有机颗粒含量增加所致[14]。

不同的温度条件下，湿地的微生物活性不同，对污染物质的吸收、转化能力也不同(当然植物在不同季节的营养物吸收能力也有差别，但主要认为是生长周期的影响，而不是温度的单独作用)。温度对湿地N去除能力的影响有不同的结论，如White-head[19]等和StefanKrause等[20]都发现，夏季高温条件下，湿地对氮的去除效率会降低，认为其主要原因是温度升高引起的土壤氮释放增加。而Reddy等从硝化和反硝化过程的角度认为Cout/Cin=exp(-ka,TA/Q)公式中的ka,T=kaT。ka是仅跟面积相关的去除率常数，T为绝对温度，即在精确度要求不高的情况下可以认为温度正相关于去污效率[21]。

2.3湿地分布位置对水质净化功能的影响

湿地处于不同流域时，流域属性会对湿地的水质净化能力产生一定影响。Michael详细研究了这些影响因素，将流域属性分为8个数据层：土壤性质、周边土地利用状况、地形坡度、排水分类等级、河流水系状况、海拔高度、社会经济要素和历史上的湿地分布状况，运用GIS技术对其整合及综合评分，以确定分布位置不同对湿地水质净化功能的具体影响[12]。

同一流域内部的湿地，相对位置的不同也会影响其水质净化能力。Cevza等研究了同一流域内处于上游高地和下游洪淹区的不同湿地的水质和水文状况，认为导致它们水质净化能力不同的主要因素是坡度、海拔引起的地表、地下水相互作用的差异等[13]。

2.4湿地处理污水时间对水质净化功能的影响

自然湿地系统本身具有一定的稳定性，但一般认为长时间的污水输入会逐渐改变土壤理化性质，植物组成，生物量和微生物种类、活性，并最终影响湿地的污水净化能力[2]。Braskerud以挪威北部干旱地和淡水水体之间的表面流湿地为研究对象，发现经过7年的污水处理后，有机N颗粒的沉积导致土壤含N量发生改变，这些有机N会通过无机化过，使N[14]。美国俄亥俄一3不同种类自然湿地水质净化的研究

1999年在云南召开的全国湿地资源调查工作

会议按照湿地所处的地理位置及湿地自身的特性将湿地分为5大类28种类型，其中自然湿地占4类：近海和海岸湿地、河流湿地、湖泊湿地、沼泽和沼泽化草甸湿地。国内外实际研究中，根据研究目的和意义划分，