湿地净化技术机理及其应用未来发展前景
2.4湿地植物对污染物的去除机理
湿地植物对氮的去除作用主要是：氨的挥发作用、NH4+的阳离子交换作用、吸收、硝化和反硝化作用等。科学家研究认为通过植物根部根毛周围充满氧气的液体薄膜中的好氧微生物的硝化作用，可将NH4+转化成气体，释放到大气中。除此之外，植物本身也可以吸收一部分NH4+，NH4+进入植物后通过氨化反应将其去除，消除其对植物的毒害作用。湿地植物对磷化物的处理除作为营养成分吸收外，还可以通过在苗床基质中的吸附、络合和沉淀反应来去除。一般认为人工湿地系统对磷的去除途径主要是基质的吸附沉淀作用。Reddy[25]在研究中也发现人工湿地系统中7%～87%的磷是通过基质的吸附沉淀作用而被去除的。湿地植物主要通过吸收积累非毒性代谢物、强化根际的矿化作用、以及氧化－还原反应、水解反应等去除有机污染物。而对重金属的作用机理除植物稳定、生物富集、摄取吸收外，还可通过植物挥发、甲基化等作用达到目的。
3湿地土壤（基质）净化污水中的作用及机理
3.1土壤是土壤生物生活的“基质”
湿地土壤（基质）是湿地植物的直接支撑者，湿地土壤的类型、结构和肥力状况直接决定湿地植物的类型、数量和质量，并通过食物链影响湿地动物的类群、生长和发育，最终影响湿地生态系统的物质生产。同时湿地土壤（基质）也是湿地微生物、湿地土壤动物的生活场所，是土壤微生物和土壤动物生活的“基质”。湿地土壤（基质）通过影响植物和微生物来影响污水的净化。
3.2湿地土壤（基质）具有“养分库”的作用
湿地土壤的类型、结构和肥力状况同样会对湿地土壤微生物和动物的类群、数量产生深刻的影响。湿地土壤具有“养分库”功能，它可以提供湿地植物生长发育所需要的全部养分元素。不仅如此，湿地土壤和其土(泥)水界面的物理化学反应机制影响养分元素的形态和数量。研究表明，湿地土壤缺氧具有不均一性，在与含氧水相接触的几毫米表层中氧的浓度仍较高，表层中的化学和微生物状况类似于好气土壤，而表层下面氧的浓度几乎为零。氧化表层中Fe3+和Mn4+氢氧化物的存在，意味着湿地土壤能吸收和保留存在于表面水中或从还原层下面扩散到表层中的磷酸盐、二氧化硅、锰、钴、镍和锌。因此，氧化层累积有磷、硅、锰、钴、镍和锌。反之，含硫化氢的永久还原性的湿地土壤趋于积累铜、汞、铀、钼和磷灰石。可见，湿地土壤“养分库”在提供和蓄留某些养分元素的功能方面具有极其重要的生态意义。
3.3湿地土壤（基质）净化污水的机理
湿地土壤是湿地化学物质转化的介质，也是湿地植物营养物质的储存库。湿地土壤的有机质含量很高，有较高的离子交换能力，因此，土壤可通过离子交换转化一些污染物，并且可以通过提供能源和适宜的厌氧条件加强氮的转化。对于磷而言，土壤颗粒对磷酸盐的吸收是一个重要的转化过程，吸收能力依赖于黏土矿物中铁、铝、钙的表现或对土壤有机质的束缚。除了吸收过程外，磷酸盐也可以同铁、铝和土壤组分一起沉降，这些过程包括磷酸盐在黏土矿物中的固定以及磷酸盐同金属的复合。湿地土壤对有毒物质的“净化”机理，主要是通过沉淀作用、吸附与吸收作用、离子交换作用、氧化还原作用和代谢分解作用等途径实现的。
人工湿地中的基质又称填料、滤料,一般由土壤、细砂、粗砂、砾石、碎瓦片、粉煤灰、泥炭、页岩、铝矾土、膨润土、沸石等介质的一种或几种所构成。人工湿地基质在为植物和微生物提供营养的同时，还通过吸附、沉淀、过滤等作用直接去除污染物。人工湿地模拟研究表明，在不考虑植物因素的条件下，经过湿地处理的模拟生活污水的COD、BOD5、TSS、总氮、总磷等污染物质浓度下降，水质改善，另外，研究还表明，选择合适的人工湿地基质材料，是构建人工湿地，提高人工湿地净化能力的关键措施[26]。
4湿地中的微生物
湿地微生物主要有菌类、藻类、原生动物和病毒。湿地中的微生物是其生态系统中的重要组成部分。它不但扮演着维持生态平衡的角色，还在净化污染物方面发挥着重要的作用。人工湿地处理污水时，有机物的降解和转化主要是由湿地微生物活动来完成的，人工湿地中微生物的活动是废水中有机物降解的基础机制，丰富的微生物资源为湿地污水处理系统提供了足够的分解者。经相关性分析发现[27]，湿地植物根区的细菌总数与BOD5去除率之间存在显著相关性;氨氮的去除率与根际硝化细菌和反硝化细菌数量的相关性极显著。湿地微生物具有吸附作用，在微生物生长过程中，常常要吸收一些营养元素和重金属元素以保证微生物的生长和代谢，它们能分泌高分子聚合物，对重金属有较强的络合力。如曲霉属生物体可有效地吸附Au，枯草杆菌可有效地吸附Au、Ag和Ss等。有些微生物是重金属污染物的良好吸附剂。同时可以查看中国污水处理工程网更多技术文档。
5结语
总之，人工湿地净化污水是基质、植物、微生物共同作用的结果。许多研究表明它对污水处理具有较好的效果。作为一种经济有效的污水处理技术，人工湿地污水净化系统已获得愈来愈多的应用。目前，世界各国都投入大量精力以改良人工湿地技术，研究将一些传统的污水处理技术引入人工湿地，利用湿地净化污水具有较好的推广应用前景。然而人工湿地对污水的净化也存在或多或少的问题。如人工湿地占地面积大、处理时间长。冬季的管理，人工湿地植物和基质填料的选取，以及植物吸收污染物后的生长规律和生物量的资源化利用，这一系列问题与怎样提高人工湿地污水净化效率相结合，都是今后要考虑研究的问题。
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延伸阅读
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