（接上）
2．3 根据植物对养分的需求类型分析
　　根据植物对养分的需求情况分析，由于潜流式人工湿地湿地系统填料之间的空隙大，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，因此对于营养生长旺盛、植株生长迅速、植株生物量大、一年有数个萌发高峰的植物如香蒲、水葱、苔草、水莎草等植物适宜栽种于潜流湿地；而对于营养生长与生殖生长并存，生长相对缓慢，一年只有一个萌发高峰期的一些植物如芦苇、茭草、薏米等则配置于表面流湿地系统。
2．4 根据植物对污水的适应能力分析
　　不同植物对污水的适应能力不同。一般高浓度污水主要集中在湿地工艺的前端部分。因此，在人工湿地建设时，前端工艺部分如强氧化塘、潜流湿地等工艺一般选择耐污染能力强的植物品种。末端工艺如稳定塘、景观塘等处理段中，由于污水浓度降低，因此可以更多考虑植物的景观效果。
3．小结
　　一个人工湿地系统的建立，植物的选择和配置是很重要的考虑因素。在系统建立和植物栽种配置时要将系统的主要功能与植物的植物学特性充分结合起来考虑。只有这样，才能充分发挥不同植物各自的优势，达到更好的处理净化效果。
　　湿地植物的栽种配置要根据具体的应用环境和系统工艺来确定，对于一些应用工艺范围较广的植物类型，要充分考虑其在该工艺中的优势，能使其充分发挥自己的长处而居于主导地位。
　　为达到全面的处理和利用效果，应进行有机的搭配，如深根系植物与浅根系植物搭配，丛生型植物与散生型植物搭配，吸收N多的植物与吸收P多的植物搭配，以及常绿植物与季节性植物的季相搭配等。在进行综合处理的一些工艺或工艺段中，切忌配置单一品种，以避免出现季节性的功能下降或功能单一。作为湿地公园规划建设的人工湿地还要考虑景观搭配。
主要参考资料：
（1）陈长太等人工湿地植物的选择原则《中国给水排水》2003Vol.19
（2）云南今业生态建设集团《耐污染水体净化水生植物筛选及培育技术研究》总结报告
（3）赵有为中国水生蔬菜北京中国林业出版社1999.12
（4）赵家荣等水生观赏植物北京化学工业出版社2003.7

《潜流型人工湿地污水处理系统及其应用》
摘要：潜流型人工湿地污水处理系统具有水力负荷和污染附和大，对BOD，COD，SS，重金属等污染指标去除效果好等优点，是目前国际上较多研究和应用的一种人工湿地处理系统。介绍了潜流型人工湿地污水处理系统的特点、构成、运行效果和应用，指出了潜流型人工湿地系统的应用前景和研究方向。
关键词：潜流型人工湿地 污水处理 人工湿地
采用人工湿地(Constructed Wetlands,CWs)系统处理污水是20世纪70年代发展起来的一种污水处理技术。由于具有净化效果好、工艺设备简单、运转维护管理方便、能耗低、对负荷变化适应性强、工程基建和运行费用低、可实现废水的资源化等特点，正越来越多地得到人们的关注[1-2]。
　　我国在“七五”期间开展人工湿地的研究,分别在北京昌平、深圳白泥坑、天津等地建成不同处理规模的人工湿地处理工程，这些处理系统大多为自由表面流人工湿地，对于潜流型人工湿地的研究相对较少，并且大多为理论探讨或实验研究[3-6]。本文在论述潜流型人工湿地的类型、特点、构成及应用的基础上．指出潜流型人工湿地系统的应用前景和研究方向。
　　1 潜流型人工湿地处理系统类型及其特点
　　根据污水在人工湿地中的流动方式可以把人工攫地划分为自由表面流人工湿地和潜流型人工湿地。自由表面流人工湿地和自然湿地相类似，废水从湿地表面流过。这种类型的人工湿地具有投资少、操作简单、运行费用低等优点。缺点是占地面积大，水力负荷低，去污能力有限，受气候影响较大，夏季会孽生蚊蝇、散发臭味；潜流型湿地系统中，污水在湿地床的表面下流动，利用填料表面生长的生物膜、植物根系及表层土和填料的截留作用净化污水。国外所建成的人工湿地中，潜流型人工湿地占相当大的比例。如在新西兰使用的大约80个人工湿地系统中，裹面流湿地占45％，潜流型人工湿地占33％，混合型人工湿地占14％[7]。在美国、欧洲、澳大利亚和南非等地已建成的和正在建设的人工湿地处理系统中，大部分是潜流型湿地船[8-9]。
　　 根据污水在湿地中流动的方向不同可将潜流型湿地系统分为水平潜流人工湿地和垂直潜流人工湿地2种类型。不同类型的湿地对污染物的去除效果不同，具有各自的优缺点[10]。
　　 ①水平潜流湿地系统。水平潜流人工湿地因污水从一端水平流过填料床而得名。它由一个或几个填料床组成，床体充填基质。与自由表面流人工湿地相比，水平潜流人工湿地的水力负荷和污染负荷大，对BOD，COD，SS，重金属等污染指标的去除效果好，且很少有恶臭和孳生蚊蝇现象，是日前国际上较多研究和应用的一种湿地处理系统。它的缺点是控制相对复杂，脱氮、除磷的效果不如垂直流人工湿地。
　　 ②垂直潜流湿地系统。在垂直潜流人工湿地中污水从湿地表面纵向流向填料床的底部，床体处于不饱和状态，氧可通过大气扩散和植物传输进人人工湿地系统．该系统的硝化能力高于水平潜流湿地，可用于处理氨氮含量较高的污水。其缺点是对有机物的去除能力不如水平潜流人工湿地系统．落干／淹水时间较长，控制相对复杂。
　　2 潜流型人工湿地的构成
　　 潜流型人工湿地主要由3部分组成：基质、植物和布水系统。目前人工湿地系统可用的基质主要有土壤、碎石、砾石、煤块、细沙、粗砂、煤渣、多孔介质(LECA)、硅灰石和工业废弃物中的一种或几种组合的混合物。基质一方面为植物和微生物生长提供介质，另一方面通过沉积、过滤和吸附等作用直接去除污染物。潜流型人工湿地中使用的植物主要有香蒲、芦苇、灯心草等，这些植物可增加湿地基质的遇水性，此外还能与周围环境的原生动物、微生物等形成各种小环境，将氧气传输至根区，形成特殊的根际微生态环境、这一微生态环境具有很强的净化废水的能力。在美国，大约40％的潜流型湿地只种植香蒲一种植物，欧洲国家则多数种植芦苇，也有一些系统种植了多种组合植物。布水系统主要是将进水按一定方式均匀地分布在处理系统中，并且保证不发生短流和堵塞，在潜流型人工湿地处理系统中多采用穿孔管布水系统。
　　3 潜流型人工湿地的净化效果
　　3.1 对有机物的去除
　　潜流型人工湿地的显著特点之一就是其对有机污染物有较强的降解能力。污水中的不溶有机物通过湿地的沉积、过滤作用．可以很快地被截留而被微生物利用；污水中的可溶性有机物则可通过植物根系生物膜的吸附、咀收及生物代谢过程而桩分解去除。资料表明，潜流型人工湿地系统的出水水质优于传统的二级生物处理[1]。
　　3.2 对氰的去除
　　潜流型人工湿地对氮的去除作用包括吸附，过滤和沉积、氨挥发、植物吸收和微生物硝化和反硝化作用：微生物的硝化和反硝化作用在氮的去除过程中起着重要作用。在潜流型湿地系统中，氧的主要来源是植物根系．但这种能力是非常有限的，这就妨碍了任何流经该水域水流十氨的硝化作用：为提高潜流型湿地的供氧量，町以采用周期性地改变水深促使根系向纵深生巴，增加暴露水面或地表漫流区以促进表面复氧作用，或采用间歇布水的方式，以及采用频繁注人和循环的多个平行床系统使大气中的氧进入到介质中等方法。Platzer[11]指出，潜流型湿地系统高的净化能力主要是依靠土壤有效的通气性，BOD，COD，氨氮的去除能力很高，但总氮的去除能力却有限。Green[12]研究了系统中氧的分布随时间和空间的变化．并通过给湿地系统增设输气管，利用慢灌快排使系统充分进气．以增加内部溶解氧的含量来提高系统的硝化反应能力，结果大大提高了氨氮的去除串。
　　3.3 对磷的去除
　　潜流型人工湿地对磷的去除作用包括吸收、化学沉积、植物和藻类吸收、微生物作用等，其中基质吸附起主要作用[13]。基质的理化性质对磷的去除串有很大影响。Zhu等[14]研究了镁、钙、铁、铝和磷的吸附关系，发现钙与磷的吸附相关性量强。Geller[15]也认为钙与铁、铝相比对磷具有更强的结合能力，潜流型湿地系统对磷的去除能力决定于这些矿质元素在基质中的含量。A Drizo等[17]比较分析丁7种基质对磷的去除能力，发现飞灰和页岩具有最大的磷吸收．然后是铝土矿、石灰石，综合比较各种性能，A.Drizo认为页岩最适合作为潜流型湿地系统的基质。H．Brizo等[17]分析了13种丹麦不同地区沙的理化性质和除磷能力，这些沙对磷的去除能力差别极大，决定磷的去除能力呈沙中钙的含量，作者同时也研究了一些人工合成基质的除磷能力，他认为将这些人工基质中的一种或几种和沙混合使用可以显著提高潜流型湿地系统的除磷能力。
　　4 潜流型人工湿地的经济分析
　　工程造价和运行费用是人们在选择和设计污水处理工艺时必须考虑的问题。美国分析了37个湿地污水处理系统的造价，其中19个自由衷面流湿地的平均造价为55000美元/hm2，18个潜流型系统的平均造价为215000美元/hm2：，因为需要额外的岩石供应和填筑费用，所以潜流型系统的造价比自由表面流系绕高，但是就负荷计算，潜流型系统显示出优越性，潜流系统的造价为163美元/m3，自由表面流系统为206美元/m3[8]。国内一些专家估算，潜流型人工湿地污水处理系统的占地面积大约是自由衷面流人工湿地系统的十分之一，建造费用大约在130—150元/m2。
　　5 滑流型人工湿地的应用
　　德国最早开展了潜流型人工湿地的研究[18]。早期的潜沉型湿地处理系统主要用于处理城市生活污水或二级污水处理厂出水。经过近30年研究与发展，该技术已经在英国、美国、新西兰、法国、澳大利亚、巴西、荷兰等许多国家得到应用推广，一些发展中国家也开始使用改技术解决国内的污水处理问题[19]。与此同时应用范围电不断扩大，除了用于处理城市污水外，还应用于工业废水、农业面源污染、垃圾渗出液暴雨径流等多种废水的处理，表现出良好的净化效果，见表1。
　　6 结束语
　　众多成功应用的实践证明，潜流型人工湿地是一项非常有效的污水处理技术，和国外相比，国内的研究相对滞后，笔者认为今后应深入开展以下几个方面的研究。①通过筛选耐污和净化能力强的植物品种并进行优化组合，达到更好地调控潜流型人工湿地的净化功能以及符合城市景观建设的需要；同时建造适宜的湿地生态系统，使植物良好生长，充分发挥其各种功能。②在系统地研究潜流型人工湿地中微生物种类分布规律和作用机制的基础上，通过高效微生物的筛选，人为适当地改造湿地微生物群落结构并调控湿地系统的净化过程，从而提高人工湿地系统的运行效果。③通过对基质进行筛选或人工合成，提高人工湿地对磷的持续去除效果。④应用生态工程的原理和方法对人工湿地系统进行构建和调整，以利于湿地正常功能的运作和生态系统服务的可持续性。通过上述几个方面的研究，构建适合我国国情和不同地域特点的高效潜流型人工湿地处理系统，使其在我国得到广泛的应用和椎广。

《浅谈人工湿地污水处理技术及应用》
湿地是指地球表层上由水、土和挺水或湿生植物(可伴生其它生物)相互作用构成，其内部过程长期为水控制的自然综合体，它分为天然湿地和人工湿地。
作为自然环境中自净能力最强的生态系统之一，天然湿地中存在着多种植物和微生物，具有强大的净化水质功能，被称为“自然之肾”。当湿地水体被排入一些工农业或生活污水时，湿地可以利用生物过程及化学转换将污水中的有毒有害成分储存或者转运，从而对污水起到较强的过滤作用，使流出的水质得到净化。人工湿地污水处理技术就是模拟了天然湿地的结构，人为选择适合在污染环境条件下生存的生物种类来构建湿地生态系统，利用其生理功能来处理污水的一项技术。下面就该技术中的几个具体环节及其优势和应用作一下分析。
1技术原理及类型
人工湿地污水处理技术的基本原理是在一定的填料上种植芦苇、美人蕉、水葱等特定的植物，当污水流过时，经砂石、土壤过滤，植物的富集吸收，植物根际微生物活动等多种作用，使水质得到净化。通常，人工湿地污水处理系统由适合的湿地植物、植物生长其中的基质、调控污水的阀门和管道、防止污水渗入地下的衬套等四部分组成。
目前，我国应用较多的人工湿地污水处理技术主要有两种类型：地表流式和潜流式。地表流式又称为渗滤式，是把污水直接排进湿地，停留若干天后再排出的一种方法。这种方法成本及运行费用较低，但它的缺点是污水直接暴露在大气中，导致污水中的细菌等污染物直接通过气体散播，容易造成二次污染，而且在寒冷地区由于污水易结冰而影响处理效果。潜流式则是将污水通过管道输送到人工土壤介质中，在水床最低位运行，表面种植植物，类似于微灌、滴灌，用这种方法处理污水，污染物去除率高、不滋生蚊虫、无臭味，而且在寒冷的北方也可以正常运行。另外，加上聚氯乙烯制成的防渗膜，还可防止污染地下水。
2植物的选择
植物是人工湿地污水处理系统的一个重要组成部分，科学的选择植物种类是人工湿地污水处理系统能否高效运转的关键。
通常，挺水、沉水和浮水等水生植物多为人工湿地植物的首选。大型挺水植物在湿地系统中主要起固定床体表面、提供良好的过滤条件、防止湿地被淤泥淤塞、为微生物提供良好根区环境等作用。湿地植物对污染物都具有吸收、代谢、累积作用，对Al、Fe、B、Cu、P、Pb、Zn均有富集作用，一般植物的长势越好、密度越大，净化水质的能力越强。目前国内外最常用的植物种类是芦苇、香蒲和灯芯草，此外，凤眼莲、黑三棱、水葱、香根草、茭白、苔草、大米草、小叶浮萍、菹草、池杉等植物也比较常用。现在人们对美人蕉、水稻等陆生植物在净化水质方面的研究也越来越深入，其应用也越来越广泛。
根据实验表明地表流式人工湿地宜选用芦苇；潜流式人工湿地宜选用水葵、美人蕉、芦苇；地表流式与潜流式共存型人工湿地宜选用芦苇、水葱、水葵、黄昌蒲，视具体情况，可选用一种或几种混合种植。
3技术的优势
目前，我国的污水处理还主要依赖于传统污水处理厂，其普遍存在处理水平低、投资和运行费用高、易产生二次污染等问题，而且不少污水处理厂不是因为资金短缺而闲置就是不能满负荷运转，据统计，全国约有超过半数的城市污水处理厂不能正常运转。
与传统的污水处理厂相比，人工湿地污水处理技术具有很多优势：
3.1建设成本及运行管理费用低廉。人工湿地的工程建设投资大约是城市污水处理厂的2/3，运行管理费则是1/8至1/10。
3.2具有强大的生态修复功能。它不仅具有涵养水源、均化洪水、降解污染物、保护生物多样性的特点，还具有吸收SO2、CO2、氮氧化物、增加氧气、净化空气、消除城市热岛效应、光污染和吸收噪声等环境调节功能。
3.3保护野生动物和提高景观美学价值。人工湿地能够控制土壤侵蚀、防风护堤，是众多野生濒危动植物特别是珍稀水禽的栖息、繁殖、迁徙、越冬集聚之地，对保护野生动物和提高局部地区景观的美学价值有很大的益处。
4应用现状
自上个世纪70年代开始，人工湿地污水处理技术在发达国家开始广泛应用。美国现有大中规模的人工湿地污水处理系统1万多座，丹麦则有800多座，甚至于国外的许多别墅都利用自己的花园绿地来建一个日处理量仅为几百升的小型处理系统。现在，我国的北京、上海、深圳、沈阳、四川、云南、山东等许多省、市也已开始选择此项技术来处理城市污水。
位于山东省南部的南四湖 (微山湖、昭阳湖、独山湖和南阳湖)是南水北调东线工程的必经之地和调蓄水库。而近年来，由于大量的工业、生活及农业污水未经处理直接排入其中，造成大部分河流和部分湖区水域严重污染，据2002年监测结果表明，南四湖流域水质为IV类或V类标准，水质富营养化程度比较严重。党中央、国务院英明决策，投入大量人力、物力对南四湖全面进行人工湿地水质净化工程建设，规划面积为12万亩，其中挺水植物芦苇、蒲草、苦江草等的栽种面积为6万亩，浮游植物的种植面积为4万亩，沉水植物2万亩，工程建设共需投资15000万元。利用人工湿地系统中的物理、化学和生物的三重协同作用对水中的污染物进行降解、净化，到2006年，该工程将全面发挥效益，各入湖水质经人工湿地净化后，达到国家地面水Ⅱ、Ⅲ类水质，确保南水北调调水水质的稳定性。这是对南水北调东线治污工程的一道保险措施，是对调水受益区人民群众安全用水和身体健康的有力保障，并且对恢复南四湖自然生态环境也具有十分重要的意义。
总之，人工湿地污水处理技术具有投资低、出水水质好、抗冲击力强、增加绿地面积、改善和美化生态环境、视觉景观优异、操作简单、维护和运行费用低廉等优点，十分适合我国国情，具有极其广阔的应用前景。同时，湿地生态系统的引入还能够使人们形成节约资源，尊重自然的新的生态观念。

《人工湿地处理污水的效率与研究展望》
摘要：本文阐述了人工湿地处理技术国内外的研究现状，人工湿地对有机物、氮、磷等的去除效率，分析了影响人工湿地处理效率的因素。表明人工湿地的类型、湿地植物种类、基质类型、湿地中微生物的种类和数量、温度、水力停留时间、水力负荷、湿地的运行管理等都会影响人工湿地的处理效率。根据人工湿地在污水处理中的研究和应用现状，指出了今后的研究方向。
关键词：人工湿地 污水 效率 研究展望
采用人工湿地技术净化污水始于1953年德国的Max Planck研究所，该研究所的Seidel博士在研究中发现芦苇能去除大量有机物和无机物。到20世纪70年代末期逐渐发展成为一种独具特色的新型污水处理技术。人工湿地污水处理技术具有处理效果好、出水水质稳定、氮、磷去除能力强、运转维护管理方便、工程基建和运转费用低、对负荷变化适应能力强、适于处理间歇排放的污水等主要特点。同时，人工湿地对保护野生动物和提高局部地区景观的美学价值也有益处。因此，大力开发人工湿地污水处理技术，对我国水环境污染的治理具有重大的意义，在我国具有广泛的发展前景。
　　多年的研究表明，人工湿地能够利用基质-微生物-植物这个复合生态系统的物理、化学和生物的三重协调作用，通过过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解来实现对废水的高效净化，同时，通过营养物质和水分的生物地球化学循环，促进绿色植物生长并使其增产，实现废水的资源化与无害化。
1 人工湿地处理污水的效率
1.1 对有机物的去除效率
　　人工湿地对有机物有较强的净化能力，污水中的不溶有机物通过湿地的沉淀、过滤作用，可以很快被截留下来而被微生物利用；污水中的可溶性有机物则可通过植物根系生物膜的吸附、吸收及生物代谢过程而被分解去除。国内有关学者对人工湿地净化城市污水的研究表明，在进水浓度较低的情况下，人工湿地对BOD5的去除率可达85%～95%，对COD的去除率可达80%，处理出水BOD5的浓度在10mg/L左右，SS小于20mg/L[1-3]（表1）。

1.2 对氮的去除效率
　　在人工湿地中氮主要是通过微生物的硝化和反硝化作用、植物的吸收、氨的挥发以及基质的吸附和过滤等过程而去除。废水中的氮以无机氮和有机氮两种形式存在，无机氮可以被人工湿地中的植物吸收，合成植物蛋白质，最后通过植物的收割形式从湿地系统中去除。但这一部分氮仅占总氮量的8%～16%。有机氮按图1的方式去除，微生物的硝化和反硝化作用在氮的去除中起着重要作用。吴振斌等[4]研究发现，湿地土壤的脲酶活性与TN的去除率有较明显的正相关性，所以认为可以把人工湿地根区土壤中脲酶的活性作为人工湿地去除污水中含氮污染物效果的一个评价指标。国内外学者的研究表明，利用人工湿地治理各种类型的污水，其TN的去除率达64%～98%[1、3、5]，见表2。

图1 人工湿地中氮的变化规律
　　人工湿地系统中氮去除效率取决于湿地植物根区附近土壤的氧化还原状况，因为硝化作用要求在好氧的条件下进行，而反硝化作用要求在厌氧的条件下进行。目前人工湿地系统TN去除率不高的主要原因是硝化-反硝化途径不畅通，由于系统缺氧，不能提供良好的硝化作用环境条件，因而不能产生大量的反硝化作用底物——硝酸盐，为反硝化作用打下基础。要使硝化-反硝化途径畅通，提高氮的去除率最重要的是提高湿地系统中的硝化作用强度。其措施包括：对进入湿地的污水进行暴气，以增加水中的DO；或使污水中的氮素物质在进入人工湿地前作预处理，使之转化成NO3-N；也可以增加湿地植物的密度，或采用间歇进水方法，提高系统中的氧浓度。还有研究发现，人为提高湿地中BOD:NO3-N之比（如添加秸秆或甲醇），氮的去除率会大幅度提高，能从30%左右上升至80%～90%，原因是BOD:NO3-N比值太低时不利于反硝化作用的进行，当比值上升到2.3时，反硝化率达到最大值。也有人提出可直接用C:N比来表示NO3-N的去除率，当C:N> 5:1时，反硝化效率最高[6]。

2.3 对磷的去除效率
　　在人工湿地中磷主要是通过基质的吸附、络合及与Ca、Al、Fe和土壤颗粒的沉淀反应及泥炭累积，植物的吸收，微生物去除等作用而去除。据资料显示，人工湿地对各种类型污水中的TP的去除率为47.0%～97.2%[1、3]（表3）。

3 影响人工湿地处理效率的因素
3.1 人工湿地的类型
　　人工湿地的水流类型不同，其对不同污染物的去除效率也有差异。水平潜流湿地对BOD、COD等有机物和重金属的去除效果较好，垂直流湿地对氮、磷的去除效果较好，表面流型湿地的处理效果一般。但如果将表面流型与潜流型、表面流型与垂直流型结合起来，去污效率会进一步提高[6]。根据对104座潜流型湿地系统和70 座表面流湿地系统的处理效果数据统计[7]，有如下结果。
　　（1）SS表面流湿地系统用于三级处理时出水SS< 20mg/L；用于二级处理时稍高，但通常也低于20mg/L。水平潜流湿地系统进水SS平均为140 mg/L，出水平均为12.4 mg/L。
　　（2）BOD5一般来说，当潜流湿地系统进水BOD5平均为114 mg/L时，则出水平均为17 mg/L；表面流湿地系统进水BOD5平均为41 mg/L时，出水平均为11 mg/L。
　　有的学者认为较高的长宽比可确保污水在湿地内流经较长距离，从而提高处理效果；但也有人认为正方形的处理效果好于狭窄的长方形，原因是当每天的灌入水量相同时，长方形的水流速度比正方形的要快，这样不利于污染物的沉淀。不过目前北美动物粪水处理湿地的长宽比值平均为6.5:1，成典型长方形，而并非1:1的正方形[6]。
3.2 湿地植物种类
　　不同种类的湿地植物对污染物的去除效率也有一些差异。.植物的净化能力主要与植物的生物量、根系的发达程度、根系的输氧能力等因素有关。一般来说，植物的生物量较大、根系比较发达、根系的输氧能力比较强的话，其净化能力就比较强。Adcock等[8]研究了水麦冬和芦苇两种人工湿地植物的地上、地下和总的生物量、生长情况和组织中营养成分的含量，结果表明水麦冬具有明显发达的根系和较高的地下生物量，对氮、磷的去除效果是芦苇的5倍。黄时达等研究了芦苇、灯心草和菖蒲等三种植物的污染物净化能力，结果发现灯心草的净化能力最强，CODcr的去除率达到42%～46%。高吉喜等研究比较了7种湿地植物，结果发现，慈菇和茭白的综合净化能力最高。彭江燕等研究了芦苇、水葱、黄菖蒲、美人蕉和风车草等5种植物的净化效果，结果表明，氮和磷的吸收比例顺序均为风车草> 美人蕉 > 芦苇 >黄菖蒲> 水葱，风车草有较高的氮磷去除能力。靖元孝的研究表明，种植风车草的潜流型人工湿地对TN、TP、COD和BOD的去除效率分别为64%、47%、74%和74%。崔理华等[7]的研究表明，种植风车草可提高NH4-N、TN和TP的去除率，与无植物系统相比分别提高2%～3%、4%～6%、10%～14%，说明风车草是一种很好的湿地植物。此外，长苞香蒲和水烛等大型水生植物种类具有粗壮的根系和许多发达的不定根，是较佳的净水植物。吴振斌等认为须根系比根状茎、匍匐茎等具有较好的污水净化效果。其次，不同的植物对污染物的去除速率也不相同，日本学者对不同的植物去除氮和磷的速率进行了研究，结果见表4。
　　每种湿地植物都有它自己的特点，如果选择几种湿地植物进行合理的搭配，不仅会使湿地的净化效率提高，而且净化效果也变得更稳定，还很有可能解决NO3-N的净化问题[6]。
3.3 基质类型
　　不同的基质对人工湿地的处理效果影响较大。人工湿地的基质又称填料，一般由土壤、细砂、粗砂、砾石、灰渣及石灰石、沸石等组成，不同的基质对人工湿地的处理效果影响较大，并且某些基质的组合要优于单一基质的处理能力。因此，根据污水中的污染物种类、特征可以选取不同的基质或采用几种基质的组合。一般来说，含有机质丰富的基质有助于吸附各种污染物；土壤基质的去污能力不如砾石基质[6]；含CaCO3较多的石灰石基质可以有效地去除磷，沸石-石灰石组合的基质可以有效地去除TN、TP [9]；煤渣-草炭基质对磷具有较强的吸附能力，在不种植湿地植物的情况下对TP的去除率可达到77.6%～85.0%，可以作为垂直流人工湿地系统的特殊基质[1]；花岗岩-粘性土壤基质能高效地去除污水中的磷，对TP的去除能力可达90%。
3.4 湿地中微生物种类和数量
　　废水中各类污染物的去除与湿地系统中生长的微生物种类和数量有关。表5[10]列出了芦苇湿地系统中不同微生物与废水中不同污染物去除率之间的相关系数（r）值。相关系数的大小可以反映某一类微生物对某一类污染物的去除能力。由表5可知，不同微生物与BOD和COD的去除率之间均有明显的相关性，说明人工湿地系统对BOD和COD有良好的去除率；废水中NH4-N的去除与硝化细菌和反硝化细菌都有明显的相关性，说明硝化和反硝化作用是人工湿地系统去除氮的主要方式；废水中磷的去除与湿地中的各类微生物均不具有明显的相关性，这说明微生物不是人工湿地系统中去除的磷主要因素；废水中总大肠杆菌的去除与放线菌和原生动物的数量有明显的相关性，这说明人工湿地系统中的放线菌和原生动物是去除大肠杆菌的主要作用者。

3.5 环境因子的影响与管理措施
　　温度、水力停留时间、水力负荷、湿地的运行管理等均会对人工湿地的去污效果产生影响。水温在20～25℃时生物去污的效果最好，低于10℃时，处理效果会明显下降，因此，夏天的处理效果会好于冬天[2、6]。陈博谦等的研究表明，细菌的反硝化作用受温度影响，在10～30℃范围内，高温有利于反硝化。但温度高于30℃，则会对硝化反硝化过程产生抑制作用[6]。Yang等也发现，当湿地运作一段时间（如3年）后，去污效果基本不再受环境因子（如温度、污水流量等）影响。
　　廖新俤等[2]的研究表明，在一定进水浓度范围内，香根草和风车草人工湿地对猪场废水主要污染指标的去除率受废水停留时间的影响，停留时间延长，去除率提高，但停留时间太长，湿地占地面积很大，从去除效果和实际需要出发，秋季和春季香根草和风车草人工湿地的水力停留时间可以选择3d或5d，但与3d比较，5d情况下虽然处理效果改进，但湿地占地面积大。此外污水负荷也会影响污染物的去除率，在冬季，进水浓度对湿地去除SS影响较大，从总趋势来看，SS的去除率随进水浓度的增大而下降；在夏季，进水浓度影响COD、BOD、和SS的去除率，其影响程度因不同范围的进水浓度而异。例如，在夏季，香根草和风车草人工湿地在进水浓度高达1000～1400mg/L情况下，COD去除率接近90%，即出水COD在100～150mg/L以下，当进水COD在400mg/L以下时，出水COD均在100mg/L以下，当进水COD在250mg/L以下时，出水COD可控制在50mg/L以下；在冬季，在进水浓度高达1003mg/L情况下，COD去除率在70%以上，即出水COD在300mg/L以下，当进水COD在345.68mg/L时，出水COD均在100mg/L以下。丁延华的研究表明，芦苇湿地的水力负荷应在6cm/d以下，有机负荷应在80kg/hm2&#8226;d以下，最佳停留时间为4～6d。表6～表9给出了湿地系统各环境因子与去除率的比较。
　　湿地在运行过程中，采取一些措施可以提高处理效果。例如，往水中加入一定量的明矾[Al2(SO4)3]会使磷的净化效率显著升高，主要原因是由于Al3+与PO43-结合生成AlPO4沉淀[6]。最近发现FeCl3固化磷酸根的效果比明矾好[3]。
4 人工湿地污水处理技术研究展望
4.1 进一步加强人工湿地处理污水机理的研究
　　人工湿地处理污水的机理非常复杂，设计的范围也很广，目前，虽然有些机理研究已经得到初步的认可，但仍然存在很多问题需要进一步研究，如污水中的有机污染物、无机污染物、金属污染物的去除过程与机理；根际微生态系统的综合作用；有机物、无机化合物和金属离子在湿地系统内的相互作用及其对植物、微生物和土壤的影响等[6]。
4.2 如何提高处理效果，使湿地系统可持续发展
　　（1）加强湿地植物的筛选工作，选择一些耐污能力强，去污效果好的湿地植物，同时加强多种植物的合理搭配的研究，因为单一物种的净化能力总是有限的。通过植物的合理搭配，既有利于群落的快速形成，也具有较高污染物净化能力，还具有较高的观赏价值，同时对人工湿地杂草生物的抑制以及对减少残体对湿地植物生长的影响均有重要意义。
　　（2）重点研究在提高人工湿地氧化硝化能力的同时如何提高其反硝化能力，解决硝态氮的高效去除问题。
　　（3）填料的类型直接影响湿地系统的净化能力，尤其是对磷的去除。因此，加强填料的筛选，特别是几种填料的合理搭配，也是今后应该优先考虑的工作。另外，如何防止填料堵塞，使其长久保持处理能力也是值得研究的一个课题。
4.3 加强人工湿地对特殊工业废水处理的研究，不断扩大应用范围
　　目前我国人工湿地技术的研究还停留在处理小规模的生活污水，而发达国家已将工作重点转移到处理特殊工业废水的研究上，如富集、净化重金属、有毒物质、石油化工废水等方面。因此，我们应加强这方面的研究，深入研究特征污染物对人工湿地系统中氧的供应及对植物输氧能力的影响；研究贫营养、低浓度、高盐、高毒、难降解有机废水的去污机理及其对人工湿地系统的影响，促进人工湿地在工业废水处理中的应用。
4.4 改良人工湿地技术
　　目前，世界各国都投入大量精力以改良人工湿地技术，将一些传统的污水处理技术引入人工湿地。如北美湿地工程公司（NAWF）借鉴污泥回流技术和鼓风暴气开发了循环流湿地工艺。这些工艺已成功地应用于数年前还被认为不适宜采用人工湿地处理污水的地区（气候太冷或污水浓度太高）。
5 结束语
　　人工湿地系统是一个完整的生态系统，它形成了内部良好的循环，不仅对污水有较好的净化效果，而且具有较好的生态效益和经济效益。发达国家已被用来处理各种类型的废水，发展中国家发展人工湿地技术的潜力更是巨大的，在我国该项技术将会得到越来越广的应用。

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