我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó),隨著地方經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,農(nóng)村人民生活水平不斷提高,日益增長(zhǎng)的農(nóng)村生活垃圾已經(jīng)成為影響我國(guó)水環(huán)境質(zhì)量的重要因素。植物是人工濕地系統(tǒng)的核心部分之一[1],也是人工濕地系統(tǒng)的特點(diǎn)所在[2]。
  人工濕地作為污水處理系統(tǒng)存在已有50多年歷史,具有投資少、運(yùn)行費(fèi)用低、抗沖擊力強(qiáng)和易于維護(hù)管理的優(yōu)點(diǎn)[3~7]。國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家學(xué)者對(duì)人工濕地進(jìn)行了大量的研究,并規(guī)劃建立了許多人工濕地,然而真正涉及到農(nóng)村生活污水處理的人工濕地研究與試驗(yàn)極少[8,9],文章對(duì)生活污水的人工濕地凈化現(xiàn)有文獻(xiàn)作了簡(jiǎn)要綜述,并對(duì)人工濕地植物處理生活污水的研究方向進(jìn)行了展望,以期推動(dòng)農(nóng)村生活污水人工濕地凈化研究。

1人工濕地植物的研究
1·1植物類(lèi)型與常用植物
  人工濕地中的植物,可分為浮水植物、沉水植物和挺水植物三類(lèi)[10]。國(guó)內(nèi)外選用的人工濕地植物以水生植物為主,主要是挺水植物。國(guó)外最常用蘆葦(Phragm ites conmunis)、香蒲(Typha angusti-folia)和燈心草(Juncus effusus)[11~13],此外也常用鳳眼蓮(Eichom iacrassipes)、黑三棱(Spargani umstoloniferum)和水蔥(Scirpusvalidu)。國(guó)內(nèi)選用的植物更豐富，除國(guó)外常用植物外，國(guó)內(nèi)還有香根草(Vetiveriazizanioaes)、菱白(Zizanialatifo lia)、苔草(Carextristachya)、大米草(SpartinaanglicaHubb )、小葉浮萍(LemnaminorLinn )、菹草(Potamogetoncrispus)、池杉(Taxodiumas cendens Brongn)、美人蕉(Cannageneralis)、水仙(NarcissustazettaL var chinensisRoem )、慈姑(Sagittariatrifolia)等。

1.2人工濕地植物選擇原則
  耐污凈化能力強(qiáng)，抗凍、抗熱、抗病蟲(chóng)害等抗逆性強(qiáng)，根系發(fā)達(dá)適應(yīng)性強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)和觀賞綜合利用價(jià)值高，利于物種間的搭配，易于管理。

1.3人工濕地植物去污機(jī)理與作用
  人工濕地去除的污染物范圍廣泛，包括N，P，SS，有機(jī)物，微量元素，病原體等。有關(guān)研究結(jié)果表明，在進(jìn)水濃度較低的條件下，人工濕地對(duì)BOD5的去除率可達(dá)85%~95%，COD去除率可達(dá)80%以上，處理出水中BOD5的濃度在10mg/L左右，SS小于20mg/L。陳發(fā)先等研究認(rèn)為，人工濕地植物去污機(jī)理有3個(gè)方面：第一，直接吸收利用污水中的N、P等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，吸附和富集污水中的重金屬鉛(Pb)、鎘(Cd)、汞(Hg)、砷(As)等有害物質(zhì)；第二，輸送氧氣到植物根區(qū)，為微生物生長(zhǎng)、繁殖和降解反應(yīng)提供氧氣；第三，增強(qiáng)和維持水體的水力傳輸能力。另外，人工濕地植物還具有其他作用：維持系統(tǒng)的穩(wěn)定；釋放促進(jìn)生物化學(xué)反應(yīng)的酶和影響酶的分布；濕地植物的抑澡作用；濕地植物的景觀效應(yīng)；經(jīng)濟(jì)和生態(tài)價(jià)值等。

1 4 植物去污作用的影響因素
  人工濕地植物去污作用受多種因素影響，情況復(fù)雜，陳發(fā)先等對(duì)影響因素進(jìn)行了歸納，認(rèn)為主要有6個(gè)影響因素：進(jìn)水濃度；水力負(fù)荷；水力停留時(shí)間；溫度；濕地水體pH；植物種類(lèi)等。筆者認(rèn)為，在不同性質(zhì)、不同來(lái)源的污水中，各個(gè)因素的貢獻(xiàn)率也是不同的。
  在環(huán)境溫度較低的冬季，許多濕地植物的活性不斷降低，甚至部分濕地植物開(kāi)始死亡，極大地影響到人工濕地系統(tǒng)的去污能力。而目前涉及濕地植物越冬期研究的文章極少，通過(guò)中國(guó)期刊網(wǎng)文獻(xiàn)檢索，僅查到西洞庭湖濕地越冬期野生植物多樣性一文，王朝暉等研究認(rèn)為，在冬季西洞庭濕地以菊科、十字花科野生植物為主，因而在人工濕地植物選取的時(shí)候，可以選擇一些菊科、十字花科植物來(lái)適應(yīng)冬季溫度較低的環(huán)境，從而能在一定程度上維持濕地系統(tǒng)的去污能力。從另一方面說(shuō)明了在人工濕地植物越冬期去污能力下降問(wèn)題研究方面還不深入，今后應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)濕地植物越冬期的研究。

2生活污水的組成
  農(nóng)村生活污水主要來(lái)源于3個(gè)方面：(1)淘米、洗菜等廚房炊事用水、沐浴、洗滌用水和沖洗廁所用水；(2)農(nóng)村養(yǎng)殖及畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)生的糞尿廢水；(3)生活垃圾、糞肥堆置滲濾及沼氣池排出的廢液等。
  生活污水中含有較高的人畜糞尿等成分，N、P含量特別高，還有細(xì)菌、微生物及碳?xì)浠�物等�？傊�，農(nóng)村生活污水成分相對(duì)簡(jiǎn)單，然而中國(guó)有廣大的農(nóng)村，家家戶戶都產(chǎn)生越來(lái)越多的生活污水，在農(nóng)村造成的污染也是越來(lái)越嚴(yán)重，因而必須對(duì)農(nóng)村生活污水進(jìn)行凈化處理，最佳處理方式就是建設(shè)小型人工濕地，利用其植物凈化污水。

3人工濕地凈化生活污水研究進(jìn)展
  胡勇有等在華南地區(qū)選擇了14種待選濕地植物，研究它們?cè)谌A南地區(qū)氣候條件下對(duì)低深度生活污水的凈化效果，監(jiān)測(cè)項(xiàng)目主要包括COD，TN，TP，NH+4 N，pH值，濁度等，結(jié)果認(rèn)為不同植物對(duì)COD的去除沒(méi)有明顯差異，而N、P的去除率可作為篩選植物的重要指標(biāo)，同時(shí)綜合考慮植物的抗逆性、觀賞性。最后篩選出合適種植于華南地區(qū)的濕地植物主要有菖蒲(Acorusgramineus)、象草(PennisetumpurpureumSchum)、風(fēng)車(chē)草(Cyperus involucratusRottb )、香蒲(Typhaorientalis)等9種。說(shuō)明大多數(shù)濕地植物都能起到凈化污水的作用，當(dāng)然在不同地區(qū)，不同的污水水體中，最合適種植的植物有差異。
  郭杏妹等選用菖蒲(Acorusgramineus)、再力花(Thaliadealbata)、梭魚(yú)草(Pontederiacorda ta)3種植物，以學(xué)生食堂污水為實(shí)驗(yàn)用水，進(jìn)行室外靜態(tài)模擬人工濕地研究，水樣監(jiān)測(cè)指標(biāo)主要包括TP、NH+4 N、CODCr，認(rèn)為3種植物對(duì)污水中的TP、NH+4 N、CODCr去除效果均較好，認(rèn)為植物株數(shù)為6株/m2時(shí)去除效果最好，污水停留時(shí)間為3d內(nèi)時(shí)去除率增長(zhǎng)較快。在3種植物中，菖蒲(Acorusgramineus)表現(xiàn)出最好的去污能力，將菖蒲運(yùn)用到廣州市荔城鎮(zhèn)群愛(ài)村生活污水處理的實(shí)例中檢驗(yàn)，人工濕地選擇單一的菖蒲，種植密度為6株/m2，結(jié)果CODCr、TP、NH+4 N、SS、BOD5，動(dòng)植物油6項(xiàng)指標(biāo)全部達(dá)標(biāo)。說(shuō)明菖蒲、再力花、梭魚(yú)草3種植物在生活污水處理中都有較好的去污效果，尤其是菖蒲去污效果最為理想，具有明顯的優(yōu)勢(shì)，可以成為生活污水處理的首選植物。
  劉超翔等在滇池流域農(nóng)村進(jìn)行了人工濕地處理生活污水的試驗(yàn)和生態(tài)處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)。采用人工復(fù)合生態(tài)床處理滇池地區(qū)低濃度農(nóng)村污水的試驗(yàn)結(jié)果表明，蘆葦具有較強(qiáng)的輸氧能力，茭白對(duì)氮、磷的吸收能力強(qiáng)，可采用蘆葦和茭白混種的方式提高BOD、氮、磷的去除率。
  針對(duì)太湖流域的面源污染和水體富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題，白永剛孫亞兵進(jìn)行了人工濕地處理太湖流域農(nóng)村生活污水的試驗(yàn)研究。綜上所述，人工濕地處理生活污水是有效的，對(duì)COD、TN、氨氮和TP有較高的去除率，出水水質(zhì)較好。

4.展望
  綜上所述，人工濕地凈化生活污水，目前對(duì)城鎮(zhèn)區(qū)的研究與實(shí)踐比較充分，但是農(nóng)村與農(nóng)戶區(qū)的人工濕地應(yīng)用案例還較少。由于我國(guó)人工濕地的研究起步較晚，加上人工濕地凈化污水的效果受到多種因素的影響，因而有關(guān)人工濕地凈化生活污水的研究需要加強(qiáng)和不斷深入，今后應(yīng)當(dāng)優(yōu)先開(kāi)展以下方面的研究：
  (1)對(duì)生活污水的來(lái)源組成進(jìn)行詳細(xì)的分類(lèi)，研究各種來(lái)源生活污水的主要成分，從而可以選擇相應(yīng)的去污植物。
  (2)研究生活污水的主要或常用監(jiān)測(cè)指標(biāo)，比如BOD、COD、TP、TN、NH+4 N、SS等。選擇不同的植物和不同的監(jiān)測(cè)指標(biāo)進(jìn)行去污效果的相關(guān)性研究，從而篩選出理想的濕地植物。
  (3)加強(qiáng)濕地植物在生活污水中的抗凍、抗熱、抗病蟲(chóng)害等抗逆性研究，尤其是應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)人工濕地植物越冬期去污能力下降問(wèn)題的研究，使選擇的植物能夠很好地適應(yīng)于人工濕地環(huán)境，同時(shí)又能維持濕地的去污能力。
  (4)加強(qiáng)生活污水人工濕地上植物聯(lián)合去污效果研究，變單一植物為聯(lián)合模式。對(duì)不同植物比重具有不同的去污能力進(jìn)行量化研究，加強(qiáng)生活污水濕地野外實(shí)驗(yàn)，篩選出不同植物的最佳組合模式。
  (5)加強(qiáng)人工濕地植物根系對(duì)生活污水適應(yīng)性研究。濕地植物根系能夠改善土壤微環(huán)境，影響根系的微生物和酶的產(chǎn)生，從而影響到污水的處理效果。
  (6)加強(qiáng)川中丘陵區(qū)農(nóng)戶生活污水人工濕地植物處理技術(shù)研究。