萬蕾等

摘要：通過構(gòu)建耐寒植物人工濕地，研究人工濕地對污水中總氮、總磷及有機(jī)質(zhì)的去除效果，探討季節(jié)變化對污染物去除率的影響。結(jié)果表明：西伯利亞鳶尾和花葉麥冬2種耐寒植物人工濕地對污染物具有較穩(wěn)定的去除效果；即使在冬季，2種濕地植物對污染物的去除率均能達(dá)到30%以上；不同季節(jié)西伯利亞鳶尾濕地對總氮、總磷及有機(jī)質(zhì)的平均去除率均高于花葉麥冬。結(jié)果表明，合理選擇濕地植物，可以減少運(yùn)行費(fèi)用，對于維持人工濕地凈化能力的持效性有重要意義，本研究為人工濕地在北方地區(qū)的應(yīng)用及植物選擇提供參考。

關(guān)鍵詞：耐寒植物；人工濕地；凈化效果；季節(jié)變化

中圖分類號： X52文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號：1002-1302（2014）09-0351-03

收稿日期：2013-12-10

基金項(xiàng)目：江蘇省高校自然科學(xué)研究計(jì)劃（編號：11KJD610002）。

作者簡介：萬蕾（1981—），女，山東煙臺人，博士，副教授，主要從事水環(huán)境污染防治與生態(tài)修復(fù)方面的研究。E-mail：hjwanl@163.com。人工濕地污水處理系統(tǒng)是一種低投資、低能耗、效果好的處理與利用污水的系統(tǒng)工程，是在長期應(yīng)用天然濕地凈化功能基礎(chǔ)上發(fā)展起來的生態(tài)處理技術(shù)[1]。該系統(tǒng)已被大量用來處理生活污水、工業(yè)廢水、礦山廢水、農(nóng)業(yè)廢水、垃圾填埋場滲濾液、高速公路暴雨徑流和富營養(yǎng)化水體等[2-6]。人工濕地在運(yùn)行時(shí)不可避免受到各種因素的影響，如濕地結(jié)構(gòu)類型，水力負(fù)荷和污染負(fù)荷，植物的生長狀況，濕地的地理位置和氣溫變化，運(yùn)行方式等，其中氣溫是一個(gè)相當(dāng)重要的因素。植物是人工濕地的重要組成部分，在系統(tǒng)中起關(guān)鍵作用。植物的生長具有季節(jié)性，導(dǎo)致人工濕地的處理效果也呈現(xiàn)季節(jié)性，即在植物生長旺盛期濕地處理效果好，而植物枯萎和死亡期處理效果變差。尤其在我國北方地區(qū)，冬季大部分植物死亡或進(jìn)入休眠期，春季植物生長緩慢，這2個(gè)季節(jié)人工濕地的運(yùn)行效率相比夏秋季低很多，特別是氮、磷等污染物的去除率偏低，限制了人工濕地工藝在冬季寒冷地區(qū)的推廣應(yīng)用[7-8]。

通過采取一定措施，在低溫下人工濕地對污水仍有較高的處理效果。劉學(xué)燕等在冬季低溫條件下進(jìn)行了潛流式人工濕地處理官廳水庫微污染地表水的研究，結(jié)果表明，通過采用隔離層保護(hù)，人工濕地對微污染地表水仍然有較好的凈化效果[9]。張建等在山東淄博考察了冬季潛流式人工濕地對污染河水的處理效果，采用覆蓋地膜保溫措施后，NH4+-N平均去除率上升到67.6%，化學(xué)需氧量（COD）平均去除率提高到46.6%；且床體內(nèi)污水溫度比無地膜覆蓋的高2～6 ℃；微生物的活性也得到提高[10]。但采取保溫措施需要消耗人力、物力和財(cái)力，并且容易產(chǎn)生二次污染[11]。若能篩選具有凈化能力的耐寒植物，植物一年四季能正常生長，這樣既能保證人工濕地的處理效果，又能避免產(chǎn)生額外的消耗和二次污染。本研究以耐寒西伯利亞鳶尾（Iris sibirica）、花葉麥冬（Ophiopogon japonicus）為人工濕地的主要植物，探究2種植物對污水處理效果的季節(jié)變化，為人工濕地凈化能力的持效性提供理論指導(dǎo)與技術(shù)支持，為人工濕地在北方地區(qū)的應(yīng)用及植物選擇提供參考。

1 材料與方法

1.1試驗(yàn)裝置

人工濕地長2.5 m、寬0.6m、深0.5m，并做好防滲措施。進(jìn)水端采用多孔隔板與主處理區(qū)分隔，防止出現(xiàn)布水不均現(xiàn)象，進(jìn)水方式采用推流式；在出水端打孔以控制水深，裝置示意圖見圖1。主處理區(qū)填料由粒徑2～3 cm和0.2～0.5 cm的2層礫石（各20 cm厚）組成。設(shè)置2個(gè)試驗(yàn)組，分別種植耐寒植物西伯利亞鳶尾（以下簡稱鳶尾）和花葉麥冬（以下簡稱麥冬），各設(shè)1個(gè)平行樣，自然光照，水力停留時(shí)間2 d，水力負(fù)荷0.3 m3/（m2·d），試驗(yàn)期間植物生長正常。

1.2試驗(yàn)用水

以C6H12O6、NaNO3、KH2PO4作為碳源、氮源和磷源模擬污水，并投加少量花園土保證植物生長對微量元素的需求。進(jìn)水總氮濃度15～25 mg/L，總磷濃度1～2 mg/L，有機(jī)質(zhì)濃度40～100 mg/L。

1.3分析方法

于2012年5月，啟動(dòng)人工濕地系統(tǒng)，植物開始馴化，待植物正常生長后，7月正式開始試驗(yàn)，試驗(yàn)周期從2012年7月至2013年6月（2013年1月水體完全結(jié)冰至2月底，停止運(yùn)行），選取春、夏、秋、冬的代表性月份（4、7、10、12月）進(jìn)行分析，每天記錄氣溫變化。在濕地出水端設(shè)置采樣點(diǎn)取樣，采樣后即帶回實(shí)驗(yàn)室測定。總氮的測定采用標(biāo)準(zhǔn)過硫酸鉀氧化-紫外分光光度法，總磷的測定采用鉬酸銨分光光度法，高錳酸鹽指數(shù)的測定采用酸性高錳酸鉀法。試驗(yàn)結(jié)果取相同植物組的均值進(jìn)行分析。

2結(jié)果與分析

2.1總氮去除率的季節(jié)變化

人工濕地對總氮的去除率隨時(shí)間及溫度的變化見圖2。從圖2可以看出，試驗(yàn)啟動(dòng)初期，無論是鳶尾濕地還是麥冬濕地對總氮的去除率均較高，分別為67%、64%， 隨著試驗(yàn)的進(jìn)

行，去除率有所下降。但到了10月中下旬，平均氣溫在15 ℃左右，總氮的去除率達(dá)到最高水平。從10月底至12月底，總氮的去除率一直維持在較低水平，當(dāng)氣溫在5 ℃左右時(shí)，2種濕地對總氮的去除率保持穩(wěn)定，在40%左右；當(dāng)氣溫降低至0 ℃左右（甚至到最低溫-6 ℃），麥冬濕地對總氮的去除能力下降為25%，而鳶尾保持在40%左右。到了春季，隨著氣溫的升高，2種植物濕地對總氮的去除率呈現(xiàn)波動(dòng)上升的趨勢。由圖2還可看出，夏、秋、冬季鳶尾濕地的去除率均高于麥冬，春季2種植物對總氮的去除效果相當(dāng)。試驗(yàn)期間，麥冬濕地對總氮的去除率：夏季≈春季>秋季>冬季；鳶尾濕地對總氮的去除率：夏季>春季>秋季>冬季，夏季、春季、秋季去除率相當(dāng)，平均值分別為58%、55%、53%，冬季為43%。

2.2總磷去除率的季節(jié)變化endprint

從圖3可以看出，與總氮相同，試驗(yàn)啟動(dòng)初期，無論是鳶尾濕地還是麥冬濕地對總磷的去除率均較高，可以達(dá)到93%左右，隨著試驗(yàn)的進(jìn)行，去除率有所下降，麥冬的下降趨勢大于鳶尾。到了秋季，雖然氣溫下降，但2種植物對總磷的去除率維持在一個(gè)較高的水平，整個(gè)秋季去除率均保持在81%以上。冬季，麥冬的去除率持續(xù)下降，而鳶尾對總磷的去除率維持在50%左右。春季，隨著氣溫的回升，2種濕地對總磷的去除率緩慢升高?？傮w來說，2種濕地對總磷的去除率：秋季>夏季>春季>冬季。

2.3有機(jī)質(zhì)去除率的季節(jié)變化

從圖4可以看出，2種濕地對有機(jī)質(zhì)的去除能力基本相當(dāng)，隨著溫度下降，去除率下降。試驗(yàn)期間去除率均在35%以上，麥冬平均去除率為66%，鳶尾為68%。在12月下旬，由于進(jìn)水有機(jī)質(zhì)濃度升高，可能由于碳氮比的升高，去除率有所提高。2種濕地對有機(jī)質(zhì)的去除率：夏季>秋季>春季>冬季。

2.4季節(jié)變化對污染物去除率的影響

大量研究表明，水生植物對濕地中污染物的去除有很大影響，有植物的人工濕地對總氮、總磷及有機(jī)物的去除效果明顯高于無植物濕地[12-13]。植物生長受季節(jié)變化影響，西伯利亞鳶尾和花葉麥冬屬于耐寒植物，在冬季（-5 ℃以上）能夠

安全過冬，一年四季均能發(fā)揮較好的凈化效果。人工濕地系統(tǒng)對總氮的去除主要通過植物的吸收以及細(xì)菌的硝化和反硝化作用[14]，雖然植物的吸收只占一小部分[15]，但濕地植物的生長狀況對總氮的去除具有決定作用。夏季，鳶尾、麥冬對總氮的去除率分別為58%、53%，冬季為43%、33%，去除率分別下降了25.9%、37.7%。平均氣溫降到10 ℃以下時(shí)，麥冬的去除率明顯下降。通過分析氣溫與總氮去除率的相關(guān)性發(fā)現(xiàn)，麥冬與氣溫的相關(guān)性高于鳶尾，說明鳶尾的凈化能力受季節(jié)變化影響較小。經(jīng)單因素方差分析（F檢驗(yàn)），鳶尾對總氮的去除效果受季節(jié)影響差異不顯著（P>0.05）。人工濕地對磷的去除主要靠基質(zhì)的吸附作用[16]，氣溫在10 ℃以上時(shí)，氣溫變化及不同的植物對總磷的去除率影響較??；氣溫在10 ℃以下時(shí)，總磷的去除率明顯下降，但12月仍能保持最低去除率在30%以上。說明植物對磷具有一定的攝取作用，而且水溫降低，使水的流動(dòng)性減緩及微生物活性減弱，可能影響基質(zhì)的吸附效果。人工濕地對有機(jī)質(zhì)的去除，主要靠填料吸附、微生物分解吸收、植物吸收等相互作用來完成。當(dāng)氣溫在 10 ℃ 以上時(shí)，2種植物對有機(jī)質(zhì)的去除率均在64%以上，氣溫降到5 ℃以下時(shí)，有機(jī)質(zhì)的去除率明顯下降，但12月仍能保持最低去除率在35%以上。雒維國等的研究結(jié)果表明，溫度高于 4 ℃，NH4+-N的硝化作用增加，濕地脫氮效果增強(qiáng)；溫度高于 8 ℃，微生物對有機(jī)物的分解利用加快，COD去除率上升；總磷和懸浮物（suspended solid，SS）的去除效果受溫度影響較小[17]。本研究結(jié)果與其相近，但總磷的去除效果與溫度的關(guān)系有待進(jìn)一步研究。綜上所述，氣溫在10 ℃以下時(shí)，植物的凈化能力受到影響，氣溫在5 ℃以下時(shí)，影響較為明顯。

2.5不同植物對污染物去除效果比較

不同種類濕地植物對人工濕地系統(tǒng)的污水凈化效果存在一定差異。人工濕地凈化效果與水流條件、水力負(fù)荷、污染負(fù)荷及基質(zhì)種類等都有很大關(guān)系，不同植物的凈化效果難于比較。本研究采用的2種植物對濕地進(jìn)水的總氮、總磷及有機(jī)質(zhì)均有較好的去除作用，試驗(yàn)期間，鳶尾對總氮、總磷、有機(jī)質(zhì)的平均去除率分別為53%、75%、68%；麥冬對總氮、總磷、有機(jī)質(zhì)的平均去除率分別為47%、68%、66%。不同季節(jié)鳶尾濕地對總氮、總磷及有機(jī)質(zhì)的平均去除率均高于麥冬（表1），經(jīng)單因素方差分析（F檢驗(yàn)），冬季麥冬和鳶尾對總氮、總磷的去除率差異顯著（P<0.05），其他季節(jié)差異不顯著。表1不同季節(jié)鳶尾和麥冬對污染物去除率的比較污染物去除率

3結(jié)論與討論

試驗(yàn)期間，2種耐寒植物人工濕地對污染物具有較穩(wěn)定的去除效果。麥冬濕地對總氮的去除率：夏季≈春季>秋季>冬季，鳶尾濕地：夏季>春季>秋季>冬季；2種濕地對總磷的去除率：秋季>夏季>春季>冬季；2種濕地對有機(jī)質(zhì)的去除率：夏季>秋季>春季>冬季。

污染物的去除效果受季節(jié)變化的影響，氣溫降低，去除率下降。在冬季，2種濕地植物均能保持較高的凈化效率，對污染物的去除率均能達(dá)到30%以上。氣溫在10 ℃以下時(shí)，植物的凈化能力受到影響，氣溫在5 ℃以下時(shí)，影響明顯。

鳶尾的凈化能力受季節(jié)變化影響比麥冬小，可作為人工濕地低溫運(yùn)行的選擇物種。不同季節(jié)鳶尾濕地對總氮、總磷及有機(jī)質(zhì)的平均去除率均高于麥冬，尤其在冬季，鳶尾對總氮、總磷的凈化能力明顯高于麥冬，具有顯著差異。

人工濕地在低溫條件的運(yùn)行，應(yīng)從濕地本身的組成、結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，如改變運(yùn)行方式、選用優(yōu)質(zhì)填料、選用耐寒植物等，而不能一味增加濕地外部的處理措施，從而降低濕地的價(jià)值，影響人工濕地的推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐新華，吳忠標(biāo) .環(huán)境保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000.

[2]謝龍，汪德爟. 花葉蘆竹潛流人工濕地處理生活污水的研究

[J]. 中國給水排水，2009，25（5）：89-91.

[3]趙蘭，辜夕容，邢新婷. 3種植物對人工模擬三峽庫區(qū)富營養(yǎng)化水體的凈化研究[J]. 西南大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2010，32（7）：113-118.endprint

從圖3可以看出，與總氮相同，試驗(yàn)啟動(dòng)初期，無論是鳶尾濕地還是麥冬濕地對總磷的去除率均較高，可以達(dá)到93%左右，隨著試驗(yàn)的進(jìn)行，去除率有所下降，麥冬的下降趨勢大于鳶尾。到了秋季，雖然氣溫下降，但2種植物對總磷的去除率維持在一個(gè)較高的水平，整個(gè)秋季去除率均保持在81%以上。冬季，麥冬的去除率持續(xù)下降，而鳶尾對總磷的去除率維持在50%左右。春季，隨著氣溫的回升，2種濕地對總磷的去除率緩慢升高?？傮w來說，2種濕地對總磷的去除率：秋季>夏季>春季>冬季。

2.3有機(jī)質(zhì)去除率的季節(jié)變化

從圖4可以看出，2種濕地對有機(jī)質(zhì)的去除能力基本相當(dāng)，隨著溫度下降，去除率下降。試驗(yàn)期間去除率均在35%以上，麥冬平均去除率為66%，鳶尾為68%。在12月下旬，由于進(jìn)水有機(jī)質(zhì)濃度升高，可能由于碳氮比的升高，去除率有所提高。2種濕地對有機(jī)質(zhì)的去除率：夏季>秋季>春季>冬季。

2.4季節(jié)變化對污染物去除率的影響

大量研究表明，水生植物對濕地中污染物的去除有很大影響，有植物的人工濕地對總氮、總磷及有機(jī)物的去除效果明顯高于無植物濕地[12-13]。植物生長受季節(jié)變化影響，西伯利亞鳶尾和花葉麥冬屬于耐寒植物，在冬季（-5 ℃以上）能夠

安全過冬，一年四季均能發(fā)揮較好的凈化效果。人工濕地系統(tǒng)對總氮的去除主要通過植物的吸收以及細(xì)菌的硝化和反硝化作用[14]，雖然植物的吸收只占一小部分[15]，但濕地植物的生長狀況對總氮的去除具有決定作用。夏季，鳶尾、麥冬對總氮的去除率分別為58%、53%，冬季為43%、33%，去除率分別下降了25.9%、37.7%。平均氣溫降到10 ℃以下時(shí)，麥冬的去除率明顯下降。通過分析氣溫與總氮去除率的相關(guān)性發(fā)現(xiàn)，麥冬與氣溫的相關(guān)性高于鳶尾，說明鳶尾的凈化能力受季節(jié)變化影響較小。經(jīng)單因素方差分析（F檢驗(yàn)），鳶尾對總氮的去除效果受季節(jié)影響差異不顯著（P>0.05）。人工濕地對磷的去除主要靠基質(zhì)的吸附作用[16]，氣溫在10 ℃以上時(shí)，氣溫變化及不同的植物對總磷的去除率影響較??；氣溫在10 ℃以下時(shí)，總磷的去除率明顯下降，但12月仍能保持最低去除率在30%以上。說明植物對磷具有一定的攝取作用，而且水溫降低，使水的流動(dòng)性減緩及微生物活性減弱，可能影響基質(zhì)的吸附效果。人工濕地對有機(jī)質(zhì)的去除，主要靠填料吸附、微生物分解吸收、植物吸收等相互作用來完成。當(dāng)氣溫在 10 ℃ 以上時(shí)，2種植物對有機(jī)質(zhì)的去除率均在64%以上，氣溫降到5 ℃以下時(shí)，有機(jī)質(zhì)的去除率明顯下降，但12月仍能保持最低去除率在35%以上。雒維國等的研究結(jié)果表明，溫度高于 4 ℃，NH4+-N的硝化作用增加，濕地脫氮效果增強(qiáng)；溫度高于 8 ℃，微生物對有機(jī)物的分解利用加快，COD去除率上升；總磷和懸浮物（suspended solid，SS）的去除效果受溫度影響較小[17]。本研究結(jié)果與其相近，但總磷的去除效果與溫度的關(guān)系有待進(jìn)一步研究。綜上所述，氣溫在10 ℃以下時(shí)，植物的凈化能力受到影響，氣溫在5 ℃以下時(shí)，影響較為明顯。

2.5不同植物對污染物去除效果比較

不同種類濕地植物對人工濕地系統(tǒng)的污水凈化效果存在一定差異。人工濕地凈化效果與水流條件、水力負(fù)荷、污染負(fù)荷及基質(zhì)種類等都有很大關(guān)系，不同植物的凈化效果難于比較。本研究采用的2種植物對濕地進(jìn)水的總氮、總磷及有機(jī)質(zhì)均有較好的去除作用，試驗(yàn)期間，鳶尾對總氮、總磷、有機(jī)質(zhì)的平均去除率分別為53%、75%、68%；麥冬對總氮、總磷、有機(jī)質(zhì)的平均去除率分別為47%、68%、66%。不同季節(jié)鳶尾濕地對總氮、總磷及有機(jī)質(zhì)的平均去除率均高于麥冬（表1），經(jīng)單因素方差分析（F檢驗(yàn)），冬季麥冬和鳶尾對總氮、總磷的去除率差異顯著（P<0.05），其他季節(jié)差異不顯著。表1不同季節(jié)鳶尾和麥冬對污染物去除率的比較污染物去除率

3結(jié)論與討論

試驗(yàn)期間，2種耐寒植物人工濕地對污染物具有較穩(wěn)定的去除效果。麥冬濕地對總氮的去除率：夏季≈春季>秋季>冬季，鳶尾濕地：夏季>春季>秋季>冬季；2種濕地對總磷的去除率：秋季>夏季>春季>冬季；2種濕地對有機(jī)質(zhì)的去除率：夏季>秋季>春季>冬季。

污染物的去除效果受季節(jié)變化的影響，氣溫降低，去除率下降。在冬季，2種濕地植物均能保持較高的凈化效率，對污染物的去除率均能達(dá)到30%以上。氣溫在10 ℃以下時(shí)，植物的凈化能力受到影響，氣溫在5 ℃以下時(shí)，影響明顯。

鳶尾的凈化能力受季節(jié)變化影響比麥冬小，可作為人工濕地低溫運(yùn)行的選擇物種。不同季節(jié)鳶尾濕地對總氮、總磷及有機(jī)質(zhì)的平均去除率均高于麥冬，尤其在冬季，鳶尾對總氮、總磷的凈化能力明顯高于麥冬，具有顯著差異。

人工濕地在低溫條件的運(yùn)行，應(yīng)從濕地本身的組成、結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，如改變運(yùn)行方式、選用優(yōu)質(zhì)填料、選用耐寒植物等，而不能一味增加濕地外部的處理措施，從而降低濕地的價(jià)值，影響人工濕地的推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

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[2]謝龍，汪德爟. 花葉蘆竹潛流人工濕地處理生活污水的研究

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[3]趙蘭，辜夕容，邢新婷. 3種植物對人工模擬三峽庫區(qū)富營養(yǎng)化水體的凈化研究[J]. 西南大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2010，32（7）：113-118.endprint

從圖3可以看出，與總氮相同，試驗(yàn)啟動(dòng)初期，無論是鳶尾濕地還是麥冬濕地對總磷的去除率均較高，可以達(dá)到93%左右，隨著試驗(yàn)的進(jìn)行，去除率有所下降，麥冬的下降趨勢大于鳶尾。到了秋季，雖然氣溫下降，但2種植物對總磷的去除率維持在一個(gè)較高的水平，整個(gè)秋季去除率均保持在81%以上。冬季，麥冬的去除率持續(xù)下降，而鳶尾對總磷的去除率維持在50%左右。春季，隨著氣溫的回升，2種濕地對總磷的去除率緩慢升高。總體來說，2種濕地對總磷的去除率：秋季>夏季>春季>冬季。

2.3有機(jī)質(zhì)去除率的季節(jié)變化

從圖4可以看出，2種濕地對有機(jī)質(zhì)的去除能力基本相當(dāng)，隨著溫度下降，去除率下降。試驗(yàn)期間去除率均在35%以上，麥冬平均去除率為66%，鳶尾為68%。在12月下旬，由于進(jìn)水有機(jī)質(zhì)濃度升高，可能由于碳氮比的升高，去除率有所提高。2種濕地對有機(jī)質(zhì)的去除率：夏季>秋季>春季>冬季。

2.4季節(jié)變化對污染物去除率的影響

大量研究表明，水生植物對濕地中污染物的去除有很大影響，有植物的人工濕地對總氮、總磷及有機(jī)物的去除效果明顯高于無植物濕地[12-13]。植物生長受季節(jié)變化影響，西伯利亞鳶尾和花葉麥冬屬于耐寒植物，在冬季（-5 ℃以上）能夠

安全過冬，一年四季均能發(fā)揮較好的凈化效果。人工濕地系統(tǒng)對總氮的去除主要通過植物的吸收以及細(xì)菌的硝化和反硝化作用[14]，雖然植物的吸收只占一小部分[15]，但濕地植物的生長狀況對總氮的去除具有決定作用。夏季，鳶尾、麥冬對總氮的去除率分別為58%、53%，冬季為43%、33%，去除率分別下降了25.9%、37.7%。平均氣溫降到10 ℃以下時(shí)，麥冬的去除率明顯下降。通過分析氣溫與總氮去除率的相關(guān)性發(fā)現(xiàn)，麥冬與氣溫的相關(guān)性高于鳶尾，說明鳶尾的凈化能力受季節(jié)變化影響較小。經(jīng)單因素方差分析（F檢驗(yàn)），鳶尾對總氮的去除效果受季節(jié)影響差異不顯著（P>0.05）。人工濕地對磷的去除主要靠基質(zhì)的吸附作用[16]，氣溫在10 ℃以上時(shí)，氣溫變化及不同的植物對總磷的去除率影響較小；氣溫在10 ℃以下時(shí)，總磷的去除率明顯下降，但12月仍能保持最低去除率在30%以上。說明植物對磷具有一定的攝取作用，而且水溫降低，使水的流動(dòng)性減緩及微生物活性減弱，可能影響基質(zhì)的吸附效果。人工濕地對有機(jī)質(zhì)的去除，主要靠填料吸附、微生物分解吸收、植物吸收等相互作用來完成。當(dāng)氣溫在 10 ℃ 以上時(shí)，2種植物對有機(jī)質(zhì)的去除率均在64%以上，氣溫降到5 ℃以下時(shí)，有機(jī)質(zhì)的去除率明顯下降，但12月仍能保持最低去除率在35%以上。雒維國等的研究結(jié)果表明，溫度高于 4 ℃，NH4+-N的硝化作用增加，濕地脫氮效果增強(qiáng)；溫度高于 8 ℃，微生物對有機(jī)物的分解利用加快，COD去除率上升；總磷和懸浮物（suspended solid，SS）的去除效果受溫度影響較小[17]。本研究結(jié)果與其相近，但總磷的去除效果與溫度的關(guān)系有待進(jìn)一步研究。綜上所述，氣溫在10 ℃以下時(shí)，植物的凈化能力受到影響，氣溫在5 ℃以下時(shí)，影響較為明顯。

2.5不同植物對污染物去除效果比較

不同種類濕地植物對人工濕地系統(tǒng)的污水凈化效果存在一定差異。人工濕地凈化效果與水流條件、水力負(fù)荷、污染負(fù)荷及基質(zhì)種類等都有很大關(guān)系，不同植物的凈化效果難于比較。本研究采用的2種植物對濕地進(jìn)水的總氮、總磷及有機(jī)質(zhì)均有較好的去除作用，試驗(yàn)期間，鳶尾對總氮、總磷、有機(jī)質(zhì)的平均去除率分別為53%、75%、68%；麥冬對總氮、總磷、有機(jī)質(zhì)的平均去除率分別為47%、68%、66%。不同季節(jié)鳶尾濕地對總氮、總磷及有機(jī)質(zhì)的平均去除率均高于麥冬（表1），經(jīng)單因素方差分析（F檢驗(yàn)），冬季麥冬和鳶尾對總氮、總磷的去除率差異顯著（P<0.05），其他季節(jié)差異不顯著。表1不同季節(jié)鳶尾和麥冬對污染物去除率的比較污染物去除率

3結(jié)論與討論

試驗(yàn)期間，2種耐寒植物人工濕地對污染物具有較穩(wěn)定的去除效果。麥冬濕地對總氮的去除率：夏季≈春季>秋季>冬季，鳶尾濕地：夏季>春季>秋季>冬季；2種濕地對總磷的去除率：秋季>夏季>春季>冬季；2種濕地對有機(jī)質(zhì)的去除率：夏季>秋季>春季>冬季。

污染物的去除效果受季節(jié)變化的影響，氣溫降低，去除率下降。在冬季，2種濕地植物均能保持較高的凈化效率，對污染物的去除率均能達(dá)到30%以上。氣溫在10 ℃以下時(shí)，植物的凈化能力受到影響，氣溫在5 ℃以下時(shí)，影響明顯。

鳶尾的凈化能力受季節(jié)變化影響比麥冬小，可作為人工濕地低溫運(yùn)行的選擇物種。不同季節(jié)鳶尾濕地對總氮、總磷及有機(jī)質(zhì)的平均去除率均高于麥冬，尤其在冬季，鳶尾對總氮、總磷的凈化能力明顯高于麥冬，具有顯著差異。

人工濕地在低溫條件的運(yùn)行，應(yīng)從濕地本身的組成、結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，如改變運(yùn)行方式、選用優(yōu)質(zhì)填料、選用耐寒植物等，而不能一味增加濕地外部的處理措施，從而降低濕地的價(jià)值，影響人工濕地的推廣應(yīng)用。

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