人工湿地除磷研究进展(3)

!"#$%等人比较了电弧炉钢渣、蛇纹石分别与石灰石混合的除磷效果，研究表明：加入一定比例的石灰石后，其

&’］。除磷效果不像预想的好，在蛇纹石中添加石灰石甚至使得除磷率下降［

深入研究吸磷效果好的基质，并在实际湿地建设中应用，以及合理组合选定的高效基质，使其充分发挥功效，是今后湿地基质研究的热点方向之一。

!("#湿地基质理化性质及磷吸附能力

目前公认的湿地基质磷吸附能力受以下几方面关键因素影响：!吸附电位的数量；"基质颗粒的比表面

&+］磷吸附于含大量钙离子的碱性基质中，形成几乎不溶的磷酸钙沉淀［；在酸性积；#)*值。在碱性条件下，

环境下，磷与铝离子、铁离子及其氧化物发生置换反应从而通过化学作用发生沉淀，反应速度与反应对象浓度

&,］呈正相关［。同时，大量的研究还发现：废水中的磷仅被吸附在基质表面，这种吸附沉淀不是不可逆过程，其

中部分磷可以在一定条件下重新溶解，进入水相，即，当污水中磷的浓度相对较低时，基质里部分磷就可以被重新释放到水中。基质在某种程度上可被视为“磷缓冲器”，其具体作用是调节水中磷浓度，吸附磷最少的基

-./-0］。质最容易释放磷［

&.］考察了饱和吸附后的磷释放过程，研究发现：砂子的解吸率最大（,(102），粉煤灰和钢渣的袁东海等［

最小（分别为.(&12、.(032）；不同的基质有不同的解吸率，只要措施得当，可以调控基质中磷的解吸。高超

-1，-3］研究指出：磷的吸持饱和度（!45，67898:"88%;)7%<)7%"=<<>6=">6#%?）是基质磷素水平和基质固磷能力等［

的综合指标，反映基质中的磷进入液相的难易程度，可以作为评价水@土界面磷迁移能力的重要指标。

基质除磷受环境因素影响显著。湿地基质中的氧化还原电位对基质除磷效果有着很大的影响。例如，在还原环境中，A80B被还原成A8-B，从而使与之结合的磷化合物溶解度升高，导致磷的释放。植物的输氧作用所形成的好氧环境也会促进湿地基质对磷吸附、沉淀、蓄积稳定，这也是种植植物的系统能够有比较好的除磷

-C/-+］。效果的一个重要原因［

-C］磷的去除效果对水力负荷的变化十分敏感，在湿地基质吸附交换达到平衡后，去除效果明显下降［。然

&3］。而，已有研究表明湿地基质在经过一段时间“休息”再与空气接触，可以恢复’12左右的蓄磷能力［

D?9"8>等采用钙硅石作为湿地生态系统的基质用于去除二级废水中可溶解的磷，发现基质的作用与停留时

-,］间有关，当停留时间大于1.7，出水中可溶解磷的浓度才能低且稳定［。

E%<7#认为基质有机质含量会抑制磷的吸附，表现为：!有机质堵塞吸附点，"有机质阴离子和磷竞争吸0.］0&］附点［。徐德福研究表明：在湿地基质中添加有机物，会使)*值改变，磷去除率下降［。但是也存在不同的观点：5>?F>G认为一些土壤中的有机质可以增加磷的吸附能力，有机质与土壤中的三氧化二铁、三氧化二铝

0-］结合，给磷的吸附提供了一个活跃的表面［。

$#湿地植物除磷的作用机制

植物在人工湿地净化污水的过程中起着重要作用，可分为直接净化作用和间接净化作用。直接净化作用

00］是指植物通过吸收、吸附和富集等作用直接去除污水中污染物［。间接净化作用是指植物根茎输送氧气，增

强和维持基质的水力传输，影响水力停留时间；而且根系巨大的表面积会附着大量微生物，根际会创造利于各

01，03］。种微生物生长的微环境［

$(!#植物直接净化作用

学术界对植物直接净化磷的能力，目前存在两种不同的看法。一些学者认为：不同的植物除磷效果差别

0C/10］很大，选择合适的植物，在恰当的时间收割，既能有效除磷又有经济价值［；但是也有一些学者认为：植物

-’，11/1C］的作用主要是间接作用，收割只能去除磷素的32，并且会影响湿地内水流状况及输氧、脱氮能力［。

$($#植物间接净化作用

1’］由于构筑湿地内部的水力学特征影响污染物质转移，从而直接影响污水净化效果［，为此许多学者研究

1+/3&］了［人工湿地内的水力学特征及其对污水净化效果的影响规律，结果表明：湿地植物根系所造成的物理学和生物学上的效应是影响水力学特征的主要原因，污水在湿地内部的停留时间长短将直接影响其净化效果。

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