全 文 ：芦竹潜流人工湿地对微污染河水的净化效果
谢伟丹1， 谢 飞2， 黄 磊1， 高 旭1， 陈俊宏1， 马晓霞1， 郭劲松1
( 1．重庆大学 城市建设与环境工程学院，重庆 400045; 2．重庆市河道管理站，重庆 401147)
摘 要: 在野外构建芦竹水平潜流人工湿地，考察其对西南山地地区小城镇微污染河水的净
化效果。结果表明，在进水流量为 0． 75 m3 /d、HRT为 2 d的条件下，芦竹人工湿地对河水有较好的
净化效果，对 CODMn、TN、NH
+
4 － N 及 TP 的平均去除率分别为 34． 1%、63． 5%、73． 4%、70． 7%，而
空白人工湿地的平均去除率仅为 22． 2%、32． 7%、52． 2%、36． 6%，说明芦竹的存在促进了人工湿
地对微污染河水的净化效果。
关键词: 芦竹; 水平潜流人工湿地; 微污染河水; 净化效果
中图分类号:X703 文献标识码:C 文章编号:1000 － 4602(2012)21 － 0069 － 03
Purification Efficiency of Micro-polluted River Water by Horizontal
Subsurface-flow Constructed Wetland with Arundo Donax
XIE Wei-dan1， XIE Fei2， HUANG Lei1， GAO Xu1， CHEN Jun-hong1，
MA Xiao-xia1， GUO Jin-song1
(1． Faculty of Urban Construction and Environmental Engineering，Chongqing University，
Chongqing 400045，China;2． Chongqing Channel Management Station，Chongqing 401147，
China)
Abstract: In order to investigate the purification efficiency of micro-polluted river water in small
southwestern cities and towns by constructed wetlands，two horizontal subsurface-flow constructed wet-
lands with and without Arundo donax were constructed． The results showed that when the inflow was 0． 75
m3 / d，and the hydraulic retention time was 2 d，the average removal rates of CODMn，TN，NH
+
4 － N and
TP were 34． 1%，63． 5%，73． 4% and 70． 7% in the wetland with Arundo donax，and were 22． 2%，
32． 7%，52． 2% and 36． 6% in the unplanted wetland． The existence of Arundo donax in wetland could
improve the purification efficiency of the micro-polluted river water．
Key words: Arundo donax; horizontal subsurface-flow constructed wetland; micro-polluted
river water; purification efficiency
基金项目:国家科技支撑计划项目(2012BAJ25B09) ;重庆市环境保护局环保科技计划项目(2011 第 12 号)
我国小城镇大多以中小型河流、湖库等地表水
作为饮用水水源，由于这些地区的污水处理设施建
设严重滞后，农业废水、生活污水等直接排入当地河
流、湖库等，造成多数水源补给河流受到轻度污
染［1］，对当地的饮用水安全造成威胁。
人工湿地具有生态、高效、低投资、低运转费等
优点，已被广泛用于分散型污水的处理及湖泊水体
富营养化的控制中。植物在人工湿地中起着非常重
要的作用，目前应用于人工湿地系统的植物约有十
几种。与其他湿地植物相比，芦竹根系分支众多，末
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第 28 卷 第 21 期
2012 年 11 月
中 国 给 水 排 水
CHINA WATER ＆ WASTEWATER
Vol． 28 No． 21
Nov． 2012
端分生组织旺盛，具有更大的生物量和更强的适应
性［2］，但目前利用芦竹净化污水的研究报道较为少
见［3］。笔者以西南山地地区小城镇微污染河水为
研究对象，在野外构建芦竹水平潜流人工湿地，考察
其对微污染河水的净化效果，旨在为小城镇微污染
河水的处理提供理论依据和技术支撑。
1 材料与方法
1. 1 潜流人工湿地系统的构建
重庆市万州区的鹿山河发源于普安水库，最终
汇入高峰水库(容量为 270 × 104 m3，是万州区的主
要饮用水水源) ，是高峰水库最大的补给河流，全长
近 10 km，途经鹿山乡和高峰镇，水质受到了一定的
污染。
在鹿山河下游汇入高峰水库附近的空旷地上，
构建两个面积相等的人工湿地，其中一个种植芦竹，
另一个作为空白参照不种植植物，湿地平面示意见
图 1。湿地系统采用水平流态，池体一端均匀布水。
湿地池体尺寸为 3． 0 m × 1． 0 m × 1． 0 m(有效高度
为 0． 9 m，超高为 0． 1 m) ，底面坡度为 2%，底部和
四周以水泥墙封闭，并进行防渗处理。湿地分为配
水区、处理区和出水区，之间用穿孔花墙分隔，配水
区和出水区的长度均为 0． 15 m，处理区长为 2． 7 m，
其内由上至下分别填充 10 cm 的土壤、30 cm 的卵
石、30 cm的废砖和 20 cm 的碎石，芦竹种植密度为
9 株 /m2。
图 1 潜流人工湿地平面示意
Fig． 1 Schematic diagram of constructed wetland
人工湿地系统采用连续进水方式，试验期间的
进水流量保持在 0． 75 m3 /d 左右，水位控制在 80
cm，停留时间为 2 d。
1. 2 试验方法
2009 年 9 月—2010 年 5 月对系统进行监测，分
析进、出水水质，取样频率为 3 ～ 4 次 /月。监测指标
主要包括:CODMn、TP、TN、NH
+
4 － N。其中，CODMn
采用酸性高锰酸钾法测定，TN采用碱性过硫酸钾消
解—紫外分光光度法测定，NH +4 － N 采用纳氏试剂
比色法测定，TP采用过硫酸钾消解—钼锑抗分光光
度法测定。
2 结果与讨论
2. 1 鹿山河水质变化情况
试验期间，鹿山河水的 pH 值为 7． 47 ～ 7． 68，
DO浓度为 1． 57 ～ 5． 67 mg /L;CODMn为 2． 92 ～ 7． 30
mg /L，进入 1 月份后浓度快速升高，根据《地表水环
境质量标准》(GB 3838—2002) ，CODMn浓度介于Ⅱ
～Ⅳ类之间;TN浓度为 0． 73 ～ 4． 82 mg /L，NH +4 － N
浓度为 0． 31 ～ 1． 71 mg /L，两者波动均较大，其中，
TN浓度在 1 月、3 月和 5 月超出了Ⅴ类标准;TP 浓
度为 0． 062 ～ 0． 29 mg /L，浓度较低，波动也较小，在
Ⅳ类标准内。总体来看，鹿山河水在 1 月—5 月期
间污染物浓度较高，到 10 月以后，随着温度的降低
及降水量的减少，河水量逐渐减少，河水中的污染物
浓度较低。
2. 2 对 CODMn的去除效果
试验期间，空白人工湿地对 CODMn的去除率为
10． 8% ～49． 1%，其中在 3 月份出现异常，对 CODMn
的去除率高达 49． 1%，其他月份均低于 30%;而芦
竹人工湿地对 CODMn的去除率保持在 22． 5% ～
44． 9%，平均为 34． 1%，在冬季仍能保持较好的去
除效果，系统处理效果较稳定(见图 2)。由此说明，
芦竹的存在增强了潜流人工湿地对 CODMn的去除效
果，这是由于，一方面芦竹发达、粗大的根系对不溶
性有机物起到了截留作用［4］;另一方面，丰富的根
系分泌物可刺激更多的微生物在根系及填料表面附
着生长，使可溶性有机物得到有效降解。芦竹人工
湿地系统的平均出水 CODMn ＜ 4 mg /L，可达到《地
表水环境质量标准》(GB 3838—2002)的Ⅱ类，满足
鹿山河水的入库要求。
图 2 人工湿地系统对 CODMn的去除效果
Fig． 2 Removal of CODMn by constructed wetlands
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2. 3 对 TN的去除效果
试验期间，芦竹人工湿地对 TN 的去除率为
52． 5% ～77． 6%，平均去除率为 63． 5%，出水 TN浓
度均低于 1 mg /L，而空白人工湿地对 TN 的平均去
除率仅为 32． 7%(见图 3) ，说明芦竹的存在对氮的
去除具有较大的改善效果。许多研究表明［5，6］，温
度的季节性变化会影响人工湿地对氮的去除。但在
本试验中，芦竹人工湿地在低温条件下仍具有较高
的脱氮效果，这与芦竹的适应性和耐寒性较强有较
大关系。
图 3 人工湿地系统对 TN的去除效果
Fig． 3 Removal of TN by constructed wetlands
2. 4 对 NH +4 － N的去除效果
芦竹人工湿地对 NH +4 － N 的去除率为 48． 9%
～84． 1%，平均去除率为 73． 4%，而空白人工湿地
对 NH +4 － N 的平均去除率仅为 52． 2%(见图 4)。
在人工湿地中，NH +4 － N 的去除主要通过植物的吸
收作用、微生物的硝化作用及填料的吸附作用等，其
中硝化作用为主要途径，而氧气的供给是影响潜流
人工湿地硝化作用的限制性因素。种植芦竹的人工
湿地除了进水携带的氧气外，还有植物对氧的运输
释放与扩散作用，含氧量高于空白湿地，硝化能力也
相应较强，因此对 NH +4 － N 的去除效果也优于空白
湿地。
图 4 人工湿地系统对 NH+4 － N的去除效果
Fig． 4 Removal of NH +4 － N by constructed wetlands
2. 5 对 TP的去除效果
试验期间 TP进水浓度较低、波动也较小，芦竹
湿地对 TP 的平均去除率为 70． 7%，各个月份的去
除率均在 57%以上，去除效果稳定;而空白湿地对
TP的平均去除率仅为 36． 6%。许多研究表明，在
人工湿地中植物对 TP 的去除作用较小，而填料对
TP的吸附去除作用是主要途径。在本研究中，植物
对人工湿地去除 TP 起到了一定的改善作用，可能
是芦竹强大的根系增强了填料的疏松度，加强了填
料的渗透性能，进而增强了填料对 TP 的吸附。另
外，温度对人工湿地去除 TP的效果影响不大。
3 结论
在鹿山河水的 CODMn为 2． 92 ～ 7． 30 mg /L、
NH +4 － N 为 0． 31 ～ 1． 71 mg /L、TN 为 0． 73 ～ 4． 82
mg /L、TP为 0． 062 ～ 0． 29 mg /L的条件下，芦竹潜流
人工湿地对其有较好的净化效果，对 CODMn、TN、
NH +4 － N、TP的平均去除率分别为 34． 1%、63． 5%、
73． 4%、70． 7%，而空白潜流人工湿地的平均去除率
仅为 22． 2%、32． 7%、52． 2%、36． 6%。由此说明，
通过种植芦竹可以明显改善人工湿地对西部小城镇
微污染河水的净化效果。
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E －mail:gaoxu@ cqu． edu． cn
收稿日期:2012 － 03 － 16
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