[發(fā)明專利]一種東北地區(qū)人工濕地植物多樣性配置方案的研究方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510499802.6
• 申請(qǐng)日: 2015-08-16
• 公開（公告）號(hào): CN105129996A
• 公開（公告）日: 2015-12-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊基先;趙廷;齊珊珊;朱世殊;王立;馬放
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)宜興環(huán)保研究院
• 主分類號(hào): C02F3/32
• 分類號(hào): C02F3/32
• 代理公司: 宜興市天宇知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 32208
• 代理人: 周舟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于環(huán)境生態(tài)學(xué)領(lǐng)域，涉及一種東北地區(qū)植物多樣性配置在人工濕地中的應(yīng)用方法研究。

背景技術(shù)

根據(jù)《國家新型城鎮(zhèn)化規(guī)劃（2014－2020年）》第七篇二十七章中的規(guī)定，完善推動(dòng)城鎮(zhèn)化綠色循環(huán)低碳發(fā)展的體制機(jī)制，實(shí)行最嚴(yán)格的生態(tài)環(huán)境保護(hù)制度，形成節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境的空間格局、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)方式和生活方式，同時(shí)建立和完善嚴(yán)格監(jiān)管所有污染物排放的環(huán)境保護(hù)管理制度，然而我國北方小城鎮(zhèn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)、監(jiān)管能力相對(duì)較低，分散式的生活污水主要以有機(jī)物、氮磷等污染物為主，人工濕地因其規(guī)模靈活、成本低廉及易于管理維護(hù)等特點(diǎn)成為該地區(qū)優(yōu)選的污水處理方式，在滿足污染物排放標(biāo)準(zhǔn)情況下，增強(qiáng)了小城鎮(zhèn)的生態(tài)效應(yīng)，形成了完善的生產(chǎn)生活與環(huán)境保護(hù)結(jié)構(gòu)。

人工濕地是半人工控制的、利用自然生物循環(huán)過程，包含土壤、植物和微生物的共同作用來去除多種污染物的一種污水處理方式，它有別于其他的污水處理過程，由于人工濕地內(nèi)部具有不同的結(jié)構(gòu)和氧化還原電位，從而使其內(nèi)部同時(shí)存在多種不同的物理和生物化學(xué)處理過程。人工濕地由于其處理效果良好、建造費(fèi)用低、易維護(hù)、具有景觀效應(yīng)以及蘊(yùn)含豐富的生態(tài)價(jià)值等優(yōu)點(diǎn)，近50年來在國內(nèi)外成為一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的水體凈化手段，應(yīng)用范圍包括城市污水、農(nóng)業(yè)廢水、工業(yè)廢水、礦業(yè)廢水以及城鎮(zhèn)地表徑流等。

植物是人工濕地中重要的組成部分，它能夠通過吸收、吸附、截留等多種方式去除二級(jí)出水中的氮磷污染物，然而由于人工濕地植物吸收污染物具有特異性，并且每種植物根系微生物群落較單一，因此種植單一植物的人工濕地對(duì)于污染物的去除限制性較大；植物本身通過根系分泌化感物質(zhì)，對(duì)其他種類植物生長(zhǎng)具有促進(jìn)或者抑制的作

用，選用有促生作用的植物搭配能夠提高整體的生長(zhǎng)情況；但一種值得人工濕地，由于生態(tài)穩(wěn)定性較差，承受污染負(fù)荷能力較差。因此選擇不同去污功能的植物，并根據(jù)群落優(yōu)勢(shì)地位進(jìn)行植物之間的搭配，能夠提高污染物去除能力并且同時(shí)增強(qiáng)生態(tài)穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)東北地區(qū)單一種植的人工濕地處理污水處理廠二級(jí)出水時(shí)，處理效率低、抗污染負(fù)荷沖擊能力差、生態(tài)穩(wěn)定性差等問題，提供了一種適合東北地區(qū)應(yīng)用的植物配置方案，使其在兼顧了景觀效應(yīng)的同時(shí)具有更高的N、P去除率以及生態(tài)穩(wěn)定性，從而有利于提高東北地區(qū)小城鎮(zhèn)污水處理廠二級(jí)出水時(shí)的運(yùn)行效果以及運(yùn)行穩(wěn)定性。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種東北地區(qū)人工濕地植物多樣性配置方案的研究方法，其特征在于根據(jù)東北地區(qū)人工濕地的水流在地表基質(zhì)流動(dòng)的特點(diǎn)；根據(jù)東北地區(qū)植物生態(tài)型、生境水位特征以及群落優(yōu)勢(shì)地位因素；根據(jù)植物耐寒性、對(duì)污染物去除效果、適應(yīng)能力和生態(tài)穩(wěn)定性組成對(duì)東北土著植物進(jìn)行聚類分級(jí)，篩選得到植物配置為：細(xì)葉香蒲和/或菖蒲兩種土著植物作為人工濕地植物群落優(yōu)勢(shì)建群種，并篩選移栽了鳶尾作為群落次優(yōu)建群種。

作為優(yōu)選，選用的土著植物，根據(jù)群落優(yōu)勢(shì)，植物組合配置方案為：細(xì)葉香蒲-鳶尾、菖蒲-鳶尾或細(xì)葉香蒲-菖蒲-鳶尾。

作為優(yōu)選，細(xì)葉香蒲、菖蒲、鳶尾三種植物組合配置，按照等比例等密度種植，種植密度為150株/m²。

作為優(yōu)選，所述人工濕地水流在地表基質(zhì)流動(dòng)的特點(diǎn)為表面連續(xù)流，所處理污水為模擬污水處理廠二級(jí)出水的人工配置污水。

作為優(yōu)選，對(duì)污染物去除效果指標(biāo)具體為人工濕地對(duì)于污水中N、P去除率；適應(yīng)能力與生態(tài)穩(wěn)定性指標(biāo)包括植物生長(zhǎng)量、植物體內(nèi)過氧化物酶、硝酸鹽還原酶含量。

本發(fā)明有益效果：本發(fā)明利用多種東北地區(qū)土著水生植物配置組合，不僅有效地提高了人工濕地的處理效果，而且增強(qiáng)了其生態(tài)穩(wěn)定性及景觀效應(yīng)，在東北地區(qū)人工濕地應(yīng)用具有廣闊前景，具體包括：

（1）本發(fā)明利用了東北地區(qū)土著植物，并根據(jù)生態(tài)位配置，植物具有良好的生長(zhǎng)環(huán)境及較高的生長(zhǎng)量。

（2）本發(fā)明植物來源廣泛，生長(zhǎng)周期長(zhǎng)，成本低，方便管理，并具有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力。

本發(fā)明所用植物為水生植物，能夠適應(yīng)不同運(yùn)行方式的人工濕地。

（3）本發(fā)明植物組合配置人工濕地處理二級(jí)出水有較好的效果，污水總氮去除率能夠達(dá)到44.75~61.70%，最優(yōu)組合細(xì)葉香蒲-菖蒲-鳶尾比單種方式平均提高了10.90%；污水總磷去除率能夠達(dá)到85.27~92.47%，最優(yōu)組合細(xì)葉香蒲-鳶尾組合比單種方式平均提高了19.60%。

（4）本發(fā)明植物組合內(nèi)植物生長(zhǎng)量0.26~2.53g/株，植物體內(nèi)過氧化物酶達(dá)到2.139~91.97U/g，硝酸鹽還原酶含量達(dá)到1.426~4.635U/g。