【林家故事】人工湿地那些事儿,你都知道吗?

文摘   2024-11-25 20:01   北京  

嘿!你知道吗?在我们的地球家园,有一些神奇的“绿色肾脏”,它们默默地工作着,为我们的地球健康保驾护航。它就是享有“地球之肾”美誉的湿地。湿地虽然只占全球陆地面积6%至8.6%,却蕴藏着全球约40%的已知物种,生态功能巨大。


但你知道吗?湿地,是有天然湿地人工湿地之分的。

自然湿地,大家比较熟悉,像天然的河流、湖泊、沼泽以及沿海滩涂等,它是天然存在于地表之上的、生态性质和结构包含水体(水深大于6m的海水区除外)及水陆过渡带并具有多种环境功能的生态系统。自然湿地的水质比较好,自然资源丰富,生物多样性水平高,整个生态系统的稳定性能也更好。


既然自然湿地这么厉害,那为什么人类还要大力开发人工湿地呢?

地球那么大,总有一些地方照顾的不够周全,这时候人工湿地就可以迅速“补位”,发挥作用啦!人工湿地,顾名思义,是人类为了利用某种湿地功能或用途而营造的湿地,它还可以是对天然湿地进行改造而形成的湿地。人工湿地,可以有效的补充自然湿地的不足。哪里需要在哪里,“地球妈妈”再也不用担心生态破坏啦!

盐城国家级自然保护区湿地

想象一下,一片充满生机的湿地,有摇曳的水草、灵动的小鱼,还有各种微生物在忙碌地“工作”。人工湿地就像大自然的魔法工厂,通过土壤、植物、微生物的奇妙协作,将污水变清澈,把污泥变“干净”。是不是很神奇呢?


 欲知人工湿地,且看下文👇👇👇


人工湿地,就像是个人造的沼泽地,是我们专门建来净化水和污泥的地方。人工湿地由水生植物、基质、微生物和水体等部分构成,其中,水生植物是人工湿地的最主要组成部分。

人工湿地中的植物种类繁多,包括漂浮植物、根茎植物、球茎植物及种子植物等。这些植物不仅具有强大的生命力,还能适应不同的环境条件和季节变化。同时,这里也生活着丰富的鱼类、甲壳类、两栖类、爬行类、鸟类等动物。

除了植物和动物外,人工湿地中还生活着大量的微生物,比如好氧菌、厌氧菌、兼性厌氧菌等。它们通过分解有机物、转化氮磷等营养物质,为湿地生态系统的物质循环提供动力。人工湿地基质又称为填料,这些基质为微生物的生长提供稳定的依附表面,同时也为水生植物提供了载体和营养物质,是湿地化学反应的主要界面之一。


1. 水质净化小能手


人工湿地就像是自然界的超级英雄,专门对付那些让水体变得浑浊不堪的“坏蛋”——污染物。当污水缓缓流入人工湿地,一场无声的净化战役悄然打响。土壤中的颗粒物质像过滤网一样,首先拦截下大块的杂质;接着,人工介质(比如特定的砂石层)利用其多孔性,吸附掉一部分溶解性污染物。而植物和微生物则是这场战役中的秘密武器,它们通过根系吸收、叶面蒸腾以及微生物的降解作用,将水中的氮、磷等营养物质转化为无害或低毒物质,甚至直接吸收利用,让水质焕然一新。

人工湿地工艺流程

比如,芦苇这种常见的湿地植物,不仅能有效去除水中的重金属,还能通过其根系微生物群落,将有机污染物降解为二氧化碳和水,真正实现了“变废为宝”。人工湿地在清理水质这方面,堪称“劳模”。它通过模拟自然湿地,利用植物和微生物来处理废水,然后再采用一些物理、化学和生物的巧妙手法,就可以把水中的悬浮物、有机物、氮、磷等污染物去除,这一点和自然湿地的功能,不分伯仲,二者有异曲同工之妙。因为,人工湿地,是人类针对某一区域专门定制化的湿地,净水功能同样“强得可怕”!人工湿地,填补了自然湿地在分布格局上的不足,以不一样的角色守护着我们的地球家园。

2.生物的“快乐天地” 


在人工湿地中,各种生物活动频繁而有序。植物通过根系吸收水中的营养物质,就像一个个勤劳的园丁,不仅净化了水质,还为微生物提供了附着的基质和生长的乐园。这些微生物就像是湿地里的小小魔法师,它们通过分解作用,将有机物巧妙地转化为无机物,比如二氧化碳、水和矿物质,这些无机物反过来又成为植物生长的宝贵养分,形成了一个完美的闭环。水生动物们也不甘寂寞,它们在湿地中穿梭觅食、繁殖后代,形成了复杂而有趣的生物群落。鱼儿在水中欢快地游弋,捕食着微生物和植物碎屑;小虾、螺蛳等底栖动物则在泥沙中挖掘食物。在这个生态系统中,每一个生物都扮演着不可或缺的角色,它们相互依存、相互制约,共同维持着湿地的平衡与稳定。

3. 调节气候有一套


人工湿地调节气候的能力同样不容小觑。它们就像是大自然的空调机,通过植物蒸腾作用释放大量水蒸气,增加空气湿度,有助于缓解城市热岛效应。在炎热的夏日,湿地周围的温度往往比其他地方低几度,成为市民避暑的好去处。同时,湿地还能像海绵一样吸收和储存雨水,减轻城市排水系统的压力,减少洪涝灾害的发生。在干旱季节,这些储存的水分又能缓慢释放,维持周边生态环境的稳定,真正实现了水资源的可持续利用。


 人工湿地运行机制大揭秘👇👇👇

1. 悬浮物的“地心引力”之旅


悬浮物就像是水中的“小淘气”,它们在水中四处游荡,让水质变得浑浊不堪。但在人工湿地中,这些“小淘气”遇到了它们的“天敌”——湿地基质。湿地基质中的土壤颗粒、砂石等,就像是布下了天罗地网,利用它们的吸附力和重力,将悬浮物一一捕获,让它们乖乖地沉降下来。这就像是一场“地心引力”的冒险,让悬浮物从水中“消失”,让清澈的水流得以继续它的旅程。

2.有机物——微生物的“盘中餐”


有机物,这些水中的“营养过剩者”,在人工湿地中却成了微生物的“美味大餐”。湿地中的植物根系和微生物群落,就像是饥饿的食客,它们通过根系吸收和微生物降解,将有机物分解成二氧化碳、水和其他无害物质。这就像是一场“微生物盛宴”,让有机物在湿地中得到了彻底的转化和去除。

3. 氮的“变形记”


氮,这个水中的“隐形魔术师”,在人工湿地中上演了一场精彩的“变形记”。在湿地中,氮首先被氨化成铵态氮,然后被硝化成硝态氮,最后通过反硝化作用变成氮气释放到空气中。这就像是氮在湿地中完成了一次华丽的“变身”,从有害的氮变成了无害的氮气,让水质得到了净化。

人工湿地污水处理系统中的氮形态转化图

4. 磷的“吸收派对”


磷,这个水中的“营养大师”,在人工湿地中却成了植物的“最爱”。湿地中的植物通过根系吸收磷,将其转化为自身的养分,促进了植物的生长和繁殖。这就像是植物在湿地中开了一场“磷的吸收派对”,让磷在湿地中得到了有效的去除和利用。


 榜上有名,这些人工湿地很出众👇

1. 杭州西溪国家湿地公园


 

杭州西溪国家湿地公园,地处浙江省杭州市西湖区和余杭区西北部,是中国第一个集城市湿地、农耕湿地、文化湿地于一体的国家级湿地公园,同时也属于城中次生湿地。这片湿地以“冷、野、淡、雅”著称,拥有约11.5平方公里的广阔面积,其中水域占比高达70%,河流总长超过100千米。西溪湿地不仅自然景色优美,四季如画,更是动植物的天堂。

2.北京奥林匹克公园人工湿地


 

北京奥林匹克公园人工湿地,是一处集生态环保与景观美学于一体的独特存在。这片湿地不仅承担着重要的水质净化功能,更以其丰富的生物多样性、优雅的景观设计,成为了城市中一道亮丽的风景线。该人工湿地每天能够对清河污水处理厂引来的2000吨再生水和20000吨主湖循环水进行深度处理。这种处理不仅有效去除了水中的悬浮物、有机污染物、氮、磷等有害物质,还使得出水水质达到了较高的标准,为奥林匹克公园的清澈水域提供了有力保障。

3. 成都活水公园


 

成都活水公园是世界上第一座城市综合性环境教育公园,位于中国四川成都,占地24000多平方米,以鱼形作为公园的总体造型,寓意人类、水与自然的依存关系。取自府河水,依次流经厌氧池、流水雕塑、兼氧池、植物塘、植物床、养鱼塘等水净化系统,向人们演示了水与自然界由“浊”变“清”、由“死”变“活”的生命过程。目前活水公园的日处理污水能力为300吨,是整个成都市的“绿肺”之一。


朋友们,现在对“人工湿地”是不是有了更深的了解呢?人工湿地中的每一寸土地,都蕴含着生命的力量,每一滴水都承载着生态的希望,它和天然湿地有益补充,补充天然湿地在空间布局上的不足。人工湿地的那些事儿,百闻不如一见,何不亲自一探究竟,去人工湿地感受一场属于冬日的专属浪漫吧!

参考文献:

[1] 关注森林网·人工湿地的那些事

[2] 湖沼学说·人工湿地系统在湖泊生态修复中的作用

[3] 中国科学院·人地球的人工肾-人工湿地

[4] 湿地科学与·管理净水技术|国内著名的湿地工程,你知道几个?

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