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摘要：[目的]研究黄山屯溪湿地公园水质及植物体内重金属含量，为提高人工湿地水质净化效果及植物合理布局与规划提供参考。[方法]设6个采样点，于2014年9～12月和2015年6月测定黄山屯溪湿地公园水体中总氮（TN）、总磷（TP）、硝酸盐氮（NO-3-N）、氨氮（NH+4-N）含量，2014年10、11月及2015年6月测定湿地部分植物体内Cu、Cd、Zn、Pb含量，研究水质及植物重金属含量的特征，并分析植物对重金属的吸附能力。[结果]TP含量（0.080～0.221 mg/L）达到地表水环境质量（GB 3838—2002）Ⅲ类标准及以上，NH+4-N含量（0.095～1.009 mg/L）也达到了地表水环境质量标准Ⅲ类水质要求，TN含量（1.002～2.758 mg/L）偏高，属于地表水环境质量标准Ⅳ类水水质标准。湿地中不同种类植物体内Cu、Cd、Zn、Pb含量差异较大，Cu与Zn的含量最高可达24.3、157.8 mg/kg；Cd与Pb的含量最高可达到29.3、83.8 mg/kg。[结论]黄山屯溪湿地公园水质良好，就同种植物体内的重金属含量而言，其根、茎、叶中重金属含量不同，以根中含量最高。
关键词人工湿地；湿地植物；重金属；污水处理
中图分类号S181文献标识码A文章编号0517-6611（2016）15-157-03
人工湿地是20世纪70年代欧美发展起来的一项污水生物处理技术，具有效率高、投资低、运转费低、维持费低等优点[1]，在污水收集率低、大型污水厂建设滞后的发展中国家得到了广泛应用[2]。人工湿地是一个复杂的生态系统，主要由基质（多为碎石）系统和水生植物系统组成，是一种独特的基质-植物-微生物生态系统。植物、基质、微生物与自然生态系统通过物理、化学及生化反应三重协同作用处理污水，从而达到污水净化的目的[3]。近年来，人工湿地已经被广泛应用于各种污水处理中，如生活污水[4]、工业废水[5]、暴雨径流[6-7]、农业面源废水等[8]，在污染控制方面发挥了独特的作用。我国于20世纪80年代开始运用人工湿地处理污水。近几年，利用人工湿地处理河湖面源污水的研究与应用逐渐兴起[9-10]。笔者以黄山屯溪湿地公园为例，对人工湿地处理后的水体达标情况及植物体内不同重金属含量进行了研究，评价了人工湿地的水体水质，分析了人工湿地不同植物对重金属的富集效果，旨在为提高人工湿地的水质处理效果提供参考。
1材料与方法
1.1采样区概况
黄山屯溪湿地公园位于黄山市中心城区新安江南岸江南新城区、黄山观光索桥附近，处于蓄洪区。公园充分利用树林、滩涂和公园近水区域建设环道和驳岸，并在沿江部分设钓鱼台、休息亭、木桥等，小溪和水边种植有莲藕、芦苇、荷花、水葱等水生植物，水中有金鱼藻、狐尾藻等藻类。
1.2采样点布设及采集
在人工湿地中布设了6个点位（图1），从2014年9～12月、2015年6月测定水样中的氮、磷等污染指标。采用定位仪（GPS）定位并记录其准确位置，使每次取样
都在同一位置，采样时取瞬时水样，用聚乙烯瓶直接采集表层水。用样品容器直接采样时，用水样冲洗3次后再行采样，当水面有浮油时，采样的容器不进行冲洗。采样时注意除去水面的杂物、垃圾等漂浮物，采样时不搅动水底的沉积物，保证采样按时、准确、安全。将采集水样置于500 mL 聚乙烯瓶中，立即加入 H2SO4，保持水样的 pH 为1 ～2，密封后运回实验室立即置于低于 4 ℃冰箱中保存。
1.3测定项目与方法
选取人工湿地中9种植物（睡莲、芦苇、金鱼藻、浮莲、水葱、荷花、梭鱼草、菖蒲、櫆叶萍），在2014年10、11月及2015年6月测定植物重金属（Cu、Cd、Zn、Pb）含量。在2014年9～12月及2015年6月每月取1次水样，测定人工湿地中的总氮（TN）、总磷（TP）、硝态氮（NO-3-N）、氨氮（NH+4-N）含量。
采用碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法测定TN含量；采用纳氏试剂分光光度法测定NH+4-N含量；采用纳氏试剂分光光度法测定NO-3-N含量；采用钼酸铵分光光度法测定TP含量。以上均按照《水和废水监测分析方法》（第四版）规定的方法进行。植物样品经H2SO4-H2O2消煮，采用原子吸收法测定其重金属含量。
2结果与分析
2.1湿地水质
从图2可见，2014年9～12月，TP、NH+4-N、TN、NO-3-N含量呈递增趋势。2015年6月的数据验证了丰水期的水质明显优于枯水期。根据地表水环境质量标准（GB 3838—2002）和《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 19818—2002）可知，经该人工湿地处理后水体中TP含量总体达到了Ⅲ类水质要求及以上；NH+4-N含量也达到了Ⅲ类水质的要求；TN含量偏高，属Ⅳ类水水质标准。总体而言，黄山屯溪湿地可作为城镇景观用水和一般回用水等
用途[11]。
2.2湿地部分主要植物体内重金属含量
从图3～5可见，不同植物体内重金属含量不同，总体而言，各植物体内Cu含量较低，Cd次之，Pb、Zn的含量较高。
另外，同种植物中，根中重金属含量高于叶，叶中重金属含量高于茎。
3结论与讨论
（1）该研究结果表明，黄山屯溪湿地公园丰水期的水质明显优于枯水期水质，达地表水环境质量Ⅲ类标准（GB 3838—2002）和《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 19818—2002）中一级A类标准，处理效果较为理想。
（2）湿地植物在人工湿地污水处理工程中扮演着重要角色，是
人工湿地系统的重要组成部分，直接或间接地影响
人工湿地系统对污水的净化效果。从该研究试验数据可以 看出，同种植物根中重金属含量大于子叶，叶中重金属含量大于茎，不同植物对不同重金属的吸收能力不同。
（3）利用人工湿地去污净水虽然已得到广泛运用，取得了良好效果，但多数都采用单一植物品种，植物群落结构简单、种间搭配不科学及冬季观赏绿量不足等问题，严重影响了人工湿地的净化能力。因此，人工湿地植物配置时应选择对N、P吸收能力强，具抗逆性，对金属元素富集能力强，适应能力强的植物，从根本上达到去污效果[12]，同时也能得到良好的湿地景观效果[13]。
参考文献
[1] 白晓慧，王宝贞，余敏，等.人工湿地污水处理技术及其发展应用[J].哈尔滨建筑大学学报，1999，32（6）：88-92.
[2] PATRICK D.Implementation of constructed wetlands in developing countries [J].Wat Sci Tech，1997，35（5）：27-34.
[3] HAMMER D A.Constructed wetlands for wastewater treatment [M].Michigan：Lewis Publishers Inc，1989：5-20.
[4] 龚琴红，田光明，吴坚阳，等.垂直流湿地处理低浓度生活污水的水力负荷[J].中国环境科学， 2004，24（3）：275-279.
[5] VRHOVSEK K D.Constructed wetland for industrial wasted water treatment [J].Wat Res，1996，30：2287-2292.
[6] GREEN M B，MARTIN J R.Constructed reed beds clean up storm over flows on small was tewater treatment works[J].Wat Environ Res，1996，68：1054-1060.
[7] SCHOLES L，SHUTESR B E，REVITT D M，et al.The treatment of metals in urban runoff by constructed wetlands [J].The science of the total environment，1998，214：211-219.
[8] BRASKERUD B C.Factors affecting nitrogen retention in small constructed wetlands treating agricultural nonpoint source pollution[J].Ecological engineering，2002，18：351-370.
[9] 赵联芳，朱伟，赵建，等.人工湿地处理低碳氮比污染河水时的脱氮机理[J]. 环境科学学报，2006，26（11）：1821-1827.
[10] 周海兰.人工湿地在重金属废水处理中的应用[J].环境科学与管理，2007，32（9）：89-91.
[11] 中国环境保护总局.城镇污水处理厂污染物排放标准：GB19818—2002[S].北京：中国环境科学出版社，2002.
[12] 孙黎，余李新，王思麒，等.湿地植物对去除重金属污染的研究[J].北方园艺，2009（12）：125-129.
[13] 王正超，文剑平，刘彩霞.水生观赏植物在湿地建设中的应用[J].湿地科学与管理，2006（6）：40-42.
关键词人工湿地；湿地植物；重金属；污水处理
中图分类号S181文献标识码A文章编号0517-6611（2016）15-157-03
人工湿地是20世纪70年代欧美发展起来的一项污水生物处理技术，具有效率高、投资低、运转费低、维持费低等优点[1]，在污水收集率低、大型污水厂建设滞后的发展中国家得到了广泛应用[2]。人工湿地是一个复杂的生态系统，主要由基质（多为碎石）系统和水生植物系统组成，是一种独特的基质-植物-微生物生态系统。植物、基质、微生物与自然生态系统通过物理、化学及生化反应三重协同作用处理污水，从而达到污水净化的目的[3]。近年来，人工湿地已经被广泛应用于各种污水处理中，如生活污水[4]、工业废水[5]、暴雨径流[6-7]、农业面源废水等[8]，在污染控制方面发挥了独特的作用。我国于20世纪80年代开始运用人工湿地处理污水。近几年，利用人工湿地处理河湖面源污水的研究与应用逐渐兴起[9-10]。笔者以黄山屯溪湿地公园为例，对人工湿地处理后的水体达标情况及植物体内不同重金属含量进行了研究，评价了人工湿地的水体水质，分析了人工湿地不同植物对重金属的富集效果，旨在为提高人工湿地的水质处理效果提供参考。
1材料与方法
1.1采样区概况
黄山屯溪湿地公园位于黄山市中心城区新安江南岸江南新城区、黄山观光索桥附近，处于蓄洪区。公园充分利用树林、滩涂和公园近水区域建设环道和驳岸，并在沿江部分设钓鱼台、休息亭、木桥等，小溪和水边种植有莲藕、芦苇、荷花、水葱等水生植物，水中有金鱼藻、狐尾藻等藻类。
1.2采样点布设及采集
在人工湿地中布设了6个点位（图1），从2014年9～12月、2015年6月测定水样中的氮、磷等污染指标。采用定位仪（GPS）定位并记录其准确位置，使每次取样
都在同一位置，采样时取瞬时水样，用聚乙烯瓶直接采集表层水。用样品容器直接采样时，用水样冲洗3次后再行采样，当水面有浮油时，采样的容器不进行冲洗。采样时注意除去水面的杂物、垃圾等漂浮物，采样时不搅动水底的沉积物，保证采样按时、准确、安全。将采集水样置于500 mL 聚乙烯瓶中，立即加入 H2SO4，保持水样的 pH 为1 ～2，密封后运回实验室立即置于低于 4 ℃冰箱中保存。
1.3测定项目与方法
选取人工湿地中9种植物（睡莲、芦苇、金鱼藻、浮莲、水葱、荷花、梭鱼草、菖蒲、櫆叶萍），在2014年10、11月及2015年6月测定植物重金属（Cu、Cd、Zn、Pb）含量。在2014年9～12月及2015年6月每月取1次水样，测定人工湿地中的总氮（TN）、总磷（TP）、硝态氮（NO-3-N）、氨氮（NH+4-N）含量。
采用碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法测定TN含量；采用纳氏试剂分光光度法测定NH+4-N含量；采用纳氏试剂分光光度法测定NO-3-N含量；采用钼酸铵分光光度法测定TP含量。以上均按照《水和废水监测分析方法》（第四版）规定的方法进行。植物样品经H2SO4-H2O2消煮，采用原子吸收法测定其重金属含量。
2结果与分析
2.1湿地水质
从图2可见，2014年9～12月，TP、NH+4-N、TN、NO-3-N含量呈递增趋势。2015年6月的数据验证了丰水期的水质明显优于枯水期。根据地表水环境质量标准（GB 3838—2002）和《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 19818—2002）可知，经该人工湿地处理后水体中TP含量总体达到了Ⅲ类水质要求及以上；NH+4-N含量也达到了Ⅲ类水质的要求；TN含量偏高，属Ⅳ类水水质标准。总体而言，黄山屯溪湿地可作为城镇景观用水和一般回用水等
用途[11]。
2.2湿地部分主要植物体内重金属含量
从图3～5可见，不同植物体内重金属含量不同，总体而言，各植物体内Cu含量较低，Cd次之，Pb、Zn的含量较高。
另外，同种植物中，根中重金属含量高于叶，叶中重金属含量高于茎。
3结论与讨论
（1）该研究结果表明，黄山屯溪湿地公园丰水期的水质明显优于枯水期水质，达地表水环境质量Ⅲ类标准（GB 3838—2002）和《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 19818—2002）中一级A类标准，处理效果较为理想。
（2）湿地植物在人工湿地污水处理工程中扮演着重要角色，是
人工湿地系统的重要组成部分，直接或间接地影响
人工湿地系统对污水的净化效果。从该研究试验数据可以 看出，同种植物根中重金属含量大于子叶，叶中重金属含量大于茎，不同植物对不同重金属的吸收能力不同。
（3）利用人工湿地去污净水虽然已得到广泛运用，取得了良好效果，但多数都采用单一植物品种，植物群落结构简单、种间搭配不科学及冬季观赏绿量不足等问题，严重影响了人工湿地的净化能力。因此，人工湿地植物配置时应选择对N、P吸收能力强，具抗逆性，对金属元素富集能力强，适应能力强的植物，从根本上达到去污效果[12]，同时也能得到良好的湿地景观效果[13]。
参考文献
[1] 白晓慧，王宝贞，余敏，等.人工湿地污水处理技术及其发展应用[J].哈尔滨建筑大学学报，1999，32（6）：88-92.
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[9] 赵联芳，朱伟，赵建，等.人工湿地处理低碳氮比污染河水时的脱氮机理[J]. 环境科学学报，2006，26（11）：1821-1827.
[10] 周海兰.人工湿地在重金属废水处理中的应用[J].环境科学与管理，2007，32（9）：89-91.
[11] 中国环境保护总局.城镇污水处理厂污染物排放标准：GB19818—2002[S].北京：中国环境科学出版社，2002.
[12] 孙黎，余李新，王思麒，等.湿地植物对去除重金属污染的研究[J].北方园艺，2009（12）：125-129.
[13] 王正超，文剑平，刘彩霞.水生观赏植物在湿地建设中的应用[J].湿地科学与管理，2006（6）：40-42.