作為一種新型污水處理的生態工程措施,人工濕地得到越來越廣泛的應用。但是從整體來看,關于人工濕地的環境效益和環境影響的定量評估很少。以某人工濕地為例,采用數值模擬的方法對其凈水效果和污水處理能力進行了分析,并對人工濕地運行后的環境效益進行了分析。該方法可為人工濕地運行過程中的環境效益和環境影響分析提供指導和參考。

一、背景闡述

作為污水處理的生態工程措施,人工濕地在城市建設中的應用越來越廣泛。人工濕地的健康運行可以幫助改善區域水質,維護生態社區的穩定性,并考慮到區域景觀的影響,從而可以繼續為區域發展發揮更大的環境效益。同時,人工濕地在水資源的存儲,滲透,保留和凈化中的作用也充分體現了“生態人文”的概念。

盡管經濟,高效,簡單的操作和維護是建設人工濕地的初衷,但由于缺乏設計,施工和運營管理過程中的定量分析和指導,導致部分人工濕地在建設后面臨嚴重的漏水現象,其供水量大;管理不善造成區域水污染;濕地的地表水污染導致周圍地下水環境惡化等諸多問題,不僅造成運行成本和維護監督的增加,而且引起周圍生態環境的惡化。環境的惡化與建設人工濕地的初衷背道而馳。為了實現生態文明建設的可持續發展,因此需要對人工濕地的環境效益和環境影響的重視程度不斷提高。在規劃和設計階段時,對這兩者進行定量評估,將有助于避免可能的環境危害,并實現經濟和環境效益的雙贏局面。

二、環境效益分析

以某人工濕地為例,其水力停留3天后,表2所示為表面流濕地中某些污染物的濃度分布,其濃度梯度受濕地形狀的影響很大,從東到西來看,濕地的形狀逐漸變寬和變慢,濃度梯度也減小。沿進水的主要流動方向中,污染物去除率在初始階段最高,并且其他結果也證實了這一結果。從表1中可以看出,計算出的人工濕地運行過程中進水口和出水口某些污染物的濃度。人工濕地運行穩定后,污染物去除率約為41%。

首先,人工濕地的建設和運營對周圍環境的最大改善方面在于,在附近河流和湖泊形成了一定規模的水文循環,這在一定程度上增加了當地空氣和土壤的濕度。其次,人工濕地引入了樹木和多種動植物,生物群落在不同季節具有一定的適應性,形成了穩定開放的生態系統,可以在改善大氣,水質和土壤方面發揮一定作用。

當水力停留時間為3天時,人工濕地對某種污染物的去除效率約為41%,處理能力約為1870m3/d。在運行過程中,嚴禁超載運行(如進水污染物濃度過高或水量過大),因此其可以用作旅游區的水凈化設施,同時對改善周圍環境有一定的作用,彰顯出巨大的環境、經濟效益。