在我国人工湿地现在应用的十分广泛。我国水产养殖业的迅速发展产生了大量的水产养殖废水。未经利用的饲料及水产品代谢物导致养殖废水中含有大量的含氮污染物,若不经处理肆意排放会造成周围水域富营养化;同时养殖过程中使用的抗生素残留在水环境中会诱导微生物产生抗药性,并有可能对水产品产生毒害作用。目前,高密度水产养殖业中产生的大量废水及其中所含的各类污染物和残留抗生素的处理受到越来越多的关注。

人工湿地作为一种生态处理技术,具有投资低、运行费用省和运行耗能低的优势,已成功运用于养殖废水的处理。潜流人工湿地通常被分为水平潜流和垂直流,研究表明,水平潜流和垂直流人工湿地构造和水流方式的差别以及湿地内水力停留时间的长短,均易导致污水与填料接触时间、湿地内氧含量等的差异,从而影响到对污水中含氮污染物的去除效果。水平流拥有相对长距的流程,潜在的反硝化程度高,而垂直流湿地内部污水从表面流至底部时能够与氧较好地混合,硝化反应好且去除较多的有机物。有学者在考察人工湿地对抗生素的去除效果时也发现,垂直流人工湿地优于水平流人工湿地。

两个人工湿地对各类含氮污染物均有一定的去除效果,人工湿地对污染物的去除效果随停留时间的变化呈现出波动。水平潜流和复合垂直流人工湿地在各阶段内对各类含氮污染物的去除效果如图3所示,从中可以发现人工湿地的构型对含氮污染物的去除效果具有较为明显的差异。

水平潜流人工湿地和下行-上行复合垂直流人工湿地可以去除水产养殖废水中的各类含氮污染物,其中复合垂直流因其水流方式可产生较好的溶解氧条件,基质中上层的微生物活性和多样性均较高,对污染物的去除效果相对较好,水力停留时间为3~4d时对各类污染物的去除效果可达到最优。两种人工湿地对恩诺沙星的去除效果优于磺胺甲唑和氟甲砜霉素,水力停留时间的延长有助于提高磺胺甲唑的去除率。说明通过改进人工湿地工艺、优化工艺参数可以促进养殖废水中含氮污染物和抗生素的去除。人工湿地对不同种类抗生素的去除机理较为复杂,后续拟通过稳定同位素示踪法、抗性基因检测等手段进一步揭示其机制