作为一种新型污水处理的生态工程措施,人工湿地得到越来越广泛的应用。但是从整体来看,关于人工湿地的环境效益和环境影响的定量评估很少。以某人工湿地为例,采用数值模拟的方法对其净水效果和污水处理能力进行了分析,并对人工湿地运行后的环境效益进行了分析。该方法可为人工湿地运行过程中的环境效益和环境影响分析提供指导和参考。

一、背景阐述

作为污水处理的生态工程措施,人工湿地在城市建设中的应用越来越广泛。人工湿地的健康运行可以帮助改善区域水质,维护生态社区的稳定性,并考虑到区域景观的影响,从而可以继续为区域发展发挥更大的环境效益。同时,人工湿地在水资源的存储,渗透,保留和净化中的作用也充分体现了“生态人文”的概念。

尽管经济,高效,简单的操作和维护是建设人工湿地的初衷,但由于缺乏设计,施工和运营管理过程中的定量分析和指导,导致部分人工湿地在建设后面临严重的漏水现象,其供水量大;管理不善造成区域水污染;湿地的地表水污染导致周围地下水环境恶化等诸多问题,不仅造成运行成本和维护监督的增加,而且引起周围生态环境的恶化。环境的恶化与建设人工湿地的初衷背道而驰。为了实现生态文明建设的可持续发展,因此需要对人工湿地的环境效益和环境影响的重视程度不断提高。在规划和设计阶段时,对这两者进行定量评估,将有助于避免可能的环境危害,并实现经济和环境效益的双赢局面。

二、环境效益分析

以某人工湿地为例,其水力停留3天后,表2所示为表面流湿地中某些污染物的浓度分布,其浓度梯度受湿地形状的影响很大,从东到西来看,湿地的形状逐渐变宽和变慢,浓度梯度也减小。沿进水的主要流动方向中,污染物去除率在初始阶段最高,并且其他结果也证实了这一结果。从表1中可以看出,计算出的人工湿地运行过程中进水口和出水口某些污染物的浓度。人工湿地运行稳定后,污染物去除率约为41%。

首先,人工湿地的建设和运营对周围环境的最大改善方面在于,在附近河流和湖泊形成了一定规模的水文循环,这在一定程度上增加了当地空气和土壤的湿度。其次,人工湿地引入了树木和多种动植物,生物群落在不同季节具有一定的适应性,形成了稳定开放的生态系统,可以在改善大气,水质和土壤方面发挥一定作用。

当水力停留时间为3天时,人工湿地对某种污染物的去除效率约为41%,处理能力约为1870m3/d。在运行过程中,严禁超载运行(如进水污染物浓度过高或水量过大),因此其可以用作旅游区的水净化设施,同时对改善周围环境有一定的作用,彰显出巨大的环境、经济效益。