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2人工濕地溫室氣體的釋放研究

（2）人工濕地溫室氣體的釋放特征

目前，針對人工濕地污水處理系統溫室氣體釋放的研究尚處于起步階段。

（3）人工濕地溫室氣體釋放的影響因素

人工濕地溫室氣體的釋放與系統設計、運行及氣候環境等諸多因素密切相關。目前，國內外關于人工濕地溫室氣體影響因素的研究主要包括以下幾個方面：

①濕地類型

不同類型人工濕地的構造、水流狀態及其內部微生物種群分布不同，進而對人工濕地溫室氣體的釋放產生影響。

②水位

人工濕地水位狀況影響系統氧化還原環境、甲燒氧化菌、產甲燒菌的活性，并影響氧氣、甲燒的擴散與傳輸速率，進而對溫室氣體的釋放產生影響。當水位較低時，系統溶解氧滲透力充足，氧化層厚度增加，產生的CH₄易被氧化，從而使CH₄排放降低。而水位較高則形成厭氧環境，系統氧化還原電位降低，為產甲烷菌提供了更加有利的條件，產生大量的CH₄；同時還影響系統硝化反硝化細菌的繁殖與分布，進而對N₂O釋放產生影響。有研究者研究了水位變化對人工濕地溫室氣體釋放的影響，結果表明，系統水位越低，和釋放量越大，而釋放量降低。

③碳氮比

污水C/N也是影響人工濕地溫室氣體釋放的重要因素。有研究表明較低的可降解有機物含量和C/N將會導致N₂O釋放量增加。對人工濕地污水處理過程釋放的研究發現，當COD/N為5時，N₂O釋放量小且和脫氮效果較好。類似的，對于人工濕地中和的釋放情況，有研究結果表明，C/N為2.5:1~5:`時，系統溫室氣體釋放量較小。

④水力負荷

水力負荷影響人工濕地系統凈化效果，也可能對人工濕地溫室氣體釋放產生影響。有研究者研究了人工濕地污水處理系統中釋放的時空變化規律，結果表明，較高的水力負荷下，系統CH4釋放量越大，且與進水污染物濃度密切相關。

⑤植物種類

不同濕地植物的生長習性、根系發達程度等差異較大，其根區微環境亦有不同，進而影響人工濕地中溫室氣體的產生及釋放過程。有研究表明，人工濕地系統中溫室氣體釋放量與種植的濕地植物種類密切相關，且植物生長狀況可對CH4的釋放產生重要影響。有研究濕地植物種類對人工濕地系統N2O釋放的影響，結果表明，茭白濕地系統的N2O釋放量最大，與其有機物和氧氣輸送能力有一定的關系.

⑥其他因素

除上述研究較多的影響因素外，溫度、pH、ORP、DO、鹽度、污染物種類及操作方式等也會影響人工濕地系統溫室氣體的釋放。針對干濕交替的操作操作方式對人工濕地釋放的影響研究結果表明，干濕交替促進系統N₂O擴散傳輸過程，從而使其釋放量增大。

3存在的問題

目前，人工濕地技術已被廣泛應用在工農業污水處理、河湖水質改善等環境治理與生態修復領域。但對人工濕地中污染物遷移轉化、歸趨途徑及其環境效應的理論技術研究尚不完善、不成熟，具體表現在以下三個方面：

（1）人工濕地長期凈化效果及其去污特征

現有人工濕地研究多限于氣候較暖和地區，而在北方寒冷氣候條件下，人工濕地對以污水處理廠排水為主（污染物濃度低、碳氮比低）的污染河水的長期運行能力研究不足。此外，人工濕地去污機理相當復雜，人工濕地關鍵組成要素在深度凈化污染河水的作用和影響尚缺乏系統的研究。

（2）人工濕地物質能量分配與流向過程

目前人工濕地污染物的去除過程研究多基于“黑箱”理論，對于污染物（有機物、氮、磷）在濕地系統內遷移轉化過程的定量化以及元素循環的生態動力學模型研究鮮有報道。

（3）人工濕地溫室氣體釋放及其環境效應

目前對溫室氣體的研究主要集中在農田、草原等土壤生態系統及河湖、天然濕地等水生生態系統中，對于人工濕地的溫室氣體釋放問題尚未引起重視。以污染物去除為主要目標的人工濕地系統其大量污染物的輸入與轉化過程可影響系統溫室氣體的源匯轉變，而對人工濕地溫室氣體釋放及其環境效應的研究工作尚未系統開展。