隨著全球工業(yè)的飛速發(fā)展，重金屬對水體的污染程度日益加重。傳統(tǒng)的處理方法存在二次污染和成本高等缺陷。人工濕地是一種人工建造的安全高效的生態(tài)處理技術，植物和基質(zhì)都是其重要組成部分。大量研究表明，基質(zhì)在重金屬去除中起主要作用。一方面，大部分重金屬通過基質(zhì)攔截過濾和生成氫氧化物沉淀等方式被去除；另一方面，基質(zhì)為植物和微生物提供了良好的生長載體。雖然植物對去除重金屬方面起的作用較小，但它同樣重要，植物可以通過根系直接吸收重金屬，同時植物根系產(chǎn)生的氧氣促進了微生物的活性，植物根分泌的有機物為微生物的繁殖代謝提供了碳源，間接有助于重金屬的分解去除。

?一、選材與試驗道具

實驗植物選用燈芯草、水芹菜和水葫蘆。人工濕地基質(zhì)分3種:粉煤灰(H)、河砂(S)和體積比為1∶1的粉煤灰+河砂(S+H)。3種植物購自蘭州市某種植基地，粉煤灰購于蘭州某粉煤灰公司，河砂購自蘭州市黃河河砂市場，土壤取自蘭州市周邊農(nóng)田。

二、試驗裝置

塑料水桶的規(guī)格為0。34m×0。22m×0。18m(長×寬×高)，最底層放置5cm厚的礫石，礫石直徑為3～5cm，礫石上放置一層約100目的薄窗紗，防止上層基質(zhì)下落阻塞礫石間隙；薄窗紗上放置約12cm厚的濕地基質(zhì)；最上層鋪一層8cm厚的土壤，土壤為過10目篩的均勻黃土，防止進水沖散基質(zhì)和陽光直射粉煤灰。出水口位于裝置底部，直徑為1。00cm，同時安裝高位水箱用于進水(見圖1)。

三、試驗結果

人工濕地基質(zhì)對重金屬離子的截留作用在廢水凈化中占主導地位，本研究中無植物系統(tǒng)Zn去除率均高于95%，說明基質(zhì)為人工濕地去除Zn的主要場所沉淀等方式被去除。有植物系統(tǒng)Zn去除率均顯著高于無植物系統(tǒng)(P＜0。05)(見圖2)，表明基質(zhì)與植物在去除廢水中Zn時存在協(xié)同作用；植物通過穩(wěn)定床體表面，增強了系統(tǒng)抗沖擊負荷的能力，使出水水質(zhì)保持穩(wěn)定；同時，Zn是植物生長代謝過程中的必需元素，因此植物可以對Zn進行吸收富集，植物也會通過根系分泌物與Zn的物理、化學作用去除Zn。本研究中植物系統(tǒng)由挺水植物和浮水植物共同形成，二者也可能協(xié)同微生物增強了濕地對Zn的去除，提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性，有利于其長期運行。