自1950s開始系統(tǒng)性研究以來(lái)，人工濕地研究日趨深入，也得到了廣泛的應(yīng)用。人工濕地(ConstructedWetland，CW)繼承了濕地的水陸交匯處概念，參與了人為因素，由人工構(gòu)筑而成。人工濕地是指在自然或半自然凈化系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的水處理技術(shù)，是一種人為地將石、砂、土壤、煤渣等介質(zhì)按一定比例構(gòu)成的、且底部封閉，并有選擇性植入水生植被的水處理生態(tài)系統(tǒng)，水資源保護(hù)和持續(xù)利用是主要目的。作為一種生態(tài)水處理方式，人工濕地與傳統(tǒng)水處理方式相比具有投資低、運(yùn)行費(fèi)用少、耗能低，且管理水平要求不高等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)被廣泛用來(lái)處理生活污水、工業(yè)廢水、暴雨徑流、富營(yíng)養(yǎng)化水體等，并取得了良好效果;但也存在占地面積較大、效率不高等不足，限制了其應(yīng)用。

?一、人工濕地的發(fā)展歷程

德國(guó)較早系統(tǒng)地開展人工濕地的研究與應(yīng)用。1953年Seidel研究發(fā)現(xiàn)蘆葦能去除大量有機(jī)物和無(wú)機(jī)物，進(jìn)一步的研究表明污水中的細(xì)菌在通過(guò)蘆葦床時(shí)消失，且蘆葦及其他大型植物能從水中吸收重金屬和有機(jī)物等。在此基礎(chǔ)上Kiehuth提出了“根區(qū)法”，1974年，完整的人工濕地在德國(guó)Liebenburg-Othfresen建成。目前，人工濕地技術(shù)已在全球廣泛應(yīng)用。

相較于西方國(guó)家，我國(guó)對(duì)人工濕地的研究起步較晚，但是后來(lái)居上，發(fā)表論文數(shù)量?jī)H次于美國(guó)，成為第二大研究國(guó)家。我國(guó)人工濕地的研究與應(yīng)用大致上可分為三個(gè)階段:(1)2000年以前為起步探索階段。隨著生態(tài)治理技術(shù)的發(fā)展，開始了穩(wěn)定塘、土地處理系統(tǒng)、人工濕地的研究。1990年，在深圳白泥坑建設(shè)了生產(chǎn)性的人工濕地用于污水處理，并以此為基地開展了濕地內(nèi)部生物降解動(dòng)力學(xué)、水力學(xué)等相關(guān)研究。(2)2000-2009年為迅猛發(fā)展階段。隨著水體污染控制與治理重大項(xiàng)目的實(shí)施，我國(guó)人工濕地研究及應(yīng)用得到了迅猛的發(fā)展，論文數(shù)量迅速增加，研究范圍涉及到重金屬、藻類、藻毒素、農(nóng)藥和酞酸酯等污染物的去除，人工濕地廣泛應(yīng)用于生活污水、造紙廢水、礦山廢水、養(yǎng)殖廢水、農(nóng)業(yè)面源污染等污水的處理，污水處理廠尾水的深度處理，湖泊河流等水體的生態(tài)修復(fù)，小流域綜合整治等。(3)2009年至今為規(guī)范應(yīng)用階段。城鄉(xiāng)與住房建設(shè)部和環(huán)境保護(hù)部分別在2009年和2010年發(fā)布了人工濕地相關(guān)技術(shù)規(guī)范，人工濕地在我國(guó)各類水處理中得到廣泛的應(yīng)用，同時(shí)也將水處理人工濕地與景觀、生態(tài)環(huán)境保護(hù)與修復(fù)相結(jié)合，既強(qiáng)調(diào)水處理效果，也注重景觀與生態(tài)效應(yīng)。

二、人工濕地的應(yīng)用與優(yōu)勢(shì)

人工濕地選取的基質(zhì)種類、粒徑不同，導(dǎo)致內(nèi)部水力特性不同，局部微環(huán)境存在差異，微生物群落結(jié)構(gòu)各有特色，同時(shí)，不同的基質(zhì)對(duì)污染物的截留吸附效能也不同，從而影響人工濕地的處理效率。張翔凌等研究了不同組合的沸石、無(wú)煙煤、蛭石、高爐鋼渣、生物陶粒等填料對(duì)垂直流人工濕地水處理效果影響，結(jié)果表明組合填料的種類、裝填順序和裝填方式對(duì)凈化效果產(chǎn)生了較大影響。組合填料對(duì)COD的平均去除率較單一填料都有所提高;由上至下依次填充無(wú)煙煤、生物陶粒、沸石的組合填料具有較好的脫氮功能;由上至下依次填充無(wú)煙煤、蛭石、鋼渣的組合填料具有較好的除磷功能。不同粒徑的沸石、無(wú)煙煤、礫石人工濕地對(duì)總氮和總磷的去除率差異顯著，去除效率最高的分別是1～2mm沸石和2～4mm無(wú)煙煤。以給水廠脫水鋁污泥泥餅作為潮汐流人工濕地的填料，在處理養(yǎng)殖廢水時(shí)，COD、氨氮和總磷的平均去除率分別達(dá)到70%、90%和90%以上。

人工濕地作為一種生態(tài)處理技術(shù)，不僅改善水質(zhì)，還具明顯生態(tài)效益。鑒于我國(guó)地表水污染現(xiàn)狀，人工濕地在污水處理廠尾水、城市黑臭水體、農(nóng)村污水的治理及河道、湖泊的治理與修復(fù)保護(hù)等方面有廣大的應(yīng)用前景。