图1 人工处理湿地平面图

图2 2008 ~ 2018年人工处理湿地入口和出口污染物去除效率及浓度动态变化 (a)总氮(TN)；(b)氨氮(NH4+-N)；(c)硝氮(NO3--N)；(d)总磷(TP)；(e)磷酸盐(PO43?-P)
水体中氮、磷含量的增加加速了水体富营养化过程，严重影响了水生生物和人类健康。人工处理湿地作为一种有效、生态的污水处理方法得到了广泛应用。目前有很多关于人工处理湿地脱氮除磷效率高的研究报道，但这些报道大多是基于人工处理湿地或模拟湿地装置短期（≤2年）内的运行数据。由于富氧能力差和碳源不足，人工处理湿地长期运行后净化能力可能会下降，系统内的污染物可能向上释放到上覆水体中，导致处理性能降低。因此，评价人工处理湿地的性能不应该局限在短期运行时间范围内，而应该着眼于长期。然而，直到现在，具有实际意义的长期野外人工处理湿地动态监测数据相对较少，关于人工处理湿地的长期性能仍不清楚。因此，人工处理湿地的长期稳定运行应该是研究者和应用者关注的重点，这将有助于更好地了解人工处理湿地净化机理，促进其进一步应用。
课题组于2008年在北京野生动物救护中心建立了面积约2500平方米的人工处理湿地，评估了其运行10年来的处理性能。研究结果表明该人工处理湿地可以长期保持良好的处理效果，且维护和管理水平较低。在过去10年中，人工处理湿地对TN和TP的去除率略有下降。即便如此，TN和TP的年平均去除率依然分别保持在53.6%和67.3%，全氮和全磷年减少量分别为937.5 kg ha^?1和303.2 kg ha^?1，TN去除率受季节影响显著，TP去除率无季节差异，处理性能高于大多数研究报告。分析其原因可能是由于表流和潜流湿地处理单元相结合，合适的植物和多种基质的优化配置。多种反硝化除磷微生物经过人工处理湿地中长期稳定运行后富集，占总细菌类群的21.14 ~ 52.85%，TN和TOC在形成整个细菌群落结构起着重要作用。此外，假单胞菌属（Pseudomonas）的相对丰度和TN和TP的去除率呈显著正相关。本研究对今后利用人工处理湿地进行污染物降解、水体富营养化治理等具有一定的现实意义。
该成果以题目《Long-term performance of nutrient removal in an integrated constructed wetland》发表在Science of the Total Environment上。湿地所博士研究生朱怡诺为论文第一作者，崔丽娟研究员为文章通讯作者。本研究受到北京自然科学基金和林科院优青项目资助。（朱怡诺/湿地所）
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.146268