人工濕地(Constructed wetland)是由人工建造和控制運行的與沼澤地類似的地面，將污水、污泥有控制的投配到經人工建造的濕地上，污水與污泥在沿一定方向流動的過程中，主要是利用土壤、人工介質、植物、微生物的物理、化學、生物三重協同作用，對污水處理、污泥污泥處理處理的一種技術。其作用機理有吸附、滯留、過濾、氧化還原、沉淀、微生物分解、轉化、植物遮蔽、殘留物積累、蒸騰水分和養分吸收及各類動物的作用。那么，人工濕地對污染物的去除效果到底怎么樣呢?接下來將進行人工濕地對有機物、氮、磷、重金屬、微生物等物質的去除率詳解。

1有機物的去除機制

人工濕地對有機物具有較強的凈化能力，土壤有巨大的比表面積，在土壤顆粒表面形成一層生物膜，污水流經顆粒表面時，大量的SS被填料和植物根系阻擋截留，不溶性的有機物通過在濕地基質中的沉淀、過濾、吸附作用，很快被截留，然后被微小生物利用;可溶性有機物通過植物根系生物膜的吸附、吸收及微生物的代謝過程而被分解去除。在土壤好氧區，有機物被好氧菌分解為二氧化碳和水;在厭氧區有機物被厭氧菌通過發酵作用分解為二氧化碳和甲烷。污水中的大部分有機物最終被異養微生物轉化為微生物體、二氧化碳、甲烷和水、無機氮、無機磷。

人工濕地對COD、BOD有較高的去除率，大多數處理系統的去除率為80%-90%。國內對人工濕地凈化城市污水的研究表明，在進水濃度較低的情況下人工濕地對BOD5的去除率可達85%-95%，對COD的去除率可達80%，處理出水BOD5的濃度在10mg/L左右，SS小于20mg/L。COD和BOD的去除率與各種微生物數量有明顯的相關性，說明有機物的去除主要是微生物的作用。

2氮的去除機制

大量研究表明：人工濕地中的氮主要是通過微生物的硝化和反硝化作用、植物的吸收、氨的揮發以及基質的吸附和過濾等過程而去除。氮在污水中主要以有機氮和無機氮兩種形念存在，無機氮可以被人工濕地中的植物吸收，合成植物蛋白，最后通過收割植物從濕地系統中去除，但無機氮僅占總氮量的8%-16%。人工濕地系統的有機氮在微生物的作用下比較容易轉化為NO3-N，易引起地表水體富營養化，是需要有效去除的重要污染指標。

李杰等研究發現，濕地土壤的脲酶活性與N的去除率有較明顯的正相關性，認為可把根區土壤中脲酶活性作為人工濕地去除污水含氮污染物效果的評價指標。人工濕地對N的去除率并不是很高，一般在50%左右。但有研究發現，通過人為添加秸稈或甲醇等措施提高濕地中BOD：NO3-N之比，氮的去除率將大大提高，能從30%左右上升至80%-90%，原因是BOD：NO3-N比值太低時不利于反硝化作用的進行，當比值上升到2.3時，反硝化率達到最大值。Baker研究表明，處理含有機碳低、硝酸鹽氦高的廢水可直接用C：N比來表示NO3-N的去除率，當C：N>5：I 時，反硝化速度最大。

3磷的去除機制

大量研究表明，人工濕地對磷的去除是通過植物的吸收、微生物的積累同化和基質的吸附沉淀等共同作用完成的。首先污水中的無機磷在植物的吸收和同化作用下，被合成ATP、DNA和RNA等有機成分，最后通過對植物的收割而將磷從系統中去除;其次磷為微生物證常代謝所需要，有機磷和溶解性較差的磷被磷細菌轉化為溶解性無機磷，有利于植物的吸收;再次被介質(土壤或填料)通過吸附或離子交換作用而去除，土壤中所含鐵、鋁、鈣化合物的含量影響介質的吸附容量，最后聚磷菌的過量聚磷對磷的去除也有一定的作用。由于人工濕地特殊的好氧、厭氧狀態，聚磷菌可在好氧狀念下吸附過量的磷;在厭氧狀態下，又把過量的磷釋放出來，一部分會隨水流輸移擴散，另一部分被介質吸附，由于磷的釋放，在局部磷的濃度較高有利于介質對磷的吸附。

人工濕地系統對磷的去除途徑最主要是基質對磷的吸附沉淀作用，植物吸收對有機磷的去除效率影響不大，但無機磷以植物的吸收作用為主，這與蘆葦等大型植物長期生長對無機磷的需求密切相關。李一平等認為：磷濃度較低時植物吸收是主要的，在濃度較高時植物的吸收作用顯得微不足道，但介質的吸附是有限度的，達到飽和以后效果就會減弱。

4重金屬的去除機制

人工濕地系統對重會屬的去除效果主要是通過化學沉淀、離子交換和植物吸收等途徑。有專家通過研究認為，在停留時間為22-34h的表面流濕地罩，鋅的去除率可以達到90%-96%，對鐵、鉻和鎂的去除率也很高。廣東韶關市鉛鋅礦廢水治理在人工濕地中種植香蒲的研究表明，利用香蒲凈化含鉛、鋅工業廢水的效果非常好，COD、固體懸浮物、Pb、Zn、Cu和Cd的去除率分別為92.19%、99.62%、93.98%、97.02%、96.87%和96.39%，水質得到明顯改善，主要污染物TSS、Pb、Zn、Cu和Cd等均達到工業標準。通過對廣東韶關寬葉香蒲人工濕地系統中重會屬的研究結果表明，重金屬更大比例地積累和富集于地下部分，因此用收割法去除重會屬的策略在實踐中的效果有限。

有研究者認為濕地對重金屬的去除是通過植物對重金屬的吸收而起作用的。植物的吸收只占進入系統中重金屬含量的1%-2%。植物對污水中重會屬的去除還表現在植物的好氧作用，使根區含氧量增加，增加了污水中重金屬的氧化和沉降。

5微生物的去除機制

微生物污染是通過物理、化學和生物因素的綜合作用下被有效去除。物理因素包括過濾、沉淀、富集和紫外輻射作用：化學因素有氧化、吸附及暴露在其它微生物和植物釋放的毒素中;生物機制則包括抗生素、溶胞細菌和噬菌體攻擊、自然死亡以及線蟲或原生動物的攝食等。

6其他物質的去除機制

其它物質的去除一般也是通過物理、化學和生物因素的綜合作用下被有效去除的。如藻類的去除主要是通過機械過濾作用;而藻毒素是在微生物降解、基質吸附、植物根區生物膜絮凝等作用下共同作用的結果。