1.5.4　雨水截流技术进展

经济社会的不断发展及进步，严重地威胁到了水资源和生态环境，矛盾不断凸显，在此过程中，人们开始总结自己的行为，对雨水资源进行利用已经迫在眉睫，也给予了雨水利用更多的含义。

湿地处理废水可追溯到20世纪初，1903年，英国约克郡Earby建造了世界上第一个用于污水处理的人工湿地，该湿地连续运行直到1992年。20世纪50年代，德国Max Planck研究所的Kathe S博士发现芦苇能去除废水中大量的有机和无机污染物质，随后开发出Max-planck Institute Process系统，之后人们开始对污水处理人工湿地进行系统研究。然而污水处理人工湿地在世界各地受到重视和应用，还是在20世纪70年代德国学者Kickuth提出根区法理论之后开始的。第一个完整的人工湿地的试验研究始于1974年的德国Othfresen，人工湿地在1980年后得到迅速发展。近年来，湿地技术在欧洲、美国及世界各国迅速发展。丹麦1997年有芦苇床湿地134个；至2002年，英国有人工湿地628个，其中用作三级处理的水平流人工湿地为463个；法国现有芦苇床湿地200多个。美国在1988—1993年间就建立了几百个人工湿地，这些湿地大多用于处理家庭污水。用于处理工业污水则始于20世纪90年代，主要用于采矿业、农业和暴雨径流、家畜处理、食品和蔬菜加工厂以及燃煤发电厂。墨西哥的一处人工湿地用于处理10万人的生活废水。人工湿地在北美通常用来为较大城市的二级处理出水提供三级处理，在欧洲一般用于小城镇和村庄的废水二级处理，而在澳大利亚与非洲则用于处理各类废水，目前，各国的研究集中在改良人工湿地的技术上，垂直流湿地采用间歇负荷和合理介质使得处理效率提高，并日益受到人们的重视。

早期人工湿地主要用于处理城市生活污水或二级污水厂出水，目前则主要用于治理农业面源污染、城市或公路径流等非点源污染。美国、德国等国的一些技术人员还将其推广应用于处理小城镇、行政事业单位的污水和垃圾渗滤液。人工湿地处理工业废水的范围仍主要集中在处理以金属离子、BOD5、COD和油污染为主的废水，但其处理的浓度极限范围不断被突破，现在甚至能处理COD高达数千的工业废水。而且其应用不再局限于气候较暖和的地区，在严寒地区也能取得很好的运行效果。

国内对人工湿地的研究和应用相对较晚，直到“七五”期间才开始对人工湿地处理城市污水进行较大规模的研究。

作为人工湿地应用的一个分支，雨水径流处理人工湿地的应用和研究起步相对较晚，其具体应用出现于20世纪后期。随着城市非点源污染形势的日益严峻，城市径流处理人工湿地技术的研究需求日益紧迫。然而，现今对于雨水径流处理人工湿地的研究大多数仍然套用常规污水处理人工湿地的理论依据和试验方法，而忽略了这类人工湿地不同于常规污水处理人工湿地的重要特点和影响因素，例如径流处理人工湿地的运行特点、水文学和水力学特征等，导致研究结果“理想化”，偏离了径流处理人工湿地的实际效能，普适性不强，难以为实际工程应用提供具体的理论基础和设计参数。

华中农业大学的李科德等在1992—1993年采用人工模拟芦苇床处理生活污水并对其净化机理、效能进行了研究。结果表明，芦苇根际具有较高的氧化还原电势，为好氧微生物的活动创造了有利条件。芦苇床内根际微生物数量与污染物去除率间具有明显相关性。20世纪90年代由武钢大冶铁矿承建，湖北省环保所、大冶铁矿、黄石市环境监测站合作在大冶铁矿炸药车间建立面积为200m2的中试性人工湿地，用以处理铁矿炸药车间排放的含氮污水。此后，国家环保局与中国科学院相继采用人工湿地处理污水进行过一系列试验，对人工湿地的构建与净化功能进行了阐述。中科院水生科学院水生生物研究所的成水平、夏宜铮等研究了香蒲、灯心草人工湿地对城镇污水和人工污水污染物的净化效果，植物根系实际生长深度、微生物及酶的空间分布，探讨了人工湿地对污水中污染物质的去除机制，表明香蒲、灯心草是武汉及北纬30°附近地区人工湿地较为适宜的水生植物，特别是灯心草冬季生长良好，是更为理想的净水植物；他们认为人工湿地介质、水生植物和微生物三者的综合作用是人工湿地去除污水中氮、磷和COD的主要机制。