综述:拉丁美洲人工湿地的现状

《Current Opinion in Environmental Science & Health》:Current situation of constructed wetlands in Latin America

【字体: 时间:2026年03月25日 来源:Current Opinion in Environmental Science & Health 6.6

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  人工湿地技术在拉丁美洲的应用研究,重点分析 Horizontal Subsurface Flow (HSSF)湿地系统,探讨本地滤材创新与热带适应性植物的应用,证实多作物系统比单作物更高效,当前研究集中于实验阶段验证关键设计参数。

  
Florentina Zurita | Luis Carlos Sandoval Herazo
环境质量研究中心,Centro Universitario de la Ciénega,瓜达拉哈拉大学,Av. Universidad 1115,Ocotlán 47820,哈利斯科州,墨西哥

摘要

本文批判性地回顾了拉丁美洲(LA)人工湿地(CW)研究的最新进展。水平潜流(HSSF)型人工湿地是研究最为广泛的类型。该地区的创新主要集中在评估本地和低成本的过滤材料,以及使用适应热带环境的植物物种。观赏性开花植物也受到了研究关注;这些植物不仅能够有效去除污染物,还具有美观和经济效益。多种植物系统被证明比单一植物系统更高效。目前,拉丁美洲的相关研究主要集中在实验阶段,以确定关键的设计参数。

引言

人工湿地(CW)已被证明是处理几乎所有类型废水(WW)的有效技术(1)。与传统技术相比,人工湿地具有更低的运营和维护成本,如果拥有合适土地,建设成本也更低。近年来,全球范围内越来越重视人工湿地在缓解水资源短缺方面的作用,因为它可以生产可再利用的水资源(2)。人工湿地主要根据其水文特性进行分类,可分为自由水面(FWS)型或潜流型(HSSF或VF)。在过去十年中,科学家和实践者们通过创新克服了人工湿地的主要缺点——即需要较大的占地面积。最重要的创新是在所有类型的人工湿地中引入了曝气技术,这显著减少了去除污染物所需的表面积(1)。
另一方面,拉丁美洲(LA)是一个自然资源丰富的地区,生物多样性也非常丰富(3)。不幸的是,该地区只有37%的市政废水(MWW)或生活废水(DWW)在排放前得到了处理,导致地表水受到污染。此外,大多数污水处理厂位于人口密集的城市区域。河流污染在整个地区都是一个普遍存在的问题,在阿根廷、巴西、委内瑞拉、秘鲁、哥斯达黎加(4)和墨西哥等许多拉丁美洲国家都有严重的报告。鉴于这一区域背景,人工湿地非常适合在拉丁美洲应用,可以有效提高尤其是城郊和农村地区的废水处理水平。
尽管人工湿地在拉丁美洲具有适用性,但其普及程度仍远低于许多欧洲国家(5)。然而,对该技术的兴趣正在逐渐增加(6)。巴西、墨西哥、哥伦比亚和阿根廷(7)等国,以及最近的领导者智利,已经开展了相关研究以促进其应用。因此,本综述旨在总结和分析这些国家在人工湿地技术方面的最新研究成果,旨在找出能够提高其在拉丁美洲应用的关键经验。

部分内容摘要

拉丁美洲的人工湿地类型及其性能

对拉丁美洲人工湿地相关文献的分析(表1)显示,已经评估了多种类型的人工湿地;其中,水平潜流(HSSF)型人工湿地尤为突出,占研究总数的37%,此外还有一些属于混合型人工湿地。优化人工湿地技术是一个明确的优先事项和挑战,这一点从研究规模上可以看出:44%的研究是在试点规模上进行的。这种关注反映了人们对验证关键设计参数(如水力停留时间)的坚定承诺。

拉丁美洲人工湿地研究中的废水来源和目标污染物

拉丁美洲的人工湿地研究涵盖了多种类型的废水(表1)。虽然主要关注生活废水(DWW)和市政废水(MWW),但也重视各种工业废水和特殊废水,包括垃圾填埋场渗滤液、屠宰场废水以及养猪和奶牛场的废水。许多研究集中在将人工湿地作为分散式系统应用于农村地区,以处理生活废水(47)(图1)。此外,在全规模应用中,

过滤材料和植物物种的创新

拉丁美洲的研究注重可持续的技术解决方案,特别是通过选择适应热带环境的过滤材料和植物物种。植被在人工湿地中发挥着不可或缺的作用,这一点得到了大量研究的证实。因此,选择合适的植物物种对于这项技术的有效实施至关重要。值得注意的是,多项研究(50, 51)报告了使用观赏性植物

结论

本综述对近年来拉丁美洲的人工湿地技术研究进行了全面而深入的分析。研究结果证实了人工湿地作为一种成熟、多功能且适合地区卫生系统的社会技术解决方案的作用。它展示了潜流型(HSSF、VF和混合型)人工湿地在去除高负荷生活废水和工业废水中的污染物方面的卓越效率。主要贡献在于验证了人工湿地的竞争优势。

作者贡献声明

Florentina Zurita:概念构思、正式分析、调查、撰写及审稿编辑。 Luis Carlos Sandoval Herazo:撰写、验证和可视化。

资金来源

本研究未获得公共部门、商业机构或非营利组织的任何特定资助。

利益声明

? 作者声明他们没有已知的竞争性财务利益或可能影响本文研究的个人关系。
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