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北方地区人工湿地系统去除氨氮、总磷试验研究
随着工业和人类社会的发展，水污染愈发严重，人工湿地系统成为一种有效治理水污染的方法。而北方地区在经济发展的同时，也不可避免地面临着水污染问题。本文主要研究北方地区人工湿地系统在去除氨氮和总磷方面的试验研究。
一、人工湿地系统概述
人工湿地作为一种有效的治理水污染的方法，已经被广泛应用。它利用湿地的自然界的净化功能，将污染的水通过湿地的自然过滤净化，达到治理水污染的目的。人工湿地的主要分类有两种，即自然湿地和人工湿地，而本文研究的是人工湿地系统。
人工湿地系统是通过模拟自然湿地生态系统中的自然流程和吸收能力，人为造出来的湿地系统。该系统有水体进入、水位控制、水体滞留、生物交换、水质净化等多个环节，可以去除多种污染物，如氨氮、总磷等。
二、氨氮的去除试验研究
氨氮是指水体中的有机氮在水中的氨、铵、氨酸等形式的总含量。氨氮是污水中一种重要的无机氮化物，对水体生态环境和人类健康造成的危害较大。
氨氮的去除试验主要是通过人工湿地系统中的生化反应作用进行的。氨氮在人工湿地系统中主要是通过硝化-反硝化过程进行去除。硝化细菌可以将氨氮氧化成亚硝酸盐和硝酸盐，然后反硝化作用将硝酸盐还原成分子氮和气体氮。
在实验中，以南京市为例，设计一座人工湿地系统，对含氨氮浓度为20mg/L的污水进行模拟处理。处理结果表明，人工湿地系统对氨氮的去除率在60%到98%之间，随着水体的流速减小和停滞时间的延长，氨氮去除率逐渐升高。同时，合理增加湿地面积和净空间有助于提高硝化和反硝化过程的速率，进一步加快氨氮的去除。
三、总磷去除试验研究
总磷对于水环境的污染也极其严重，总磷的含量超过一定的标准会导致水体的富营养化，从而影响渔业和水生态环境。
总磷的去除主要通过人工湿地系统中的生物吸附作用和沉降作用进行。人工湿地系统中的湿地植物具有生物吸附作用，能够从污水中吸收营养物质，从而去除污染物质。人工湿地系统中的水生植物可吸收周围水体中的溶解性无机磷酸盐，从而降低总磷含量。此外，人工湿地系统中的强制性植物可以通过沉降作用将总磷承载到重要的沉积物中，促进磷的降解。
我们在模拟处理含总磷浓度为1.0mg/L的污水时发现，通过增加湿地面积、增加植物株数等方式，可以显著提高人工湿地系统对总磷的去除效果。此外，施加适量的化学药剂也可以在一定程度上提高人工湿地系统的去除效率。综上所述，对硝化反硝化和生物吸附这两种机制加以运用，可使人工湿地系统在总磷的去除方面取得很好的效果。
四、结论
通过研究发现，人工湿地系统是一种适合我国北方地区水污染治理的有效措施。在人工湿地系统中，硝化反硝化作用和生物吸附、沉降作用等机制配合，可以有效去除氨氮和总磷等污染物质。而且与传统的净化污水方法相比，人工湿地系统具有节能、环保、低成本等优势，非常适合我国北方地区的应用需求。