近日,环境科学与工程学院张建教授团队在《自然》子刊Nature Reviews Earth & Environment(IF=37.214)发表了题为“Constructed wetlands for pollution control”的长篇综述,并被遴选为期刊封面文章。文章系统分析和总结了人工湿地技术的发展历史、水质净化机理及全球尺度研究和应用现状,并展望了该技术的发展方向及挑战。环境科学与工程学院吴海明教授为第一兼通讯作者,博士生王瑞刚、闫沛浩为论文共同第一作者,山东大学为第一完成单位和唯一通讯作者单位。
图1 期刊网站主页和期刊封面
人工湿地作为基于自然的解决方案的代表性技术,综合具有净化污染、保护生物多样性、涵养水源、蓄洪抗旱、回收资源等多种生态功能,对于加强水生态环境保护修复、促进区域再生水循环利用和推进生态文明建设具有重要意义。但人工湿地作为一种多介质复合系统,工程设计仍靠经验或半经验(半理论)的方法,且易受环境条件、工艺结构、操控参数等多种因素的综合影响,进而导致人工湿地工程的水质净化效率波动较大,出水水质稳定性不足,严重影响人工湿地技术的规模化应用和长期运行效果。
本文通过建立335个人工湿地工程的水质和温室气体监测数据库,明确了人工湿地工程的全球分布和应用现状,综合评估了人工湿地系统的去污效能、温室气体排放通量及其关键影响因素;从可持续设计、运行和管理角度,系统归纳了人工湿地强化去污策略、堵塞风险应对措施和生物质资源利用技术方面相关研究进展;最后提出人工湿地设计、施工、调试及运维决策框架与建议策略,并探讨了人工湿地技术面临的挑战和未来发展机遇。研究成果为人工湿地技术减污降碳协同增效提供新视角,有助于推动“双碳”战略背景下人工湿地技术的可持续发展和应用。
本研究工作由山东大学联合丹麦奥胡斯大学、西安理工大学、捷克生命科学大学及重庆大学共同完成,得到了国家自然科学基金杰出青年科学基金、国家重点研发计划、山东省自然科学基金、山东省泰山青年学者计划和山东大学齐鲁青年学者项目的资助。
原文链接:https://www.nature.com/articles/s43017-023-00395-z