近日，山东大学环境科学与工程学院吴海明教授团队在环境领域权威期刊Water Research上发表了题为“Can we use mine waste as substrate in constructed wetlands to intensify nutrient removal? A critical assessment of key removal mechanisms and long-term environmental risks”的研究论文。论文考察了矿山废物（煤矸石、铁矿石和锰矿石）基人工湿地系统的长期去污性能，阐明了氮磷去除的关键途径与机制，评估了基质浸出物对系统稳定性的影响及潜在环境风险，为矿山废物基人工湿地工程设计及其推广应用提供科学参考。

近年来，利用天然矿石、矿山废物作为人工湿地基质提高营养物的去除受到广泛关注。以往的研究主要集中在矿山废物添加到湿地中如何影响C、N、P的生物地球化学循环过程，但似乎只关注于提高对污染物的去除能力。然而，关于矿物基质的长期去污性能和关键机制，特别是矿物浸出物的不利影响和环境风险研究还存在一定的知识空白。例如，矿物基质中金属离子的长期释放行为，以及对湿地植物生长和微生物群落演化的影响尚不清楚。此外，这些矿石基质在湿地中的作用一直存在争议，基质吸附或微生物过程是矿山废物基湿地的关键去除机制尚不明确。因此，本文构建了三种矿山废物（煤矸石、铁矿石和锰矿石）基人工湿地系统，通过考察系统长期（385天）运行效果，评估处理富营养化废水的可行性；从基质吸附动力学、湿地植物生理响应及微生物群落结构等方面来明确矿物基湿地脱氮除磷的关键机制；探讨矿物中重金属释放的潜在环境风险及其对湿地植物和微生物的影响。主要结论：（1）矿山废物基人工湿地系统具有高效稳定的氮、磷去除性能，系统中氮循环相关的关键功能基因和代谢功能均得到强化；（2）重金属的浸出导致湿地植物对养分的吸收能力下降，EPS产量的提高加速了系统堵塞风险。因此，在工程应用中应辩证地考虑矿山废物基质的功能作用。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.watres.2021.118009