人工净水湿地文献入门

编 者：梁树柏

出 版社：

出版时间：2015

《人工净水湿地文献入门》

目录

前言

1湿地文献流传

1.1文献流传简论

1.2前湿地学相关文献

1.3湿地学创建期文献

1.4问题和认识

2人工净水湿地简论

2.1人工湿地的定义与分类

2.2人工净水湿地早期研究

2.3人工净水湿地基本要素

2.4人工净水湿地主要功能

3新媒体与人工净水湿地规范

3.1新媒体

3.2人工净水湿地规范

4文集与编著

4.1文集

4.2编著

5单篇论文

5.1博士学位论文

5.2硕士学位论文

5.3期刊文献

5.4试验设计

6人工净水湿地专利文献

6.1浅说专利文献

6.2检索工具选择

6.3专利内容选择

6,4专利分析案例

参考文献

后记

《人工净水湿地文献入门》

《人工净水湿地文献入门》是2003年版《湿地文献学引论》（省政府专著奖）析出文论续卷之科普版，是河北省省级科普课题成果。全书6部分，涵盖两项内容：⑴关于湿地重要文献的科普更新和观点创新；⑵简要介绍和论述人工净水湿地文献检索和利用。前两部分主要介绍第一项内容和人工净水湿地相关概念，第三、四、五部分是人工净水湿地非专利文献，第六部分是人工净水湿地专利文献。本书适合水环境管理者、政府管理部门工作人员、水污染治理设计初学人员、大专院校相关专业在校生和关注人工净水湿地的社会公众阅读。

第一部分湿地文献流传

本部分包括文献流传简论；前湿地学时期的相关文献；湿地学创建期文献等。文献脉络重现是天然湿地、人工湿地及人工净水湿地等诸多概念的关键。研究发现，天然湿地早于人类而存在。然而，据目前所见文献来看，“湿地”一词最早出现在20世纪50年代。近万年以前，人类逐水草而居。进一步又开始主动地植稻、种芡、栽莲、养殖鱼虾及各类水产等众多人工湿地的生产活动实践。德国科学家、农业化学创始人尤·李比希，1840年出版《化学在农业和生理学上的应用》，创立植物矿质营养学说，倡导用无机肥料补充土壤中可能被耗尽的元素。化肥农药污染作为负面研究也随继展开，直到2003年，有学者研究证实：人口发展与养殖业等非科学泛滥，带来有机废水污染，大大强于农业增产所用化肥与农药，因不科学操作可能带来的残存污染。现在，人们认识到：非科学化的工农业过度扩展和人类非健康生活，叠加在一起，加剧了水污染。在19世纪下半叶，很有价值的研究已经出现——污水和废液中的氮、磷和一些重金属离子，因作物和微生物活动，而发生迁移。150余年间，探索模拟天然湿地生态原理，治理废水废液，渐渐走向学理清晰，数据详实，可操控的污水生态处理准工艺工程。1900年12月18日，美国俄亥俄州的MONJEAU CLEOPHAS，在美国专利局登记了第一个人工净水湿地专利，申请号是US1900040241A，1901年9月3日，被授予专利，专利号是681884。1903年，世界上第一个用于处理污水的人工净水湿地，在英国约克郡Earby州建成，并持续运行到1992年。1953年，德国的塞德尔（Seidel，K.）博士，承前启后，对湿地植物处理污水展开深度研究，她发现，芦苇能去除大量有机物和无机物，一些污水中的细菌在种植芦苇后消失了。试验结果表明，芦苇及其它高大植物，能从污水中去除重金属和碳水化合物。20世纪60年代中期，塞德尔与基库思（Kickuth）合作，1977年，基库思研发“根区法”。其后，这些实验室观察开始推广到许多大规模试验，并用以处理工业废水、江河水、地面径流和生活污水。然而，如此脉络的支撑文献，渐趋式微。《五千言》、《别录》和《七略》、班固依《七略》改编《汉书·艺文志》、魏征编《隋书·经籍志》等国学经典流传，可以作为引领我们做好文献工作的范例，第一部分言及于此。关于文献流传的制度创新，关于“遵照宪法，国家应该仿照身份证发放模式，建立唯一码注册体系，完善个人因特网版权空间认证与认可的客观评判体系。允许每一位研究者，特别是优秀的图书馆员和文献学者，申请唯一码注册，按个人时序发展，连续出版其非定时活页研究单篇，加快科学文化交流与文献流传，促进万众创新。”等，是作者在这一部分提出的一些新见解。

第一部分的创新在于：前湿地学时期和湿地学创建期的划分。远古至1952年，或者说，1953年或1950年代以前，作者定义为前湿地学时期，这个漫长期，接近“湿地”概念的相关文献，作者称作“近湿地相关文献”。著名湿地学者William J . Mitsch教授和James G. Gosselink教授合著的第四版wetlands，提到但丁《神曲》之冥河湿地。拣选自黄山书社《中国基本古籍库》等110余种近湿地相关文献，有些在时间上，比《神曲》更早，真实性也远远胜过《神曲》，这正是文学的诗歌艺术与文献学科学纪事的区别点。1953年至2009年，作者定义为湿地学创建期，根据文献构建、学科队伍、管理与教育体系、国家与地方课题、国际合作与社区参与、公众较广泛认可、《中国湿地百科全书》等重量级文献出版带来的文献体系完善，作者认为这一时期符合湿地学创建期完成的学理条件。针对这一时期文献流传现状，作者分析了7个问题与对策。

第一，新旧衔接问题，即新文献对传统文献的继承问题。按用途，分学科，整理文献，介绍文献，借鉴文献，新文献与传统文献衔接，很重要。文献分而用之，专而用之，则流传。文献混而置之，闲而散之，则消亡。湿地学家注意到了这一点，关注到“近湿地相关”文献。世界各国，特别是中国古籍的“近湿地相关”文献更早更真实。我国有学者片面地认为，湿地概念上世纪下半叶源自于欧美，中国和世界许多“近湿地相关”文献记载的经验不值得重视。我们则认为其观点不利于湿地学科建设。问题聚焦于：新学科新文献的确需要探索一个以真实为极限的适当起点。笔者目前发现：1953年，Martin，A.C.N.Hutchkiss，F.M.Uhler和W.S.Bourn在美国鱼类和野生生命保护组织之野生生命20号—特别科学报告第14页提出了：“美国湿地分类”，正式使用Wetlands一词。其后，一系列清楚连续的标志性事件，可以作为“湿地学”的起点。远古至1952年“近湿地相关”内容的描写，算作“前湿地学时期相关文献”更为恰当。1953年到2009年《中国湿地百科全书》面世，算作湿地学创建期，合于学理。

第二，面对新文献的接纳和学科外延问题。全球生态环境恶化问题，初现于第一次工业革命中后期。从水生态来看，酸沉降及工农业生产与生活带来的水污染，200多年以来，日益加剧。因而，人们很早就开始了关于自然湿地净化污水机理的研究，如1880年代，有研究者在生物处理废水流程发现：根际没有水流通道，即便是有，也会被生物膜生长迅速堵住。150余年间，探索模拟天然湿地生态原理，治理废水废液，渐渐走向学理清晰，数据详实可操控的污水生态处理准工艺工程。

1900年美国专利局出现第一个人工净水湿地专利申请。1903年，世界上第一个用于处理污水的人工净水湿地，在英国约克郡Earby州建成。1953年，德国的塞德尔（Seidel，K.）博士，承前启后，对湿地植物处理污水展开深度研究。1960年代，塞德尔开发出Max-planck Institute-process系统，但该系统存在堵塞和积水问题。根据其思路，荷兰于1967年开发了Lelystad Process大规模处理系统。之后，这类系统在荷兰大量建成，推广至许多大规模污水处理试验。1960年代中期，塞德尔与基库思（Kickuth）合作，1977年，基库思研发“根区法”。其后，这些实验室观察开始推广到许多大规模试验，并用以处理工业废水、江河水、地面径流和生活污水。

根区法由一组栽培有芦苇的矩形池子组成。土壤经选择，含有钙、铁、铝添加剂，以改善土壤结构和提高对磷的沉淀性能。水以地下潜流，水平流过芦苇根部，有机物被降解，氮被硝化、反硝化。磷与钙、铁、铝产生沉淀积累于土壤中。水面与地面齐平，在池子进口和出口处分别进行布水和收集。该理论的提出掀起了建构净水湿地研究与应用热潮。

1960年代末，美国NASA国家空间技术实验室研究开发了一种“采用厌氧微生物和芦苇处理污水的复合系统”。

1974年，第一个完整的人工净水湿地试验，在德国Othfrensen进行。1976年，美国NASA出版《充分利用水生植物》专著，书中描述了欧洲系统和美国NASA系统。NASA的砾石床系统在去除BOD、悬浮物（SS）、大肠菌及氮方面非常有效。

20世纪80年代以来，许多标准数据、手册规范相继面世。国家层面的标准如：美国环保署俄亥俄辛辛提那研究与发展办公室625-1-88-022号：人工湿地和水生植物系统用于处理市政废水的设计手册（1988年），将湿地应用作为1990年的一项重要任务；美国环保署华盛顿废水管理办公室832-R-93-008号：潜流人工湿地废水处理技术评估（1993年）；美国环保署第六区，市政设施部，潜流人工湿地设计与建造指南（1993年）；美国环保署三区，美国农业部核管理委员会ISBN016-052999-9号：人工湿地手册（1995年）；美国俄亥俄州辛辛那提的美国环保署研究与开发局国家风险管理实验室，EPA/625/R-99/010号：人工湿地处理市政污水手册（2000年）。

20世纪80年代至今，国际上曾召开多次人工湿地处理污水研讨会，总结各国人工湿地净化污水的经验。

我国也非常重视低成本生态处理污水攻关研究，特别是人工净水湿地研究。1987年，天津市环科所建成占地6hm2的芦苇净水湿地，处理规模为1400m3/d。1989年，北京市环科所在昌平县建成了自由表面流人工净水湿地，生活污水和工业废水处理量为500 m3/d，效果良好。1990年7月，国家环保局华南环保所在深圳白泥坑，建造了占地189亩，处理规模为3100 m3/d的人工净水湿地示范工程。1994年“控制水污染的湿地系统国际研讨会”在广州举办。

2009年，我国住房和城乡建设部标准定额研究所出版《人工湿地污水处理技术导则》。2010年12月17日，我国国家环保局发布《人工湿地污水处理工程技术规范》，2011年3月1日实施。等等。

湿地生态处理污水准工艺工程方法，属于湿地学的一种应用研究。但是，许多湿地学家认为：湿地学不应该涉及于此。甚至有许多湿地生态学家，不承认这种小生态系统，尽力避开这类研究。环境生态岌岌可危，湿地学者需要开放研究，多法并举，群策群力，破解水生态难题。国内外许多环境科研院所、高等院校走在前面，我国两院诸多院士和国内外许多湿地专家学者等都高度关注与积极引领人工湿地污水处理技术研究与发展。这就是本书述及的人工净水湿地文献。