近年来，如何科学、合理地选择人工湿地系统基质填料已成为湿地设计系统中的重要组成及“核心”。传统人工湿地的多数填料脱氨氮、除磷效果有限，而天然矿物材料——沸石因其具有内外比表面大、多孔穴规律的特征使其拥有较强的吸附与离子交换能力，在实际项目表现中，已被证明可有效提高与强化脱氨除磷效果。
　　
　　人工湿地：水污染治理的优质选择
　　
　　尽管地球上有足够的淡水资源可满足全人类的需求，然而据2018年的数据显示，地球上仍有10%的人口缺乏安全的饮用水，约40%的人缺乏基本的卫生设施。据估计，每年有150万儿童因缺乏饮用水和卫生设施而死亡。因此联合国宣布，获取清洁饮用水和卫生设施是一项基本人权。
　　
　　当前，各国均已对水污染问题重视并对其改善，但从整体来看依旧存在着一定问题，并严重危害了地区居民的公众健康。传统污水处理方法通常需要将污水引至一个大型污水处理厂再进行集中处理，这是一个极为复杂的过程，成本和能耗都较高。如欧洲污水处理厂商管理着总长超过220万千米的污水管道和大约7万座污水处理厂；美国总发电量的3%要用于污水处理。
　　
　　人工湿地系统作为近年流行的新型污水处理技术，其逼真地模拟了自然湿地，以增强净化水的物理和化学过程为目标，具有无能耗 、运行成本低、便于管理等优势，能够适应不同地区的自然环境及社会、经济条件的技术，且易于维护，有利于提高生物多样性和恢复生态环境，能够带来较高的经济、环境收益。
　　
　　填料：人工湿地的“核心”
　　
　　人工湿地系统在控制运行过程中，会将污水、污泥有控制地投配到经人工建造的湿地上，污水与污泥在沿一定方向流动的过程中，主要利用基质填料、土壤等物质的物理、化学、生物三重协同作用。
　　
　　作为人工湿地重要构成的基质填料，在人工湿地水质净化过程中发挥着不可替代的作用。其为植物和微生物提供生长介质的同时，还能够通过沉淀、过滤和吸附等作用直接去除污染物。填料的种类、级配等会直接影响沉淀、过滤和吸附效果。在人工湿地污水处理中，氨氮是一类重要的污水去除指标，生态环境部出台的《人工湿地污水处理工程技术规范（HJ 2005-2010）》中也提出了相应净化水质要求。
　　
　　对此，如何选择填料的类型，是确保人工湿地污染物去除功能和长效稳定运行的关键。早期人工湿地常采用的填料基质，包括天然土壤、壤质砂土和砂质壤土等，其很难达到理想的重金属与有机污染物去除效果；另外，在长时间运行后湿地系统易发生堵塞情况。在此背景下，人们开始深入研究与选择更优的湿地基质填料，以强化人工湿地对污染物的去除能力。
　　
　　沸石：用自然之力拯救自然
　　
　　01 吸附氨氮效果
　　
　　沸石是自然界中火山熔岩喷发后流入到特定的湖水或海水中，经亿年沉积，地壳变动所形成的架状结构的铝硅酸盐矿物，内部硅铝氧组成的骨架中有很多形状规则的空腔和连接空腔的通道，依托于其特殊的结构，沸石中的阳离子可以与废水中的氨氮元素进行交换，达到去除氨氮的效果。
　　
　　国家生态修复技术工程实验室针对常见的人工湿地基质填料沸石、火山石、蛭石、柱状活性炭、生物陶粒、无烟煤进行氨氮吸附性试验，可以看出随着反应时间的延长，6种填料对氨氮的吸附容量均呈增长趋势。在氨氮初始浓度为100mg/L时，分别测得各填料对氨氮的最大吸附容量: 沸石为3.76mg /g，火山石为0.97mg/g，生物陶粒为0.28mg/g，蛭石为2.27mg/g，柱状活性炭为0.65mg/g，无烟煤为0.73mg/g。由此可知，各填料对氨氮的吸附容量表现为沸石＞蛭石＞火山石＞无烟煤＞柱状活性炭＞生物陶粒，这说明沸石对氨氮吸附在6种基质中作用更为显著，吸附效果更佳，可达到87.65%。
　　
　　02 脱磷效果
　　
　　沸石自身具有良好的脱磷效果，吸附磷素后，与无效钙质和铝质溶出并沉积在填料表面或入替表面晶格中， 并且大量吸附沉淀在天然沸石表面的磷素会随着时间推移解吸出来，不断增强沸石的磷素吸附性能。另外，由于沸石孔隙结构发达， 常含有一些可与磷酸盐发生固化作用的重金属离子，也可以增强其脱磷效果，起到净化水质的作用。
　　
　　总之，沸石作为人工湿地的基质填料，具有良好的去除氨氮、脱磷效果。2016年，中国环境科学研究院、环境基准与风险评估国家重点实验室、 国家环境保护湖泊污染控制重点实验室， 国家环境保护科学观测研究站等国家级环境研究机构联合针对19种填料在人工湿地系统中应用效果进行试验，结果表明，从试验整体数值来看，沸石对水中污染物处理效果更佳，且可长时间使用后无堵塞现象发生。另外，沸石作为无毒无害的天然矿物，可以将其与吸附能力强且通透性较好的基质混合使用，从而在实际项目中达到优质的水处理效果。
　　
　　人工湿地系统作为处理水污染的高效技术之一，通过对其科学应用，能有效改善当前水资源环境问题。沸石作为湿地系统的更优填料选择，可以提升其整体处理能力，在保障污染物去除效果的前提下延长填料的使用寿命。另外，沸石填料取材天然，无任何污染，从而保障自然的选材中重新还以自然“绿色生机”。
　　
　　来源：国投盛世，文献、数据、图表来自知网、万方