近年來，如何科學、合理地選擇人工濕地系統基質填料已成為濕地設計系統中的重要組成及“核心”。傳統人工濕地的多數填料脫氨氮、除磷效果有限，而天然礦物材料——沸石因其具有內外比表面大、多孔穴規律的特征使其擁有較強的吸附與離子交換能力，在實際項目表現中，已被證明可有效提高與強化脫氨除磷效果。
　　
　　人工濕地：水污染治理的優質選擇
　　
　　盡管地球上有足夠的淡水資源可滿足全人類的需求，然而據2018年的數據顯示，地球上仍有10%的人口缺乏安全的飲用水，約40%的人缺乏基本的衛生設施。據估計，每年有150萬兒童因缺乏飲用水和衛生設施而死亡。因此聯合國宣布，獲取清潔飲用水和衛生設施是一項基本人權。
　　
　　當前，各國均已對水污染問題重視并對其改善，但從整體來看依舊存在著一定問題，并嚴重危害了地區居民的公眾健康。傳統污水處理方法通常需要將污水引至一個大型污水處理廠再進行集中處理，這是一個極為復雜的過程，成本和能耗都較高。如歐洲污水處理廠商管理著總長超過220萬千米的污水管道和大約7萬座污水處理廠；美國總發電量的3%要用于污水處理。
　　
　　人工濕地系統作為近年流行的新型污水處理技術，其逼真地模擬了自然濕地，以增強凈化水的物理和化學過程為目標，具有無能耗 、運行成本低、便于管理等優勢，能夠適應不同地區的自然環境及社會、經濟條件的技術，且易于維護，有利于提高生物多樣性和恢復生態環境，能夠帶來較高的經濟、環境收益。
　　
　　填料：人工濕地的“核心”
　　
　　人工濕地系統在控制運行過程中，會將污水、污泥有控制地投配到經人工建造的濕地上，污水與污泥在沿一定方向流動的過程中，主要利用基質填料、土壤等物質的物理、化學、生物三重協同作用。
　　
　　作為人工濕地重要構成的基質填料，在人工濕地水質凈化過程中發揮著不可替代的作用。其為植物和微生物提供生長介質的同時，還能夠通過沉淀、過濾和吸附等作用直接去除污染物。填料的種類、級配等會直接影響沉淀、過濾和吸附效果。在人工濕地污水處理中，氨氮是一類重要的污水去除指標，生態環境部出臺的《人工濕地污水處理工程技術規范（HJ 2005-2010）》中也提出了相應凈化水質要求。
　　
　　對此，如何選擇填料的類型，是確保人工濕地污染物去除功能和長效穩定運行的關鍵。早期人工濕地常采用的填料基質，包括天然土壤、壤質砂土和砂質壤土等，其很難達到理想的重金屬與有機污染物去除效果；另外，在長時間運行后濕地系統易發生堵塞情況。在此背景下，人們開始深入研究與選擇更優的濕地基質填料，以強化人工濕地對污染物的去除能力。
　　
　　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巖噴發后流入到特定的湖水或海水中，經億年沉積，地殼變動所形成的架狀結構的鋁硅酸鹽礦物，內部硅鋁氧組成的骨架中有很多形狀規則的空腔和連接空腔的通道，依托于其特殊的結構，沸石中的陽離子可以與廢水中的氨氮元素進行交換，達到去除氨氮的效果。
　　
　　國家生態修復技術工程實驗室針對常見的人工濕地基質填料沸石、火山石、蛭石、柱狀活性炭、生物陶粒、無煙煤進行氨氮吸附性試驗，可以看出隨著反應時間的延長，6種填料對氨氮的吸附容量均呈增長趨勢。在氨氮初始濃度為100mg/L時，分別測得各填料對氨氮的最大吸附容量: 沸石為3.76mg /g，火山石為0.97mg/g，生物陶粒為0.28mg/g，蛭石為2.27mg/g，柱狀活性炭為0.65mg/g，無煙煤為0.73mg/g。由此可知，各填料對氨氮的吸附容量表現為沸石＞蛭石＞火山石＞無煙煤＞柱狀活性炭＞生物陶粒，這說明沸石對氨氮吸附在6種基質中作用更為顯著，吸附效果更佳，可達到87.65%。
　　
　　02 脫磷效果
　　
　　沸石自身具有良好的脫磷效果，吸附磷素后，與無效鈣質和鋁質溶出并沉積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會隨著時間推移解吸出來，不斷增強沸石的磷素吸附性能。另外，由于沸石孔隙結構發達， 常含有一些可與磷酸鹽發生固化作用的重金屬離子，也可以增強其脫磷效果，起到凈化水質的作用。
　　
　　總之，沸石作為人工濕地的基質填料，具有良好的去除氨氮、脫磷效果。2016年，中國環境科學研究院、環境基準與風險評估國家重點實驗室、 國家環境保護湖泊污染控制重點實驗室， 國家環境保護科學觀測研究站等國家級環境研究機構聯合針對19種填料在人工濕地系統中應用效果進行試驗，結果表明，從試驗整體數值來看，沸石對水中污染物處理效果更佳，且可長時間使用后無堵塞現象發生。另外，沸石作為無毒無害的天然礦物，可以將其與吸附能力強且通透性較好的基質混合使用，從而在實際項目中達到優質的水處理效果。
　　
　　人工濕地系統作為處理水污染的高效技術之一，通過對其科學應用，能有效改善當前水資源環境問題。沸石作為濕地系統的更優填料選擇，可以提升其整體處理能力，在保障污染物去除效果的前提下延長填料的使用壽命。另外，沸石填料取材天然，無任何污染，從而保障自然的選材中重新還以自然“綠色生機”。
　　
　　來源：國投盛世，文獻、數據、圖表來自知網、萬方