16个月后，北京奥运会的网球、曲棍球、射箭等项目将在一座横跨北京北五环、占地680公顷、以“山形水系”为主的人工园林奥林匹克森林公园举行。
“水得地而流，地得水而柔”。8个月前，人们似乎还为这座“人工”的园林能否实现生态环境的自我修复，尤其园内水系的水质问题而担忧。2006年11月，“奥林匹克森林公园人工湿地”项目的开工让人们悬着的心稍稍放下。2007年4月10日，《科学时报》记者获悉，奥林匹克森林公园人工湿地项目主体工程基本完工，即将进入植物种植阶段。
湿地作为地球上具有多种功能的生态系统，可以阻截、吸收和降解污染物质，因而被誉为“地球之肾”。人工湿地一般由人工基质(如沙、石、土壤等)和生长在其上的水生植物(如芦苇、香蒲等)组成，是一种独特的“土壤植物微生物”生态系统。奥林匹克森林公园人工湿地系统以北京市北五环路为界分为南、北两个区域，总面积为6万多平方米。
该项目由中科院水生生物研究所承担设计和施工指导。人工湿地技术在国家“十五”重大“水专项”中得到了广泛的应用和深化，这也是“水专项”重大科研成果在奥运工程中的推广和应用。“武汉水专项”的研究和工程示范受到了有关专家和领导的广泛好评。
奥运人工湿地项目负责人、中科院水生生物研究所水环境工程研究中心主任、“武汉水专项”的首席科学家吴振斌研究员在接受《科学时报》采访时表示，奥林匹克森林公园人工湿地系统的基本功能是深度处理再生水及循环湖水，并与其他水质改善措施协同作用，保持公园整个水系水质，同时创造独特的湿地生态景观。
奥林匹克森林公园整个南区湿地的形状看起来就像一条古老的鱼类矛尾鱼，中科院水生生物研究所目前就收藏着这样一条可能是四足动物的祖先的矛尾鱼化石标本。
“但这完全是巧合，作为奥林匹克森林公园的一部分，人工湿地系统建设完全是一个命题作文，其外形的巧合也是整体设计需要的必然结果。考虑到整个森林公园的整体设计，湿地必须建在形状不规则、地质条件复杂的区域内，这给我们出了一道难题。”身为奥林匹克森林公园人工湿地项目负责人的吴振斌说。
地势的不平坦增加了整个湿地布配水的难度，如果水不能均匀分配到湿地的各部分，污水处理的质量就不能够确保。因此，他们在设计中将湿地分割成不同的单元，用生态袋将地势的高度差进行逐级消减。在奥林匹克森林公园、在北京特殊的气候环境下，建设人工湿地同时考虑景观的协调以及湿地中微生物和植物越冬等一系列问题。
据了解，湿地选取了泽泻、红蓼、千屈菜、菖蒲、三棱草、鸢尾、芦苇、水葱、菰、香蒲等作为栽培植物。“在植物选取这方面，首要的考虑是净化效果。在此基础上，尽量选取生物量大、根系发达的土著种。此外，还应该要考虑有观花、观叶价值、高低错落有致的景观效果，力求与公园整体布局保持和谐。这种方法亦称为根区法，其污染物质的主要承担者是这些有天然净化能力的植物和微生物。湿地主体部分位于地下，地下微生物在地表枯萎植物的覆盖以及地热的保护下，大部分植物可安全越冬，当然生物活性和净化能力可能有所降低。所以，我们还考虑采用植物枯败株体或膜覆盖，调节水力负荷等办法，让湿地在冬季适当运行，应对北京特殊的天气特征情况。”项目主要设计人员贺锋博士说。
“复合垂直流人工湿地的水流靠自身重力就完全实现了净化的过程，不再需要其他能源来驱动。”中科院水生生物研究所设计人员在施工地点为《科学时报》记者做着现场解说。
记者了解到，水生所主要领导对奥运工程很看重，多次亲自参加方案讨论，亲临现场考察指导。在施工现场，水生所所长桂建芳表示，“我们将集中优势力量，举全所之力支持奥运工程的建设”。聂品副所长也表示，该工程是水生所的重大科学技术成果在奥运工程建设中应用。
贺锋告诉《科学时报》记者，复合垂直流人工湿地技术是水体修复的核心技术之一，其特点有以下几个方面：1、净化功能强。不仅能有效去除污水中悬浮物、有机污染物、氮、磷，而且对重金属、细菌、藻毒素、外源生物活性物质和环境激素类物质等也有比较理想的去除效果；大量的实验研究和推广应用说明，劣V类的地表水经过本系统处理后出水指标可达到II-III类，原生活污水经过处理可达一级排放标准。2、适合使用的范围比较广。不仅可对污水进行集中处理，而且可因地制宜进行分散处理；不仅可用于生活垃圾污水、城市综合污水处理，还可用于部分行业废水的处理，如农业、养殖、矿山等。3、常年运行较为稳定。4、建设及运转费用低，尤其是运转费低。5、与景观建设相结合，具有净化美化环境的效果。
据介绍，“复合垂直流人工湿地”的创新技术源于“热带与亚热带区域水质改善、回用与水生态系重建的生物工艺学对策”，该研究属于欧盟第四框架计划中与发展中国家进行科学技术合作的项目。
20世纪90年代中期，吴振斌被中科院派到英国学习和工作，期间组织中科院水生所与欧洲相关的单位成功申请到欧盟第四框架计划“热带与亚热带区域水质改善、回用与水生态系重建的生物工艺学对策”重大国际科学技术合作项目。1996年起，该项目在中国武汉、深圳、杭州和德国、奥地利等地同时开展研究及示范。
据记者了解，这是由中方科研人员主导完成的欧盟框架计划合作项目。项目的申请报告、研究主要由中方的科研人员完成。最后，以中科院水生所为主的中方科研单位作为专利权人申请了国家发明专利，吴振斌是专利第一发明人。2001年，由多位院士组成的专家组对“热带与亚热带区域水质改善、回用与水生态系重建的生物工艺学对策”项目进行了鉴定，并给予了高度评价。全国也掀起了“湿地热”。
此前，《科学时报》记者在“奥林匹克森林公园人工湿地”施工现场看到，三台推土机在繁忙地工作。但是，遇到一片由13颗柳树和许多灌木组成的小树林时，这些机器们却绕道而行。
“这片小树林在这里已经生长多年了。为保护这些为数不多的土著野生树木，项目组重新修改了设计的具体方案。湿地内供游客游览的栈道改变了，水向改变了，布配水的技术也重新进行了调整，整个湿地的构型全变了。根据2008年奥运会科技奥运，绿色奥运，人文奥运的宗旨，建造湿地工程尽量不破坏这片土地的自然生态。”贺锋说。
事实上，人工湿地的建设不仅保护了奥林匹克森林公园的自然生态，还充当了公园的“清道夫”。根据奥林匹克公园总体规划，奥运公园水系年需水量超过100万立方米，这令北京市水资源更加捉襟见肘。根据整体设计，“奥林匹克森林公园人工湿地”南区日处理2600立方米的市政再生水和20000立方米奥运湖循环水，北区湿地每天将处理7430立方米的市政再生水。
根据《奥林匹克森林公园水系水质模拟和维护系统模块设计》中给定的再生水水质指标，奥林匹克公园的待处理水中氮含量约为8毫克每升，磷含量为0.3毫克每升，均超过Ⅴ类水质标准。而氮和磷超标是水体富营养化的主要成因，如不能成功净化，奥运湖水质可能会恶化，甚至会出现水华。
“作为水体修复的核心技术之一，复合垂直流人工湿地特有的构造和流程形成了好氧、缺氧、厌氧等系列功能层，在精选的填料和植物的共同作用下，发挥良好的脱磷除氮功效，解决了再生水氮磷含量超标的问题。”贺锋告诉记者。
据了解，复合垂直流构建湿地系统通过不断探索和应用，处理对象愈来愈普遍，由研究阶段的受污染地表水拓宽到生活垃圾污水、养殖水体、景观用水、湖泊水体修复、医疗废水、城市面源污染、城镇综合废水、无公害农业灌溉用水等多个角度。目前，该技术成果已在我国的武汉、深圳、上海、杭州、天津、宁波、温州、海口、文昌以及德国、奥地利等地得到成功推广应用。
