人工湿地作为一种模仿自然湿地生态功能的高效低耗水处理技术，在全球范围内被广泛应用于生活污水、农业径流和某些工业废水的净化。其核心净化机制依赖于“基质-微生物-植物”的复合协同作用。在众多基质材料中，“石灰石”因其独特的化学性质，在提升人工湿地，特别是针对特定污染物的处理能力方面，扮演着至关重要的角色，其作为“石灰石基质”的应用是优化系统设计的关键一环。
石灰石在人工湿地中最显著的作用是强化脱氮除磷。在氮的去除方面，人工湿地通常能很好地通过硝化作用将氨氮转化为硝酸氮，但后续的“反硝化脱氮”过程往往因碳源不足或环境条件不适宜而受到限制。反硝化需要在厌氧或缺氧环境下，由异养微生物利用有机碳作为电子供体，将硝酸盐还原为氮气。石灰石的存在，通过其缓慢溶解产生的碳酸氢根碱度，能够有效缓冲硝化过程产生的酸度，为硝化和反硝化细菌维持一个稳定、适宜的pH环境。更重要的是，在某些自养反硝化过程中，石灰石本身可作为电子供体，支持微生物在不依赖有机碳的情况下进行反硝化，这对于处理碳氮比低的污水尤为有利。
在除磷方面，石灰石主要通过化学沉淀和吸附作用发挥作用。污水流经石灰石填料层时，石灰石表面会轻微溶解，释放出钙离子。钙离子与污水中的磷酸根离子结合，可以生成羟基磷灰石等难溶性磷酸钙沉淀，从而将磷固定于基质中。同时，石灰石颗粒巨大的比表面积也为磷酸盐的物理吸附和共沉淀提供了丰富的位点。
然而，石灰石基质人工湿地的“长效性”是一个需要深入研究的核心问题。基质的净化能力并非永恒，其效果会随着时间推移而可能衰减。对于脱氮，碱度的持续供给能力取决于石灰石的溶解速率和总量。对于除磷，填料表面的吸附位点会逐渐饱和，化学沉淀的产物也可能在表面形成钝化层，抑制反应的进一步进行。因此，如何设计和维护以石灰石为基质的湿地系统，确保其长期稳定运行，是工程实践中的重点。策略包括：采用不同粒径的石灰石进行级配，以平衡水力传导与反应表面积；将石灰石基质单元与其他功能单元（如有机基质单元）组合成复合流路；以及研究通过间歇运行、湿地轮休等方式恢复部分基质性能。
综上所述，将石灰石作为人工湿地的核心基质材料，是一种极具性价比和环境友好性的水处理技术增强手段。它通过提供碱度、钙离子和反应界面，系统性地强化了湿地对于氮、磷等关键污染物的去除能力，特别是在应对低碳源污水和酸性废水方面展现出独特优势。未来的研究应更侧重于其长期运行效能、堵塞机制及再生方法，从而推动这一“绿色灰色结合”的技术在面源污染治理和水生态修复中得到更精准、更广泛的应用。
