《Sustainability》：RETRACTED: Dulis et al. Assessing the Relationship Between Quality of Life and Household Energy Consumption Among Low-Income Groups in India: A Comparative Study of Delhi and Kharagpur. Sustainability 2026, 18, 3669
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全球水短缺主要归因于气候变化、人口增长、水资源过度利用和水管理不足。替代水源如灰色水（greywater）再利用在城市环境中具有前景。在此背景下，植物修复（phytoremediation），即直接利用植物去除土壤和水污染，可能成为传统再利用方法的一种有前景的
全球水短缺主要归因于气候变化、人口增长、水资源过度利用和水管理不足。替代水源如灰色水（greywater）再利用在城市环境中具有前景。在此背景下，植物修复（phytoremediation），即直接利用植物去除土壤和水污染，可能成为传统再利用方法的一种有前景的基于自然的替代方案。尽管人工湿地（constructed wetlands, CWs）是灰色水植物修复最常用的方法，但它们在城市中的可行性有限，使得绿色屋顶（green roofs, GRs）和绿色墙（green walls, GWs）成为实用的城市替代方案。本综述审查了过去20年的研究。通过植物修复处理灰色水与城市绿化的结合将有助于闭合水循环，并使城市更具可持续性。然而，要使该解决方案可行，必须解决若干挑战，包括与传统系统相比有限的屋顶或墙面面积、需要管理的精确水量，以及选择对有效植物修复至关重要的合适基质和植物。研究人员回顾了驱动人工湿地中植物修复过程的主要机制和因素，并基于这些知识，深入探讨了通过建筑绿色屋顶和立面将该过程应用于城市环境所面临的挑战。
**1. 引言**
气候变化及其对人为环境的影响日益加剧，水资源短缺成为许多国家面临的严峻问题。人口增长、城市化及消费主义生活方式导致资源过度开发，加剧了水需求与供应的矛盾。基于自然的解决方案（Nature-based Solutions, NBS）如生态模拟设计（Ecomimetic Design, ED）被提出用于缓解气候变化并实现水循环闭合。灰色水（greywater）再利用被视为减少城市水短缺的关键策略，尤其在建筑层面。人工湿地（Constructed Wetlands, CWS）是灰色水植物修复（phytoremediation）的常用方法，但因其占地面积大、成本高及基础设施限制，在城市环境中可行性有限。因此，建筑集成绿化（Building-Integrated Greenery, BIG）系统，如绿色屋顶（Green Roofs, GRs）和绿色墙（Green Walls, GWs），成为替代方案。本综述旨在确定未来研究需解决的关键挑战，以使GRs和GWs用于建筑灰色水再利用可行，包括植物修复延迟、水力负荷率（Hydraulic Loading Rate, HLR）、溶解氧（Dissolved Oxygen, DO）、微塑料（Microplastics, MP）去除及植物生长与生物量问题。
**2. 方法论**
该综述选取了过去20年的研究，以确保涵盖最新进展。使用Web of Science数据库进行检索，关键词包括“phytoremediation”、“constructed wetlands”、“green roofs”、“green walls”、“greywater”。共获得1776篇文章，经标题、摘要和关键词筛选后，利用Mendeley参考文献管理器整理文献，并依据NBS类型（CWs、GWs、GRs）进行分类。
**3. 结果与讨论**
**3.1 植物修复：过程与机制**
植物修复是利用植物及其根际微生物直接减少土壤和水污染的过程，无需复杂设备，是一种经济、环保的替代方法。其机制包括七种：植物固定（phytostabilization）通过根部吸附或沉淀稳定污染物；植物挥发（phytovolatilization）将污染物吸收后以改变形态蒸发；植物提取（phytoextraction）将污染物积累于地上生物量，超累积植物（hyperaccumulator plants）的转移因子（Translocation Factor, TF）和生物富集因子（Bioconcentration Factor, BCF）大于1；植物降解（phytodegradation）在植物组织内通过酶分解污染物；植物脱盐（phytodesalination）由盐生植物（halophytic plants）完成；根际过滤（rhizofiltration）利用水培植物根系吸附和沉淀污染物；根际降解（rhizodegradation）通过根际微生物酶解污染物。在GRs中，已观察到植物提取（重金属如Pb、Cd、Zn）、植物固定（重金属）、根际降解（碳氢化合物和农药）及根际过滤（溶解金属和营养素）等机制。
**3.2 影响植物修复过程的因素**
影响植物修复的关键因素包括土壤或基质特性（组成、深度、盐度、pH值）、植物类型、水力负荷率（HLR）、溶解氧（DO）含量、微塑料（MP）去除能力、植物生长与生物量问题，以及经济因素（初始投资和土地使用）和环境条件（温度、干旱、湿度）。这些因素必须得到适当控制，才能将植物修复过程应用于人工城市环境，特别是BIG系统如GRs和GWs。
**3.3 植物修复的效益**
植物修复作为生物修复过程之一，提供环境效益：有效去除水和土壤中的污染物，支持生物多样性，通过碳汇调节气候；经济效益：低成本、可持续，适用于大面积土地且监测需求低；美学效益：通过植被改善景观。但存在缺点，如需要大面积土地及可能产生气味。
**3.4 灰色水植物修复解决方案**
自然灰色水处理系统是可持续的废水管理方案。基于文献，解决方案分为三类：人工湿地（CWs）、绿色屋顶（GRs）和绿色墙（GWs）。其中，83%的已审论文聚焦于CWs，仅17%涉及BIG系统（GRs 9%，GWs 8%），表明对建筑表皮集成NBS的兴趣日益增长。
**3.4.1 人工湿地（CWs）**
CWs是模拟自然湿地生态功能的人工系统，通过紫外线辐射、沉淀、营养吸收和微生物作用净化水。根据水文特性分为自由水面（Free Water Surface, FWS）和地下流（Subsurface Flow, SSF），后者包括水平流（Horizontal Flow, HF）和垂直流（Vertical Flow, VF），混合系统（Hybrid CWs）结合多种流态。CWs的局限性包括占地面积大、气味问题、长时间水力停留时间（Hydraulic Retention Time, HRT）及季节效益变化。植物选择是关键，常用植物如芦苇（Phragmites australis）、水浮莲（Pistia stratiotes）、香蒲（Typha domingensis和Typha latifolia）。不同植物针对特定污染物去除，如美人蕉（Canna）用于磷酸盐去除，Typha latifolia和Phragmites australis用于去除Zn、Cu、Cd、Pb，Typha domingensis用于去除Ni。转向GRs和GWs需调整设计、材料、分类、植物选择和性能。
**3.4.2 城市湿地**
城市湿地包括GRs、GWs及新概念“湿墙（Wetwall）”。它们提供缓解热岛效应、调节温度、提供休闲空间、减少洪水、改善水质等功能。灰色水再利用研究正从CWs向城市湿地转移。**绿色墙和湿墙**：垂直GWs解决水平空间限制问题，活性（通风）GWs可管理空气污染。Da Cunha等（2018）提出的Wetwall设计结合水平流和垂直流，创造多样氧化还原条件，旨在改善城市废水处理。植物选择需考虑适应性、环境效益和社会接受度，基质需轻质以减轻结构负荷并支持植物生长。**绿色屋顶**：GRs作为生物过滤器用于灰色水再利用，分为粗放型（基质深度<15 cm）、半密集型（15-31 cm）和密集型（>31 cm）。其优势包括减少峰值径流、缓解热岛效应、降低建筑能耗、提供隔音、改善空气质量等。但植物修复在GRs中的应用面临挑战，现有研究主要关注GRs是污染源还是汇，而非灰色水净化。仅两篇论文聚焦于植物修复和灰色水处理，其中一篇显示GRs在影响评估类别上优于膜生物反应器（MBR）和芦苇床，另一篇涉及芳香药草植物用于植物修复。
**4. 结论**
气候变化加剧水资源短缺，灰色水再利用成为关注焦点。植物修复包含七种机制，在CWs中广泛应用，但正逐渐转向GWs、湿墙和GRs等城市湿地。BIG系统中的植物修复已引起兴趣，30%的先前研究涉及此应用，GRs中已发生植物提取、植物固定、根际降解和根际过滤。城市湿地除提供CWs的优点外，还能提供能源和声学绝缘、建筑材料保护、减轻城市热岛效应、径流控制、支持生物多样性等生态系统服务。然而，从CWs向城市湿地转变面临挑战，包括屋顶/墙面可用面积有限、精确水量需求、基质和植物选择。此外，相关文献提及但未充分解决社会和文化接受度问题，即市民对自然处理过程（可能产生气味）的不适应。未来研究需探索GWs、湿墙和GRs中植物修复的潜力，以提升这些创新屋顶或墙体的整体性能，促进循环经济。
