人工浮床技術(shù)

李玲玲

（河北工程大學(xué)，河北 邯鄲 056038）

1 人工浮床技術(shù)的內(nèi)涵

人工浮床又稱人工浮島［1］、生態(tài)浮床、人工生物浮床［2］、無土栽培浮床［3-5］等。原本是指由湖岸的植物附著泥碳層向上浮起使湖岸的植物一部分被切斷，漂浮在水面的一種自然現(xiàn)象。這里的人工浮床是一種經(jīng)過人工設(shè)計(jì)，以水生植物為主體，利用無土栽培法，以高分子材料為載體和基質(zhì)［6］，將美人蕉、早傘草等植物種植于自然水面的床體上，利用植物深入水中的強(qiáng)大根系吸收、吸附、截留水體有機(jī)污染物質(zhì)，同時(shí)釋放有益分泌物，降解水體中的有機(jī)物，增加水體透明度，從而有效進(jìn)行水體修復(fù)的技術(shù)。

2 結(jié)構(gòu)組成

人工浮床外觀形狀多種多樣，一般以四邊形居多，也有六邊形、三角形、圓形等，但其結(jié)構(gòu)組成卻大體相同，一般由浮床框架、植物浮床、水下固定裝置、水生植被和PC水管5部分組成。我國(guó)使用最多的浮床材料是泡沫板，依據(jù)植物體的大小選擇合適的孔徑和間距打孔，可以每孔插桿或者隔孔插桿。木材、竹子等都是制作框架的優(yōu)質(zhì)材料。水下固定裝置的常用形式有重量式、錨固式、杭式等。浮床上的植物一般選擇適宜水系水質(zhì)條件生長(zhǎng)、根系發(fā)達(dá)、繁殖能力強(qiáng)且具有較強(qiáng)植物凈化潛能的植物。如：美人蕉、早傘草、姜花、千屈菜、香蒲、燈芯草等。

3 分類

人工浮床的類型按水和植物是否接觸可分為干式浮床和濕式浮床［7］。水和植物接觸的為濕式，不接觸的為干式。

3.1 濕式浮床

濕式浮床的水生植被能與水有良好的接觸，植物根系能直接吸收水體中的污染物質(zhì)，降低水體富營(yíng)養(yǎng)化程度，從而凈化水質(zhì)。

3.2 干式浮床

干式浮床一般采用發(fā)泡聚苯乙烯或混凝土制作而成。植物與水沒有直接接觸，因此可以種植大型的木本、園藝植物、不同木本的組合，但是對(duì)水質(zhì)沒有凈化的作用。

在浮床類型的選擇上人們更偏重于濕式浮床。

濕式浮床又可以分為有框型和無框型［7］。有框型濕式浮床的框架一般用纖維強(qiáng)化塑料、混凝土、不銹鋼加發(fā)泡聚苯乙烯、鹽化乙烯合成樹脂、特殊發(fā)泡聚苯乙烯加特殊合成樹脂等材料制作。無框型濕式浮床的框架一般由椰子纖維編織而成，質(zhì)地柔和，能有效地避免因波浪撞擊引起的破壞，耐久性也比較好。在結(jié)構(gòu)上有框型比無框型更為牢固，使用時(shí)間也相對(duì)較長(zhǎng)。而無框式濕式浮床在景觀的觀賞力上顯得更加親近自然，水質(zhì)凈化能力相對(duì)較強(qiáng)?；谀壳笆┕?shí)例中濕式有框型人工浮床用的比較多，占浮床設(shè)計(jì)總面積的70%。

4 水質(zhì)凈化機(jī)能

人工浮床的水質(zhì)凈化主要是針對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化的水質(zhì)，利用表面積很大的植物根系在水中形成濃密的網(wǎng)，并在植物根系表面形成生物膜，膜中的微生物吸附、吸收水體中氮、磷等有機(jī)污染物質(zhì)，同時(shí)釋放出大量能降解有機(jī)物的分泌物，從而加速減少氮、磷等有機(jī)物在水體中的含量［8］。部分水質(zhì)指標(biāo)的提高，特別是DO的大幅度增加，為水體中的魚蝦、微生物等提供良好的繁殖條件，同時(shí)浮床還可以阻擋陽光直接照射在水面上，降低藻類進(jìn)行光合作用的光照強(qiáng)度，有效地抑制浮游植物的過量繁衍［9］，使水體透明度大幅度提高，水質(zhì)得到改善，從而達(dá)到凈化水質(zhì)的效果。

5 功能

人工浮床具有多種功能，主要包括：①凈化水質(zhì)，達(dá)到水體清澈的生態(tài)效果；②調(diào)節(jié)水溫，控制藻類生長(zhǎng)；③為鳥類、魚類及水生昆蟲提供生息空間，增加生物多樣性；④具有景觀美化作用，在水上種植觀賞性植物能營(yíng)造出美麗的水上景觀，令人賞心悅目；⑤具有消波護(hù)岸作用，保證水利設(shè)施的安全；⑥擴(kuò)大陸生植物的生長(zhǎng)領(lǐng)域。

6 優(yōu)點(diǎn)

人工浮床技術(shù)與其他水體修復(fù)技術(shù)相比有著明顯的優(yōu)越性：①充分利用我國(guó)廣闊的水域面積，不需另占土地，解決了當(dāng)前土地緊張的問題；②浮床植物和載體材料來源廣，成本低；③浮床的浮體可大可小，形狀變化多樣，易于制作和搬運(yùn)；④結(jié)構(gòu)新穎，植物圖案和造型可根據(jù)需求自由拼接，達(dá)到水上綠化的效果，與其他水處理方式相比，浮床更接近自然；⑤浮床材料采用抗氧化材質(zhì)，無污染，耐腐蝕，經(jīng)久耐用；⑥不受水位限制，不造成河道淤積；⑦無需專人管理，只需定期清理，大大減少了人工和設(shè)置的投資，降低了維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)和設(shè)備的運(yùn)行費(fèi)。

7 展望

隨著人口的迅速增長(zhǎng)，我國(guó)的用水量急劇增加，河道、湖泊、河流的大量水域都受到了不同程度的污染，嚴(yán)重影響著區(qū)域的生態(tài)環(huán)境。由于水短缺和水污染人民健康、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市建設(shè)帶來了極大危害，全國(guó)每年水污染造成的損失300億元［10］。水體富營(yíng)養(yǎng)化治理已成為當(dāng)今世界的當(dāng)務(wù)之急，如何調(diào)節(jié)水環(huán)境，恢復(fù)水生態(tài)系統(tǒng)是解決水體富營(yíng)養(yǎng)化問題的關(guān)鍵。人工浮床作為一種綠色技術(shù)不僅具有凈化水質(zhì)、改善水面景觀、創(chuàng)造動(dòng)植物生息空間、消波等綜合功能，而且投資低、處理效果好、無環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)和二次污染。因此，受到了越來越多的關(guān)注。

人工浮床作為有效的水體修復(fù)技術(shù)，將在更多富營(yíng)養(yǎng)化的湖泊、河流、因波浪原因難以恢復(fù)岸邊水生植物帶的湖沼、城市景觀河道等水體的環(huán)境污染修復(fù)治理中，有著更加廣闊的應(yīng)用空間和發(fā)展前景。

［1］代培，吳小剛，張維昊，等.人工生物浮島載體的研究進(jìn)展［J］.環(huán)境科學(xué)與管理，2006， 31（6）.

［2］井艷文，胡秀琳，許志蘭，等.利用生物浮床技術(shù)進(jìn)行水體修復(fù)研究與示范［J］.水利科學(xué)研究，2003（6）：18－19.

［3］宋祥甫，應(yīng)火冬，朱敏，等.自然水域無土栽培水稻研究［J］.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，1991，14（4）：8－13.

［4］馬立珊，駱永明，吳龍華，等.浮床香根草對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化水體氮磷去除動(dòng)態(tài)及效率的初步研究［J］.土壤，2000（2）：99－101.

［5］黎華壽，聶呈榮，方文杰，等.浮床栽培植物生長(zhǎng)特性的研究［J］.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2003，24（2）：12－15.

［6］沈坤根，姚俊杰.新型人工浮床在城市中小河道治理中的應(yīng)用.水資源保護(hù)，2008，24（S1）.

［7］曹勇，孫從軍.生態(tài)浮床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)［J］.環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2009，32（2）.

［8］程偉，程丹，李強(qiáng).水生植物在水污染治理中的凈化機(jī)理及其應(yīng)用［J］.工業(yè)安全與環(huán)保，2005，31（1）：6－9.

［9］李鋒民，胡洪營(yíng).生物化感作用在水處理中的應(yīng)用［J］.中國(guó)給水排水，2003，19（7）：38－40.

［10］溫州大學(xué)法政學(xué)院.我國(guó)水污染現(xiàn)狀及治理［EB/OL］.http：//fzxy.wzu.edu.cn ／hf／ShowNews.aspx？ ID＝1911＆Tid ＝251，2009－01 －29/2009－04－13.