水庫生態(tài)浮島凈化水質(zhì)試驗(yàn)

胡金春 毛澤楷 李倩 胡廷尖

摘 要：為探究生態(tài)浮島對漁業(yè)養(yǎng)殖富營養(yǎng)化水體水質(zhì)的改善效果，選擇水芹菜等植物構(gòu)建了生態(tài)浮島，并在水庫浮島區(qū)域和距離浮島100m區(qū)域?qū)λ|(zhì)的氨氮、總磷、總氮、亞硝酸鹽氮、pH、透明度等指標(biāo)進(jìn)行了定期檢測。11個(gè)月的水質(zhì)檢測結(jié)果表明：生態(tài)浮島能夠有效的消減水體氨氮、總氮、總磷等富營養(yǎng)物質(zhì)，并穩(wěn)定和改善pH、透明度等常規(guī)水質(zhì)指標(biāo)。生態(tài)浮島選擇的水芹菜等植物自身不但有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，而且能轉(zhuǎn)化水體富營養(yǎng)物質(zhì)，凈化水質(zhì)，水庫周圍景觀和魚品質(zhì)得到提高，推動了休閑垂釣的發(fā)展，提升了水庫的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

關(guān)鍵詞：水庫；生態(tài)浮島；富營養(yǎng)化

中圖分類號 X171 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731（2015）08-113-02

勃垅坑水庫位于浙西丘陵地帶，水面面積約24.679m2，庫容80萬m3。目前水庫的魚產(chǎn)量每年約150t，主要養(yǎng)殖品種為三角魴、鯽魚、鰱魚、鳙魚、草魚等，該水庫除集中捕撈外，平時(shí)開放垂釣。水庫周邊山地以矮喬木和小灌木為主，植被覆蓋率約80%，裸露的土壤主要是黃土。由于周邊的生活、養(yǎng)殖、種植產(chǎn)生的污水直接排入該水庫中，造成嚴(yán)重的富營養(yǎng)化，水色呈棕黑色，水體透明度小于30cm，2014年2月份水質(zhì)檢測結(jié)果屬地表劣Ⅴ類（GB3838-2002）。

由于水質(zhì)惡化，2013年年底水庫魚類死亡約1萬kg，造成直接經(jīng)濟(jì)損失8萬余元，并嚴(yán)重影響了周邊居民的生產(chǎn)生活環(huán)境。為減緩水質(zhì)惡化的進(jìn)程，改善水質(zhì)，提升庫區(qū)水面景觀效果，筆者開展了勃龍坑水庫生態(tài)浮島試驗(yàn)，2014年3月完成浮島建設(shè)以及水生植物種植，選取水庫中距離浮島5m內(nèi)和距離浮島100m處相對獨(dú)立的2片區(qū)域水體水質(zhì)進(jìn)行跟蹤監(jiān)測。通過11個(gè)月的水質(zhì)檢測結(jié)果對比，探究生態(tài)浮島在吸收水體富營養(yǎng)化元素，降低水體富營養(yǎng)化水平，改善水體環(huán)境方面的效果，已取得階段性成效。

1 材料與方法

1.1 浮島材料的選取 選取具有經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性、耐用性、方便性的材料作為浮島材料，需要抗老化、無污染，耐腐蝕，可擴(kuò)展，便于運(yùn)輸易于拼接，可自由組合，在達(dá)到設(shè)計(jì)效果的同時(shí)減少投資成本。本次試驗(yàn)浮島邊框采用50PVC管，中間用網(wǎng)眼為4cm，9股線的聚乙烯網(wǎng)片。水生植物浮島用規(guī)格為33cm×33cm的HDPE環(huán)保材料浮盆，以及專用泡沫扳、增強(qiáng)型塑料浮筒和各種規(guī)格網(wǎng)繩、網(wǎng)線、海綿等。

1.2 水生植物的選取 本次試驗(yàn)選取水芹菜為主，適當(dāng)搭配部分冬季常綠、花大色澤鮮艷、花期長色澤豐富等景觀效果好的品種，如西伯利亞鳶尾、美人蕉、水葫蘆等。其中水芹菜選用最新品種，適溫范圍廣，能耐40℃以下高溫和-8℃以上的低溫，產(chǎn)量高，有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

1.3 浮島的制作 考慮到浮島需要養(yǎng)護(hù)和管理，單個(gè)浮島的面積不宜太大。水芹菜單個(gè)面積為2.131 6m2，正方形，共540個(gè)，邊框用50PVC管，中間用網(wǎng)眼為4cm，9股線的聚乙烯網(wǎng)片，在框子的中心處加一根竹片，防止網(wǎng)片下垂；水生植物浮島相嵌在水芹菜的中間，起到點(diǎn)綴的作用，水生植物浮島用規(guī)格為33cm×33cm的HDPE環(huán)保材料浮盆，1m29個(gè)，實(shí)際使用2 680個(gè)?？偼瓿傻膶?shí)際面積約1 550m2，其中水芹菜浮島1 160m2；景觀植物浮島290m2，專用泡沫扳36 塊（36m2）小計(jì)1 494m2。中間圍合的空位56m2，合計(jì)1 550m2，并在150m2浮島四邊捆綁12個(gè)浮筒。在浮框建設(shè)拼接時(shí)，要做好防水密封工作，選擇材料時(shí)不僅要重視管子的質(zhì)量，也要重視連接彎頭的質(zhì)量。若部分框子漏水，在拼接時(shí)可用毛竹和浮桶加固。水庫中有草魚鳊魚等草食性魚類時(shí)，要做好底部防護(hù)網(wǎng)，避免水芹菜和水葫蘆的嫩芽被吃掉。

1.4 水生植物種植 長途運(yùn)輸?shù)乃鄄朔N，要在產(chǎn)地剪去葉子，避免造成運(yùn)輸過程中裝卸造成損傷，且不可放置時(shí)間過長，以免造成植物腐爛受損。水芹菜種平均株高30cm。在岸邊將水芹菜種植于水芹菜框架聚乙烯網(wǎng)片上，挺水植物種植于浮盤中，結(jié)合岸線景觀和湖面倒影，滿足景觀空間形態(tài)的需求，對水面植物進(jìn)行適當(dāng)?shù)木坝^組織，并將各個(gè)部分組合拼接（拼接方式見圖1），最后固定于庫中。

圖1 浮島組合與拼接方式

1.5 日常管理 根據(jù)水庫的水位變化以及風(fēng)力影響，及時(shí)調(diào)整沉子吊繩的長度，調(diào)整浮島的位置，大風(fēng)或水位大幅變化之后及時(shí)檢查浮島狀況，整理浮島位置，發(fā)現(xiàn)部分損壞或漏水及時(shí)修復(fù)。為有利于浮島水生植物生長，庫中不宜大量養(yǎng)殖草魚、鳊魚等草食性魚類。要做好防草魚用的網(wǎng)箱的維護(hù)工作，及時(shí)清理雜草，注意病蟲害的發(fā)生。當(dāng)水芹菜長到40cm后及時(shí)收割，收割時(shí)根部留5～7cm的長度，部分長勢欠佳的區(qū)域進(jìn)行補(bǔ)充種植。冬至過后將挺水植物的上部修剪掉，可使植物次年長勢更好。

1.6 水質(zhì)測定方法 （1）采樣方法：設(shè)定距浮島5m內(nèi)和距浮島100m處2個(gè)采水點(diǎn)，使用有機(jī)玻璃采水器在2個(gè)取樣點(diǎn)分別采取水深1m左右的表層水，針對不同測定指標(biāo)對樣品進(jìn)行分裝處理，并使用固定、酸化等方法進(jìn)行保存。（2）測定方法：總氮的測定采用堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法（HJ 636-2012）；亞硝酸鹽氮測定采用分光光度法（GB 7493-1987）；氨氮測定采用水楊酸分光光度法（HJ 536-2009）；總磷測定采用鉬酸銨分光光度法（GB 11893-1989）；使用塞氏盤測定水體透明度。

2 結(jié)果與分析

2.1 水質(zhì)變化分析 氨氮和總磷的濃度隨時(shí)間的變化見表1。由表1可知，在浮島5m內(nèi)，氨氮、總氮、總磷的濃度隨著采樣時(shí)間的延長而降低，亞硝酸鹽基本呈降低趨勢，透明度方面，秋冬季要高于春夏；在浮島100m內(nèi)，氨氮和總磷的變化趨勢不明顯，總氮呈先升高后降低的趨勢，亞硝酸鹽基本呈升高的趨勢，透明度變化不大，維持在0.8m左右。

表1 水質(zhì)指標(biāo)變化情況

[月份

（月）＼& 距浮島5m內(nèi) ＼& 距浮島100m處 ＼&氨氮

（mg/L）＼&總磷

（mg/L）＼&總氮

（mg/L）＼&亞硝酸鹽氮

（mg/L）＼&透明度

（m）＼&氨氮

（mg/L）＼&總磷

（mg/L）＼&總氮

（mg/L）＼&亞硝酸鹽氮

（mg/L）＼&透明度

（m）＼&2＼&1.72＼&0.619＼&2.82＼&0.353＼&0.6＼&1.2＼&0.424＼&2.55＼&0.260＼&0.8＼&3＼&1.66＼&0.6＼&2.84＼&0.360＼&0.6＼&1.298＼&0.496＼&2.88＼&0.290＼&0.8＼&4＼&1.7＼&0.58＼&2.61＼&0.348＼&0.6＼&1.256＼&0.479＼&2.69＼&0.296＼&0.9＼&5＼&1.33＼&0.568＼&2.52＼&0.333＼&0.8＼&1.289＼&0.52＼&2.91＼&0.312＼&1.0＼&6＼&1.05＼&0.389＼&2.19＼&0.322＼&1.0＼&1.299＼&0.52＼&2.61＼&0.311＼&0.8＼&7＼&0.894＼&0.219＼&2.21＼&0.282＼&1.3＼&1.26＼&0.519＼&3.08＼&0.320＼&0.6＼&8＼&0.88＼&0.305＼&2.01＼&0.272＼&1.5＼&1.467＼&0.589＼&3.31＼&0.355＼&0.8＼&9＼&0.831＼&0.221＼&1.809＼&0.248＼&1.7＼&1.55＼&0.530＼&3.28＼&0.389＼&0.6＼&10＼&0.774＼&0.208＼&1.801＼&0.263＼&1.6＼&1.51＼&0.489＼&3.21＼&0.365＼&0.7＼&11＼&0.762＼&0.185＼&1.721＼&0.252＼&1.6＼&1.605＼&0.5＼&3.09＼&0.359＼&0.8＼&12＼&0.689＼&0.153＼&1.659＼&0.259＼&1.6＼&1.502＼&0.511＼&2.99＼&0.387＼&0.8＼&]

2.2 水生經(jīng)濟(jì)植物經(jīng)濟(jì)效益分析 水生經(jīng)濟(jì)植物收獲的經(jīng)濟(jì)效益如下：水芹菜12 500kg，產(chǎn)值50 000元；美人蕉12 000支，產(chǎn)值6 000元；西伯利亞鳶尾5 000支，產(chǎn)值4 000元。

3 結(jié)論與討論

3.1 生態(tài)浮島對水庫凈化水質(zhì)作用明顯 根據(jù)本次試驗(yàn)數(shù)據(jù)對比分析可知，距浮島5m內(nèi)水體的氨氮、總磷等造成富營養(yǎng)化的指標(biāo)呈現(xiàn)明顯下降趨勢，而距離浮島100m處水體并無明顯變化趨勢，這說明人工浮島在一定范圍內(nèi)能夠有效降低水體氨氮、總磷等富營養(yǎng)化指標(biāo)的含量，作用有效距離不超過100m。浮島處溶解氧、亞硝酸鹽氮等指標(biāo)也在一定程度上有所改善，達(dá)到地表III類（GB3838-2002）。各項(xiàng)指標(biāo)顯示，生態(tài)浮島能夠提供水生動植、微生物提供良好的棲息環(huán)境，減少病菌的產(chǎn)生，并在一定程度上增加水體溶解氧含量，改善水體環(huán)境。在浮島建設(shè)完成后，水體透明度大大增加，未出現(xiàn)庫區(qū)魚類大規(guī)模死亡的情況。

3.2 生態(tài)浮島提升水庫的綜合經(jīng)濟(jì)效益 人工生態(tài)浮島建設(shè)材料費(fèi)6.5萬元。年材料折舊費(fèi)2.2萬元，安裝維護(hù)人工費(fèi)8 000元，水生植物苗種7 000元，年度運(yùn)行維護(hù)成本合計(jì)3.7萬元。2014年全年共收獲優(yōu)質(zhì)水芹菜8 500kg，產(chǎn)值34 000元，另出售美人蕉、西伯利亞鳶尾鮮花約8 000支，收入6 000元，水生植物水芹菜、美人蕉、西伯利亞鳶尾共收益4萬元，并可持續(xù)收獲產(chǎn)生效益。在人工生態(tài)浮島治理污水的同時(shí)，有效的改善了水體周圍環(huán)境景觀，提升了水體環(huán)境面貌，吸引了大批的垂釣愛好者到水庫進(jìn)行休閑垂釣。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2014年水庫垂釣客流量較2013年增加約800人次，垂釣魚銷售總量較2013年增加約1 250kg，垂釣魚均價(jià)較批發(fā)價(jià)增18元/kg，凈增收入2.25萬元。

3.3 創(chuàng)新模式及應(yīng)用前景 本試驗(yàn)利用生態(tài)浮島把水體中富營養(yǎng)N、P、K等轉(zhuǎn)化為有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的水生植物，同時(shí)利用優(yōu)良浮水植物進(jìn)行治理污水，通過圈養(yǎng)浮水植物水葫蘆、水芹菜、美人蕉、西伯利亞鳶尾等去除水體富營養(yǎng)工程，為富營養(yǎng)化水體的治理提供了一套效果良好創(chuàng)新技術(shù)及工程示范，具有操作簡單、投資少、適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，有很好的推廣應(yīng)用前景。此外，人工生態(tài)浮島無需專業(yè)的機(jī)械設(shè)備以及化學(xué)藥劑的投入，收割方便，日常維修管理費(fèi)用低，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)民增收和水環(huán)境保護(hù)的雙贏。

（責(zé)編：張宏民）