生態(tài)浮島的構(gòu)建和水質(zhì)凈化機(jī)理

劉瀏++蔡敏

【摘要】：本文簡介了生態(tài)浮島的基本概念和應(yīng)用范圍，闡述了構(gòu)建生態(tài)浮島時(shí)的植物選擇、填料選擇等技術(shù)要點(diǎn)。并從富集作用、吸收作用、降解作用及控制藻類生長，微生物的協(xié)同效應(yīng)等5個(gè)方面解釋了生態(tài)浮島對(duì)水質(zhì)凈化的機(jī)理，指出了生態(tài)浮島在未來水環(huán)境整治中的廣闊前景。

【關(guān)鍵詞】：生態(tài)浮島；浮島構(gòu)建；水質(zhì)凈化

生態(tài)浮島構(gòu)建技術(shù)是從在人工濕地的思路上發(fā)展而來的，是一種結(jié)合了現(xiàn)代農(nóng)藝和環(huán)境工程的浮水植物技術(shù)，通過在水面固定裝置上種植水生植物，利用這些植物在生長過程中能夠吸收水體中氮、磷等元素的特點(diǎn)，起到凈化水質(zhì)作用。目前生態(tài)浮島技術(shù)在河道、湖泊等水域凈化方面已應(yīng)用廣泛，實(shí)踐表明，這種原生態(tài)結(jié)合綠色科技的水質(zhì)凈化技術(shù)在改善水質(zhì)的同時(shí)具有美化景觀、提供生物生息環(huán)境以及收獲植物本體等價(jià)值，具有良好的發(fā)展前景。

1、生態(tài)浮島的構(gòu)建

1.1生態(tài)浮島的植物種類選擇

生態(tài)浮島植物選擇要考慮不同季節(jié)和水域自然狀況。淺水區(qū)的植物配置適合多種植物生長，主要為沼生植物和挺水植物群落，應(yīng)用的沼生植物主要有慈姑、澤瀉、蘆葦、蘆竹、海壽花、美人蕉、紫露草、千屈菜等，挺水植物主要有梭魚草、水蔥、香蒲、再力花、蘆荻、斑茅、蒲葦?shù)?。深水區(qū)是許多水生觀賞植物適宜生存的區(qū)域，如荷花、睡蓮、萍蓬草、芡實(shí)等，一般以片植和群植為主，選擇植物，應(yīng)考慮與水體面積、空間效果的和諧，以及與岸邊、淺水區(qū)植物的搭配。

1.2生態(tài)浮島的填料選擇

浮島填充材料應(yīng)選取沒有污染、不容易腐爛，耐水侵，尤其是植物能夠在材料上健康成長。當(dāng)前樹脂材料與耐腐泡沫板的應(yīng)用相對(duì)較多。采用這些材料作為植物浮床材料不會(huì)對(duì)水體造成污染，植物根系能夠比較牢固地纏繞在材料上，不容易散落。將植物放進(jìn)栽培基盤后，應(yīng)當(dāng)適當(dāng)添加填充物確保植物的穩(wěn)定性，例如大珍珠石、泥炭土、碎石等填充物。為了避免碎石外漏，可以在基盤底部墊上瓦片等稍大的物體。此外，假如無法采用任何填充物對(duì)植物進(jìn)行固定，可以通過基盤附近的扣環(huán)，采用橡皮筋來固定植物

1.3 浮島構(gòu)建技術(shù)要點(diǎn)

生態(tài)浮島的構(gòu)建有一定的要求，可歸納為以下幾點(diǎn)（1）時(shí)間上具有耐久性：除考慮載體和填充材料外，且植物種類也要經(jīng)過嚴(yán)格篩選；（2）空間上具有穩(wěn)定性：應(yīng)避免河道風(fēng)浪對(duì)浮島本體引起的移位或損壞，必要時(shí)用繩索固定；（3）景觀上具有協(xié)調(diào)性：既能形成純生態(tài)水環(huán)境氛圍，也能充分與河岸周圍的景觀相協(xié)調(diào)；（4）預(yù)算上具有經(jīng)濟(jì)性：在達(dá)到水質(zhì)凈化和河道景觀效果的同時(shí)，力求減少投資成本及運(yùn)行費(fèi)用。

2、生態(tài)浮島的水質(zhì)凈化機(jī)理

生態(tài)浮島技術(shù)對(duì)富營養(yǎng)化水體凈化作用機(jī)理較為復(fù)雜，基本原理是浮島上的植物通過根系部位對(duì)水體污染物的吸收、吸附作用，減少了輕度污染水體中的氮、磷及其它有機(jī)物，從而達(dá)到改善水質(zhì)的效果。生態(tài)浮島在一定水域范圍內(nèi)恢復(fù)水生態(tài)環(huán)境，并通過收獲植物農(nóng)產(chǎn)品的方法移出植物本體，以減少水體污染物總量。所以植物的選擇和存活率是浮島技術(shù)的關(guān)鍵。其機(jī)理主要有：

2.1富集作用：水生植物根系發(fā)達(dá)擁有較大的表面積，是水體中懸浮態(tài)物質(zhì)和微生物的自然載體。植物根系和浮床填充物具有對(duì)水體中污染物的吸附作用和對(duì)氮磷等營養(yǎng)鹽的富集作用，這是生態(tài)浮島能凈化水質(zhì)的主要原因。

2.2吸收作用：植物可以直接或間接吸收和利用水體中的溶解性氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)。通過光合作用將其分解，并同化使其成為植物體的組成部分，這個(gè)過程和浮島植物的生物量、季節(jié)氣候、水體污染程度均有一定的關(guān)系。

2.3降解作用：植物根系表面所附著的生物膜含有大量的細(xì)菌和原生動(dòng)物等，可以分泌大量的酶，加速水體中大分子污染物的降解過程，使水質(zhì)得到凈化。通過處理技術(shù)將植物殘?jiān)D(zhuǎn)化為動(dòng)物飼料和有機(jī)肥。

2.4控制藻類生長：浮島植物具有化感作用及克藻效應(yīng)，浮島植物與浮游藻類在光能和營養(yǎng)的利用上相互競爭。植物個(gè)體大、生命周期長、吸收存儲(chǔ)養(yǎng)分的能力強(qiáng)，比藻類更具有生長優(yōu)勢，因此可以很好地抑制藻類的生長。

2.5協(xié)同效應(yīng)：浮島上的植物通過氣體傳輸和釋放作用，能將光合作用產(chǎn)生的氧氣和大氣中的氧氣輸送至根區(qū)，在根區(qū)的還原態(tài)介質(zhì)中形成了氧化態(tài)的微環(huán)境，微生物對(duì)營養(yǎng)鹽、有機(jī)污染物進(jìn)行進(jìn)一步分解。

浮島植物對(duì)氮磷等污染物的去除效果有差別，這是因?yàn)椴煌参锏纳锪?、生長方式存在差異，所以同化作用對(duì)氮磷等物質(zhì)的攝取量有多有少；處于不同生長期的植物，其生長速率的差異也會(huì)導(dǎo)致對(duì)微量元素需求的不同，但浮島植物對(duì)水質(zhì)凈化效果已通過大量的實(shí)踐所驗(yàn)證?？傮w來說，生態(tài)浮島是一種經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的水質(zhì)凈化方式，可作為河道、湖泊整體治理方案的有力補(bǔ)充。

作者簡介：劉瀏（1978—）男，漢族，江蘇南京人，碩士研究生，工程師 2000年起從事環(huán)境監(jiān)測工作至今