生態浮島的構建和水質凈化機理

劉瀏++蔡敏

【摘要】：本文簡介了生態浮島的基本概念和應用范圍，闡述了構建生態浮島時的植物選擇、填料選擇等技術要點。并從富集作用、吸收作用、降解作用及控制藻類生長，微生物的協同效應等5個方面解釋了生態浮島對水質凈化的機理，指出了生態浮島在未來水環境整治中的廣闊前景。

【關鍵詞】：生態浮島；浮島構建；水質凈化

生態浮島構建技術是從在人工濕地的思路上發展而來的，是一種結合了現代農藝和環境工程的浮水植物技術，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，起到凈化水質作用。目前生態浮島技術在河道、湖泊等水域凈化方面已應用廣泛，實踐表明，這種原生態結合綠色科技的水質凈化技術在改善水質的同時具有美化景觀、提供生物生息環境以及收獲植物本體等價值，具有良好的發展前景。

1、生態浮島的構建

1.1生態浮島的植物種類選擇

生態浮島植物選擇要考慮不同季節和水域自然狀況。淺水區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、蒲葦等。深水區是許多水生觀賞植物適宜生存的區域，如荷花、睡蓮、萍蓬草、芡實等，一般以片植和群植為主，選擇植物，應考慮與水體面積、空間效果的和諧，以及與岸邊、淺水區植物的搭配。

1.2生態浮島的填料選擇

浮島填充材料應選取沒有污染、不容易腐爛，耐水侵，尤其是植物能夠在材料上健康成長。當前樹脂材料與耐腐泡沫板的應用相對較多。采用這些材料作為植物浮床材料不會對水體造成污染，植物根系能夠比較牢固地纏繞在材料上，不容易散落。將植物放進栽培基盤后，應當適當添加填充物確保植物的穩定性，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植物進行固定，可以通過基盤附近的扣環，采用橡皮筋來固定植物

1.3 浮島構建技術要點

生態浮島的構建有一定的要求，可歸納為以下幾點（1）時間上具有耐久性：除考慮載體和填充材料外，且植物種類也要經過嚴格篩選；（2）空間上具有穩定性：應避免河道風浪對浮島本體引起的移位或損壞，必要時用繩索固定；（3）景觀上具有協調性：既能形成純生態水環境氛圍，也能充分與河岸周圍的景觀相協調；（4）預算上具有經濟性：在達到水質凈化和河道景觀效果的同時，力求減少投資成本及運行費用。

2、生態浮島的水質凈化機理

生態浮島技術對富營養化水體凈化作用機理較為復雜，基本原理是浮島上的植物通過根系部位對水體污染物的吸收、吸附作用，減少了輕度污染水體中的氮、磷及其它有機物，從而達到改善水質的效果。生態浮島在一定水域范圍內恢復水生態環境，并通過收獲植物農產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的關鍵。其機理主要有：

2.1富集作用：水生植物根系發達擁有較大的表面積，是水體中懸浮態物質和微生物的自然載體。植物根系和浮床填充物具有對水體中污染物的吸附作用和對氮磷等營養鹽的富集作用，這是生態浮島能凈化水質的主要原因。

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、磷等營養物質。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，這個過程和浮島植物的生物量、季節氣候、水體污染程度均有一定的關系。

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菌和原生動物等，可以分泌大量的酶，加速水體中大分子污染物的降解過程，使水質得到凈化。通過處理技術將植物殘渣轉化為動物飼料和有機肥。

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

2.5協同效應：浮島上的植物通過氣體傳輸和釋放作用，能將光合作用產生的氧氣和大氣中的氧氣輸送至根區，在根區的還原態介質中形成了氧化態的微環境，微生物對營養鹽、有機污染物進行進一步分解。

浮島植物對氮磷等污染物的去除效果有差別，這是因為不同植物的生物量、生長方式存在差異，所以同化作用對氮磷等物質的攝取量有多有少；處于不同生長期的植物，其生長速率的差異也會導致對微量元素需求的不同，但浮島植物對水質凈化效果已通過大量的實踐所驗證。總體來說，生態浮島是一種經濟、環保的水質凈化方式，可作為河道、湖泊整體治理方案的有力補充。

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