淺談生物浮床技術(shù)

張國真，趙文武，李華，張獻(xiàn)宇，張海成

（安陽市水產(chǎn)科學(xué)研究所，河南 安陽 455000）

生物浮床又稱人工浮床，它是一種以水生植物為主體，以高分子材料或無機(jī)非金屬材料等為載體和基質(zhì)，通過植物根部的吸收，吸附作用和植物、浮床及微生物的協(xié)同作用，消減水體中的氮、磷等有機(jī)物質(zhì)，凈化水體的生態(tài)技術(shù)。應(yīng)用生物浮床技術(shù)凈化水體，效果較好。過去傳統(tǒng)的方法是物理和化學(xué)方法，但都不理想。物理方法為疏挖底泥，引水沖淤等，往往治標(biāo)不治本；化學(xué)方法為加入化學(xué)藥劑殺藻，加入鐵鹽促進(jìn)磷的沉淀，加入石灰脫氮等，這些方法都易造成二次污染。現(xiàn)采用的生物浮床技術(shù)是按照自然規(guī)律去恢復(fù)自然界的本來面貌，強(qiáng)化自然界自身的自凈能力，治理被污染水體。

我國于1991 年開始推廣生物浮床技術(shù)，經(jīng)過多年的研究和試驗(yàn)，目前已廣泛應(yīng)用于大型水庫、湖泊、城市河道、運(yùn)河等水域的生態(tài)修復(fù)，并且取得了較好的凈化效果。現(xiàn)對(duì)生物浮床的構(gòu)建、組成，浮床植物的選擇以及日常管理等方面內(nèi)容作介紹，供大家參考。

1 生物浮床的基本構(gòu)成與凈化水質(zhì)原理

1.1 基本構(gòu)成

生物浮床一般是由浮床框體、浮床體、浮床基質(zhì)、浮床植物四部分組成。

1.1.1 浮床框體

浮床框體是浮床的大框架，用于固定浮床體，要求堅(jiān)固、耐用、抗風(fēng)浪。一般選用PVC 管、不銹鋼管、毛竹等作為框架。

1.1.2 浮床體

浮床體是用于固定和支撐浮床植物。目前主要采用的是聚苯乙烯泡沫板、塑料等材質(zhì)。

1.1.3 浮床基質(zhì)

浮床基質(zhì)用于固定植物植株，保證植物根系生長所需的水分、氧氣，同時(shí)作為肥料載體。浮床基質(zhì)多為海綿、椰子纖維等材質(zhì)。

1.1.4 浮床植物

浮床植物是浮床凈化水體的主體。常用的浮床植物有美人蕉、空心菜、水芹菜等。

1.2 凈化水體原理

在富營養(yǎng)化水體的水面上，放置生物浮床，通過浮床植物伸入水中發(fā)達(dá)的根莖,吸收、吸附、截留水體中的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)，并通過收獲植物體的形式，將吸附積累在植物根系表面及植物體內(nèi)的污染物移出水體，降低水體的富營養(yǎng)程度，從而達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。

2 生物浮床的設(shè)計(jì)與安裝

2.1 設(shè)計(jì)

生態(tài)浮床作為水面植物定植結(jié)構(gòu)，其建造設(shè)計(jì)必須綜合考慮以下幾個(gè)因素：（1）穩(wěn)定性。設(shè)計(jì)出的浮床需能抵抗一定的風(fēng)浪，經(jīng)得起水流的沖擊。（2）耐久性。需選擇合適的浮床材質(zhì)和結(jié)構(gòu)組合，保證浮床能經(jīng)久耐用，不易被損壞和腐爛。（3）景觀性。栽植的植物具有較高的觀賞性，能夠美化環(huán)境。（4）經(jīng)濟(jì)性。選擇適合的材料，降低建造成本。（5）便利性。設(shè)計(jì)過程中還要綜合考慮施工、運(yùn)行、操作、管理等方面的便利性。

2.2 制作

首先根據(jù)池塘、湖泊等水體的面積，計(jì)算出生物浮床的覆蓋面積。若是池塘,在架設(shè)過程中，以不干擾投餌機(jī)和增氧機(jī)使用為基本原則。一般情況下，魚種培育池塘的浮床架設(shè)面積為池塘面積的5%～10%，成魚養(yǎng)殖池塘的浮床架設(shè)面積為池塘面積的7.5%～15%；若以凈化水質(zhì)為目的，浮床架設(shè)面積為池塘面積的30%。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，一般生物浮床面積為2~4 m，根據(jù)生物浮床大小計(jì)算需要的浮床數(shù)量。

首先在池塘、湖泊的岸邊淺水處，安裝浮床體，床體主要采用聚苯乙烯泡沫板或模塊化裝置。所謂模塊化裝置就是單體結(jié)構(gòu)為全密閉的立方體中空結(jié)構(gòu)，由耐老化的塑料板制成的床體模塊。若使用的聚苯乙烯泡沫板上面無孔，要開植入孔，以便放入浮床植物；若采用模塊化裝置，可用螺絲釘將塑料板固定。

床體做好以后，在床體的四周制作浮床框架，浮床框架用于固定床體，利用繩索或PVC 彎頭用膠水固定成四方形即可，把浮床的床體固定在浮床框架上。床體和框體制作完成后，可放置浮床植物，選用的浮床植物一定要有根莖，用海綿等浮床基質(zhì)包裹植物部分根莖，但不要包裹得太嚴(yán)，要讓植物一部分根莖露出，以利于吸收水分和水體中的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)，然后將植物塞到花盆底部（或放到泡沫板植入孔中）即可。

為防止浮床植物根部被魚類吃掉，影響水質(zhì)凈化的效果，可在浮床下面用尼龍繩固定一個(gè)浮床大小的密眼網(wǎng)箱。

生物浮床安裝好后，要將其固定在水體中，固定的方法要視水體具體情況而定。可以在岸邊用繩索牽引，水淺處可用鋼管樁固定，水比較深的地方可用重物拋錨方式固定。

3 浮床植物的選擇及日常管理

3.1 浮床植物的選擇

水生植物是生態(tài)浮床的主體。浮床的凈化能力，主要是通過植物的吸收作用和其根系周圍的微生物的分解作用來完成，應(yīng)選用合適的浮床植物。

由于被污染的水體其水質(zhì)存在差異，不同植物對(duì)各污染物的去除效果也不同。針對(duì)不同地區(qū)，選擇不同的植物種類，所選擇的植物既要容易獲得和培育，又具有良好的凈化水質(zhì)效果。為提高成活率，浮床植物要適應(yīng)當(dāng)?shù)厣L環(huán)境，適宜水培條件生長，有一定的抗污能力。選擇的浮床植物須根系發(fā)達(dá)、繁殖能力強(qiáng)、生長快、生物量大，這樣可為水體中有益微生物提供大量的附著面積，從而提高水體凈化的效果。除此之外，選擇浮床植物還要考慮經(jīng)濟(jì)性和觀賞性，使之既能創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價(jià)值，又能美化環(huán)境。常見的浮床植物有空心菜、黑麥草、美人蕉、香菇草、水芹菜、睡蓮、細(xì)葉莎草、水蔥、鳳眼蓮、水葵、蘆葦、菖蒲、碎米莎草、丁香、紫芋、鳶尾、香蒲、荻等。

為提高經(jīng)濟(jì)效益，浮床植物可以選擇水稻，這樣既凈化了水體，又增加了水稻的種植面積，提高了糧食產(chǎn)量，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益的一體化。還可嘗試種一些耐濕的中草藥，以求達(dá)到更好的凈化效果

3.2 日常管理

生物浮床放入水體后，要加強(qiáng)日常管理工作。適時(shí)收割和打撈水生植物，做到既不讓其瘋長，又保持相對(duì)旺盛，既能有效移除植物從水體中吸收的氮、磷等“肥份”，又不污染水體，以此維持自身的良性循環(huán)。每天觀察浮床植物的生長情況，發(fā)現(xiàn)有枯萎、死亡的植物，要及時(shí)補(bǔ)栽；記錄天氣、溫度、濕度、pH 值等情況，探索適宜浮床植物生長的最佳環(huán)境條件；定期監(jiān)測水質(zhì)指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)異常情況及時(shí)采取措施；重視浮床植物病蟲害的防治，早發(fā)現(xiàn)，早治療。

4 存在的問題

4.1 生物浮床凈化水體的機(jī)制不明確

目前，對(duì)生物浮床凈化水體的研究集中在浮床植物凈化水體的效果以及浮床植物種類的篩選上，而對(duì)凈化機(jī)制的研究較為片面且不深入，相關(guān)的污染物消減動(dòng)力學(xué)模型的研究還處于起步階段。

4.2 難以推行機(jī)械化

生物浮床漂浮在水面上，日常管理均需在水面上完成，目前其管理操作大多依靠人工來實(shí)現(xiàn)，小面積的試驗(yàn)示范尚可，若大面積推廣，尤其是生物浮床栽培蔬菜，需要經(jīng)常、及時(shí)采收，人工操作不能滿足需要，限制了其發(fā)展。

5 結(jié)語

生物浮床技術(shù)是集物理、化學(xué)以及生物防治的綜合防治方法，是具有凈化污染、恢復(fù)生態(tài)、改善景觀等多功能的生態(tài)修復(fù)技術(shù)，能同時(shí)獲得生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)收益。在水體綜合治理中有著良好的應(yīng)用前景。今后在應(yīng)用生物浮床技術(shù)的同時(shí)，可結(jié)合放養(yǎng)鰱、鳙等濾食性魚類，有效抑制藻類的生長，更好地凈化水體，提高凈水效果，防止水體富營養(yǎng)化。此外，生物浮床與增氧裝置結(jié)合使用，景觀效果明顯，凈水能力也大大增強(qiáng)；生物浮床與推流式曝氣機(jī)配合使用，形成富氧活水流，凈水效果也將更加明顯。

雖然目前生物浮床技術(shù)仍存在一些問題，但隨著研究的深入與技術(shù)的成熟完善，生物浮床技術(shù)必將在富營養(yǎng)化水體的凈化中起到重要作用。