不同植物景觀配置對河道污染水體的凈化治理效果研究

陳松 段煉

摘要：經濟快速發展的代價是環境污染，目前已提出多種針對污染水體的凈化方法，但大部分不適用于中國國情，不具備高經濟性，為此提出不同植物景觀配置對河道污染水體的凈化治理效果的研究分析，綜合分析中國國情和河道污染情況，以生態浮床技術作為凈化治理手段，探究不同植物景觀配置下河道的化學需氧量、氪素、磷素污染參數值變化情況，并測量河道pH值治理前后的數值，得出在不同配置的凈化效果。經實驗結果表明，組合配置比單株植物的凈化效果強，其中第3組水葫蘆、再力花、慈姑以及水芹配置的凈化效果最好。

關鍵詞：植物景觀配置；河道污染水體；凈化治理；治理效果；生態浮床技術

中圖分類號：X522 文獻標志碼：B

前言

在社會經濟快速發展的背景下，河道的生態環境治理成為了亟需解決的問題，由于沒有經過處理的污染物被排放到河道中，會導致河道的污染情況急劇加重，進而危害居民的身體健康，所以河道污染水體凈化是至關重要的。目前，大多數城市已經將河道污染治理視為城市環境整治的首要任務。

目前的河道污染治理方法，包含人工濕地以及生態浮島技術等，這些方法均有自身特點，且對營養水體和污水處理均取得成效，但這些方法對土地資源面積要求較高，針對中國的實際情況，即國土資源較為緊缺的國情下，構建符合面積要求的人工濕地以及緩沖帶極難達到實際要求，而生態浮島技術的優點是實施效率高，所需成本低且材料運轉費用低，同時可以實現原位修復以及污染物有效控制等，是中國近些年來最常用治理河道的手段。

為此，文章提出生態浮島技術下不同植物景觀配置對河道污染水體的凈化治理效果研究，深人分析，找出最優配置組合。

1不同植物景觀配置對河道污染水體的凈化治理效果

如今植物型生態浮床技術，在國內應用的城市越來越多，但實際凈化效果的研究還是比較少，現將某個城市河道的污水視為研究對象，隨機選擇5種植物利用混合種植的方法建立出生態浮島，并測試出生態浮島對水體內的各種污染物的去除效果。

1.1不同植物景觀配置

將水葫蘆、再力花、美人蕉、慈姑以及水芹作為實驗對象，分別對5種植物進行混合種植，構成5種組合模式見表1，植物圖像見圖1。

以上5種植物均是由山東某苗圃提供，在研究污染水體凈化效果之前，對5種植物進行時長為12天的預培養，在此期間需要將5種植物根部的泥土全部沖洗干凈，同時確保植物根系十分完整，隨機選取出城市部分區域的河道，提取出河道樣本污水，得出水體中污染物的含量，其中COD測定值為53.12 mg／L，TP測定值為0.85 mg／L，NH4+ -N測定值為1.86 mg/L，水質pH值為9.3。

1.2凈化治理研究方法

隨機選取某個溫室大棚進行試驗，使用160升的塑料水箱，將樣本植物放人未處理的污水樣本中，污水樣本總量為100升，浮島構件的材質為抗風浪型的生態浮板，生態浮板上留有4個植物種植口，浮島是由浮板、種植籃、環保海綿以及水生植物等構成，將水生植物種植在種植孔中并放到種植籃中，最后用環保海綿固定住。

1.3數據采集和分析

樣本植物預處理12天后，開始利用梅花采樣法進行取樣，采樣周期為一周一次，共采集40天。在采取水樣過程中，需要提前利用攪拌棒將水體攪混，使得污染物在水體中的含量比較平均，將采集到的樣本水體放置在聚乙烯塑料瓶中，同時保證存儲樣本水體的溫度為4℃以下，盡快對水質進行分析和監測。

1.4數據處理

利用Excel2010軟件對水體樣本數據進行處理，在Duncan法以及SPSS20軟件的幫助下統計分析水體樣本，得出其原始水體與凈化后水體之間的差異性。

2實驗結果與分析

2.1COD的去除效果

生物浮床技術凈化COD是利用水生植物根部的生物膜以及根部吸附大量微生物而完成的，但植物根部同時會溶解氧氣，在一定程度上影響了有機物的降解，所以COD的降解實際上就是對氧氣的降解，生物浮床植物根部的藻類等微生物在光合作用的幫助下可消耗污染水體中的有機物，進而完成水體凈化的目的，實驗結果見圖2。

將圖2（a）和圖2（b）進行比較發現，生態浮床技術中將不同種植物配置在一起進行河道凈化，比單個植物進行污水凈化的效果更好，其中組合3的水體凈化效果最佳。

2.2氮素的凈化效果

大多數時候河道污染水體中均帶有大量的氮元素，氮在水中的表現形式通常為有機氮和氨氮，另外兩種亞硝態氮和硝態氮的表現形式在水中存在的較少，可忽略不計，河道中含有氮氣的污水會和植物以及微生物產生部分化學以及生化等反應，進而去除污水中的氮素，從而實現氮素的凈化，測試結果見圖3。

根據測試結果可知，水體自身的去氮效果十分不理想，可將水體的去氮能力視為無，經過五種水生植物進行去氮后發現，五種水生植物單株的水質凈化效果基本相同，將單株與組合水生植物的水質凈化效果進行對比發現，組合水生植物的去氮效果更加理想，其中組合3的凈化效果是最理想的。

2.3磷素的凈化效果以及凈化后水質的pH值

在通常情況下，生態浮床系統均是利用植物吸收、水質沉淀以及根部吸附等方式凈化水體中的磷素，經研究發現，水生植物的自身系統存在可以直接吸收污染水體中的溶解性磷，并將其用于自身纖維組織的合成，其根部吸附的微生物還可以將污染水體中的磷酸鹽轉換成聚磷用以能量儲存。在實驗過程中，因實驗對象的材質為塑料，所以將吸附方法的排磷量排除，實驗的去磷方法基本為水質沉淀以及微生物的分解。實驗分別對五種植物的去磷效果進行真實數據紀錄，并對組合型植物的凈化效果進行記錄，實驗結果如圖4（a）和圖4（b）所示。

根據實驗結果可知，單個植株針對磷的凈化效果最佳的是水葫蘆，將單個植株的凈化磷效果與組合植株進行對比發現，組合植株的任何一種均比單個植株的凈化效果強，說明不同植物配置的凈化水體效果更強。

水質的pH值是說明污染水體凈化效果的明確指標，已知水質的最佳pH在7.35-7.5之間，圖4（c）和圖4（d）是單個植株以及組合植株凈化水體后水體的pH值，單個植株只有水葫蘆在實驗的最后得到了理想的pH值，但五種植株均將水質的pH下降到8以下，而每種組合植株在實驗最后將水質的pH值全部下降到7.5以下，說明組合植株的效果更有效，其中最有效的還是組合3。

3結語

通過實例數據能夠明確生態浮島技術下不同植物景觀配置對河道污染水體的凈化治理量化值。其中水葫蘆是五種凈化水質植物中凈化效果最強的，且對河道污染治理效果十分顯著。據此，生態浮島技術能為水中生物提供良好的生存環境。通過實驗發現，植物景觀的凈化效果與時間成正比，測試的時間越長水體的凈化效果越好。通過比較單株植物凈化與不同植物配置下的水質凈化發現，將不同類別的水生植物種植在一起，并選取不同花期、株高一樣的花色進行混合配置，既可以最大程度的體現出量美以及色彩美，也可以大大加強河道水體的凈化能力，由此體現出生態浮島技術下植物景觀的治理高效性，該治理方法可有效解決河道污染問題，適用于中國國情，滿足新時代社會發展的主要需求。