基于生態浮床技術的廣東省內河污染治理與水質改善研究

摘要：針對廣東省內河污染問題，提出以生態浮床技術為主要治理手段，恢復水體生態環境。探討生態浮床技術的原理和優勢，分析廣東省內河的污染現狀，研究生態浮床技術的具體應用方式。選取廣州市北部某內河作為研究案例，詳細設計并構建了生態浮床系統。運行與維護結果表明，該技術能有效減少水體污染物，提高水體自凈能力，具有實踐推廣價值。

關鍵詞：生態浮床技術；內河污染治理；水質改善

中圖分類號：X52 文獻標識碼：A 文章編號：1008-9500（2024）11-0261-03

Research on Quality Improvement of Inland Rivers in Guangdong Province Based on Ecological Floating Bed Technology

ZENG Meijuan

（Qingyuan Qinghuan Testing Technology Co.， Ltd.， Qingyuan 511500， China）

Abstract： In response to the pollution problem of inland rivers in Guangdong Province， ecological floating bed technology is proposed as the main treatment method to restore the ecological environment of water bodies. The paper explores the principles and advantages of ecological floating bed technology， analyzes the current pollution status of rivers in Guangdong Province， and investigates specific application methods for this technology. A river in the northern part of Guangzhou city was selected as a case study， where an ecological floating bed system was designed and constructed. The operation and maintenance were carried out， and the results indicate that this technology can effectively reduce water pollutants and enhance the self-purification capacity of water bodies， demonstrating practical value for promotion.

Keywords： ecological floating bed technology; inland river pollution control; water quality improvement

近年來，廣東省內河水污染問題日益嚴重，污染物的長期累積、工農業排放和城市生活廢水的影響使得水體富營養化和生態系統失衡問題頻發。傳統的治理手段，如物理攔截和化學處理，往往效果短暫，可能引發二次污染。生態浮床技術作為一種低成本的生物修復手段，以其優越的生態友好性和長期穩定的凈化效果受到廣泛關注。研究廣東省內河流域基于生態浮床技術的污染治理與水質改善，具有重要的實踐和理論意義。生態浮床不僅能夠恢復水體自凈功能，還可以促進水生生物多樣性恢復，有助于構建穩定、可持續的水生態系統。該技術提供經濟可行的水質改善方案，為解決廣東省內河污染問題提供新思路，也為修復我國其他地區的水生態提供寶貴參考[1]。

1 生態浮床技術的原理

生態浮床技術利用水生植物、基質和微生物的共同作用，構建浮動生態系統，通過自凈功能改善水體質量。其構成包括3個關鍵部分：一是支撐植物生長的浮床載體，通常由可漂浮的輕質材料制成；二是種植在浮床上的耐污染植物，這些植物通過根系吸收水中的營養物質，同時為微生物提供附著表面；三是附著在植物根系和基質上的微生物群落，通過生物代謝作用將污染物分解為無害物質。在浮床工作過程中，植物根系深入水體，吸附和截留懸浮物，同時通過光合作用吸收二氧化碳，促進水體的氧化還原反應[2]。

2 生態浮床技術的優點

生態浮床作為一種生態友好的水體修復手段，能夠有效減少或避免化學藥劑的使用，通過植物、微生物等自然生物的協同作用，實現對污染物的吸附、轉化和降解。該過程不僅不會對水體造成二次污染，還有利于恢復水生生物多樣性，重建水域的生態平衡。生態浮床可以持續發揮凈化功能，植物通過光合作用和物質循環不斷從水體中吸收養分，為微生物提供穩定的生境，使得水質凈化過程更加長效且穩定。生態浮床技術的構建和維護成本較低，適合大規模水體的長期治理。與傳統的機械或化學處理手段相比，生態浮床的材料和植物種植成本較低，不需要復雜的設備或頻繁的人力操作，維護簡便。

3 廣東省內河污染現狀

3.1 工業廢水和生活污水的高強度排放

廣東省的工業發達，工業廢水排放問題尤為突出。工業園區和制造業聚集區會排放大量廢水，其中含有大量的重金屬和有機污染物，導致水質惡化。同時，廣東省的城市化進程加快，生活污水的排放量不斷增加，嚴重影響水質。

3.2 農業面源污染加劇水體富營養化

農業面源污染是廣東省內河污染的另一大重要因素。廣東地區的農業生產高度依賴化肥、農藥等化學品，規?；氖褂煤凸芾韺е逻@些化學物質通過雨水徑流進入河流，進一步加劇內河的富營養化問題。尤其在珠江三角洲地區，養殖業產生的廢水含有大量的氮、磷等元素，這些元素進入水體后，會促進藻類及其他水生植物過度生長，導致水質惡化，形成水華現象。

3.3 區域差異與治理難題

廣東省內河污染存在較大的區域差異，在城市化、工業化高度集中的珠江三角洲地區，水質問題尤其嚴峻，部分河流甚至達到劣Ⅴ類標準，生態功能喪失，水體生態系統嚴重退化。內河水污染長期存在，十分復雜，難以治理，污染源分散，污染物種類多樣。

4 生態浮床技術在廣東省內河治理中的應用

4.1 水質凈化與污染物去除

針對工業廢水和生活污水的高強度排放問題，在水體表面建立人工浮床，利用植物的根系吸附水中的污染物質。植物根系可以有效吸附水中的氮、磷等營養物質，減少水體的富營養化現象，抑制藻類過度生長。同時，根系為微生物提供了附著面，微生物在根系上附著生長，能夠降解有機物質和一些有毒污染物。該過程有效提升了水體的自凈能力，改善了內河水質，特別是對總氮、總磷的削減效果明顯。

4.2 生態系統恢復與生物多樣性提升

針對農業面源污染導致的水體富營養化問題，生態浮床不僅具有水質凈化功能，還能夠幫助恢復受損的水生態系統。浮床上的植物通過光合作用為水體增加溶解氧，有助于恢復水體的氧氣平衡，為水生生物創造良好的棲息環境，能夠重建水體中的食物鏈，恢復河流生態平衡。浮床植物和根系也為水生生物提供了棲息和繁殖的場所，促進水生生物的多樣性提升。浮床技術結合人工魚礁的設計，可以為魚類和無脊椎動物提供庇護，進一步提升水域的生態功能。

4.3 景觀美化與生態旅游發展

針對區域差異與治理難題，生態浮床技術的應用不僅在水質治理和生態修復上有突出表現，還兼具景觀美化功能。在內河水體上布置生態浮床可以通過種植美觀的水生植物，形成具有觀賞價值的水景，提升區域的生態景觀效果。尤其是在城市內河或公園水體中，生態浮床可以與城市景觀和旅游業結合，提升區域的環境質量和吸引力，推動生態旅游的發展，帶來良好的社會效益和經濟效益。

5 案例分析

廣州市北部的某條內河支流長期面臨嚴重的水污染，污染源主要有周邊的生活污水、農業面源污染和工業廢水。水質常年處于劣Ⅴ類，水體呈黑臭現象，藻類大量繁殖，生態系統功能幾乎喪失。相關部門在2022年啟動基于生態浮床技術的綜合治理項目。

5.1 生態浮床設計

5.1.1 浮床材料選擇

生態浮床的材料選擇重點考慮環保性、耐久性和耐候性。選用高密度聚乙烯作為浮床的基礎材料，這種材料具有優異的抗腐蝕性、抗紫外線老化性和耐久性，能夠在高溫高濕的南方氣候條件下保持結構穩定。浮床框架采用不銹鋼和竹木材質組合，不銹鋼具有較強的抗銹蝕能力，竹木則具有良好的環保性和生物降解性，能夠減少對環境的二次污染。

5.1.2 植物種類選擇

為確保水質凈化效果，選擇適應華南地區氣候的多種水生植物進行種植。選擇的植物包括水蔥、菖蒲、鳶尾、狐尾藻及茭白等。水蔥和菖蒲具有強大的吸收氮、磷能力，已廣泛應用于富營養化水體的治理。鳶尾和狐尾藻具有吸收重金屬和提供良好水下遮蔽環境的功能，能夠有效改善水體透明度和生物多樣性。茭白是一種多年生植物，能為整個浮床系統提供豐富的立體層次。不同植物的組合不僅提高了浮床的多功能性，還增強了其在不同污染條件下的適應能力。

5.2 生態浮床構建

5.2.1 植物栽植

將水生植物通過固定網格均勻栽植，每平方米種植密度控制在10～15株，保證植物根系有足夠的生長空間和營養吸收能力。栽植時需考慮植物的生長特性和競爭關系，以優化整體浮床的凈化效果。

5.2.2 浮床安裝

將栽植好的浮床漂浮裝置安裝在內河的水面上，形成連續的植物浮床帶，浮床面積約為800 m2。浮床與河岸保持一定距離，以確保水體的流動性和凈化效果。浮床的布局設計充分考慮河流的流動性和水體的自凈能力，確保浮床凈化效率的最大化。

5.3 生態浮床的運行與維護

5.3.1 浮床的安裝與固定

安裝時，通過錨鏈和河岸固定柱將浮床穩固在水面，避免因水流、風力等外部環境因素造成浮床漂移。錨鏈材料選用高強度的防銹鋼鏈，根據河流深度和水流速度進行調整，浮床布局充分考慮水體流動性和凈化效率。浮床安裝在污染最嚴重的區域，與水流方向保持一致，便于水流帶動污染物通過浮床。

5.3.2 運行期間的監測與維護

項目運行期間，定期對浮床進行水質監測，包括氮含量、磷含量、溶解氧濃度、pH值及透明度等指標。監測頻率為每月一次。浮床上的植物需要每季度修剪一次，修剪時需注意保留植物的健康部分，促進其再生長。同時，水生植物根系會逐漸積累泥沙和有機物，需定期清理浮床下的沉積物。清理頻率為每半年一次，以防止沉積物過多影響浮床的漂浮性和凈化效果。

5.4 常見問題及解決方案

5.4.1 植物過度生長問題

隨著水質的改善，浮床植物可能生長過快，導致光照不均和浮床內局部區域的水流減緩，影響整體水質凈化效果。解決方案是科學修剪植物，保持合理密度，通過水動力模型優化浮床布置，增加開口區域，確保水流能夠更加順暢地通過浮床。利用現代傳感器技術和智能監控系統實時監測植物生長情況和水體流動性，防止植物過度生長，確保浮床系統穩定運行。

5.4.2 浮床的破損和穩定性問題

廣州市有時會出現強風或暴雨等極端天氣，浮床可能發生部分破損或漂移，影響其正常運行和水質凈化效果。應加強錨固系統，采用高強度防銹鋼鏈或高性能合成纖維繩索，提高浮床的抗風浪能力。同時，選用高密度、高浮力材料，提高浮床的穩定性。

5.5 效果分析

通過水質監測，記錄了項目實施前后主要指標的變化，如表1所示。經過治理，總氮、總磷等關鍵污染物的濃度顯著降低，水體溶解氧含量大幅提升，透明度也有明顯改善，水生生物多樣性恢復明顯。

6 結論

廣東內河水體治理實踐表明，生態浮床技術不僅能快速改善受污染水體的水質，還能實現水生態系統的長期修復，為解決水體富營養化問題提供技術手段。未來，隨著技術的進一步創新優化，植物選擇與浮床結構設計會更加智能化，生態浮床將具備更強的適應性，能夠應對復雜水體環境中的不同污染。將該技術與人工濕地等其他生態治理手段結合使用，有望形成多層次、綜合化的水體治理系統，提升治理效率。隨著社會各界對生態修復的重視程度不斷提高，該技術在各種流域治理將發揮更大的作用，促進水資源實現可持續利用。

參考文獻

1 郭 超，尹 寧.生物生態綜合技術在河道治理中的應用[J].水利技術監督，2023（7）：264-267.

2 廉 雨，李大鵬，吳益義.生態修復技術在景觀湖治理中的應用[J].水科學與工程技術，2023（4）：34-37.