黑臭流域实践：河湖生态治理之生态浮岛

查看全部 · 发表于 2021-4-7 07:58:39

近年来，由于富营养化问题带来的河湖污染成为当前的重大环境问题之一，主要表现在河流及湖泊中的营养物质氮、磷等浓度超过其自净能力，进而引起藻类过量生长、繁殖，甚至发生水华。富营养化会造成水体透明度和溶解氧变化，造成河湖泊水质恶化，进而导致河湖生态系统和水功能受到阻碍和破坏。传统的物理、化学、生化方法处理河湖污染水体时存在投资巨大，操作困难，处理效率低，易产生二次污染等问题，而利用植物治理水体外源污染一直是国内外的研究的热点，生态浮岛技术即为此类研究的热点之一。

1.生态浮岛技术及其原理

生态浮岛技术是按照自然界的自身规律，将挺水植物利用载体栽培在自然水域的水面，不需要泥土的营养，利用植物根系在水中吸收、吸附富营养盐物质以及通过微生物对富营养盐物质的降解等作用，去除水体中的TN、TP等污染物质，达到水质净化、营造景观效果甚至收获产量的目的。

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生态浮岛技术原理

2.生态浮岛种类及结构组成

按浮岛植物与水体直接接触与否，浮岛总体上可分为干式和湿式两种，植物和水接触的为湿式，不接触的为干式。

浮岛种类	构建方式	栽培载体
干式浮岛	一体式	培养基容器加混凝土载体
干式浮岛	组合式	浮筒和培养基容器加混凝土载体
湿式浮岛	无框架式 / o! b; X- ~' I' ^/ h	椰子纤维编织网
		植物根茎牵连
		合成纤维及合成树脂
	有框架式	聚苯乙烯泡沫板或塑料加 PVC 管框架
	有框架式	竹木加 PVC 管框架

干式浮岛由于植物直接与土壤接触，净水功能较差，湿式浮岛中的无框架式浮岛使用寿命较短，因此，有框架湿式浮岛是目前生态浮岛技术中使用最多的浮岛。

生态浮岛的结构主要由浮岛植物、浮岛载体和水下固定设施组成。浮岛载体主要包括塑料、泡沫、竹子和纤维等。目前生态浮岛选用的植物主要有香蒲、千屈菜、芦苇、美人蕉、水芹菜、香根草、牛筋草、荷花、多花黑麦草、灯心草、水竹草、空心菜、旱伞草、水龙、菖蒲、海芋、凤眼莲、茭白等。水下固定既要保证浮岛不被风浪带走，还要保证在水位剧烈变动的情况下，能够缓冲浮岛和浮岛之间的相互碰撞，常用的固定设施有重量式、船锚式、桩基式等。另外一般还会在浮岛本体和水下固定端之间设置一个小型的浮子。

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生态浮岛的固定方式

3.植物的选择

植物选择是生态浮岛非常重要的部分，设计时应从多方面进行权衡。

（1）地域性的影响

由于植物具有较强的地域性，因此在植物的选择上尤其应注重选用乡土水生植物，或是水陆两栖植物。在北方地区，可以选择芦苇、千屈菜等；在南方地区，可以种植菖蒲、水芹菜、旱伞草等。同时，尽量使用多年生草本植物，以降低后期维护成本。对外来植物品种应进行适当的控制，水葫芦植物在净化水质及其植物景观方面效果都较为明显。但是，由于其极易蔓延，且不易控制，因此应对此种植物进行合理控制，并及时处理。

（2）植物修复效果的影响

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生态浮岛常用植物

氮磷去除能力较强的13种挺水植物：美人蕉、泽苔、香蒲、旱伞草、姜花、红莲子草、细叶莎草、欧慈姑、野芋、紫芋、千屈菜、泽泻、菖蒲。铵氮去除能力较强的是槐叶萍，浮萍。

高浓度N03-污染的水体中，欧慈姑、香蒲、红莲子草、旱伞草适宜作为生态浮岛的植物；低浓度N03-养分条件的水体中，千屈菜、泽泻适宜作为生态浮岛的植物；野芋、细叶莎草、葛蒲、紫芋则能应用于较广范围的N03-浓度条件水体中的生态浮岛中。

高浓度H2P04-的水体中，红莲子草、欧慈菇、细叶莎草、紫芋适宜作为生态浮岛的植物；低浓度H2P04-的水体中，适宜用泽苔、野芋、美人蕉、葛蒲作为生态浮岛的植物；千屈菜、香蒲可以应用于较广范围的H2P04-浓度条件的水体中。

高水平NH4+养分条件的水体中，红莲子草、紫芋、旱伞草、细叶莎草适宜作为生态浮岛的植物；低水平NH4+养分条件的水体中，曹蒲、野芋适宜作为生态浮岛的植物；千屈菜、香蒲、泽苔、泽泻、姜花能适应广范围的NH4+养分条件的水体。