生态浮床技术研究与应用新进展

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1、生态浮床技术研究与应用新进展摘要：近年来，随着工农业的发展，大量未经处理的工业废水和生活污水被直接排入河流，致使河流的富营养化问题异常严重。生态浮床技术以其治理富营养化水体的独特优点，既美化保护生态环境，又带来了一定的社会效益，且成本低，是一种极具发展潜力的技术。本文对生态浮床技术的工作原理、分类、特点等进行了介绍，阐述了它的研究进展，列举了国内外的一些应用实例，并结合应用中存在的问题，对其发展前景进行了展望。关键词：生态浮床；原理；应用实例；问题与展望随着社会经济的快速发展，人类对水环境的破坏日益严重，全球出现水资源短缺的现象，如何有效利用水资源及将污废水处理回用已经成为摆在人

2、们面前的头等大事。传统的物理、化学方法虽然理论基础比较扎实，但是在实际应用中出现了不少的问题，如投资大、难操作、产生二次污染等。为了解决这些问题，人们将目光转向了利用高等植物净化污水。生态浮床技术作为其中一种生物处理技术，已经被越来越多地用于治理富营养化水体。该技术是由3项国家发明专利组成，拥有自主知识产权的水环境治理与生态修复兼顾的实用技术（陈荷生等，2005）。1生态浮床技术简介1.1生态浮床技术的原理生态浮床，又称为人工生物浮床、无土栽培浮床、生物浮岛等。生态浮床技术是按照自然规律，运用无土栽培技术原理，以高分子材料为载体和基质，采用现代农艺与生态工程措施综合集成的水面无土

3、种植植物技术。通过水生植物根系的截留、吸附、吸收和水生动物的摄食以及微生物的降解作用，达到水质净化的目的（胥丁文等，2010），是一种行之有效的原位生态修复技术。用该技术可将原来只能在陆地种植的草本陆生植物种植到自然水域水面，并能取得与陆地种植相仿甚至更高的收获量与景观效果（陈荷生等，2005）。截至目前，生态浮床技术已在世界范围内成为一项重要的水质修复技术，并已成功地应用在许多湖泊、河流的生态修复、生态整治工程中。该技术的关键是通过植物吸收、富集、吸附、分解代谢等途径来实现净化水质的目的。具体作用机理如下（图1）。图1　生态浮床净化机理图（孙远奎等，2009）（1）对氮磷等污染

4、物质的吸收富集作用。水生植物能吸收水体中的营养物质来满足植物体本身的生长发育需要，其吸收同化速率与植物的生长速度、水体营养物的质量浓度呈正相关（LJFox等，2008）。另外，氮磷元素能被植物根系上附着的微生物矿化，从而更有利于植物吸收。（2）对污染物的吸附、降解作用。水生植物发达的根系与水体接触面积大，可以形成密集的过滤层，当水流通过时，可以截留水体中的污染物质，13并在其表面进行离子交换、整合、吸附、过滤等反应。植物根系还能分泌大量的酶，从而加速水体中大分子污染物质的分解（吴建强等，2007）。（3）微生态系统的作用。水生植物发达的根系为微生物的生存提供了必要的场所，微生物吸

5、附降解水中的有机污染物，种群数量不断扩大，形成一层生物膜，这个生化反应活跃的地带，被称为“根际区”（UStottmeister等，2003）。植物光合作用产生的氧气可通过根系向水体中释放，从而在根际区附近形成许多缺氧和好氧小区，为好氧、兼性厌氧和厌氧微生物的生存提供了适宜的环境，有利于硝化反硝化反应的进行和磷的同化吸收。同时，由于植物根系对介质的穿透作用，使介质中形成了许多微小的气室或间隙，减小了介质的封闭型，增强了介质的疏松度，从而使介质的水力传输得到加强和维持（ChangHuiqing等，2006），有利于生化反应的进行。（4）抑藻作用。高等水生植物在和藻类竞争吸收水体中的氮

6、磷营养物质时处于优势地位，从而使其因缺少营养而死亡；同时有些植物根系还能分泌抑藻物质，破坏藻类正常的生理代谢，迫使藻类死亡（李梅等，2010）。1.2生态浮床的结构与分类生态浮床是一种像筏子一样的人工浮体，浮床的载体大多采用白色塑料泡沫。在泡沫上钻出若干小孔后，利用无土栽培技术将一些耐污并具有观赏效果的水生植物（如美人蕉、旱伞草等）种到里面，再将泡沫板用铁丝、竹片连接起来，固定在水中早已打好的桩子上。浮床可以像船一样从深水区拉到浅水区，收割、栽种都很方便（白雪梅等，2008）。生态浮床从构造方面来说，可以分为湿式与干式两种（卢进登等，2005）。植物和水体接触的为湿式，不接触的为

7、干式。13湿式浮床可再分为有框和无框两种，因此在构造上浮床主要分为干式浮床、有框湿式浮床、无框湿式浮床三类（曹勇等，2009）。湿式有框浮床一般用PVC管等作为框架，用聚苯乙烯板等材料作为植物种植的床体。湿式无框浮床用椰子纤维缝合作为床体，不单独加框。因为没有框，因此无框型浮岛在景观上则显得更为自然，但是在强度及使用时间上比有框式较差。干式生态浮床的植物与水体不直接接触，因此水质净化的功能相对较差。从水质净化的角度来看，湿式有框式是比较适合的，也是目前广泛应用的。以日本的生态浮床