罗鑫 冯智 雷康 潘俊 吴中奎
武汉航发瑞华生态科技有限公司 湖北武汉 430000
摘要:富营养化是当前湖泊普遍存在的问题,生态生态浮岛作为新的水质净化载体,在水体生态修复中有着很多优点和非常广泛的应用和开发前景。
关键词:人工浮岛;生态修复
人工浮岛也叫生态浮床或生态浮岛,是一种在轻质漂浮材料上种植高等水生植物或喜水性陆生植物,为多种生物提供生境的飘浮结构,主要由浮岛种植基质、植物和固定系统组成,人工浮岛单元易于调整空间配置形式,固定方式多样,近些年在水体生态修复中应用较广。人工浮岛可用于[1]:(1)具有大水位波动及陡岸深水环境的水域;(2)具有猛浪、高浊度和富营养化状况的湖区;(3)有景观功能需求的池塘和湿地水域等水体的生态修复。
人工浮岛的水质净化主要是针对微污染的水域,通过浮岛上的植物和植物根系所形成的生物膜吸收水体中的N、P等有机物,降低水体中氮、磷的含量,并利于植物。微生物对各种有机物质进行降解,达到生态修复目的,人工浮岛是防止健康水生态系统在高环境灾变下退化的有力支撑子系统[2]。人工浮岛植物生长在水面上,克服了水体低透明度、水深及风浪的不利影响,是水生态系统构建的一种补充技术,且人工浮岛的构建和维护均比较方便,景观效果好,一般配合其他的技术来予以集成提高湖泊生态修复的效果[3]。
在我国,人工浮岛大量应用于水体的生态修复,云南滇池草海生态修复、湖北省梁子湖、太湖五里湖工程[1]、武汉东湖、安徽巢湖、北京什刹海等等工程均有应用。随着人工浮岛技术的推广和研究的深入,为了更好的发挥作用,通过与生物膜、曝气、填料等其他技术的集成,人工浮岛在发展中也出现了诸多的变形[4],发展出组合式的人工浮岛、微动力的生态浮岛、立体生态平台等多种形式,应用于多种不同的需求的场合。表1是对目前常见的各种浮岛的结构、成本、材质、施工难度做的一个对比。
但是人工浮岛在设计和应用中还是有以下几个方面需要重点考虑[1,5,6]:
(1)浮岛的稳定性
浮岛载体必须具备一定的强度,在开阔水域的浮岛需具备一定的抗风浪能力。
(2)浮岛材质的耐久性和环保性
人工浮岛的框架一般由木材、竹材、塑料管或废旧轮胎等加工而成,浮岛长期在水体中浸泡,浮床材料选择须充分考虑浮床的耐久性、经济性、环境敏感性、浮力等问题,浮床制作要兼顾稳定性、灵活性等问题。
(3)植物的选择
生物浮岛技术之所以能进行水体修复,浮岛上的植物起着决定性的作用,人工浮岛的植物选取的范围较大,既可以选水生植物也可以选取陆生植物,但植物的选择要满足环境适应性兼顾生物量大,使之可以最大限度地吸取水中营养物,使水体得到改善[41],同时也要考虑景观协调性,能在水面能形成优美的景观。
(4)经济性
在人工浮岛使用前,要进行费用效益评价,选择合适的人工浮岛,挑选适宜的植物和环保材料,在保证效果的同时尽量减少工程费用。
(5)后期运行维护
人工浮岛漂浮在水面上,在维护上较难推行简单机械化操作。日常的植物收割、浮岛维护等操作大多采用人工完成,浮岛单元应易于构建、连接、移动和维护,并能对收割下来的植物残体做合适的利用。
结论
人工生态浮岛具有结构简单、操作方便、景观效果好、见效快的特点,在水生态修复中具备显著的优势,但是人工浮岛的稳定性、材料的经济环保、植物的选取以及后期浮岛的运营维护都是目前重点关注和需要完善的问题。
参考文献
[1] 李英杰,金相灿,年跃刚,胡杜荣,胡小贞. 人工浮岛技术及其应用[J]. 水处理技术, 2007, 33(10): 49-51.
[2] 濮培民, 李裕红, 张晋芳, 等. 用生态修复调控浮游植物种群局部控制富营养化——以贵州红枫湖水质生态修复工程为例[J]. 2012, 24(4): 503-512.
[3] 张萌,方红亚,倪乐意. 我国浅水湖泊富营养化治理的可用水生植物修复技术[J]. 安徽农业科学, 2011, 39(8): 4649-4652
[4] 张莹琦,贺菊花,陈刚. 生态浮岛技术用于河湖污染修复进展研究[J]. 环境科学与管理, 2015, 40(6): 138-142.
[5] 唐林森,陈进,黄茁. 人工生物浮岛在富营养化水体治理中的应用[J]. 长江科学院院报, 2008, 25(1): 21-24.
[6] 黄薇、张劲、桑连海. 生物浮岛技术的研发历程及在水体生态修复中的应用[J]. 长江科学院院报, 2011, 28(10): 37-42.