生态浮岛技术概述及应用前景
- 格式：pdf
- 大小：121.24 KB
- 文档页数：4
收稿日期：2010－06－01；修订日期：2010－07－06
作者简介：童国璋（1965－），男，浙江永康人，学士，研究方向为环境监测和评价。
基金项目：杭州市科技局、浙江省环保局资助课题（编号：20091133B14、200921）。第28卷第4期2010年8月江西科学
JIANGXISCIENCEVol．28No．4Aug．2010
文章编号：1001－3679（2010）04－0470－04
生态浮岛技术概述及应用前景
童国璋1，叶旭红2
（1．浙江省环境监测中心，浙江杭州310012；2．杭州市环境监测中心，浙江杭州310007）
摘要：生态浮岛技术是近年来发展迅速的一种生态污水处理技术。概述了其国内外最新研究进展，对存在问
题进行了分析，展望了发展前景和今后重点，列举了应用实例。
关键词：生态浮岛；概述；应用
中图分类号：X52；Q948．8文献标识码：A
ArtificalEcologicalFloatingFedOverviewsandtheApplicationProspect
TONGGuo-zhang1，YEXu-hong2
（1．ZhejiangEnvironmentalMonitoringCenter，ZhejiangHanzhou310012PRC；
2．HanzhouCityEnvironmentalMonitoringCenter，ZhejiangHanzhou310007PRC）
Abstract：Artificalecologicalfloatingbed，anewkindofecologicalwasterwatertreatmenttechnolo-
gy，hasdevelopedrapidlyinrecentyears．Thispapersummariestheupdateddevelopmentboththea-
broadandthedomestic．Italsoanalyzestheproblems，andgivestheapplicationprospectofartifical
ecologicalfloatingbedinthefuture，andthenprovidessomeanalysis．
Keywords：Artificalecologicalfloatingbed，Overviews，Application．
0前言
我国是个水资源严重缺乏的国家。由于人口
和社会经济的迅速发展，城市化进程的加快等原
因导致我国水环境恶化。有调查表明：全国主要
河流多数断面水质劣于Ⅴ类标准；全国75%湖泊
出现富营养化。治理污染的根本性措施是污染源
的治理，如废水达标排放、控制排污总量、污水截
留等。然而由于难以根除控制的面源污染及内源
污染，即使有效控制污水排放，河道污染、湖泊富
营养化问题仍十分突出。常用的投加药剂杀藻、
疏控底泥、引水冲淤等方式均存在易造成二次污
染、治标不治本、成本高等缺陷。如何强化自然界
自身的自净能力恢复污染水体水质，采取人和自然和谐相处的技术路线显得十分迫切。生态浮岛
由于直接从水体中去除污染物、充分利用水面而
不需占用土地、造价低廉、美化景观等优点，在国
内外研究与应用日益广泛。
1生态浮岛概念与原理
该法属无土栽培技术。即把高等水生植物或
陆生植物，以高分子材料等作为载体，种植到受污
水体中。通过以下途径修复水体环境。
（1）植物根系吸收水体中氮、磷等物质后，可
通过木质化使其成为植物体的组成成分，也可通
过挥发、代谢或矿化作用使其转化为二氧化碳、水
或无毒性作用的中间代谢物；发达的根系释放大
量能降解有机物的分泌物，故加速了水体中有机物的降解。
（2）由于植物能将氧气输送至根系区，植物
根区还原态介质变成了氧化态，根区的环境状况
为好氧、兼性厌氧、厌氧微生物提供了良好的小生
境；浸没水中的这部分茎叶为微生物提供了良好
的固着载体———“生物膜载体”，植物———微生物
在降解水中污染物时产生了协同效应，提高了净
化效率。
（3）部分浮岛植物如风眼莲、水花生、芦苇等
在生长过程中能分泌克化学物质［1］，加之浮岛本
身能阻挡直接照射到水面上的太阳光，降低了藻
类光合作用所需的光照强度，有效抑制藻类生长
繁殖，具有防止和缓解水体富营养化功能。
（4）某些水生植物对污染物具有较高抗性，
能富集水体中某些有机物和重金属离子，所以生
态浮岛还可用于净化某些特殊污染水体。如风眼
莲由于线粒体中含有多酚氧化酶，此酶可对外源
苯酚进行羟化及氧化作用而解除酚对植物体的毒
害作用；此外，风眼莲还能富集铬、镉、铅、汞、砷、
铜、镍等多种重金属。
此外，生态浮岛为水生动物和鸟类、昆虫提供
了良好的栖息地，提高生物多样性，有利于生态恢
复和景观改善。
2生态浮岛结构和特点
生态浮岛是人工浮体。载体大多为白色塑料
泡沫、海绵和椰丝纤维，在其上钻出若干小空（根
据材料性质决定是否所需），将耐污、观赏性强、
或具一定经济价值的水生植物种到里面，泡沫板
用铁丝或竹片连接，固定在水中已打好的桩子上，
浮岛可以拉动，有利于收割、栽培。
植物选取以“湿生”为基本原则，优先考虑生
长快、分株多、生物量大、根系发达、观赏性好、抗
逆能力强、有一定经济价值的品种。我国江南地
区的空心菜、水芹菜、水葫芦、水龙、美人蕉、水竹、
黑麦草、香根草等均是较理想的品种。
生态浮岛具有无环境风险和二次污染、造价
低、无需站地等优点。除净化水体外，如种植水生
蔬菜可创造一定的经济价值，采用不同花期的花
卉组合可产生很好的景观美化效果。
3生态浮岛国内外研究应用现状
生态浮岛也称为漂浮湿地、浮床植物技术等，
最早研究该技术的是美国生态学家gurney，之后trivedy（1978）、sasser（1995）、haller（1996）等学者
也对此开展了相关研究［2，3］。在德国、美国德裔
植物学家svenhoeger于1988年发表论文概括了
生态浮岛六大功能，日本也一直重视此技术并加
以应用。
国内许多学者开展了用生态浮岛技术修复城
市河道、湖泊、养殖水体的研究。有学者于1991
年即开展了用生态浮岛治理城区污染河道实
验［4］；王耘［5］等采用该技术对上海城区中小河道
黑臭水体修复，结果发现其去除率达总去污率
70%左右；邴旭文［6］等用美人蕉做水产养殖场水
质净化实验，发现浮岛设置面积为20%时，对
TN、TP、COD及叶绿素A的净化率分别达72%、
82%、31%和56%。1998年开展的生态浮岛对无
锡市五里湖修复工作，发现对水体N、P去除效率
很高；2002年北京市用该技术治理什刹湖、永定
河等污染水体，效果较好［5］。
我国85%湖泊出现不同程度的富营养化，从
环境角度看是一种灾害，但从资源角度看却是一
种不可多得的农业资源。可利用生态浮岛技术实
现农业和环保双赢。李兆华等（2007）利用生态
浮岛技术，在我国沙湖进行了湖泊循环农业的实
验。将30种陆生和湿生植物通过“水上花园”、
“水上菜园”、“水上草园”、“水上稻田”等农业形
式转移到水面栽培，结果发现：27种植物生长良
好，植物产量高于陆地，且重金属和亚硝酸盐含量
远低于国家食品安全标准，可作为绿色食品或安
全饲料进入市场。
将生态浮岛和其它生物修复技术结合可有效
治理恢复严重污染的农村生活污水、湖泊、城市河
道。张增胜等采用生物净化槽———强化生态浮岛
处理崇明岛农村生活污水，前者可有效降解有机
物，后者进一步去除氮、磷。运行稳定后，该组合
工艺平均出水化学需氧量＜45mg/L，氨氮＜5．0
mg/L，总磷＜0．75mg/L，SS＜20mg/L，其去除率
分别为80．3%、83．1%、79．4%、88．1%。陈鸿［8］
等用生物激活技术、生态浮岛、磁化抑藻曝气技术
集成的多自然生态技术对江苏省太仓市樊瀽河进
行生态修复现场实验，发现对有点源污染的感潮
河道有较好的净化效果。氨氮、总磷、化学耗氧量
（Cr）、叶绿素a去除率分别为61．8%、50．4%、
31．3%、75．2%。系统发挥了各技术间协同作用，
明显改善并巩固修复效果，极大提高水体透明度。
利用生态浮岛、入湖河蕖污染开展等湖泊生态修·174·第4期童国璋等：生态浮岛技术概述及应用前景复集成技术修复滇池草海东风坝及老干鱼塘水
域，结果发现：水体透明度增幅约为65～70%，总
氮、总磷去除率约30%，恢复水生植物20余种，
生物多样性明显提高［9］。
4生态浮岛存在问题、应用前景和研
究重点
生态浮岛在应用时应注意浮体材料因浸泡时
间太长发生腐烂而产生二次污染；某些植物如水
花生、水葫芦等外来种虽然对水质有较高的净化
效率，但极可能对当地农、渔业、生物多样性造成
危害，最好选择本地种［10］。
生态浮岛因具有如上所述的众多优点，在某
些水域将率先得到更广泛应用。
4．1富营养化水体
城市内河因水体流速慢、停留时间长、受区域
城市污染物影响易引起富营养化。以前常用的底
泥疏浚等方法存在周期长、耗资大等问题，而生态
浮岛技术具有施工简单、工期短、对周围环境影响
小，运行成本低（工艺成本可减少50%以上），为
净化城市河道提供了一条有效途径。可广泛用于
富营养化湖泊。种植的经济植物（蔬菜、粮食、花
卉）可以营销市场以获得经济效益。如大面积建
设生态浮岛其收获植物还可通过沼气池加以利
用。
4．2城市污水处理厂出水
随着社会不断发展，水资源日益缺乏，水资源
再生显得十分迫切。城市污水处理厂出水与景观
用水水质要求有一定差距。利用生态浮岛对污水
处理厂出水加以净化使之达到景观用水标准。
4．3园林水体
国内外对城市生态建设日益重视，而城市土
地紧张稀缺，生态浮岛因设置在水面而能有效节
约土地资源，所以在园林水体建造人工浮岛即相
当于在水面上建造绿地这对提高城市绿化面积、
改善城市生态环境具有重要作用。种植的花卉在
水中的美丽倒影会成为叹为观止的景观亮点。
针对存在问题，为进一步发挥生态浮岛的效
益和应用范围，有关学者应加强以下几方面研究：
（1）筛选培育生物量大，对污染物富集能力
强的超富集植物是扩大生态浮岛工程应用的首要
任务。但超富集植物一般生长比较缓慢、生态竞
争力不强、多为野生型稀有植物，对气候要求较为
严格，引种受到限制。（2）深入系统研究植物群落的生态及植物个
体生理学特性，对本地常见的水生（湿生）种质资
源收集后开展养分吸收动力性研究，按植物对养
分需求进行分类和搭配；探究根系分泌物在微生
物群落中所发挥的作用；植物根系和根际微生物
的相互作用机理和效应。
（3）对被吸入植物体内的有毒有害物质的存
在位置和方式需加以研究。防止其对人类构成潜
在风险。如有必要进一步开展二次污染处置研
究。
（4）开发新型生态浮岛材料。所研载体应轻
质可漂浮于水面、生物亲和力高而利于微生物生
长挂膜、环境友好而不产生二次污染、化学性质稳
定可长期使用、易安装等特点。赵广胜［11］等研发
的“齿合插接型”水生植物景观浮岛基本具备上
述特点，但仍需不断加以完善。
参考文献：
［1］李锋民，胡洪营．芦苇抑藻化感物质的分离及其抑
制蛋白核小球藻效果研究［J］．环境科学，2004，25
（5）：89－92．
［2］CraigTM，RandallKS，CharlesEC．Physicaland
vegetativecharacteristicsofFloatingInslands［J］．
Aquat．PlantManage，2001（39）：107－111．
［3］HallerWT．EvaluationoftheKeplpin800aquatic
