植物生态浮床的制备及其对富营养化水体的净化

Posted 2023-01-13 水体

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摘要：针对福州市闽侯县旗山大学城景观湖某富营养化实验水区，制备了一种应用型植物生态浮床。原位修复结果表明，负载美人蕉（Canna coccinea Mill）的生态浮床对浮床周围的小生境有一定的修复效果；对美人蕉根际圈的微生物数量跟踪显示，在60 d内，微生物数量增加了2个数量级，微生物种类无明显变化，但不同植株根际圈的微生物种类存在一定差异。

水体富营养化是当前水体污染的主要问题之一。治理富营养化水体的传统方法包括物理修复技术和化学修复技术，如挖掘、曝气、化学药剂杀藻等。但这些方法成本高，且容易产生二次污染。近些年来，生物修复技术被广泛应用于富营养化水体的治理中，国内外已有利用植物生态浮床或植物-微生物联合修复技术治理水体富营养化的成功报道。

对应于原位修复与异位修复，当前的生态浮床也有两类，但以后者居多。针对异位修复技术，Hu等在实验池内开展了生态污泥浮床（ecological sludge floating-bed，ESFB）负载植物对TN和TP浓度分别为4.55mg/L和0.38mg/L的水体的净化研究，其去除率都在40%以下。而Cui等以美人蕉为研究对象，制备的垂直型生态浮岛可种植面积有限，且对TN的去除效果只有10%，仅为TP的1/6。

此外，有研究表明，由植物、松屑和鹅卵石等组成的异位生态浮床修复系统中，植物对水体的净化所起的作用不是主要的。显然，无论是针对去除效果还是操作方面，富营养化水体的生态浮床异位修复都不理想。相对而言，对污染区进行原位修复能够降低成本，简化操作程序，提高修复效率。

如胡绵好等、Zhu等和Li等的研究表明，生态浮床对TN、TP的去除效果都达到了60%以上，且初步确定了微生物负载生态浮床在富营养化水体修复中的可行性。在对浙江嘉兴富营养化河流的治理过程中，Zhao等发现，虽然生态浮床对TN、TP效果低于50%，但对大面积污染水体的修复为未来的修复理念提供了方向，且浮床可以美化城区河流的景观。然而，原位生态浮床的制备材料多以PVC管、绳索等为主，材料的老化会缩短浮床的使用寿命，从而增加修复成本。

为提高生态浮床对富营养化水体的净化效果，降低浮床的制备成本，延长浮床的使用寿命，生态浮床的制备与应用研究仍有很大的发展空间。此外，也可相应地开展对生态浮床系统中植物-微生物之间的互作关系的考察。

针对福州市闽侯县旗山大学城某景观湖水系的特殊环境，本实验选用来源丰富、价格低廉的材料，设计了一种适用性较强、使用周期较长的应用型生态浮床，初步探讨了植物浮床系统对富营养化水体的净化效果；同时，测定了植物根际圈微生物在实验前后的数量与种类变化，为后期实施污染区修复提供参考。。

1研究区域

福建省闽侯县溪源溪坐标为东经119°08,，北纬26°15,，景观湖位于溪源溪东面，用水取自溪源溪。景观湖平均水深1m，总容水量约48000m3。植物生态浮床修复实验点选择其中面积约150m2，水深约0.5～1.2m的月牙形小湖。

2材料和方法

2.1材料

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