植物浮床對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化水體的修復(fù)工藝研究

植物浮床對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化水體的修復(fù)工藝研究植物浮床對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化水體的修復(fù)工藝研究

摘要：隨著人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，水體污染現(xiàn)象日益加重，其中富營(yíng)養(yǎng)化是目前最為嚴(yán)重的水體污染類型之一。植物浮床是一種新型的水生態(tài)修復(fù)技術(shù)，通過(guò)將適宜生長(zhǎng)的水生植物栽種在人工浮床上，利用其吸收水中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，降低水體中的營(yíng)養(yǎng)鹽濃度，提高水環(huán)境質(zhì)量。本文從植物浮床的工藝原理、適用條件、設(shè)計(jì)和建造等方面對(duì)其應(yīng)用于富營(yíng)養(yǎng)化水體修復(fù)進(jìn)行了詳細(xì)的研究分析。試驗(yàn)結(jié)果表明，植物浮床在一定條件下可以顯著降低水體中的氮、磷等營(yíng)養(yǎng)鹽濃度，改善水環(huán)境質(zhì)量，對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化水體的修復(fù)具有一定的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

關(guān)鍵詞：富營(yíng)養(yǎng)化水體；植物浮床；修復(fù)；工藝研究

一、介紹

富營(yíng)養(yǎng)化是指水體中的氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度過(guò)高，導(dǎo)致水生生物數(shù)量劇增，出現(xiàn)藻類水華等現(xiàn)象，破壞水體的生態(tài)平衡，嚴(yán)重影響水體的生態(tài)環(huán)境和水資源的可持續(xù)利用。富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題已經(jīng)成為當(dāng)前全球面臨的一個(gè)重大環(huán)境問(wèn)題之一。為了有效修復(fù)富營(yíng)養(yǎng)化水體，一種新型水生態(tài)修復(fù)技術(shù)——植物浮床被引入，其利用適宜生長(zhǎng)的水生植物吸收水中的營(yíng)養(yǎng)鹽，降低水體中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度，從而達(dá)到修復(fù)水體環(huán)境的目的。本文通過(guò)對(duì)植物浮床在富營(yíng)養(yǎng)化水體修復(fù)中的應(yīng)用進(jìn)行分析，探討其修復(fù)機(jī)理和實(shí)際應(yīng)用效果。

二、植物浮床的原理與適用條件

植物浮床是一種人工構(gòu)造的植物栽培系統(tǒng)，由浮床、基質(zhì)、栽培植物和微生物等部分組成。

1、工藝原理

植物浮床系統(tǒng)的工藝原理主要是：利用適宜生長(zhǎng)的水生植物將水中的營(yíng)養(yǎng)鹽吸收、積累，通過(guò)植物–微生物群落作用進(jìn)行有機(jī)物降解、硝化-反硝化等環(huán)境生物過(guò)程，對(duì)水進(jìn)行凈化。同時(shí)，植物的根系也能起到物理濾池作用，去除水中的懸浮顆粒物和有機(jī)物等。整個(gè)過(guò)程中，用具有較好的水生植物為基礎(chǔ)，構(gòu)建人工栽培植物的植物浮床系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)水源凈化。

2、適用條件

為保證植物浮床的正常運(yùn)作，需要合理選擇、設(shè)計(jì)并嚴(yán)格控制其適用條件，一般可分為以下幾個(gè)方面：

（1）水體：適宜生長(zhǎng)的水生植物所栽種的水質(zhì)要求比較嚴(yán)格，必須要保證水體的光照充足，水溫適宜，水中的礦物質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)鹽要充足，并且要充分掌握水體的pH值、溶解氧等參數(shù)。

（2）基質(zhì)：植物浮床的基質(zhì)是指栽種植物的生長(zhǎng)土壤，通常是采用多孔性、通氣性好的材料制成，如泡沫塑料、硬質(zhì)海綿等，可根據(jù)不同植物的生長(zhǎng)環(huán)境需求進(jìn)行調(diào)配。

（3）植物：植物浮床的修復(fù)效果和植物生長(zhǎng)狀態(tài)密切相關(guān)，因此，必須要選擇適宜生長(zhǎng)的水生植物，如菖蒲、香蒲等，以最大程度地發(fā)揮植物的養(yǎng)分吸收作用。

三、植物浮床對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化水體的修復(fù)效果

1、對(duì)營(yíng)養(yǎng)鹽的降解

植物浮床的吸收作用是通過(guò)水生植物的養(yǎng)分吸收和有機(jī)物的降解來(lái)實(shí)現(xiàn)的。適宜生長(zhǎng)的水生植物品種所具有的吸收能力不同，其中，磷的吸收效果較好，氮的吸收效果亦較為顯著。植物根系與微生物的共同作用，能夠促進(jìn)有機(jī)物的降解，形成生物膜，增加水質(zhì)的保持時(shí)間，使水體中的有機(jī)物質(zhì)得以降解和去除，避免因有機(jī)物質(zhì)造成的水體富營(yíng)養(yǎng)化。

2、對(duì)水環(huán)境質(zhì)量的影響

植物浮床對(duì)水環(huán)境質(zhì)量的影響主要表現(xiàn)為對(duì)水的顏色、水體透明度、濁度、pH值、溶解氧等參數(shù)的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，在一定條件下，植物浮床可以顯著改善富營(yíng)養(yǎng)化水體中的水環(huán)境質(zhì)量，降低水中的營(yíng)養(yǎng)鹽濃度，提高水清潔度。

四、植物浮床的設(shè)計(jì)與建造

1、設(shè)計(jì)方案

植物浮床的設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)具體的富營(yíng)養(yǎng)化水體環(huán)境而定，其關(guān)鍵點(diǎn)包括：浮床材質(zhì)和大小、固定桿的選用、基質(zhì)種類和厚度、栽種植物品種、建設(shè)方式等。

2、建造要點(diǎn)

植物浮床的建造需要注意以下幾點(diǎn)：

（1）將培養(yǎng)植物的基質(zhì)倒置于浮床上，并對(duì)基質(zhì)進(jìn)行控制加工處理；

（2）將種植植物的根系插入基質(zhì)中；

（3）將浮床放入水中，并根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)節(jié)；

（4）根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定每個(gè)孔洞的間距和數(shù)量。

五、結(jié)論

綜合分析試驗(yàn)結(jié)果，植物浮床在富營(yíng)養(yǎng)化水體的修復(fù)中具有較好的效果，能夠有效地去除水中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，改善水環(huán)境質(zhì)量。因此，植物浮床有望成為富營(yíng)養(yǎng)化水體修復(fù)領(lǐng)域中的一種新型水生態(tài)修復(fù)技術(shù)。雖然該技術(shù)存在一些局限性和不確定性，但通過(guò)進(jìn)一步的研究和應(yīng)用，可為推動(dòng)富營(yíng)養(yǎng)化水體修復(fù)進(jìn)程提供一種新的、有效的途徑。六、局限性與展望

雖然植物浮床在修復(fù)富營(yíng)養(yǎng)化水體方面表現(xiàn)出良好的效果，但也存在著一些局限性。首先，植物浮床需要較大的空間和資源進(jìn)行建造和維護(hù)，這使得其在實(shí)際應(yīng)用中存在一定的成本和難度。其次，植物浮床的修復(fù)效果受到多種環(huán)境因素的影響，如溫度、光照、水流速度等，這使得其適用性存在一定的限制。

針對(duì)以上局限性，未來(lái)需要進(jìn)一步研究和優(yōu)化植物浮床的設(shè)計(jì)和建造，降低其成本和難度，提高其修復(fù)效果和適用性。同時(shí)，可以探索多種植物浮床的組合和搭配，進(jìn)一步提高其修復(fù)效果和穩(wěn)定性。此外，還需要加強(qiáng)對(duì)植物浮床的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)和評(píng)估，以了解其在不同環(huán)境下的適用性和效果。

總之，植物浮床作為一種新型的水生態(tài)修復(fù)技術(shù)，具有廣闊的應(yīng)用前景和發(fā)展空間。未來(lái)需要在理論研究和實(shí)踐應(yīng)用方面進(jìn)行更加深入和全面的探索，以進(jìn)一步推動(dòng)富營(yíng)養(yǎng)化水體修復(fù)的進(jìn)程，為維護(hù)水環(huán)境生態(tài)平衡和促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。除了上述局限性，植物浮床還存在一些其他的不足之處。首先，植物浮床在處理水中某些污染物時(shí)效果不佳，如處理過(guò)高濃度的氮和磷污染和重金屬污染等。其次，植物浮床的生命力和穩(wěn)定性受到某些外部環(huán)境的影響，例如，過(guò)高或過(guò)低的水溫、非自然的水流速度、不當(dāng)?shù)呐潘到y(tǒng)等可能影響植物浮床的正常運(yùn)作。

為克服這些局限性，需要進(jìn)行更深入的研究和優(yōu)化，從而提高植物浮床的修復(fù)能力和可靠性。例如，可以通過(guò)組合不同種類的植物，構(gòu)建復(fù)合型植物浮床，以提高污染物的處理效果。同時(shí)，可以通過(guò)吸附劑等化學(xué)方法配合使用植物浮床，從而提高其對(duì)于某些污染物的去除能力。

此外，針對(duì)植物浮床在長(zhǎng)期運(yùn)作過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，需要建立完善的監(jiān)測(cè)和管理機(jī)制，定期檢查植物浮床的生長(zhǎng)情況和穩(wěn)定性，并采取相應(yīng)的調(diào)整和維護(hù)措施。同時(shí)，需要加強(qiáng)對(duì)植物浮床的推廣與宣傳，讓更多的人了解其優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用場(chǎng)景，提高其在整個(gè)水質(zhì)治理領(lǐng)域的應(yīng)用水平。

總的來(lái)說(shuō)，雖然植物浮床存在一定的局限性，但其具有許多優(yōu)越的特點(diǎn)和廣闊的應(yīng)用前景，是一種非常值得推廣和應(yīng)用的水生態(tài)修復(fù)技術(shù)。我們應(yīng)該加強(qiáng)理論研究和實(shí)踐應(yīng)用，不斷完善和優(yōu)化植物浮床的設(shè)計(jì)和建造，并建立完善的監(jiān)測(cè)和管理機(jī)制，從而為促進(jìn)水環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展做出更多的貢獻(xiàn)。此外，植物浮床也可與其他水生態(tài)修復(fù)技術(shù)相結(jié)合應(yīng)用，如人工濕地、生物濾池等，從而形成更為完整的水環(huán)境治理體系，并進(jìn)一步提高水質(zhì)治理效果。此外，植物浮床在城市湖泊、池塘等城市水體的治理中也有廣泛的應(yīng)用前景。植物浮床可以用于城市河道、城市水道等水域的污染修復(fù)，可以減少城市排放物的對(duì)水體的影響，保護(hù)城市的水環(huán)境。另外，植物浮床可以用于農(nóng)業(yè)農(nóng)村廢水的處理，以減少農(nóng)村地區(qū)的廢水對(duì)周圍水環(huán)境的影響，促進(jìn)農(nóng)村水環(huán)境的健康發(fā)展。

最后，應(yīng)該指出的是，植物浮床的應(yīng)用還需要面臨一系列的挑戰(zhàn)。例如，它的運(yùn)作需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，需要幾個(gè)月甚至幾年才能顯現(xiàn)出明顯的效果，這對(duì)治理效果的評(píng)估和監(jiān)測(cè)提出了更高的要求。同時(shí)，植物浮床對(duì)不同種類的污染物的修復(fù)效果并不同，在實(shí)踐中也需要根據(jù)不同水域的污染特征和治理需求進(jìn)行合理的選擇和設(shè)計(jì)。

綜上所述，植物浮床具有諸多的優(yōu)點(diǎn)和應(yīng)用前景，是一種重要的水生態(tài)修復(fù)技術(shù)。在實(shí)踐應(yīng)用中，需要科學(xué)地進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化，建立健全的管理機(jī)制，進(jìn)一步探索其與其他技術(shù)相結(jié)合的應(yīng)用模式，以提高其治理效果和應(yīng)用價(jià)值，更好地服務(wù)于水環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。此外，植物浮床在應(yīng)用過(guò)程中還需要考慮到其對(duì)水生態(tài)系統(tǒng)的影響。植物浮床雖然能凈化水體，但也會(huì)對(duì)水生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)平衡產(chǎn)生影響。植物浮床過(guò)度生長(zhǎng)會(huì)占據(jù)過(guò)多的水面，導(dǎo)致湖泊、水道等水域逐漸變淺，影響生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)功能。因此，在設(shè)計(jì)植物浮床時(shí)應(yīng)該考慮到其大小、密度、種植植物的類型等方面，以最大程度地減少其對(duì)水生態(tài)系統(tǒng)的影響。

此外，植物浮床的維護(hù)和管理也是關(guān)鍵問(wèn)題。植物浮床的運(yùn)作需要與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)配合，需要進(jìn)行定期的檢查和消除雜草、去除多余的植物等維護(hù)和管理工作。對(duì)于長(zhǎng)期存在的植物浮床，還需要對(duì)其進(jìn)行定期更換、清理和更新。

最后，植物浮床的應(yīng)用也需要考慮到其經(jīng)濟(jì)效益。雖然植物浮床能夠凈化水體，但也需要一定的投入成本。因此，在推廣植物浮床技術(shù)時(shí)，需要進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評(píng)估和成本效益分析，選擇合適的運(yùn)營(yíng)模式和管理機(jī)制，以確保其經(jīng)濟(jì)可行性和可持續(xù)性。

總之，植物浮床是一種極具潛力的水生態(tài)修復(fù)技術(shù)，具有廣泛的應(yīng)用前景。在推廣應(yīng)用過(guò)程中，需要科學(xué)地進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化，建立健全的管理機(jī)制，進(jìn)一步探索其與其他技術(shù)相結(jié)合的應(yīng)用模式，以提高其治理效果和應(yīng)用價(jià)值，更好地服務(wù)于水環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。同時(shí)，需要注重對(duì)其對(duì)水生態(tài)系統(tǒng)的影響、維護(hù)和管理以及經(jīng)濟(jì)效益等