生物浮床技术研究与应用进展
《2024年水生经济植物浮床技术改善富营养化水体水质的研究》范文
《水生经济植物浮床技术改善富营养化水体水质的研究》篇一一、引言随着工业化和城市化的快速发展，水体富营养化问题日益严重，已经成为全球范围内的环境问题。
富营养化水体会导致藻类大量繁殖，进而引发水体缺氧、水质恶化等问题，严重威胁着生态系统的平衡和人类的生活质量。
因此，寻找有效的水体修复技术显得尤为重要。
水生经济植物浮床技术作为一种新兴的水体修复技术，具有成本低、效果好、生态友好等优点，成为当前研究的热点。
本文旨在研究水生经济植物浮床技术对富营养化水体水质的改善效果，为实际应用提供理论依据。
二、水生经济植物浮床技术概述水生经济植物浮床技术是一种利用水生经济植物（如凤眼莲、水葫芦等）通过浮床种植在富营养化水体表面，通过植物的吸收、吸附和生物降解等作用，达到净化水质的目的。
该技术具有以下优点：一是能够直接吸收水中的营养物质，抑制藻类生长；二是能够提供生物栖息地，促进水体生态系统的恢复；三是能够利用植物资源进行生态农业和经济开发。
三、实验设计与方法为了研究水生经济植物浮床技术对富营养化水体水质的改善效果，本文设计了实验进行探究。
选择不同类型的水生经济植物作为实验材料，如凤眼莲、水葫芦等。
在富营养化水体中设置浮床，将实验植物种植在浮床上，并设置对照组（无浮床）。
定期监测水体的各项指标（如总氮、总磷、叶绿素a等），记录数据并进行统计分析。
同时，对浮床植物的生长情况进行观察和记录。
四、实验结果与分析1. 水质指标变化实验结果显示，与对照组相比，实验组（设置浮床）的水质指标明显改善。
总氮、总磷等营养物质含量显著降低，叶绿素a 含量也呈下降趋势。
这表明水生经济植物浮床技术能够有效地吸收水中的营养物质，抑制藻类生长，从而改善水质。
2. 浮床植物生长情况实验过程中，观察并记录了浮床植物的生长情况。
实验植物在富营养化水体中生长良好，生物量较大。
这表明水生经济植物在富营养化水体中具有较强的适应能力和生长潜力。
3. 数据分析与讨论通过对实验数据的统计分析，发现实验组与对照组之间的差异具有显著性。
《2024年水生经济植物浮床技术改善富营养化水体水质的研究》范文
《水生经济植物浮床技术改善富营养化水体水质的研究》篇一一、引言随着工业化和城市化的快速发展，水体富营养化问题日益严重，成为全球性的环境难题。
富营养化水体会导致藻类大量繁殖，降低水体的透明度，影响水体的自净能力，进而对生态环境和人类健康造成威胁。
为了有效解决这一问题，各种治理技术应运而生。
其中，水生经济植物浮床技术以其独特的优势，在改善富营养化水体水质方面取得了显著的成效。
本文将就水生经济植物浮床技术的原理、应用及其在改善富营养化水体水质方面的效果进行详细研究。
二、水生经济植物浮床技术原理及应用水生经济植物浮床技术是一种利用水生植物的生长特性，通过在富营养化水体上设置浮床，种植具有净化水质功能的水生植物，从而达到改善水质的目的的技术。
该技术主要依靠植物的吸收、吸附和微生物的分解等作用，实现对水体的净化。
浮床技术中选用的水生植物需具备生长迅速、根系发达、对富营养物质的吸收能力强等特点。
常见的经济型水生植物包括凤眼莲、水芹菜、菹草等。
这些植物通过其根系吸收水中的氮、磷等营养物质，同时通过光合作用释放氧气，提高水体的自净能力。
三、浮床技术对富营养化水体水质的改善效果1. 降低藻类密度：通过水生经济植物的生长和吸收作用，有效降低水中的营养物质含量，从而抑制藻类的生长和繁殖。
同时，植物的根系为微生物提供了生存环境，促进了微生物对藻类的分解作用。
2. 改善水质指标：浮床技术能够显著降低水体中的氨氮、总磷等富营养化指标，提高水体的透明度。
同时，通过植物的光合作用，增加水中的溶解氧含量，改善水质。
3. 提高水体自净能力：浮床技术通过种植水生植物，增加了水体的生物多样性，形成了由植物、微生物、浮游生物等组成的生态系统。
这个生态系统能够更好地发挥对污染物的降解和转化作用，提高水体的自净能力。
4. 经济效益与生态效益双赢：选用的经济型水生植物具有较高的经济价值，可以通过收获植物的方式实现经济效益。
同时，通过改善水质，保护了生态环境，实现了生态效益。
生态浮床技术及应用的研究进展
基金 项 目：衡 水学 院 “ 服务地 方 社会发 展 ”课题 （ ２ ０ １ ３ ０ ３ ４ ）
作 者 简介 ： 白丽荣 （ １ ９ ６ ３ ． ） ， 女， 河 北武 邑人， 衡水 学院 生命科 学 学院教 授 ： 郑 博颖 （ １ ９ ７ ２ 一 ） ， 女， 河北深 州 人， 衡水 学 院生命 科学 学院 副教 授， 理 学硕士
氧化合物通过 降水 降落在 土壤 或水体 表面 ，污染地表水源 ，致使含氮 化合物 浓度升高 ；生活污水 、生活垃圾 以
及某些工业废水 的大量排放等 ．随着大气污染 日益严重 ，大气沉降也成为 重要 的水域 富营养化原 因之一［ ２ 】 ．
水体 富营养化使水质产 生严重 恶化 ，同时还 影响周 边水环 境和人文景观 ，甚至可能通过给水系统危害到公 众 的健康 ，因此 ，富营养化 水体 的治理成为当今亟需解决的一项重大课题 ．国内外对富营养化水体 的治理主要
吸收 、吸 附、截 留及根 系微生物分解 水体 中的氮、磷等营养物质 ，再通过 收割植 物将 其搬 离水体 ，从而达到净化 水质 的 目 的． 国内外研 究较 多的水生植物有挺 水植 物、漂浮 植物 、浮叶植物和沉 水植物 等．为 了克服传统生 态浮床净 污主体 的单一
性 ，在其基础上衍 出了水生动植物组合式生态浮床 ．
面 、无 需 占用 土地、可操作性强、运行成本低 、生态风险小 、景观效果好 、植物资源可作为食 品和饲料 回收再 利用 、不产生 二次污 染等优 点．因此 ，生态浮床作为一种生态处理技术越来越受到人们 的重视 ． １ 生 态浮床修 复富营养化水体机理
氮 、磷在湖泊水体及沉积物 中的形态及其迁移释
人工生物浮岛载体的研究进展
一、聚苯乙烯泡沫20 世纪80 年代,中科院南京湖泊与地理研究所,福建省农科院等单位,以聚苯乙烯发泡板作为浮载体,铺上泥后进行种植。
或以聚苯乙烯作为浮体主材料,铺以竹条,丙烯袋,塑料薄膜等构成浮体栽培床种植各种植物,为自然水域植物栽培作了有益的尝试。
[3] 聚苯乙烯泡沫板以其成本低廉、浮力强大、性能稳定等特性,受到人们的青睐。
该载体得到非常广泛的应用,并取得了巨大的成效,目前在国内利用浮岛进行内陆水体治理和修复中占主导地位。
但与此同时,也产生了令人担忧的“白色污染”问题。
这一问题现受到社会各界的广泛关注。
二、蛭石1998 年刘淑媛等人采用蛭石无土栽培水芹、水雍菜和多花黑麦草,研究其净化富营养水体的效果。
蛭石填充于用窗纱缝制的袋子中,封口后全袋可漂浮于水面上,每袋厚5cm左右,水雍菜和多花黑麦草的种子点在蛭石中。
[5] 蛭石是一种轻质多孔云母类硅质矿物,孔隙度达95 % ,吸水率011 - 0165m3Pm3 ,经长时间浸泡后会部分下沉。
此外,由于窗纱在室外长期露置后容易老化破损,致使散装的蛭石易漏出来,故在设备的高效、耐用和规范,以及栽培植物物种的选择、种植和采收方面还需要进一步的研究。
**三、陶瓷浮岛1999 年郑世华等人研制出一种陶瓷浮岛。
这种浮岛以火山灰碳化硅为原料烧制而成,呈板状,可浮于水面,能承重,具有较高的强度,材料稳定性高,可在各种水体环境使用,不污染水体,不为微生物破坏,重复利用率高,克服了聚苯乙烯泡沫板强度低的缺点和造成的白色污染问题, 更避免了植物根茎浮岛的微生物分解所造成水质污染的问题。
[6] 从性质和性能方面看,陶瓷浮岛比聚苯乙烯泡沫板浮岛和植物根茎浮岛的应用范围更为广阔,更适应自然水域的无土栽培。
但是,由于其烧制工艺要求和成本均较高,该项技术至今未能获得大规模的应用。
四、生物坝美国郎泰克环保科技公司研制开发了一种生物坝[7] 。
该生物坝由若干生物箱连接组成,生物箱内装有附着微生物的球形填料。
生物浮床对富营养化水体治理的研究进展
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2020 年第 38 卷增刊
生物浮床对富营养化水体治理的研究进展
董杰锋 张 妍∗ 江学顶 许伟城 李富华 刘淑娟
( 佛山科学技术学院 环境与化学工程学院,广东 佛山 528000)
摘要:水体富营养化是全球性的水环境问题,改善水质已成为迫在眉睫的社会问题。 相较于传统的活性污泥法和生物 膜 法 ,生 物 浮 床 技 术 依 靠 植 物 、微 生 物 和 水 生 动 物 之 间 的 协 同 作 用 来 净 化 水 质 ,是 一 种 既 经 济 又 实 用 且 效 果 好 的 新 型 技术手段,具有很好的发展前景。 因此,参考近 40 年生物浮床技术的研究进展,总结了生物浮床技术治理富营养化水 体 研 究 现 状 、生 物 浮 床 的 构 建 及 浮 床 植 物 种 类 ,同 时 ,分 析 了 浮 床 植 物 对 水 体 主 要 污 染 物 的 去 除 作 用 以 及 生 物 浮 床 治 理富营养化水体的机理,为生物浮床的选配提供了可靠的科学依据。 关键词:生物浮床;富营养化;水体修复
作用 到目前为止有近 80 余种高等植物可用于净化富
营养化水体,主 要 分 为 粮 食 作 物、 蔬 菜 和 花 卉、 牧 草 及 草坪草。 目前已用于或可用于生物浮床净化水体的植 物主要有美人蕉、芦苇、香蒲、水浮莲和凤眼莲等[17-19] 。 总结其对主要污染物的去除作用有以下几点: 3. 1 去除污水中的 N 和 P
表明 植 物 通 过 根 部 吸 附、 吸 收 水 中 的 氮 ( N)、 磷 ( P) [4] 和重金属等污染物。 同时,植物根系表面有大
一项新型的地表水生态修复技术,对改善水质,保障 生态系统的健康稳定和人类的生命健康安全有着重
量的微生物附着,微生物与植物的协同作用有利于降 解有机物 和 截 留 悬 浮 物[5] 。 也 有 研 究 表 明, 植 物 根
人工浮床技术及其应用进展
人工浮床技术及其应用研究进展摘要：本文阐述了人工浮床的技术原理，及对水体中氮、磷、有机物的去除机理作了详细介绍，并全面综述了人工浮床技术在国内外的研究进展。
关键词：人工浮床；无土栽培；净化水体；中图分类号：s317文献标识码： a 文章编号：abstract: this paper describes the technical principles of artificial floating beds, and detailed description of nitrogen and phosphorus, organic matter removal mechanism and comprehensive overview of the research progress of artificial floating bed technology at home and abroad。
key words: artificial floating bedsoilless cultivationclean water引言人工浮床又名““人工生物浮床”、“”、“人工浮岛”、“”、“浮床无土栽培””等，是一种通过无土栽培的技术措施，以高分子材料为载体，把高等水生植物或改良的陆生植物直接种植到受污染水域上，制成的可漂浮的植物—浮体组合系统。
人工浮床通过植物根部的吸收与吸附作用和物种竞争相克机理，削减水体中的氮、磷等营养物质，从而达到净化水质及美化水面的景观效果，体现了一种新型的水体生态管理和污染控制理念。
1技术原理人工浮床系统净化污染水体的原理如图1所示。
图1人工浮床净化机理图：一方面，表现在利用表面积很大的植物根系在水中形成浓密的网，吸附水体中大量的悬浮物，并逐渐在植物根系表面形成生物膜，膜中微生物吞噬和代谢水中的污染物成为无机物，使其成为植物的营养物质，通过光合作用转化为植物细胞的成分，促进其生长，最后通过收割浮岛植物减少水中营养盐；另一方面，浮岛通过遮挡阳光抑制藻类的光合作用，减少浮游植物生长量，通过接触沉淀作用促使浮游植物沉降，有效防止“水华”发生，提高水体的透明度，其作用相对于前者更为明显，同时浮岛上的植物可供鸟类栖息，下部植物根系可形成鱼类和水生昆虫生息环境。
生态浮床的应用及进展
２ ０ １ ３年 ２月
Ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｉ ｒ ａ ｌ Ｗａ ｔ ｅ ｒ Ｔ ｒ ｅ ａ ｔ ｍ ｅ ｎ ｔ
Ｆ ｅ ｂ ． ． ２ ０ １ ３
生态 浮 床 的 应 用 及 进 展
曹 文 平 ， 王 冰 冰
（ １ ． 徐州 工程 学 院环境 工程 系， 江 苏徐州 ２ ２ １ ０ ０ ８ ； ２ ． 中国矿 业 大 学环测 学 院 ， 江 苏徐 州 ２ ２ １ ０ ０ ８ ）
［ 摘 要】生态 浮床作为一种新型 富营养化水体修复技术 ， 因具有可操作性强 、 运行成本低 、 易维护、 生态风 险小 、
景观效果好等优点 ， 已得 到广 泛 研 究 和应 用 。但 影 响 该 技 术 的 因 素也 较 多 ， 主要 包 括 温度 、 浮床水生植物选型 、 水 体 污 染 程 度 等 。 目前 该 技 术仍 然存 在一 些 亟需 解 决 的 问题 ． 如 被 修 复水 体 对 浮 床 植 物 的 选 型 要 求 、 浮 床 植 物 的 回收 处 理、 浮 床 载体 的选 择 等 。 ［ 关 键 词 ］生 态 浮床 ； 富营养化 ； 水 体 修 复 ［ 中 图分 类号 】Ｘ ７ ０ ３ ． １ ［ 文 献 标 识 码 ］Ａ ［ 文章编号 ］１ ０ ０ ５ — ８ ２ ９ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ） ０ ２ — ０ ０ ０ ５ — ０ ４
２ ． Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｆＥ ｏ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｅｎ ｍ ｔ ａ ｎ ｄ Ｓ ｐ ａ ｔ ｉ ａ ｌ Ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｔ ｉ ｃ ｓ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｆ ｏ
生态浮床技术治理富营养化水体研究进展
引言我国水资源总量丰富，但人均资源极其匮乏，且由于城市化进程加速、人口急剧膨胀、工农业快速发展等因素，造成目前我国江河湖泊的富营养化情况严重，紧张的水资源矛盾进一步加剧。
据2016年水资源调查报告显示，对全国开发利用程度较高和面积较大的主要湖泊（水库）进行了水质评价，其中评价湖泊118个，Ⅰ-Ⅲ类水质个数占23.7%，富营养个数占78.6%；因此，迫切需要对富营养化水体进行修复和有效控制。
针对水体水质恶化和富营养化问题，发展了许多污染控制和水体修复的方法，常见的主要为原位和异位修复技术，如污泥疏浚、生态护坡、人工湿地原位修复、生物膜异位修复、生态浮床等[1-2]。
但是这些方法又各自存有一定的优缺点。
从社会、经济、环境效益等方面综合衡量，生态浮床技术已经成为治理富营养化水体的热点技术。
生态浮床在我国从80年代开始已经历了20多年的发展，从传统人工生态浮床到组合式人工生态浮床等各种浮床形态，取得了一系列的研究成果，但同时也存在着一些缺陷；为了提高生态浮床的水质净化、修复效果，各种人工干预技术被应用其中。
本文主要阐述生态浮床技术应用于富营养化水体修复的作用机理、限制因素及存在问题；并讨论了如何提高生态浮床的修复效果，以期为生态浮床技术的推广应用提供参考依据。
1生态浮床技术对富营养化水体的修复机制及存在问题选择生态浮床的植物时一般会考虑绿化效果较好的，既可以控制水污染、美化水面环境，同时具有环境友好、清洁能源、改善水体生态环境等诸多优点[3]，自20世纪80年代末以来，国内外利用生态浮床技术进行污水处理和水体修复方面的研究和应用日益增多。
生态浮床技术净化和修复的机理主要是多方面综合作用的结果：一是植物根系对水体中悬浮物有吸附过滤作用，同时生长过程中植物可以吸收利用水体中氮、磷等元素；二是植物根部附着的微生物可以分解水中污染物；三是植物根系周围存在一定的氧含量差异和“根圈效应”，其分泌的氧可以改善水质状况，为不同微生物繁殖创造适宜条件；四是一些植物分泌的代谢产物可以抑制其他浮游植物生长等。
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北京市鲟鱼、鲑鳟鱼创新团队专栏
目前，世界富营养水体修复的一个重要趋势是利用水生植物、尤其是维管束植物和高等藻类来净化和改善水质。
利用水生植物净化养殖用水，具有以下优点：成本低，能耗小，对环境干扰小，植物资源可回收再利用，并获得一定经济效益，有较高美化环境价值，利于整体生态环境的改善。
正是因为这些显著的优越性，水生植物治理受污染和富营养化水体的发展和应用，具有很广阔的前景。
生物浮床技术作为修复富营养化水体的方式这些年被广泛应用于国内外。
浮床技术是人工把高等水生植物或改良陆生植物种植到富营养化水面上，通过植物根部的吸收、吸附作用和物种竞争相克机理， 消减富集水体中氮、磷及有害物质，从而达到净化水质的效果。
一、生物浮床技术的原理
生物浮床上的植物根系拥有巨大的表面积，为水中微生物的生长提供良好固着载体，起到“生物膜载体”的作用。
生物浮床还能阻挡阳光直接照射在水面上，降低藻类进行光合作用的光照强度，从而使藻类的生长繁殖得到了有效抑制。
除净化污染水质，防止水华功
能外，人工浮床还为高等水生动植物及鸟类提供了良好的栖息地，有利于增加水体生物多样性，促进生态恢复。
二、国内外生物浮床技术研究进展
20世纪80年代末以来，为了改善水库、湖泊、饮用水源地的水质，日本、欧美等发达国家采用了植物生态浮床技术治理水域，达到了净化水质的目的。
我国是从1991年开始利用生物浮床技术在大型水库、湖泊、河道、运河等不同水域，成功种植浮床植物130余种。
生物浮床对富营养化水体有一定的净化功能，综合生物浮床以及人工湿地的相关研究，总结近年来研究进展情况主要表现在以下几点：
1.浮床植物的吸收、吸附作用浮床植物具有庞大的根系且分布在水中，与水体接触面积大，大量吸收水体中的N 、P ，吸附水体中的悬浮物、胶体等污染物。
由文辉等(2000)在富营养化水体中，利用人工基质无土栽培水生经济植物净化水质，结果表明，在5-10月间，水蕹菜对TN 、TP 的去除率分别为
81.32%和71.34%
邴旭文等（2001）研究用美人蕉浮床做水产养殖塘水质净化试验，结果表明，浮床设置面积为20%时，对TN 、TP 、COD 及叶绿素a 的净化率分别达到72%、82%、31%及56%。
井艳文等（2003）在北京地区什刹海周围进行浮岛示范，发现适宜北京等北方水系环境生长的4种主要植物依次是:旱伞草、高秆美人蕉、矮秆美人蕉和紫叶美人蕉，试验区封闭水体的透明度好于湖中天然水体，TP 、TN 含量呈逐渐下降趋势，说明生物浮床技术用于河湖水体修复效果良好。
张村侠等（2007）在富营养化水体中浮床栽培生菜和苋菜，净化效果明显，28天内，生菜对富营养化水体中的TN 、NH 4+-N 、NO 3--N 、TP 、PO 43--P 的去除率分别达到69.83%、85.41%、59.57%、76.58%和82.16%；苋菜对TN 、NH 4+-N 、NO 3--N 、TP 、PO 43--P 的去除率分别为74.91%、89.58%、54.60%、78.53%和84.71%。
罗固源等（2009）选取美人蕉、风车草、菖蒲和香根草等4种常见的浮床植物为研究对象，经过4个月的生长，4种植物对氮磷的吸收，分别
生物浮床技术研究与应用进展
◎文 贾晨1 殷守仁2 赵文1 杨华莲2 徐晓玲2
1.大连海洋大学水产与生命学院 辽宁省水生生物学重点实验室 116023
2.北京市水产技术推广站 100021
占浮床系统去除量的23.7%～38.7%和55.6%～79.6%。
2.生物浮床对污染物的吸附作用浮床植物根系增大水体接触氧化的表面积，并能分泌大量的酶，加速污染物质的分解。
王耘等（2006）采用生态浮床技术对上海城区中小河道黑臭水体修复，研究表明生态浮床去污率往往可达到总去污率的70%左右，并配以曝气复氧、网格栅和生物膜等多种手段，达到修复水质的目的。
吴春笃等（2008）针对接触氧化法脱氮除磷能力有限以及生态浮床HRT 过长的问题，提出生态浮床与接触氧化法协同处理高N 、P 含量的生活污水， 并且取得了良好的除污效果。
郑剑锋等（2008）构筑了植物/陶粒生态浮床，以美人蕉、风车草等植物为浮床主体植物， 结果表明在低温条件下该浮床系统对重污染河水的治理效果较好。
3.浮岛植物与微生物的形成互生协同效应
植物发达的根系为硝化菌、反硝化菌等微生物的附着生长提供了巨大的表
面，而且水生植物将氧气输送至根，使根区形成了氧化态的微环境，这种有氧区域和缺氧区域的共同存在为根系的好氧、兼性厌氧和厌氧微生物提供了不同的适宜小生境（周扬，2010）。
同时微生物可以把一些植物不能直接吸收的有机物降解成植物能吸收的营养盐类。
4.生物浮床对浮游藻类的抑制作用目前对植物浮床的研究多侧重于对水体氮磷及有机污染物的去除上，对浮游藻类群落结构及生物量的调控研究涉及不多。
邴旭文等(2001)采用浮床栽培技术控制池塘富营养化水质研究结果显示，景观植物覆盖率与水体中N 、P 等的去除率呈显著正相关，电导率和浮游植物叶绿素a 下降，说明景观植物对水体中营养盐吸收抑制藻类的生长。
屠清瑛(2004)应用人工浮床技术修复什刹海富营养化水体，消除了部分蓝
藻水华，消除水体异味和提高了水体透明度。
施丽丽等（2005）采用黄花水龙这种能够通过茎叶根系的牵连作用形成自然浮岛的植物，不但能很好地改善水质，还能解决浮岛载体材料的二次污染
问题，对水华藻类也有一定的克制效果。
三、目前生物浮床在应用中出现的问题
1.应结合研究进展情况进一步探讨植物与微生物之间的作用机理，从而更加有效评测水体修复状况及效果。
2.应选择适当的水生植物治理富营养化及污染水体，既要达到治理水质的功效，也要防止生物入侵破坏生态系统。
四、展望
生物浮床技术可以通过种植水生植物，在有效治理水体富营养化的同时收获农产品，同时在治理的过程中还能美化景观，对水生生物的多样性发展也能起到积极的促进作用。
人工生态浮床的建设、运行成本较低，更能节约成本， 并带来良好的社会效益。
如能因地制宜， 发展生物浮床净化系统，对于水产养殖行业将非常有意义。
（北京市鲟鱼、鲑鳟鱼创新团队）。