学文网摘要：随着社会经济的发展，我国城市河道水污染问题日益严重。人工浮床作为一种有效、经济的水体生态修复技术，已成为目前水环境综合治理领域研究和应用的热点。本文介绍了人工浮床的概念、组成和分类，分析了其水质净化机理，对其发展前景进行了展望。
关键词：人工浮床；水质净化；生态修复
中***分类号：C35文献标识码： A
人工浮床技术是20世纪70年代首先由德国的Bestman公司提出来的治理污染水域的生态新方法[1]，随后日本、德国和美国等发达国家对该技术的研究与应用逐渐增多，中国科学家从 20 世纪 90 年代开始引入该技术，从最初的农作物水上生产逐步应用到水环境治理。
1 人工浮床技术的概念
人工浮床技术是以水生植物为主体，运用无土栽培技术原理，以高分子材料等为载体和基质，应用物种间共生关系和充分利用水体空间生态位和营养生态位的原则，建立高效的人工生态系统，以削减水体中的污染负荷。即：把特制的轻型生物载体按不同的设计要求，拼接、组合、搭建成所需要的面积或几何形状，放入受损水体中，将经过筛选、驯化的吸收水中有机污染物功能较强的水生（陆生）植物，植入预制好的漂浮载体种植槽内，让植物在类似无土栽培的环境下生长，植物根系自然延伸并悬浮于水体中，吸附、吸收水中的氨、氮、磷等有机污染物质，为水体中的鱼虾、昆虫和微生物提供生存和附着的条件，同时释放出抑制藻类生长的化合物。在植物、动物、昆虫以及微生物的共同作用下使环境水质得以净化，达到修复和重建水体生态系统的目的。典型人工浮床净水功能结构***如***1所示。
***1 典型人工浮床净水功能结构***
2人工浮床的组成与分类
（1） 人工浮床的组成
人工浮床是一种可为多种生物提供生境的漂浮结构，其组成主要包括三个部分：浮床载体、浮床固定装置和浮床植物[2]。
① 浮床载体
浮床载体是浮床植物与水面的连接，应考虑（1）材质比重小，绿色环保，防腐蚀，耐老化，可反复多次使用；（2）采用柔性的连接方法，浮床随水体上下浮动更为方便；（3）具有较大的强度，能抵抗较大风浪冲击；（4）拥有植物栽种的孔穴，能满足植物长期生长种植密度[3]。
②浮床固定装置
人工浮床单元易于移动，易于调整空间配置形式，其固定有重力型、锚定型和杆定型三种基本方法。
③ 浮床植物
浮床植物的选择是浮床技术中最关键的环节，浮床所栽种的植物必须满足以下3个条件：能够适应当地的气候环境，能够耐受病虫害和较少依赖人工维护。此外，注意当地生态安全也是选择植物的一个重要条件，无论从成本、无害性还是气候适应性等多方面考虑，本土植物是浮床植物的首选 [4,5]。
（2） 人工浮床的分类
人工浮床类型多种多样，通常按其功能主要分为消浪形、水质净化性和提供栖息地型三类，浮床的外观形状有正方形、三角形、长方形、圆形等多种。按植物与水体直接接触与否可分为干式和湿式两种[6]（见表1）。
表1 人工浮床的分类
干式 一体式 培养基容器直接提供浮力
分体式 浮筒和培养基容器分离
湿式 无框式 椰子纤维网眼浮床
植物根系枝条牵连浮床
人工蛭石袋子浮床
有框式 聚苯乙烯泡沫板浮床
竹木浮床
多层浮床、滤料浮床
3 人工浮床技术的水质净化机理
人工浮床的水质净化主要是通过植物吸收富集、植物根系吸附、根区微生物降解等途径来实现净化水质的目的。
（1） 浮床植物的吸收富集作用
浮床植物在生长过程中直接从水体中吸收污染氮元素，并同化为自身的细胞组成物质，从而将水中的氮、磷转化到植物体内，并随植物的收割而彻底移出水体。
（2）浮床植物根系的截留作用
水生植物具有发达的根系，当水流通过时流速降低，水体中的悬浮物和胶体物被截留在根系表面，从而降低水中污染物质浓度，提高透明度。
（3）植物根系的泌氧作用
水生植物通过根系向水体释放光合作用产生的氧气，从而改变根区氧化还原环境，促进根系表面沉积物的生化反应过程，而使沉积物得到降解[7,8]。有关在自然状态下根系泌氧的定量研究工作难度较大，研究结果也存在很大分歧[9,10]。
（4）浮床植物根系分泌物作用
植物根系除了向水体释放氧气外，还可以分泌其他有机物，如抗生素、光
合产物、克藻物质等。德国学者Seidel[11,12]最早发现苹根系释放抗生素。当污水流经声根系，大量病菌（如大肠杆菌、沙门氏菌、肠球菌）显著减少。在植物生长过程中，根系会向生长介质中分泌光合作用所形成的部分有机物，一般占光合产物的5~25%[13]。
（5）根区微生物降解作用
浮床植物发达的根系具有庞大的比表面积，为生物膜的形成创造了良好的条件。同时根系表面截留的污染物质，为生物膜上附着微生物的生存提供了丰富的生长基质[14]。
4展望
当前，环境问题越来越突出，国内外特别重视城市生态建设，在水体中建造人工浮岛无疑是在水面上建造绿地，使水面成为绿化带，这对提高城市绿化面积，改善城市生态环境起着重要作用。不但如此，在人工浮岛上种植美人蕉等花卉植物，还可以美化景观，增加生物多样性。此外，由于人工浮岛是设置在水面，因而能有效节约土地资源，在土地日益紧张的城市更具有现实意义。
参考文献
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