人工浮床技术

李玲玲

（河北工程大学，河北 邯郸 056038）

1 人工浮床技术的内涵

人工浮床又称人工浮岛［1］、生态浮床、人工生物浮床［2］、无土栽培浮床［3-5］等。原本是指由湖岸的植物附着泥碳层向上浮起使湖岸的植物一部分被切断，漂浮在水面的一种自然现象。这里的人工浮床是一种经过人工设计，以水生植物为主体，利用无土栽培法，以高分子材料为载体和基质［6］，将美人蕉、早伞草等植物种植于自然水面的床体上，利用植物深入水中的强大根系吸收、吸附、截留水体有机污染物质，同时释放有益分泌物，降解水体中的有机物，增加水体透明度，从而有效进行水体修复的技术。

2 结构组成

人工浮床外观形状多种多样，一般以四边形居多，也有六边形、三角形、圆形等，但其结构组成却大体相同，一般由浮床框架、植物浮床、水下固定装置、水生植被和PC水管5部分组成。我国使用最多的浮床材料是泡沫板，依据植物体的大小选择合适的孔径和间距打孔，可以每孔插杆或者隔孔插杆。木材、竹子等都是制作框架的优质材料。水下固定装置的常用形式有重量式、锚固式、杭式等。浮床上的植物一般选择适宜水系水质条件生长、根系发达、繁殖能力强且具有较强植物净化潜能的植物。如：美人蕉、早伞草、姜花、千屈菜、香蒲、灯芯草等。

3 分类

人工浮床的类型按水和植物是否接触可分为干式浮床和湿式浮床［7］。水和植物接触的为湿式，不接触的为干式。

3.1 湿式浮床

湿式浮床的水生植被能与水有良好的接触，植物根系能直接吸收水体中的污染物质，降低水体富营养化程度，从而净化水质。

3.2 干式浮床

干式浮床一般采用发泡聚苯乙烯或混凝土制作而成。植物与水没有直接接触，因此可以种植大型的木本、园艺植物、不同木本的组合，但是对水质没有净化的作用。

在浮床类型的选择上人们更偏重于湿式浮床。

湿式浮床又可以分为有框型和无框型［7］。有框型湿式浮床的框架一般用纤维强化塑料、混凝土、不锈钢加发泡聚苯乙烯、盐化乙烯合成树脂、特殊发泡聚苯乙烯加特殊合成树脂等材料制作。无框型湿式浮床的框架一般由椰子纤维编织而成，质地柔和，能有效地避免因波浪撞击引起的破坏，耐久性也比较好。在结构上有框型比无框型更为牢固，使用时间也相对较长。而无框式湿式浮床在景观的观赏力上显得更加亲近自然，水质净化能力相对较强。基于目前施工实例中湿式有框型人工浮床用的比较多，占浮床设计总面积的70%。

4 水质净化机能

人工浮床的水质净化主要是针对富营养化的水质，利用表面积很大的植物根系在水中形成浓密的网，并在植物根系表面形成生物膜，膜中的微生物吸附、吸收水体中氮、磷等有机污染物质，同时释放出大量能降解有机物的分泌物，从而加速减少氮、磷等有机物在水体中的含量［8］。部分水质指标的提高，特别是DO的大幅度增加，为水体中的鱼虾、微生物等提供良好的繁殖条件，同时浮床还可以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，有效地抑制浮游植物的过量繁衍［9］，使水体透明度大幅度提高，水质得到改善，从而达到净化水质的效果。

5 功能

人工浮床具有多种功能，主要包括：①净化水质，达到水体清澈的生态效果；②调节水温，控制藻类生长；③为鸟类、鱼类及水生昆虫提供生息空间，增加生物多样性；④具有景观美化作用，在水上种植观赏性植物能营造出美丽的水上景观，令人赏心悦目；⑤具有消波护岸作用，保证水利设施的安全；⑥扩大陆生植物的生长领域。

6 优点

人工浮床技术与其他水体修复技术相比有着明显的优越性：①充分利用我国广阔的水域面积，不需另占土地，解决了当前土地紧张的问题；②浮床植物和载体材料来源广，成本低；③浮床的浮体可大可小，形状变化多样，易于制作和搬运；④结构新颖，植物图案和造型可根据需求自由拼接，达到水上绿化的效果，与其他水处理方式相比，浮床更接近自然；⑤浮床材料采用抗氧化材质，无污染，耐腐蚀，经久耐用；⑥不受水位限制，不造成河道淤积；⑦无需专人管理，只需定期清理，大大减少了人工和设置的投资，降低了维护保养费和设备的运行费。

7 展望

随着人口的迅速增长，我国的用水量急剧增加，河道、湖泊、河流的大量水域都受到了不同程度的污染，严重影响着区域的生态环境。由于水短缺和水污染人民健康、经济发展和城市建设带来了极大危害，全国每年水污染造成的损失300亿元［10］。水体富营养化治理已成为当今世界的当务之急，如何调节水环境，恢复水生态系统是解决水体富营养化问题的关键。人工浮床作为一种绿色技术不仅具有净化水质、改善水面景观、创造动植物生息空间、消波等综合功能，而且投资低、处理效果好、无环境风险和二次污染。因此，受到了越来越多的关注。

人工浮床作为有效的水体修复技术，将在更多富营养化的湖泊、河流、因波浪原因难以恢复岸边水生植物带的湖沼、城市景观河道等水体的环境污染修复治理中，有着更加广阔的应用空间和发展前景。

［1］代培，吴小刚，张维昊，等.人工生物浮岛载体的研究进展［J］.环境科学与管理，2006， 31（6）.

［2］井艳文，胡秀琳，许志兰，等.利用生物浮床技术进行水体修复研究与示范［J］.水利科学研究，2003（6）：18－19.

［3］宋祥甫，应火冬，朱敏，等.自然水域无土栽培水稻研究［J］.中国农业科学，1991，14（4）：8－13.

［4］马立珊，骆永明，吴龙华，等.浮床香根草对富营养化水体氮磷去除动态及效率的初步研究［J］.土壤，2000（2）：99－101.

［5］黎华寿，聂呈荣，方文杰，等.浮床栽培植物生长特性的研究［J］.华南农业大学学报（自然科学版），2003，24（2）：12－15.

［6］沈坤根，姚俊杰.新型人工浮床在城市中小河道治理中的应用.水资源保护，2008，24（S1）.

［7］曹勇，孙从军.生态浮床的结构设计［J］.环境科学与技术，2009，32（2）.

［8］程伟，程丹，李强.水生植物在水污染治理中的净化机理及其应用［J］.工业安全与环保，2005，31（1）：6－9.

［9］李锋民，胡洪营.生物化感作用在水处理中的应用［J］.中国给水排水，2003，19（7）：38－40.

［10］温州大学法政学院.我国水污染现状及治理［EB/OL］.http：//fzxy.wzu.edu.cn ／hf／ShowNews.aspx？ ID＝1911＆Tid ＝251，2009－01 －29/2009－04－13.