水库生态浮岛净化水质试验

胡金春 毛泽楷 李倩 胡廷尖

摘 要：为探究生态浮岛对渔业养殖富营养化水体水质的改善效果，选择水芹菜等植物构建了生态浮岛，并在水库浮岛区域和距离浮岛100m区域对水质的氨氮、总磷、总氮、亚硝酸盐氮、pH、透明度等指标进行了定期检测。11个月的水质检测结果表明：生态浮岛能够有效的消减水体氨氮、总氮、总磷等富营养物质，并稳定和改善pH、透明度等常规水质指标。生态浮岛选择的水芹菜等植物自身不但有较高的经济价值，而且能转化水体富营养物质，净化水质，水库周围景观和鱼品质得到提高，推动了休闲垂钓的发展，提升了水库的经济效益和社会效益。

关键词：水库；生态浮岛；富营养化

中图分类号 X171 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2015）08-113-02

勃垅坑水库位于浙西丘陵地带，水面面积约24.679m2，库容80万m3。目前水库的鱼产量每年约150t，主要养殖品种为三角鲂、鲫鱼、鲢鱼、鳙鱼、草鱼等，该水库除集中捕捞外，平时开放垂钓。水库周边山地以矮乔木和小灌木为主，植被覆盖率约80%，裸露的土壤主要是黄土。由于周边的生活、养殖、种植产生的污水直接排入该水库中，造成严重的富营养化，水色呈棕黑色，水体透明度小于30cm，2014年2月份水质检测结果属地表劣Ⅴ类（GB3838-2002）。

由于水质恶化，2013年年底水库鱼类死亡约1万kg，造成直接经济损失8万余元，并严重影响了周边居民的生产生活环境。为减缓水质恶化的进程，改善水质，提升库区水面景观效果，笔者开展了勃龙坑水库生态浮岛试验，2014年3月完成浮岛建设以及水生植物种植，选取水库中距离浮岛5m内和距离浮岛100m处相对独立的2片区域水体水质进行跟踪监测。通过11个月的水质检测结果对比，探究生态浮岛在吸收水体富营养化元素，降低水体富营养化水平，改善水体环境方面的效果，已取得阶段性成效。

1 材料與方法

1.1 浮岛材料的选取 选取具有经济性、环保性、耐用性、方便性的材料作为浮岛材料，需要抗老化、无污染，耐腐蚀，可扩展，便于运输易于拼接，可自由组合，在达到设计效果的同时减少投资成本。本次试验浮岛边框采用50PVC管，中间用网眼为4cm，9股线的聚乙烯网片。水生植物浮岛用规格为33cm×33cm的HDPE环保材料浮盆，以及专用泡沫扳、增强型塑料浮筒和各种规格网绳、网线、海绵等。

1.2 水生植物的选取 本次试验选取水芹菜为主，适当搭配部分冬季常绿、花大色泽鲜艳、花期长色泽丰富等景观效果好的品种，如西伯利亚鸢尾、美人蕉、水葫芦等。其中水芹菜选用最新品种，适温范围广，能耐40℃以下高温和-8℃以上的低温，产量高，有较高的经济价值。

1.3 浮岛的制作 考虑到浮岛需要养护和管理，单个浮岛的面积不宜太大。水芹菜单个面积为2.131 6m2，正方形，共540个，边框用50PVC管，中间用网眼为4cm，9股线的聚乙烯网片，在框子的中心处加一根竹片，防止网片下垂；水生植物浮岛相嵌在水芹菜的中间，起到点缀的作用，水生植物浮岛用规格为33cm×33cm的HDPE环保材料浮盆，1m29个，实际使用2 680个。总完成的实际面积约1 550m2，其中水芹菜浮岛1 160m2；景观植物浮岛290m2，专用泡沫扳36 块（36m2）小计1 494m2。中间围合的空位56m2，合计1 550m2，并在150m2浮岛四边捆绑12个浮筒。在浮框建设拼接时，要做好防水密封工作，选择材料时不仅要重视管子的质量，也要重视连接弯头的质量。若部分框子漏水，在拼接时可用毛竹和浮桶加固。水库中有草鱼鳊鱼等草食性鱼类时，要做好底部防护网，避免水芹菜和水葫芦的嫩芽被吃掉。

1.4 水生植物种植 长途运输的水芹菜种，要在产地剪去叶子，避免造成运输过程中装卸造成损伤，且不可放置时间过长，以免造成植物腐烂受损。水芹菜种平均株高30cm。在岸边将水芹菜种植于水芹菜框架聚乙烯网片上，挺水植物种植于浮盘中，结合岸线景观和湖面倒影，满足景观空间形态的需求，对水面植物进行适当的景观组织，并将各个部分组合拼接（拼接方式见图1），最后固定于库中。

图1 浮岛组合与拼接方式

1.5 日常管理 根据水库的水位变化以及风力影响，及时调整沉子吊绳的长度，调整浮岛的位置，大风或水位大幅变化之后及时检查浮岛状况，整理浮岛位置，发现部分损坏或漏水及时修复。为有利于浮岛水生植物生长，库中不宜大量养殖草鱼、鳊鱼等草食性鱼类。要做好防草鱼用的网箱的维护工作，及时清理杂草，注意病虫害的发生。当水芹菜长到40cm后及时收割，收割时根部留5～7cm的长度，部分长势欠佳的区域进行补充种植。冬至过后将挺水植物的上部修剪掉，可使植物次年长势更好。

1.6 水质测定方法 （1）采样方法：设定距浮岛5m内和距浮岛100m处2个采水点，使用有机玻璃采水器在2个取样点分别采取水深1m左右的表层水，针对不同测定指标对样品进行分装处理，并使用固定、酸化等方法进行保存。（2）测定方法：总氮的测定采用碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法（HJ 636-2012）；亚硝酸盐氮测定采用分光光度法（GB 7493-1987）；氨氮测定采用水杨酸分光光度法（HJ 536-2009）；总磷测定采用钼酸铵分光光度法（GB 11893-1989）；使用塞氏盘测定水体透明度。

2 结果与分析

2.1 水质变化分析 氨氮和总磷的浓度随时间的变化见表1。由表1可知，在浮岛5m内，氨氮、总氮、总磷的浓度随着采样时间的延长而降低，亚硝酸盐基本呈降低趋势，透明度方面，秋冬季要高于春夏；在浮岛100m内，氨氮和总磷的变化趋势不明显，总氮呈先升高后降低的趋势，亚硝酸盐基本呈升高的趋势，透明度变化不大，维持在0.8m左右。

表1 水质指标变化情况

[月份

（月）＼& 距浮岛5m内 ＼& 距浮岛100m处 ＼&氨氮

（mg/L）＼&总磷

（mg/L）＼&总氮

（mg/L）＼&亚硝酸盐氮

（mg/L）＼&透明度

（m）＼&氨氮

（mg/L）＼&总磷

（mg/L）＼&总氮

（mg/L）＼&亚硝酸盐氮

（mg/L）＼&透明度

（m）＼&2＼&1.72＼&0.619＼&2.82＼&0.353＼&0.6＼&1.2＼&0.424＼&2.55＼&0.260＼&0.8＼&3＼&1.66＼&0.6＼&2.84＼&0.360＼&0.6＼&1.298＼&0.496＼&2.88＼&0.290＼&0.8＼&4＼&1.7＼&0.58＼&2.61＼&0.348＼&0.6＼&1.256＼&0.479＼&2.69＼&0.296＼&0.9＼&5＼&1.33＼&0.568＼&2.52＼&0.333＼&0.8＼&1.289＼&0.52＼&2.91＼&0.312＼&1.0＼&6＼&1.05＼&0.389＼&2.19＼&0.322＼&1.0＼&1.299＼&0.52＼&2.61＼&0.311＼&0.8＼&7＼&0.894＼&0.219＼&2.21＼&0.282＼&1.3＼&1.26＼&0.519＼&3.08＼&0.320＼&0.6＼&8＼&0.88＼&0.305＼&2.01＼&0.272＼&1.5＼&1.467＼&0.589＼&3.31＼&0.355＼&0.8＼&9＼&0.831＼&0.221＼&1.809＼&0.248＼&1.7＼&1.55＼&0.530＼&3.28＼&0.389＼&0.6＼&10＼&0.774＼&0.208＼&1.801＼&0.263＼&1.6＼&1.51＼&0.489＼&3.21＼&0.365＼&0.7＼&11＼&0.762＼&0.185＼&1.721＼&0.252＼&1.6＼&1.605＼&0.5＼&3.09＼&0.359＼&0.8＼&12＼&0.689＼&0.153＼&1.659＼&0.259＼&1.6＼&1.502＼&0.511＼&2.99＼&0.387＼&0.8＼&]

2.2 水生經济植物经济效益分析 水生经济植物收获的经济效益如下：水芹菜12 500kg，产值50 000元；美人蕉12 000支，产值6 000元；西伯利亚鸢尾5 000支，产值4 000元。

3 结论与讨论

3.1 生态浮岛对水库净化水质作用明显 根据本次试验数据对比分析可知，距浮岛5m内水体的氨氮、总磷等造成富营养化的指标呈现明显下降趋势，而距离浮岛100m处水体并无明显变化趋势，这说明人工浮岛在一定范围内能够有效降低水体氨氮、总磷等富营养化指标的含量，作用有效距离不超过100m。浮岛处溶解氧、亚硝酸盐氮等指标也在一定程度上有所改善，达到地表III类（GB3838-2002）。各项指标显示，生态浮岛能够提供水生动植、微生物提供良好的栖息环境，减少病菌的产生，并在一定程度上增加水体溶解氧含量，改善水体环境。在浮岛建设完成后，水体透明度大大增加，未出现库区鱼类大规模死亡的情况。

3.2 生态浮岛提升水库的综合经济效益 人工生态浮岛建设材料费6.5万元。年材料折旧费2.2万元，安装维护人工费8 000元，水生植物苗种7 000元，年度运行维护成本合计3.7万元。2014年全年共收获优质水芹菜8 500kg，产值34 000元，另出售美人蕉、西伯利亚鸢尾鲜花约8 000支，收入6 000元，水生植物水芹菜、美人蕉、西伯利亚鸢尾共收益4万元，并可持续收获产生效益。在人工生态浮岛治理污水的同时，有效的改善了水体周围环境景观，提升了水体环境面貌，吸引了大批的垂钓爱好者到水库进行休闲垂钓。据统计，2014年水库垂钓客流量较2013年增加约800人次，垂钓鱼销售总量较2013年增加约1 250kg，垂钓鱼均价较批发价增18元/kg，净增收入2.25万元。

3.3 创新模式及应用前景 本试验利用生态浮岛把水体中富营养N、P、K等转化为有经济价值的水生植物，同时利用优良浮水植物进行治理污水，通过圈养浮水植物水葫芦、水芹菜、美人蕉、西伯利亚鸢尾等去除水体富营养工程，为富营养化水体的治理提供了一套效果良好创新技术及工程示范，具有操作简单、投资少、适应性强的特点，有很好的推广应用前景。此外，人工生态浮岛无需专业的机械设备以及化学药剂的投入，收割方便，日常维修管理费用低，实现了农民增收和水环境保护的双赢。

（责编：张宏民）