城市富营养化景观水体的蔬菜浮床修复技术研究进展

唐小双，邢 宇，刘嘉伟，沈立航，周国生，蔡惠文

（浙江海洋大学海洋科学与技术学院，浙江舟山 316022)

城市富营养化景观水体的蔬菜浮床修复技术研究进展

唐小双，邢 宇，刘嘉伟，沈立航，周国生，蔡惠文

（浙江海洋大学海洋科学与技术学院，浙江舟山 316022)

利用蔬菜浮床技术治理富营养化的景观水体具有良好的治理效果和经济价值。本文对富营养化景观水体的主要修复技术及其研究进展进行了综述，讨论了各类技术的优缺点，并着重论述了蔬菜浮床的研究现状，发展前景，存在问题，其优势及可行性。

城市景观水体；富营养化；蔬菜浮床；修复技术

景观水体是人类利用天然的或人为建造的，具有美学欣赏价值的水体，广泛存在于城市、乡村以及各类旅游景点。包括但不限于各类人工、自然湖泊，城市河渠，住宅小区内缓流的河渠及池塘。作为人类生存环境中重要的组成部分，景观水体的存在不仅具有美观作用，同时也具有生态功能、经济价值，更是与人们的生活质量水平息息相关。由于景观水体大多是封闭或者半封闭系统，水流缓慢，自净能力弱，容易受到周围环境与人类活动影响。生活污水和地表径流等污水进入景观水体之后容易造成污染物积聚，若得不到及时处理，会导致水体富营养化。发臭发黑的景观水体不仅失去了其景观价值，同时为蚊虫、病菌的滋生提供了环境，严重威胁着周围居民的健康。因此，城市景观水体的处理成为迫切需要解决的问题。本文综述了城市景观水体的各类修复技术，分析了其优缺点，并着重论述了蔬菜浮床技术的特点，发展，应用，为进一步开展相关研究提供借鉴和参考。

1 城市景观水体的主要修复技术

1.1 传统修复技术

对于受污染程度不同的水体环境，其污染物成分与污染来源各不相同，所以针对不同差异分化出各类修复技术，大体上可以从三个方面划分，主要是物理修复技术，化学修复技术，生物修复技术。每种处理手段都有其独特的优点，但也有很大的局限性，往往在面对受污染的水体时，会采用多种技术相结合的方式治理环境。根据实际生态与环境需求，把不同的处理技术结合起来，形成侧重点不同的特定的具有专一性的修复技术，可以针对性的治理污染，创造出良好的经济效益和社会效益，比如。李安峰等[1]采用水平潜流人工湿地作为主体处理单元，微絮凝过滤作为人工湿地的前处理工艺单元，处理富营养化水体。该试验结果表明，试验中设计的人工湿地对于有机质、TN、TP具有良好的处理效果；植物种类对于湿地处理效果影响不明显。

1.2 物理治理法

对于城市富营养化景观水体而言，物理手段是一种见效快、操作简单的处理方式，比较适合于中小型景观水体。传统的物理手段主要有：引水换水、水体曝气充氧、底泥疏浚、底泥原位处理、机械除藻等[2]。引水换水是将外源健康水体引入受污水体中，达到稀释水中营养物质浓度，防止藻类过度生长的一种办法。王国祥等[3]论述了引水换水冲污富营养化防治措施的实际效果分析，结果表明单纯用引水冲污的办法控制富营养化水体污染，效果短暂，污染再发频率高，治标不治本。

底泥疏浚作为针对内源污染的重要措施，用疏通挖掘底泥的方式去除其沉积物中含有的营养物质和其他污染物，减少水体内源污染。美国、日本、瑞典等国都进行过底泥疏浚的试验研究和工程实践[4]。王小雨等对长春南湖的富营养化治理实施的底泥疏浚工程效果分析，在疏浚工程实施后，湖水水质有所好转，但是浮游生物的优势种仍为富营养化的指示种。

物理方法治富营养化的景观水体虽然短期效果良好，但是很难彻底从去除污染，有的技术工程量大，容易破坏底栖生态环境，比如底泥疏浚，挖出的泥也会造成二次污染；有的手段效果不好，受环境因素影响较大，只能作为辅助手段，比如水体曝气充氧等技术。

1.3 化学治理法

化学方法治理富营养化景观水体主要是投加各种药品、试剂到受污染水体中。通过药剂将污染物转化为对环境无污染的中性物质或者污染较小的物质，达到修复水体的目的。

化学方法常与物理、生物手段结合，作为一种辅助手段或者最终的净化手段，达到预期效果，单独的化学法治理富营养化比较少见。杀藻技术是比较常用的技术，通常往水体中投入化学药剂，比如硫酸铜、液氯、二氧化氯、漂白粉、高锰酸钾、臭氧等。雷中凯等[5]以深圳市两处景观湖为研究对象，投加硫酸铜和过氧化氢，研究湖水样本中藻类的生长状况，结果表明对于富营养化程度不同的样本其控藻效果与药品浓度相关，初始Chl-a浓度为0.206 mg/L范围内随Cu2+浓度升高，控藻效果增强。

沉淀法的处理对象主要是污染物中的悬浮物和各种絮凝胶体杂质，通过设施投加药剂，可大量处理悬浮物、藻类等污染的水体。但是药剂成本高，且易产生二次污染，一般作为景观水体的预处理与其他工艺一起作用。

加药气浮法是利用气浮技术产生高度分散的微小气泡，与水中悬浮颗粒黏附，使之从水体转移到水面，加以分离。适当加入混凝的药剂可以使得处理效果显著提高，去除水中杂质的同时还能大幅增加其溶解氧含量，改善水体水质。钟力云[6]采用了加药气浮技术处理富营养化的富藻水体，结果显示，该方法有效地去除藻类，降低水中营养元素含量，并使得原V类的地表水体达到了IV类标准，满足了景观娱乐用水的要求。

1.4 生态治理法

生态景观水体治理法指的是利用生物本身的新陈代谢活动消耗富营养化水体中的营养元素、有机质，蓄积重金属等有毒物质，或者分解消耗难以处理的残留毒害物质等。由于生态治理技术本身涉及跨度较大，从单一的植物、动物甚至是微生物修复，发展到由不同种植物、动物、微生物共同构成的生态系统进行的水体生态修复。每一项处理技术其原理、结构、影响因素、效果等都存在着差异性，各有特点，见表1[7]。

表1 景观水体生态修复治理技术的基本特征Tab.1 The basic features of ecological restoration in landscape water

人工湿地的处理效率限制因素较多，内源主要有内部水力学特征、生物降解效率、系统承载力，外部因素主要有气温差异、区域环境特征、进水负荷等多方面的影响[8]。稳定塘运行成本低，但占地面积大，处理周期长，适于附近有天然池塘可以利用的景观水体。生物膜技术由于设备要求，其膜生物反应器处理成本高，更换代价高，且易发生膜污染，适用于经济发达地区，在全国推广较为困难。

通过对部分物理、化学、生态修复手段的对比（表2），生态修复技术可作为富营养化水体修复的主要手段，而物理、化学手段多作为一种应急或者辅助手段，每种技术都有其局限性，受到的限制因素不同，所以，有机的结合三种处理手段才能达到最优的污水处理效果。

1.5 生态浮床修复技术

生态浮床技术属于湿式生物浮岛技术的一种，该技术从无土栽培的技术出发，主要是利用生物浮床在污染水体中栽培植物，通过通过植物根系的吸收、吸附、及根系上的微生物的硝化反硝化作用来去除水体中的营养元素以及大的颗粒有机质或者重金属等，实现水体净化，水质恢复的目的。该技术成本低，操作简单，处理效果突出，而且能适应大部分水体环境，从占地面积、运行管理成本、修复效果和净化修复的可行性、生态环境以及经济效果综合衡量结果，使生态浮床技术被广泛研究和采用[15]。

生态浮床技术在水环境治理方面的应用，则是从1988年HOEGER[16]将生态浮床作为一项水体生态修复技术并在应用于德国湖泊水体修复。随后，国外将生态浮床技术逐步应用到水体污染的修复中[17]。目前为止，生态浮床技术已成为世界范围水体污染治理的主流修复技术之一。我国发展生态浮床技术已有20多年的历史，从传统的浮床技术应用不断改革创新，发展出了适应各类环境的水体修复技术，目前已将生态浮床技术应用到了城市景观水体、河渠、湖泊[18-19]。

2 植物浮床修复技术

2.1 植物浮床治理污染水体的原理

自德国的BESTMAN公司在20世纪80年代开发出第一个生态工浮床之后，日本美国等国家相继将人工浮床开发应用到地表水的污染防治与生态修复中。生态浮床利用植物对营养元素的吸收利用，人为的将水生植物栽种到富营养化水体表面，通过定期收割植物，削减受污染水体中的有机质、氮、磷等物质，从而达到改善水质，修复水体的作用，同时又可以起到美化环境的作用。

表2 景观水体修复治理技术的对比Tab.2 The contrastion of restoration in landscape water

生态浮床治理受污染水体主要靠的是生物作用，现以植物浮床为例，阐述其主要原理。

（1）植物在生长过程中从污水中摄取所需要的营养物质，如溶解态的氮、磷元素，将成熟的植物收割，另作处理，减少污染水体中的富营养元素。植物发达的根系吸附过滤水体中的大颗粒悬浮物，减缓了水体流速，悬浮颗粒能够絮凝微小的有机杂质，最终被植物分解消耗或者沉降转移。

（2）植物根部和浮床基质的微生物与植物的协同作用，转化消耗水中污染物质。在植物根系附近形成的“好氧－厌氧－缺氧”的环境，为硝化菌的大量繁殖形成微生物膜提供了有利条件，提高对污染物质的分解，从而提升修复效率[20]。

（3）植物能够光合作用产生的氧气，成长过程中分泌出的化感物质，在提升水体溶解氧含量防止水体黑臭的同时，也能够抑制藻类、病毒等物质[15]。

（4）浮床系统形成的物质能量循环体系为好氧水生生物的产卵、栖息提供能良好的环境，进而形成一个良性循环的生态系统，在一定程度上强化了水体的自净能力。

2.2 植物浮床的结构

植物浮床源于无土栽培技术，是湿式浮岛的一种，直接与水面接触，相比于干式浮岛，其水质修复效果较好。植物浮床的构建主要由三部分组成，分别是浮床植物，浮床整体，和水下固定装置。浮床的固定装置是很重要的一部分[15]，决定了浮床单元的空间配置，一般可分为重力型、杆定型和锚定型三类。一般植物浮床的结构如图1[21]所示。

图1 湿式有框浮床Fig.1 Structure of floating bed

浮床的框架可用竹子、PVC管、纤维强化塑料不锈钢加发泡聚苯乙烯、特殊发泡聚苯乙烯加特殊合成树脂、盐化乙烯合成树脂、混凝土等材料制作[20]，也可不设置框架，不设置框架易遭受风浪、动物等的破坏，所以目前使用较多的为带框架的床体。浮床床体是为整个浮床系统提供主要浮力，是栽种植物的主要支撑，目前多采用聚乙烯泡沫板作为载体。由于这种材料经济、本身无毒害，而且便于加工，来源充足，易于重复利用。但是相对也容易损坏，现已有另外的载体出现，比如陶粒，蛏石，珍珠岩[21]等材料。李晓莉[22]研究了陶粒浮床对富营养化水体中水质与浮游植物的影响，并认为陶粒浮床对提升水体水质，丰富藻类组成，降低生物量与微囊藻爆发的风险有一定作用，有利于养殖类水体的修复改善。但是这些新开发的材料相比于泡沫板而言成本过高，且回收利用率低，不适用于大面积推广使用。

2.3 植物的选取

浮床植物作为植物浮床系统的关键，植物的选取对于修复效果至关重要。不同植物对于污染物质吸收能力不同，陈丽丽等[23]研究了水蓼Polygonum hydropiper Linn.、水芹菜Oenanthe javanica(Bl.)DC.、空心菜Ipomoea aquatica Forsskal、慈菇Sagittaria trifolia Linn.、菖蒲Acorus calamus Linn.和美人蕉Canna indica Linn.6种水生植物，结果表明菖蒲和空心菜适于贵州高原地区湖泊的修复；同时，不同地区、季节的也会影响到植物浮床的净化效率，胡绵好等[24]研究了温度对豆瓣菜Nasturtium officinale R.Br.和水芹净化富营养化水体能力的影响，表明植物浮床系统在22℃时对氮元素的吸收率最高，分别达79%、82%、76%以上，而在35℃时对TP、CODMn、BOD5的去除率分别达75%、81%、80%以上。因此选取合适的植物对于浮床系统的构建十分重要。

一般挑选适用于植物浮床的植物有以下几个要求：首先要满足当地气候环境；其次要有发达的根系，能够形成大生物量，具有一定经济或美学价值；最后要有净化效果，能够达到修复目的。罗固源等[25]选取四种常见浮床栽培植物：美人蕉、风车草Cyperus alternifolius Linn.subsp.flabelliformis(Rottb.) Kukenth.、菖蒲、香草根作为研究对象，经培养，植物体内的氮磷元素积累量依次为美人蕉＞风车草＞菖蒲＞香根草陆生植物也被应用于生态浮床中，如李艳蔷等[26]将芹菜Apium graveolens L.、茼蒿Chrysanthemum coronarium L.和大蒜Allium sativum L.应用于生态浮床中，讨论了陆生植物去除富营养化水体中氮的可行性与去除效果。

据统计[27]，进行水生植被恢复技术的常见植物可大致分三类：一是挺水植物，包括荷花Nelumbo nucifera Gaertn.、美人蕉、芦苇Phragmites australis(Cav.)Trin.ex Steud.、蒲苇Cortaderia selloana(Schult.)Aschers.et Graebn.、菖蒲等等；二是浮水植物，包括睡莲Nymphaea tetragona Georgi、凤眼莲 Eichhornia crassipes(Mart.)Solms Pontederia crassipes Mart、浮萍Lemna minor Linn.、荇菜Nymphoides peltatum(Gmel.)O. Kuntze、慈姑、菱角Trapa bispinosa Roxb.，主要是莲科植物；三是沉水植物，包括苦藻、黑藻Hydrilla verticillata(Linn.f.)Royle、金鱼藻Ceratophyllum demersum Linn.、狐尾藻Myriophyllum verticillatum Linn.等，主要是水草类。

2.4 植物浮床的作用

植物浮床已经广泛应用于各类水体的修复治理中，成为富营养化水体治理的主要工艺。从淡水养殖到海水养殖，从城市河道到自然湖泊河流，都能够见到植物浮床的应用。

陈重军等[28]利用生物过滤和蔬菜浮床组合系统对温室甲鱼废水进行修复，选用空心菜、生菜Lactuca sativa Linn.var.ramosa Hort.和芹菜等3种蔬菜植物进行试验，组合系统均表现出良好的碳氮磷同步脱除性能，空心菜系统对废水N、P的去除效能明显优于生菜和芹菜系统，研究结果显示，生物过滤和蔬菜浮床组合系统可以作为温室甲鱼养殖废水生态化处理的有效方式。

贺漫媚等[29]利用生态浮床工艺治理和和美化广州亚运城河涌，选用的本土植物在起到修复功能的同时美化了河道，具有良好的生态景观效果。袁星等[30]利用海马齿生态浮床修复海水养殖池塘产生的污水，对磷、氨、氮有显著去除作用，对水体的颗粒有机物有去除作用。

3 蔬菜浮床的在城市景观水体中的应用

3.1 蔬菜浮床的特点

城市景观水体多为静止或流动性差的封闭缓流水体，通常水域面积小，易污染，环境容纳量低，自净能力弱，易受到其中喂养的许多水生动物以及周围居民的影响，因此，一般水体色度、浊度较大，有机物、细菌等含量高，夏季容易发生富营养化，使得水体藻类过度繁殖，生态平衡被破坏，严重时可导致水体发臭变绿，丧失景观水体的主要功能，影响人们生活健康。对于以富营养化为主要特征的景观水体的治理，主要是去除藻类和氮、磷营养元素，改善水体生态。

蔬菜浮床从生态浮床发展而来，工程量小，便于维护，处理效果好。由于蔬菜作物的特殊性，需要播撒肥料等，管理难度大。而将蔬菜浮床应用于富营养化的城市景观水体，一方面可以达到治理污染的目的，另一方面也可利用水体中各类营养元素与物质栽培蔬菜，节省了肥力、劳力，管理成本低，而且具有一定经济价值，不需占地。

目前城市景观水体富营养化治理中应用的生态浮床大多为观赏性植物，多达80余种[31]，多为一年或多年生水生景观植物，例如芦苇、凤眼莲等，虽然水体修复效果好，但在完成治理目的之后，由于这些植物经济价值不高，如果得不到妥善的处理，可能会由于堆积而造成固体污染，也可能会因为过度繁殖，侵占湖泊水面，从而影响湖泊的生态环境，严重时可使藻型湖泊转变为草型湖泊，加速湖泊淤积和沼泽化，同时在秋冬季节，由于大型景观植物的腐败死亡，原本被吸收的营养元素以及其余有害物质又会转移到水体中，达不到真正去除污染物的目的，浪费人力物力。所以，选用合适的经济类植物，既能高效的治理污染水体，又能产生一定经济价值，使资源得到可持续利用，是目前生态浮床工艺中一大方向。

3.2 蔬菜浮床的影响因素

作为植物浮床的一种，蔬菜浮床本身就有一定局限性，植物浮床系统的限制因素同样也限制着蔬菜浮床的应用，如光照，温度，水体营养情况等。在城市中，由于作为时令作物，蔬菜成长主要受到温度与光照的制约。不同植物的生长发育均有适宜的温度范围，比如水芹和豆瓣菜均喜冷凉，不耐炎热，适于春秋季的栽种，是一种耐寒性较强的多年生水生蔬菜，且多生存于潮湿多水的地方。

袁菊红等[24]研究了不同温度对水芹和豆瓣菜浮床系统的影响，表明不同温度(10、22和35℃)处理明显影响植物浮床系统对NH4+-N、TN、TP、Chla、CODMn、BOD5的去除效率，豆瓣菜和水芹生态浮床系统在低温季节有较强的净化富营养化水体的潜能。赵建刚等[32]通过设置4个温度梯度的生活污水实验，研究了温度变化对空心菜增长、分枝、生根及生物量变化等的影响，表明在高温环境生长最好，低温时受到抑制。温度还会影响蔬菜的蒸腾作用，氮的去除主要依靠植物根部微生物的生化作用以及植物体的吸收利用，温度对反硝化过程的影响很大，所以不合适的温度会影响到植物对营养元素的吸收利用，从而影响浮床系统的净化效果。因此，在选用蔬菜净化富营养化水体时，要考虑不同时期的生长状况代谢功能所体现的对营养盐的去除能力，比如空心菜耐高温，适宜春夏种植。在冬季，大部分植物会冬眠或死亡，而水芹则耐寒，在冬季也能生长。

受污染水体的富营养化程度同样也会影响浮床系统对营养元素吸收效果，如果氮、磷浓度较高时，植物生长受到的限制就少，营养元素可以依靠蒸腾作用的引导进入植物；氮、磷污染程度较轻时，此时植物的生长主要受到氮、磷元素的制约，的氮、磷等营养元素成为制约水生蔬菜生长的重要因素，蔬菜只有主动吸收营养元素来维持生长需求，导致水生蔬菜对营养元素吸收速率下降。

他对我好？他是对我好，每日除了让我绣荷，其他的事都让我不必理会。纳妾的事也就不与我商量一声！他要置我于何地，让带着王妃名衔的我情何以堪？

赵鸿哲等[33]针对内蒙古乌梁素海的生态环境，研究了空心菜、木耳菜Basella rubra、香芹Petrooselinum crispum和菠菜Spinacia oleracea、莜麦菜Lactuca sativa var.、生菜六种蔬菜对各类富营养化水平水体的净化效果，研究显示香芹和菠菜不适于浮床栽培，空心菜吸收能力强对各营养水平富营养化水体的净化都有较好的效果，木耳菜效果较空心菜差.莜麦菜和生菜都比较适于春秋季节栽培，莜麦菜与空心菜相比耐贫瘠，更适于中度富营养化水体的净化。胡绵好[34]选择水芹、水蕹菜、韭菜Allium senescens Linn.、葱、豆瓣菜、芹菜等6种经济净化能力，植物，分析比较各类作物对不同N水平富营养化水体的净化能力，各项指标综合分析表明，对不同N水平的富营养化水体处理中，水蕹菜处理效果最好，水芹、豆瓣菜次之，芹菜居中，韭菜最差。有研究指出[35]浮床系统对富营养化元素的去除和对浮游植物的抑制能力能受到水体富营养化水平的影响。

3.3 蔬菜浮床治理效果

蕹菜拥有发达的根系，且适应于水生环境的生长，吸收去除富营养化元素的能力强，被广泛的应用于各种水体治理中。李文祥等[36]将蕹菜浮床应用到水产养殖中，依靠蕹菜原位分解、吸收转化，并通过收获产物的方式去除水中营养物质，虽然浮床系统对水体中营养元素去除率不高，但是相比于对照组，水质明显提升，蕹菜浮床能够抑制水华的发生，且不影响水体的DO和pH，整个过程没有养殖废水排放，减少了环境污染。杨绍聪等[37]用蕹菜治理星云湖，吸收其N、P元素，降低富营养化水平，产生了良好的生态效益和经济价值。

水稻植株根系发达、养分吸收转换能力强，且生物量大，可以大量消耗富营养化化水体中的营养元素，降低富营养化程度，达到净化水体的目的。马克星等[38]利用水稻浮床净化农田退水，农田退水TN的去除率可达到90.33%，且产出的水稻籽粒，重金属含量低于国家的重金属污染物限量标准。

除了蕹菜，水稻之外，还有许多蔬菜应用于富营养化水体的治理中。如李海燕等[39]利用西洋菜（Nasturimofficinale）对鱼塘水质改良，发现西洋菜对于氮元素的去除率较高，对PO43--P的去除率也达到了55.47%，西洋菜对藻类生长有良好的抑制作用。

3.4 蔬菜的安全性

栽种于受污染水体上的蔬菜，吸收利用水中存在的营养元素、各类有机质，甚至重金属，进而完成对水体的净化，所以，浮床栽培的蔬菜首要考虑的是蔬菜的安全性。

卢进登等[40]选取浮床栽培的蕹菜和水稻植株分别代表食品和饲料，测量其重金属含量，结果表明浮床栽培植物对水体中的重金属有一定的吸收作用，但吸收量很小，这可能主要是由于受试水体中重金属含量不高造成的。不同蔬菜对不同元素的富集有很大差异，蔬菜对重金属吸收能力的强弱是由遗传特性和环境特性决定的。李晶等[41]比较不同水生植物对不同重金属的富集能力，认为当地水体污染情况和底质中重金属含量回影响植物对重金属的富集，同时，pH、温度和重金属离子间的交互作用对植物的富集能力有不同的影响。

除了考虑蔬菜的重金属含量之外，还需要考察植物对其余有毒有害物质的富集蓄积。除此之外，浮床蔬菜的营养价值也需要考虑。受污染水体的营养元素含量会影响生长蔬菜的生长状况，胡绵好等[42]研究了水芹和豆瓣菜浮床系统净化富营养水体后蔬菜的品质特性，结果表明，栽种的蔬菜叶内可溶性蛋白和可溶性糖的含量与培养液中栽培的蔬菜无显著性差异，但硝态氮有显著差异，这可能受富营养化水体的氮磷浓度等因素有关。

蔬菜浮床因其可食用性，所以适用于无严重重金属污染的水体环境，比如饮用废水、啤酒废水之类食品废水，或者应用于水产废水等的治理。现有研究结果中不难发现，对于以生活污水为主要污染源的城市景观水体，种植经济蔬菜浮床的安全性风险极低，可以进一步推广。

3.5 蔬菜浮床应用存在的问题及改进

蔬菜浮床的应用主要受到环境与系统本身的限制。该技术主要适用于富营养化和受有机污染的城市景观水体和河流，由于蔬菜浮床漂浮于水体表面，所以在水体较深的情况下，生态浮床植物的根系长度有限，对于中下层的水体净化能力差，对于水体底部底泥中含有的各种营养元素和有毒有害物质的作用能力微弱。

要解决蔬菜浮床修复能力局限，可以在传统浮床的基础上，增加附属设施，与其他污水修复工艺相结合，形成良性的生物链。操家顺等[43]人设计了结合生物膜技术的生态浮床结构，将传统浮床系统与生物膜技术结合，浮床上种植植物，浮床下方悬挂仿生型填料，用聚烯烃、聚酰胺的合成物，填料下端系一重物克服重力，通过生物膜的作用，截留水中有机物，减少底泥沉积，还能提升浮床植物的处理效果，大大加强对水体的净化效果。

李先宁等[44]设计出组合型浮床，将植物浮床、填料浮床和生物浮床技术相互结合起来，把浮床系统分为上中下三个部分，上层种植水生经济植物，中层笼养滤食性水生动物贝类，下层应用生物膜技术，悬挂兼具软性及半软性人工填料。形成空心菜－河蚬－微生物组合式生态浮床修复模式，经过测定，该浮床对N、P、浮游植物的去除效果都很好，优于传统生态浮床，而且还具有提高水体可生化性的能力。

浮床系统在优化结构，加入微生物、水生动物之后，能够有效的提升浮床系统的净化水平，形成一个新的物质能量循环系统。微生物的活跃产生大量CO2，促进植物的光合作用，水体的含氧量增高，增加了微生物和水生动物活动必要的DO含量；水生动物的活动提高了水中有机物的可溶性和氨化作用，在食物链的带动下，植物对有机质、营养物质的吸收，微生物基质的条件都得到改善。通过食物链与食物网，浮床系统能与水域中原有的生态系统形成互动，从而更深入的的参与到受污染水体生态系统的物质能量循环中，改善了旧有的物质--能量网络，使得水域生态系统整体稳定性和抵抗力加强。

4 蔬菜浮床技术研究的展望

随着生活水平的提高，人们对环境质量的要求必将提高。与此同时，人们受教育水平的提升，也促进了环保意识不断加强。在未来资源环境紧张的情况下，必将形成资源节约型社会。城市景观水体富营养化情况普遍，在某种程度上可视为潜在的农业资源，将处理这些污水的资金投入到蔬菜浮床工艺的建设上，将大大减少不必要的资源浪费，既能够达到治理污染的目的，又能够利用污水中的物质为蔬菜培养提供肥料，而产出的蔬菜可以作为食物或者饲料，为人类动物食用。所以蔬菜浮床技术将越来越广泛的应用到各种污水治理层面。

蔬菜浮床技术相比于其他污水处理工艺，具有治理成本低、能耗低、处理效果好、工艺简单等优点，而且操作简单，可以批量生产。蔬菜浮床净化富营养化景观水体，可在同一场地进行多期套种、轮种栽培，较好地解决淡季蔬菜供应问题；同时不需要为蔬菜添加肥料，保证了蔬菜的洁净、质量。

景观水体与人居环境联系密切，关系到城市中人们的健康，但是易受到生活污水、地表径流的影响，由于其自净能力低，氮磷元素积累其中，容易成为生态隐患。在大多数景观水体得不到有效治理的情况下，构建蔬菜浮床在净化水体改善人居环境的同时，又创造了经济价值，为人们提供了一种绿色的生活方式，使得人们在保护环境的同时又实现人与生态环境的和谐发展，在某种程度上，推广蔬菜浮床具有不可忽视的优越性。

[1]李安峰,徐文江,潘 涛,等.人工湿地应用于富营养化景观水体修复[J].环境工程,2015(1):19-22.

[2]夏邦天,郑广宏,徐杭军,等.城市景观水体治理技术研究进展[J].环境科学与技术,2008,31(6):67-70.

[3]王国祥,濮培民.若干人工调控措施对富营养化湖泊藻类种群的影响[J].环境科学,1999,20(3):71-74.

[4]颜昌宙,范成新,杨建华,等.湖泊底泥环保疏浚技术研究展望[J].环境污染与防治,2004,26(3):189-192.

[5]雷中凯,柯水洲,陶 益,等.硫酸铜和过氧化氢处理含藻景观湖水效果研究[C]//湖泊保护与生态文明建设——第四届中国湖泊论坛论文集,2014.

[6]钟力云.加药气浮技术在苏南地区某市河道水质维护工程中的运用[J].城市道桥与防洪,2014(2):163-164.

[7]黄 勇,董运常,罗伟聪,等.景观水体生态修复治理技术的研究与分析[J].环境工程,2016(7):53-55.

[8]梁 威,吴振斌,周巧红,等.构建湿地基质微生物与净化效果及相关分析[J].中国环境科学,2002,22(3):282-285.

[9]唐林森,陈 进,黄 茁.人工生物浮岛在富营养化水体治理中的应用[J].长江科学院院报,2008,25(1):21-24.

[10]罗固源,朱 亮,季铁军,等.不同磷浓度和曝气方式对淡水藻类生长的影响[J].重庆大学学报,2007,30(2):86-88.

[11]宫 磊,徐晓军,魏在山,等.小型CAF气浮设备处理滇池含藻水的试验研究[J].环境污染治理技术与设备,2005,6(2):88-91.

[12]吴振斌,任明迅,付贵萍,等.垂直流人工湿地水力学特点对污水净化效果的影响[J].环境科学,2001,22(5):45-49.

[13]刘景涛,孔垂雪,符征鸽,等.污水处理中生物膜载体研究现状与前景[J].中国沼气,2011,29(2):3-6.

[14]刘建康,谢 平.用鲢鳙直接控制微囊藻水华的围隔试验和湖泊实践[J].生态科学,2003,22(3):193-196.

[15]戴青松,韩锡荣,黄 浩,周大众,曹文平.生态浮床的应用现状及前景[J].水处理技术,2014,7:7-10.

[16]黄文丹.人工生态浮床技术在水环境修复中的应用进展[J].四川环境,2015,34(2):145-147.

[17]宋祥甫,邹国燕,吴伟明,等.浮床水稻对富营养化水体中氮、磷的去除效果及规律研究[J].环境科学学报,1998,18(5):489-494.

[18]秦伯强,胡维平.太湖水源地水质净化的生态工程试验研究[J].环境科学学报,2007,27(1):5-12.

[19]李英杰,胡社荣,李俊杰,等.生态浮床对河口水质的净化效果研究[J].中国排水给水,2008,24(11):60-63.

[20]曹文平,王冰冰.生态浮床的应用及进展[J].工业水处理,2013,33(2):5-8.

[21]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):121-123.

[22]李晓莉,陶 玲,张世羊,等.陶粒浮床对草鱼养殖池塘水质和浮游植物的影响[J].水生生物学报,2015,39(3):507-514.

[23]陈丽丽,李秋华,高廷进,等.模拟生态浮床种植6种水生植物改善水质效果研究[J].水生态学杂志,2012,33(4):78-81.

[24]胡绵好,袁菊红,杨肖娥.温度对植物浮床净化富营养化水体能力的影响[J].环境科学学报,2011,31(2):283-290.

[25]罗固源,郑剑锋,许晓毅,等.4种浮床栽培植物生长特性及吸收氮磷能力的比较[J].环境科学学报,2009,29(2):285-290.

[26]李艳蔷,姜应和,李兆华,赵丽娅.陆生经济植物浮床去除富营养化水中氮素研究[J].环境科学与技术,2010,33(8):103-107.

[27]朱 鹏,陈红菊.淡水渔业水域生态环境修复技术研究现状[J].中国水产,2014(8):69-71.

[28]陈重军,张 蕊,向 坤,等.生物过滤和蔬菜浮床组合系统对温室甲鱼废水的处理效果[J].应用生态学报,2014,25(8):2 390-2 395.

[29]贺漫媚,朱 纯,何仲坚.生态浮床在广州亚运城河涌的应用及景观效果[J].广东园林,2010,32(6):10-13.

[30]袁 星,林彦彦,黄建荣,等.海马齿生态浮床对海水养殖池塘的修复效果[J].安徽农业科学,2016,14:69-75.

[31]饶丹华,何建军,惠 阳,等.蕹菜对复合污染水体的净化效果研究[J].环境影响评价,2016,38(1):79-83.

[32]赵建刚,刘谞承,叶长鹏.温度对空心菜生长的影响[J].环境科学与技术,2014,37(12):150-152.

[33]赵鸿哲,王 炜,王立新,等.浮床蔬菜的筛选及其对富营养水体治理效果的模拟研究[J].内蒙古大学学报:自然科学版, 2104,45(4):410-416.

[34]胡绵好.水生经济植物浮床技术改善富营养化水体水质的研究[D].上海:上海交通大学,2008.

[35]刘娅琴,邹国燕,宋祥甫,等.不同营养状态水体中生态浮床对浮游植物群落的影响[J].环境科学研究,2015,28(4):629-635.

[36]李文祥,李 为,林明利,等.浮床水蕹菜对养殖水体中营养物的去除效果研究[J].环境科学与技术,2010,33(8):103-107.

[37]杨绍聪,吕艳玲,沐 婵,等.空心菜对入星云湖河水的净化及其生物产出分析[J].农业环境科学学报,2015,34(2):370-376.

[38]马克星,吴海卿,朱东海,等.宁夏灌区水面植稻净化农田退水效果研究[J].灌溉排水学报,2011,30(4):103-105.

[39]李海燕,张晓璇,钟明其,等.生态浮床对富营养化养殖池塘水体净化的研究[J].广东农业科学,2013(21):152-162.

[40]卢进登,陈红兵,赵丽娅,等.人工浮床栽培7种植物在富营养化水体中的生长特性研究[J].环境污染治理技术与设备,2006, 7(7):58-61.

[41]李 晶,栾亚宁,孙向阳,等.水生植物修复重金属污染水体研究进展[J].世界林业研究,2015,28(2):31-34.

[42]胡绵好,袁菊红,杨肖娥.水生蔬菜对富营养化水体净化及资源化利用[J].湖泊科学,2010,22(3):416-420.

[43]操家顺,朱 伟,严以新,等.浮床植物及生物膜生物-生态技术净化受污染河水装置:中国,200520068256[P].2006-03-08.

[44]李先宁,宋海亮,朱光灿,等.组合型浮床生态系统的构建及其改善湖泊水源地水质的效果[J].湖泊科学,2007,19(4): 367-372.

Review on Restoration Technologies for City Landscape Water by Floating Vegetable Bed

TANG Xiao-shuang,XING Yu,LIU Jia-wei,et al
(School of Marine Science and Technology,Zhejiang Ocean University,Zhoushan 316022,China）

Floating vegetable bed has been proved to be efficient on city landscape water restoration as well as good economy value.In this paper,the main restoration technologies on etrophication water body and the recent progresses were reviewed.The characteristics,advantages and disadvantages among different technologies has been summarized in detail.Highlights has been on the current states,problems,future development and the absolute advange of vegetable floating bed technology on city landscape water restoration.

city landscape water;water eutrophication;floating vegetable bed;restoration technology

X52

A

1008－830X(2016)03－0257－09

2016-01-11

舟山市科技局项目（2015C41002）；浙江省省属专项计划项目（2014F50001）

唐小双（1993-），男，四川宜宾人，研究方向：环境保护与修复.

蔡惠文（1977-），女，山东高密人，副教授，研究方向：环境保护与预测，海洋生态动力学建模等.E-mail:caihuiwen1977@hotmail.com