浮萍水体生态修复及资源化开发利用*

李长根 韩庆保 姜兆全 钱 杨

（盐城生物工程高等职业技术学校 江苏盐城 224051）

浮萍是一类漂浮于水面的水生被子植物。包括5 个属，约38 个种。常见种类有青萍、稀脉浮萍、紫背浮萍、少根浮萍和芜萍。以无性方式繁殖，一般在水温25～30℃下，静水或缓水流、有机质含量高的水面繁殖旺盛。浮萍因生长速度快、易打捞、适应性广、蛋白质含量高等优点，引起了国内外众多科学家的关注，目前研究主要集中表现在浮萍对水体生态修复、开发成鱼类和畜禽饲料、发酵制备乙醇和沼气等。

1 浮萍在水体生态修复中的应用

浮萍生长速度快，在自然条件下每2～7 d生物量增加一倍，生长速率能够达到0.10～0.35g（DW）/［g（DW），d］［1］。大量吸收水体中的氮、磷，改善水体状况，减轻富营养化程度。

1.1 氮、磷的消除机制 水体中氮和磷的消除途径主要是吸收和沉降。浮萍所能吸收的无机氮源主要是铵氮（NH4+-N）和硝氮（NO3--N）。对NH4+-N优先选择，当水中NH4+-N 大量消耗时，才会大量吸收NO3--N。吸收受多种因素影响，例如种类、气候条件、水体状况。沉降是通过固体颗粒物沉降为底泥，然后再移除底泥达到消除的目的。

1.2 浮萍净化水体的应用 在浮萍净化水体的工程中，利用浮萍生长速度快、吸收氮和磷能力强等优势，定期打捞，无二次污染，逐渐恢复水环境。且适度的浮萍覆盖还能除臭防蚊，改善环境，因此具有多重效益，应用前景广阔。

研究表明利用浮萍处理稀释的或者人工模拟的养猪废水，可有效去除其中的氮、磷。Bergmann等［2］用浮萍8627 品系（Lemna minor 8627）处理稀释50%的养猪废水，TN、NH4+-N、TP 和PO43--P 的去除率分别达到了83%、100%、49%和31%，效果良好。汪宴廷等［3］用3 种浮萍处理不同浓度的猪场废水，随着处理时间增加，污水中TN、TP 持续降低； 其中少根紫萍对N、P 净化能力最强，超过了75%。蔡树美等［4］研究表明不同浮萍种类对不同的水环境处理效果不一，紫萍对高磷污染的生活污水和农业废水净化能力较强，稀脉浮萍对低磷污染的景观水体处理效果较好。在不同的水体修复中，还应根据实际情况选择不同浮萍种类、打捞周期、生长密度等，以期达到最大净化效果。

2 浮萍的资源化开发利用

2.1 开发成鱼类和畜禽饲料 浮萍是一种优质的饲料蛋白源，其蛋白质含量高达45%，人工种植的纤维素含量只有5%，饲料系数为30 左右。它的氨基酸组成模式接近动物蛋白，易于被动物吸收利用。用浮萍处理废水，浮萍年平均干物质量达到15.30 t/hm2，蛋白产量可达6 510 kg/hm2，远远高于大豆和紫花苜蓿等经济作物，具有很高的开发价值。用浮萍或者制作成饲料喂食草鱼、鳊鱼、罗非鱼、巴西鲷，结果均表现出能促进鱼类生长，提高成活率，缩短养殖周期，降低生产成本。喂食猪、仔鸡，均取得了较好效果。

2.2 发酵制备乙醇 浮萍淀粉含量高，较玉米多5～6 倍，可用于发酵制备乙醇。步骤为：浮萍打捞、晾干、粉碎、超声波处理、酶处理和糖化、接菌发酵。Drapcho 等［5］指出理论上浮萍每克淀粉能得到0.511 g 乙醇。但在实践中并不能达到，因还有一部分用于细胞合成和其他物质生成。侍远等［6］通过3 种浮萍干粉发酵乙醇的单因子试验中，比较得出紫背浮萍最大生产乙醇量是24 964 mg/250 g，淀粉利用率是82.61%。因此，欲获得高产，寻找淀粉含量高的浮萍尤为重要。

2.3 与畜禽粪便混合制备沼气 浮萍单一发酵制备沼气的应用还很少，大都是将浮萍与畜禽粪便混合发酵。Clark 和Hillman［7］将浮萍与鸡粪混合发酵，产气量提高44%左右。张东旭等［8］将浮萍与猪粪按1∶1 混合，产气率为0.71m3/（m3，d）。

3 展望

在农村的河流中，绝大多数浮萍处于无人管理状态，浮萍腐烂后的氮、磷会再次进入水体，达不到净化效果。因此，需大力宣传浮萍对水体修复的益处，并结合当地实际情况筛选适合本地区的浮萍种类，高效利用浮萍净化水体的能力，及时打捞，控制浮萍的生长、品质变化，同时拓宽附加值，缓解高蛋白动物饲料资源和能源短缺，实现污染治理、环境效益和能源效益的完美结合。