水体富营养化是全球性的水环境问题,我国现有湖泊2 700余个,总面积达9.1万km2.根据调查资料和国内、外评价湖泊富营养化指标,我国比较典型的37个主要湖泊中,中营养型和中一富营养型的占55.8%,富营养型的占14.7%,重富营养型的占8.8%.中国90%以上的水域污染是因水体中的N、P含量过高而引起的富营养化造成的,而N、P则是植物生长基本的必需营养元素。
通常用于生态修复城市农村水体污染或建设城市湿地景区等等。人们把特制的轻型生物载体按不同的设计要求,拼接、组合以及搭建成所需要的面积和几何形状,放入受损水体中,并将经过筛选、驯化的水生或陆生植物(这些植物可以强力吸收水中有机污染物),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,降低COD(化学需氧量);在为水体中的鱼虾、昆虫和微生物提供生存和附着的条件的同时,释放出抑制藻类生长的化合物,人工营造一个动物、微生物良好的生长环境,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。可以说是当今建设的又一新利器。
作为水中的环境保护技术——生态浮岛,20年前是由德国的BESTMAN公司想出来的。在日本的琵琶湖,作为给鱼类用的产卵床的人工浮岛在70年代末就开始被使用。在近年来,随着人们对环境问题的越来越关心,周围的自然环境特别是水边的自然景观状况也越来越受到重视,在此背景下,人们不仅将水的净化,还将创造多样性的生态系统寄希望于人工浮岛技术。
人工浮岛因具有净化水质、创造生物的生息空间、改善景观和消波等综合性功能。在水位波动大的水库、因波浪的原因难以恢复岸边水生植物带的湖沼、在有景观要求的池塘等闭锁性水域得到广泛的应用。随着人工浮岛工程事例的不断增加,经验也越来越多,在评价人工浮岛的功能及效果方面已逐步从定性评价上升到定量评价的高度。
人工浮岛的水下固定,既要浮岛不被风浪带走,还要在水位剧烈变动的情况下,能够缓冲浮岛和浮岛之间的相互碰撞。水下固定形式要视地基状况而定,常用的有重量式、锚固式、杭式等。另外,为了缓解因水位变动引起的浮岛间的相互碰撞,一般在浮岛本体和水下固定端之间设置一个小型的浮子的做法比较多。也可以通过木桩将其固定。设计通过直径150毫米,长度为4米的木桩对浮床进行固定,木桩浮出水面10-20cm,其余部分打入水中,作为固定。
生态浮床,在全国各地广泛用于城市湿地建设。其治污原理是利用生物的自然生态习性,在受损水体中吸收、吸附消化和降解水中的有机污染物,因此,无需的机械设备以及化学药剂的投入,可以大量的节省费用开支,减少动力、能源和日常维修管理费用,具有投资少、见效快、节约能源、运行性能稳定、日常维护简单等优点。另外,有类似湿地之功能作用,而与建设和维护同等面积湿地,费用实在低廉。
大面积人工生态浮岛的应用,可以***降低风浪对坡岸的拍击与冲刷强度,对于河流、湖泊的坡岸起到良好的保护作用。从这个角度来看,水上生物浮岛的应用,既是水面景观设施又是水质净化和水利防护设施。
改善滨水地带生物生存环境
由于人工生态浮岛的消波作用减轻了风浪波涛对滨水地带的拍击,便能有效地防止坡岸的冲蚀坍塌,使之能够形成一个相对稳定的水生态环境,为滨水地带的水生植物、动物、微生物的繁衍栖息提供有利条件。
拦截水面漂浮物
在动态或者流动的池塘、湖泊或河道中横向或者按照特殊设计的形式安装人工生态浮岛,可以有效拦截由于风力或者上游飘来的纸屑、垃圾、塑料袋、树叶、杂草等城市垃圾,便于打捞清除,起到水体环保过滤作用。