水庫生態浮島凈化水質試驗

胡金春 毛澤楷 李倩 胡廷尖

摘 要：為探究生態浮島對漁業養殖富營養化水體水質的改善效果，選擇水芹菜等植物構建了生態浮島，并在水庫浮島區域和距離浮島100m區域對水質的氨氮、總磷、總氮、亞硝酸鹽氮、pH、透明度等指標進行了定期檢測。11個月的水質檢測結果表明：生態浮島能夠有效的消減水體氨氮、總氮、總磷等富營養物質，并穩定和改善pH、透明度等常規水質指標。生態浮島選擇的水芹菜等植物自身不但有較高的經濟價值，而且能轉化水體富營養物質，凈化水質，水庫周圍景觀和魚品質得到提高，推動了休閑垂釣的發展，提升了水庫的經濟效益和社會效益。

關鍵詞：水庫；生態浮島；富營養化

中圖分類號 X171 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2015）08-113-02

勃垅坑水庫位于浙西丘陵地帶，水面面積約24.679m2，庫容80萬m3。目前水庫的魚產量每年約150t，主要養殖品種為三角魴、鯽魚、鰱魚、鳙魚、草魚等，該水庫除集中捕撈外，平時開放垂釣。水庫周邊山地以矮喬木和小灌木為主，植被覆蓋率約80%，裸露的土壤主要是黃土。由于周邊的生活、養殖、種植產生的污水直接排入該水庫中，造成嚴重的富營養化，水色呈棕黑色，水體透明度小于30cm，2014年2月份水質檢測結果屬地表劣Ⅴ類（GB3838-2002）。

由于水質惡化，2013年年底水庫魚類死亡約1萬kg，造成直接經濟損失8萬余元，并嚴重影響了周邊居民的生產生活環境。為減緩水質惡化的進程，改善水質，提升庫區水面景觀效果，筆者開展了勃龍坑水庫生態浮島試驗，2014年3月完成浮島建設以及水生植物種植，選取水庫中距離浮島5m內和距離浮島100m處相對獨立的2片區域水體水質進行跟蹤監測。通過11個月的水質檢測結果對比，探究生態浮島在吸收水體富營養化元素，降低水體富營養化水平，改善水體環境方面的效果，已取得階段性成效。

1 材料與方法

1.1 浮島材料的選取 選取具有經濟性、環保性、耐用性、方便性的材料作為浮島材料，需要抗老化、無污染，耐腐蝕，可擴展，便于運輸易于拼接，可自由組合，在達到設計效果的同時減少投資成本。本次試驗浮島邊框采用50PVC管，中間用網眼為4cm，9股線的聚乙烯網片。水生植物浮島用規格為33cm×33cm的HDPE環保材料浮盆，以及專用泡沫扳、增強型塑料浮筒和各種規格網繩、網線、海綿等。

1.2 水生植物的選取 本次試驗選取水芹菜為主，適當搭配部分冬季常綠、花大色澤鮮艷、花期長色澤豐富等景觀效果好的品種，如西伯利亞鳶尾、美人蕉、水葫蘆等。其中水芹菜選用最新品種，適溫范圍廣，能耐40℃以下高溫和-8℃以上的低溫，產量高，有較高的經濟價值。

1.3 浮島的制作 考慮到浮島需要養護和管理，單個浮島的面積不宜太大。水芹菜單個面積為2.131 6m2，正方形，共540個，邊框用50PVC管，中間用網眼為4cm，9股線的聚乙烯網片，在框子的中心處加一根竹片，防止網片下垂；水生植物浮島相嵌在水芹菜的中間，起到點綴的作用，水生植物浮島用規格為33cm×33cm的HDPE環保材料浮盆，1m29個，實際使用2 680個。總完成的實際面積約1 550m2，其中水芹菜浮島1 160m2；景觀植物浮島290m2，專用泡沫扳36 塊（36m2）小計1 494m2。中間圍合的空位56m2，合計1 550m2，并在150m2浮島四邊捆綁12個浮筒。在浮框建設拼接時，要做好防水密封工作，選擇材料時不僅要重視管子的質量，也要重視連接彎頭的質量。若部分框子漏水，在拼接時可用毛竹和浮桶加固。水庫中有草魚鳊魚等草食性魚類時，要做好底部防護網，避免水芹菜和水葫蘆的嫩芽被吃掉。

1.4 水生植物種植 長途運輸的水芹菜種，要在產地剪去葉子，避免造成運輸過程中裝卸造成損傷，且不可放置時間過長，以免造成植物腐爛受損。水芹菜種平均株高30cm。在岸邊將水芹菜種植于水芹菜框架聚乙烯網片上，挺水植物種植于浮盤中，結合岸線景觀和湖面倒影，滿足景觀空間形態的需求，對水面植物進行適當的景觀組織，并將各個部分組合拼接（拼接方式見圖1），最后固定于庫中。

圖1 浮島組合與拼接方式

1.5 日常管理 根據水庫的水位變化以及風力影響，及時調整沉子吊繩的長度，調整浮島的位置，大風或水位大幅變化之后及時檢查浮島狀況，整理浮島位置，發現部分損壞或漏水及時修復。為有利于浮島水生植物生長，庫中不宜大量養殖草魚、鳊魚等草食性魚類。要做好防草魚用的網箱的維護工作，及時清理雜草，注意病蟲害的發生。當水芹菜長到40cm后及時收割，收割時根部留5～7cm的長度，部分長勢欠佳的區域進行補充種植。冬至過后將挺水植物的上部修剪掉，可使植物次年長勢更好。

1.6 水質測定方法 （1）采樣方法：設定距浮島5m內和距浮島100m處2個采水點，使用有機玻璃采水器在2個取樣點分別采取水深1m左右的表層水，針對不同測定指標對樣品進行分裝處理，并使用固定、酸化等方法進行保存。（2）測定方法：總氮的測定采用堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法（HJ 636-2012）；亞硝酸鹽氮測定采用分光光度法（GB 7493-1987）；氨氮測定采用水楊酸分光光度法（HJ 536-2009）；總磷測定采用鉬酸銨分光光度法（GB 11893-1989）；使用塞氏盤測定水體透明度。

2 結果與分析

2.1 水質變化分析 氨氮和總磷的濃度隨時間的變化見表1。由表1可知，在浮島5m內，氨氮、總氮、總磷的濃度隨著采樣時間的延長而降低，亞硝酸鹽基本呈降低趨勢，透明度方面，秋冬季要高于春夏；在浮島100m內，氨氮和總磷的變化趨勢不明顯，總氮呈先升高后降低的趨勢，亞硝酸鹽基本呈升高的趨勢，透明度變化不大，維持在0.8m左右。

表1 水質指標變化情況

[月份

（月）＼& 距浮島5m內 ＼& 距浮島100m處 ＼&氨氮

（mg/L）＼&總磷

（mg/L）＼&總氮

（mg/L）＼&亞硝酸鹽氮

（mg/L）＼&透明度

（m）＼&氨氮

（mg/L）＼&總磷

（mg/L）＼&總氮

（mg/L）＼&亞硝酸鹽氮

（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 水生經濟植物經濟效益分析 水生經濟植物收獲的經濟效益如下：水芹菜12 500kg，產值50 000元；美人蕉12 000支，產值6 000元；西伯利亞鳶尾5 000支，產值4 000元。

3 結論與討論

3.1 生態浮島對水庫凈化水質作用明顯 根據本次試驗數據對比分析可知，距浮島5m內水體的氨氮、總磷等造成富營養化的指標呈現明顯下降趨勢，而距離浮島100m處水體并無明顯變化趨勢，這說明人工浮島在一定范圍內能夠有效降低水體氨氮、總磷等富營養化指標的含量，作用有效距離不超過100m。浮島處溶解氧、亞硝酸鹽氮等指標也在一定程度上有所改善，達到地表III類（GB3838-2002）。各項指標顯示，生態浮島能夠提供水生動植、微生物提供良好的棲息環境，減少病菌的產生，并在一定程度上增加水體溶解氧含量，改善水體環境。在浮島建設完成后，水體透明度大大增加，未出現庫區魚類大規模死亡的情況。

3.2 生態浮島提升水庫的綜合經濟效益 人工生態浮島建設材料費6.5萬元。年材料折舊費2.2萬元，安裝維護人工費8 000元，水生植物苗種7 000元，年度運行維護成本合計3.7萬元。2014年全年共收獲優質水芹菜8 500kg，產值34 000元，另出售美人蕉、西伯利亞鳶尾鮮花約8 000支，收入6 000元，水生植物水芹菜、美人蕉、西伯利亞鳶尾共收益4萬元，并可持續收獲產生效益。在人工生態浮島治理污水的同時，有效的改善了水體周圍環境景觀，提升了水體環境面貌，吸引了大批的垂釣愛好者到水庫進行休閑垂釣。據統計，2014年水庫垂釣客流量較2013年增加約800人次，垂釣魚銷售總量較2013年增加約1 250kg，垂釣魚均價較批發價增18元/kg，凈增收入2.25萬元。

3.3 創新模式及應用前景 本試驗利用生態浮島把水體中富營養N、P、K等轉化為有經濟價值的水生植物，同時利用優良浮水植物進行治理污水，通過圈養浮水植物水葫蘆、水芹菜、美人蕉、西伯利亞鳶尾等去除水體富營養工程，為富營養化水體的治理提供了一套效果良好創新技術及工程示范，具有操作簡單、投資少、適應性強的特點，有很好的推廣應用前景。此外，人工生態浮島無需專業的機械設備以及化學藥劑的投入，收割方便，日常維修管理費用低，實現了農民增收和水環境保護的雙贏。

（責編：張宏民）