浮萍水體生態修復及資源化開發利用*

李長根 韓慶保 姜兆全 錢 楊

（鹽城生物工程高等職業技術學校 江蘇鹽城 224051）

浮萍是一類漂浮于水面的水生被子植物。包括5 個屬，約38 個種。常見種類有青萍、稀脈浮萍、紫背浮萍、少根浮萍和蕪萍。以無性方式繁殖，一般在水溫25～30℃下，靜水或緩水流、有機質含量高的水面繁殖旺盛。浮萍因生長速度快、易打撈、適應性廣、蛋白質含量高等優點，引起了國內外眾多科學家的關注，目前研究主要集中表現在浮萍對水體生態修復、開發成魚類和畜禽飼料、發酵制備乙醇和沼氣等。

1 浮萍在水體生態修復中的應用

浮萍生長速度快，在自然條件下每2～7 d生物量增加一倍，生長速率能夠達到0.10～0.35g（DW）/［g（DW），d］［1］。大量吸收水體中的氮、磷，改善水體狀況，減輕富營養化程度。

1.1 氮、磷的消除機制 水體中氮和磷的消除途徑主要是吸收和沉降。浮萍所能吸收的無機氮源主要是銨氮（NH4+-N）和硝氮（NO3--N）。對NH4+-N優先選擇，當水中NH4+-N 大量消耗時，才會大量吸收NO3--N。吸收受多種因素影響，例如種類、氣候條件、水體狀況。沉降是通過固體顆粒物沉降為底泥，然后再移除底泥達到消除的目的。

1.2 浮萍凈化水體的應用 在浮萍凈化水體的工程中，利用浮萍生長速度快、吸收氮和磷能力強等優勢，定期打撈，無二次污染，逐漸恢復水環境。且適度的浮萍覆蓋還能除臭防蚊，改善環境，因此具有多重效益，應用前景廣闊。

研究表明利用浮萍處理稀釋的或者人工模擬的養豬廢水，可有效去除其中的氮、磷。Bergmann等［2］用浮萍8627 品系（Lemna minor 8627）處理稀釋50%的養豬廢水，TN、NH4+-N、TP 和PO43--P 的去除率分別達到了83%、100%、49%和31%，效果良好。汪宴廷等［3］用3 種浮萍處理不同濃度的豬場廢水，隨著處理時間增加，污水中TN、TP 持續降低； 其中少根紫萍對N、P 凈化能力最強，超過了75%。蔡樹美等［4］研究表明不同浮萍種類對不同的水環境處理效果不一，紫萍對高磷污染的生活污水和農業廢水凈化能力較強，稀脈浮萍對低磷污染的景觀水體處理效果較好。在不同的水體修復中，還應根據實際情況選擇不同浮萍種類、打撈周期、生長密度等，以期達到最大凈化效果。

2 浮萍的資源化開發利用

2.1 開發成魚類和畜禽飼料 浮萍是一種優質的飼料蛋白源，其蛋白質含量高達45%，人工種植的纖維素含量只有5%，飼料系數為30 左右。它的氨基酸組成模式接近動物蛋白，易于被動物吸收利用。用浮萍處理廢水，浮萍年平均干物質量達到15.30 t/hm2，蛋白產量可達6 510 kg/hm2，遠遠高于大豆和紫花苜蓿等經濟作物，具有很高的開發價值。用浮萍或者制作成飼料喂食草魚、鳊魚、羅非魚、巴西鯛，結果均表現出能促進魚類生長，提高成活率，縮短養殖周期，降低生產成本。喂食豬、仔雞，均取得了較好效果。

2.2 發酵制備乙醇 浮萍淀粉含量高，較玉米多5～6 倍，可用于發酵制備乙醇。步驟為：浮萍打撈、晾干、粉碎、超聲波處理、酶處理和糖化、接菌發酵。Drapcho 等［5］指出理論上浮萍每克淀粉能得到0.511 g 乙醇。但在實踐中并不能達到，因還有一部分用于細胞合成和其他物質生成。侍遠等［6］通過3 種浮萍干粉發酵乙醇的單因子試驗中，比較得出紫背浮萍最大生產乙醇量是24 964 mg/250 g，淀粉利用率是82.61%。因此，欲獲得高產，尋找淀粉含量高的浮萍尤為重要。

2.3 與畜禽糞便混合制備沼氣 浮萍單一發酵制備沼氣的應用還很少，大都是將浮萍與畜禽糞便混合發酵。Clark 和Hillman［7］將浮萍與雞糞混合發酵，產氣量提高44%左右。張東旭等［8］將浮萍與豬糞按1∶1 混合，產氣率為0.71m3/（m3，d）。

3 展望

在農村的河流中，絕大多數浮萍處于無人管理狀態，浮萍腐爛后的氮、磷會再次進入水體，達不到凈化效果。因此，需大力宣傳浮萍對水體修復的益處，并結合當地實際情況篩選適合本地區的浮萍種類，高效利用浮萍凈化水體的能力，及時打撈，控制浮萍的生長、品質變化，同時拓寬附加值，緩解高蛋白動物飼料資源和能源短缺，實現污染治理、環境效益和能源效益的完美結合。