不同植物景观配置对河道污染水体的净化治理效果研究

陈松 段炼

摘要：经济快速发展的代价是环境污染，目前已提出多种针对污染水体的净化方法，但大部分不适用于中国国情，不具备高经济性，为此提出不同植物景观配置对河道污染水体的净化治理效果的研究分析，综合分析中国国情和河道污染情况，以生态浮床技术作为净化治理手段，探究不同植物景观配置下河道的化学需氧量、氪素、磷素污染参数值变化情况，并测量河道pH值治理前后的数值，得出在不同配置的净化效果。经实验结果表明，组合配置比单株植物的净化效果强，其中第3组水葫芦、再力花、慈姑以及水芹配置的净化效果最好。

关键词：植物景观配置；河道污染水体；净化治理；治理效果；生态浮床技术

中图分类号：X522 文献标志码：B

前言

在社会经济快速发展的背景下，河道的生态环境治理成为了亟需解决的问题，由于没有经过处理的污染物被排放到河道中，会导致河道的污染情况急剧加重，进而危害居民的身体健康，所以河道污染水体净化是至关重要的。目前，大多数城市已经将河道污染治理视为城市环境整治的首要任务。

目前的河道污染治理方法，包含人工湿地以及生态浮岛技术等，这些方法均有自身特点，且对营养水体和污水处理均取得成效，但这些方法对土地资源面积要求较高，针对中国的实际情况，即国土资源较为紧缺的国情下，构建符合面积要求的人工湿地以及缓冲带极难达到实际要求，而生态浮岛技术的优点是实施效率高，所需成本低且材料运转费用低，同时可以实现原位修复以及污染物有效控制等，是中国近些年来最常用治理河道的手段。

为此，文章提出生态浮岛技术下不同植物景观配置对河道污染水体的净化治理效果研究，深人分析，找出最优配置组合。

1不同植物景观配置对河道污染水体的净化治理效果

如今植物型生态浮床技术，在国内应用的城市越来越多，但实际净化效果的研究还是比较少，现将某个城市河道的污水视为研究对象，随机选择5种植物利用混合种植的方法建立出生态浮岛，并测试出生态浮岛对水体内的各种污染物的去除效果。

1.1不同植物景观配置

将水葫芦、再力花、美人蕉、慈姑以及水芹作为实验对象，分别对5种植物进行混合种植，构成5种组合模式见表1，植物图像见图1。

以上5种植物均是由山东某苗圃提供，在研究污染水体净化效果之前，对5种植物进行时长为12天的预培养，在此期间需要将5种植物根部的泥土全部冲洗干净，同时确保植物根系十分完整，随机选取出城市部分区域的河道，提取出河道样本污水，得出水体中污染物的含量，其中COD测定值为53.12 mg／L，TP测定值为0.85 mg／L，NH4+ -N测定值为1.86 mg/L，水质pH值为9.3。

1.2净化治理研究方法

随机选取某个温室大棚进行试验，使用160升的塑料水箱，将样本植物放人未处理的污水样本中，污水样本总量为100升，浮岛构件的材质为抗风浪型的生态浮板，生态浮板上留有4个植物种植口，浮岛是由浮板、种植篮、环保海绵以及水生植物等构成，将水生植物种植在种植孔中并放到种植篮中，最后用环保海绵固定住。

1.3数据采集和分析

样本植物预处理12天后，开始利用梅花采样法进行取样，采样周期为一周一次，共采集40天。在采取水样过程中，需要提前利用搅拌棒将水体搅混，使得污染物在水体中的含量比较平均，将采集到的样本水体放置在聚乙烯塑料瓶中，同时保证存储样本水体的温度为4℃以下，尽快对水质进行分析和监测。

1.4数据处理

利用Excel2010软件对水体样本数据进行处理，在Duncan法以及SPSS20软件的帮助下统计分析水体样本，得出其原始水体与净化后水体之间的差异性。

2实验结果与分析

2.1COD的去除效果

生物浮床技术净化COD是利用水生植物根部的生物膜以及根部吸附大量微生物而完成的，但植物根部同时会溶解氧气，在一定程度上影响了有机物的降解，所以COD的降解实际上就是对氧气的降解，生物浮床植物根部的藻类等微生物在光合作用的帮助下可消耗污染水体中的有机物，进而完成水体净化的目的，实验结果见图2。

将图2（a）和图2（b）进行比较发现，生态浮床技术中将不同种植物配置在一起进行河道净化，比单个植物进行污水净化的效果更好，其中组合3的水体净化效果最佳。

2.2氮素的净化效果

大多数时候河道污染水体中均带有大量的氮元素，氮在水中的表现形式通常为有机氮和氨氮，另外两种亚硝态氮和硝态氮的表现形式在水中存在的较少，可忽略不计，河道中含有氮气的污水会和植物以及微生物产生部分化学以及生化等反应，进而去除污水中的氮素，从而实现氮素的净化，测试结果见图3。

根据测试结果可知，水体自身的去氮效果十分不理想，可将水体的去氮能力视为无，经过五种水生植物进行去氮后发现，五种水生植物单株的水质净化效果基本相同，将单株与组合水生植物的水质净化效果进行对比发现，组合水生植物的去氮效果更加理想，其中组合3的净化效果是最理想的。

2.3磷素的净化效果以及净化后水质的pH值

在通常情况下，生态浮床系统均是利用植物吸收、水质沉淀以及根部吸附等方式净化水体中的磷素，经研究发现，水生植物的自身系统存在可以直接吸收污染水体中的溶解性磷，并将其用于自身纤维组织的合成，其根部吸附的微生物还可以将污染水体中的磷酸盐转换成聚磷用以能量储存。在实验过程中，因实验对象的材质为塑料，所以将吸附方法的排磷量排除，实验的去磷方法基本为水质沉淀以及微生物的分解。实验分别对五种植物的去磷效果进行真实数据纪录，并对组合型植物的净化效果进行记录，实验结果如图4（a）和图4（b）所示。

根据实验结果可知，单个植株针对磷的净化效果最佳的是水葫芦，将单个植株的净化磷效果与组合植株进行对比发现，组合植株的任何一种均比单个植株的净化效果强，说明不同植物配置的净化水体效果更强。

水质的pH值是说明污染水体净化效果的明确指标，已知水质的最佳pH在7.35-7.5之间，图4（c）和图4（d）是单个植株以及组合植株净化水体后水体的pH值，单个植株只有水葫芦在实验的最后得到了理想的pH值，但五种植株均将水质的pH下降到8以下，而每种组合植株在实验最后将水质的pH值全部下降到7.5以下，说明组合植株的效果更有效，其中最有效的还是组合3。

3结语

通过实例数据能够明确生态浮岛技术下不同植物景观配置对河道污染水体的净化治理量化值。其中水葫芦是五种净化水质植物中净化效果最强的，且对河道污染治理效果十分显著。据此，生态浮岛技术能为水中生物提供良好的生存环境。通过实验发现，植物景观的净化效果与时间成正比，测试的时间越长水体的净化效果越好。通过比较单株植物净化与不同植物配置下的水质净化发现，将不同类别的水生植物种植在一起，并选取不同花期、株高一样的花色进行混合配置，既可以最大程度的体现出量美以及色彩美，也可以大大加强河道水体的净化能力，由此体现出生态浮岛技术下植物景观的治理高效性，该治理方法可有效解决河道污染问题，适用于中国国情，满足新时代社会发展的主要需求。