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    生態浮床技術實踐 探究水污染的治理之道

    發表時間:2022/10/22 17:19:33  來源:怕餓魚的餓魚  瀏覽次數:570  
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    當前,農田水體開發與保護是國家持續關注問題。為了更好地助力污水治理問題,本團隊——蔬香遠揚社會實踐隊將基于雍菜生態浮床技術,對治理農田水污染問題進行觀察調研,并總結建議。在前期準備以及樣品采集的基礎上,我們的隊員也于7月初進行了雍菜生態浮床搭建的實踐操作。

    生態浮床,又稱生態浮島。它是人工浮島的一種,其運用了無土栽培的技術原理,以高分子材料等為載體和基質,應用物種間的共生關系,并充分利用水體空間生態位和營養生態位,從而建立高效人工生態系統,由此以削減水體中的污染負荷。

    (圖為理想狀態下的生態浮床示意圖)

    在本次實踐中,我們選用的植株是雍菜,又俗稱空心菜。這是一種水陸兩生的植物,栽培方式簡單方便,相對實際情況和環境是十分適合農民種植的。雍菜生態修復技術主要可以用于農田周邊富營養化水體的顆粒有機物(磷、氮、氨)去除、儲存有機質、吸附積累汞和鋅等金屬離子。

    而雍菜之所以能起到治理水體富營養化的作用,其原理主要體現在以下四方面:一、浮床植物的吸附、吸收和富集作用;二、 浮床植物的克藻效應和根系泌氧作用;三、微生物的降解和轉化作用;四、水生動物的捕食作用。

    生態浮床中的植物根系在水中交織成網,能夠形成天然的濾網,從而有效吸附和濾除水體中的非溶解態顆粒物,提高水體透明度。另外由于根系濾網的存在,水流的速度也會減緩,從而促使顆粒物的重力沉降。與此同時,浮床植物的根系表面還附著了大量的微生物,這些微生物是生態浮床得以凈化水質的關鍵組成部分。根際微生物能夠通過分解有機物質、為植物提供必需的元素、抑制致病微生物滋生等途徑,促進植物的生長和對氮、磷等污染物質的吸收。在現實生活中,生態浮床的底部還為水生動物提供了良好的棲息繁殖場所,這些水生動物的存在可延長浮床系統的食物鏈,并通過吞食、消化和排泄等生理活動提高顆粒狀有機物的生物降解性,改善植物吸收和生物降解的底物供應條件,從而提高生態浮床的凈化性能。

    在雍菜生態浮床建造過程中主要有四種結構組成,分別為植物、基座、水下的固定裝置和框體。對于植物,選取抗鹽堿、生命力頑強,生長適應性強、吸附污染物能力強的雍菜植株。對于基座,可就地取材選取廣東沿海的椰子纖維編制而成,在降低成本同時,對景觀來說較為柔和,又不怕相互間的撞擊,耐久性也較好。對于水下固定裝置,一般可通過木樁將其固定。最后是框體,可采用聚乙烯材質為基質,其具有耐久性好,防止碰撞,穩定性強,抗風能力相對較強,能維持框體在夏季多風多雨環境保存,保護植株能力較強等多方面優勢。

    (圖為生態浮床)

    雍菜的浮床搭建過程一般有三個流程,分別為:浮床建造、雍菜移植擴繁、安裝浮床,栽種雍菜。

    浮床建造中,浮床可就地取材,采取當地椰子資源,循環回收椰子絲絨,利用全新椰絲絨制作浮板,聚乙烯制作邊框,浮板自由拼接。要求浮床載體承載重達 60kg/㎡ 以上。浮床面積依修復水面大小而定,雍菜生態浮床覆蓋率以30%為宜。

    雍菜移植擴繁中,又可以分為三個步驟,即苗種準備、種植與培育、貯藏與運輸。苗種準備時需注意薤菜種子種皮顏色對種子活力有顯著影響。隨著種皮顏色的加深,其種子千粒重、發芽率、發芽指數、活力指數和田間出苗率隨之提高,而電導率值降低。亦即說明種皮顏色越深,種子成熟度提高,種子活力增強。因此,我們選取時應選雍菜種皮顏色深的苗種進行種植,提高存活率。種植與培育過程中,利用水培技術,配置營養液,使其生存環境更具雍菜生產特性進行水培,促進雍菜生長。貯藏與運輸時,要把雍菜的植株置于陰涼透風處貯藏,攤開平鋪或捆扎直立放置,避免多垛。運輸時要防止風吹、日曬、雨淋和機械損傷,貯藏和運輸不能超過 48 小時為宜。

    最后,安裝浮床,栽種雍菜。以浮床不下沉,植株浮在水面上為宜,還要及時清理浮床間的漂浮垃圾。將雍菜莖段桿插于定植基質中,有葉莖節在基質面之上,無葉莖節浸泡于水中。

    但由于實驗條件有限,本次調研我們選取在實驗室中進行方法模擬探究。將實驗用品、實驗步驟在不影響實驗效果的情況下進行一定的改善。

    (圖為隊員正在制作生態浮床實驗模型)

    同時,為了更好地對之前采集的水樣進行對比,我們也將不同的水樣分別進行了浮床制作,也更便于之后實驗的觀察與分析。

    (圖為純凈水水樣的生態浮床)

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