隨著農村經濟的快速發展和城鎮化水平的不斷提高，農村污水和工業廢水增長迅速。由于鄉村水管網和污水的處理設施的建設步伐遠低于城鎮化發展速度，大量工業廢水、生活污水、農業殺蟲劑、化肥和畜禽糞便等通過不同途徑排入水體，超過了生態系統的自我凈化能力，致使水庫、湖泊和河流等受到不同程度的污染。因此，我國鄉村河道的水污染形勢仍然較為嚴峻，亟需加強治理。
生態浮床作為原位控制和生態修復水體的實用技術，因具有改善景觀、恢復生態、凈化污染等優點而被廣泛應用于富營養化水體的綜合治理。然而，不同植物種類生態浮床均影響水體污染物的去除，郭巖巖等以靜態污水和實地水塘為研究對象，研究了5種不同植物型生態浮床對八干渠水體污染物的去除效果，發現慈姑、美人蕉和旱傘草對污染水體中NH+4-N、TN、COD的去除效果較好，楊清輝等研究發現，香根草浮床對TN、TP、COD的平均去除率分別為38.6%、45.82%和42.34%，菖蒲對TN、TP、COD的平均去除率分別為44.8%、45.46%、8.9%。基于此，本文采用生態浮床技術，以美人蕉、再力花、風車草、千屈菜、象草、蘆葦、水葫蘆、香根草和黃菖蒲為試驗供試植物，構建了植物型生態浮床，試驗研究了單一型植物生態浮床對上夾河退水渠的河道微污染水體的影響，以期為生態浮床技術更好地應用于鄉村微污染河道提供借鑒。
一、試驗材料與方法
1.1 試驗材料
選擇根系較發達、耐污能力強、生長良好且具有觀賞價值的美人蕉、再力花、風車草、千屈菜、象草、蘆葦、水葫蘆、香根草、黃菖蒲作為浮床供試植物。
1.2 試驗設計
上夾河水渠發源于新賓滿族自治縣境內分水嶺，由東向西流經5個鄉鎮，由于沿渠工農業的發展，建筑垃圾與生活垃圾越來越多，水資源污染日益嚴重。試驗周期共為82天，植物預培養周期28天。設置風車草、千屈菜、象草、蘆葦、水葫蘆、香根草、黃菖蒲、再力花、美人蕉共10組處理水平，空白對照組不種任何植物，每組實驗設置三個重復。經過預培養后正式開始試驗，試驗水溫23~25℃，取樣頻率每周1次。
1.3 指標測定
從2019年6月20日開始每7天取樣1次。取水樣100mL于聚乙烯塑料瓶，參照《水和廢水監測分析方法》對水質情況進行監測。觀察植株的生長情況，對試驗前后植物的株高進行測量，pH值用便攜式pH計測定，NH+4—N采用納氏試劑比色法測定，COD含量采用重鉻酸鉀氧化消解光度法測定，水樣TP采用鉬酸銨分光光度法測定。
1.4 數據處理方法
植物株高相對增長率按下式計算：
鄉村微污染河道水體污染物去除率按下式計算：
二、浮床植株生長狀況分析
由于水葫蘆是漂浮植物，所以不記錄水葫蘆的高度。不同種浮床植物在河道污水中的適應力存在差異，8種試驗浮床植物的株高變化見圖1。可以看出，在河道污水中隨著試驗時間的增加，各浮床植物的生長態勢均呈明顯的增長趨勢，但略有差異。其中，香根草、美人蕉、再力花長勢最為明顯，植株相對增長率分別為288%、230%和240%。美人蕉的生長速度最快，莖稈粗大，植株葉片較大，顏色翠綠。試驗后期，美人蕉生長速度小于再力花，其他植物均呈增長趨勢，生長良好。試驗后期，各浮床植物的生長勢減緩。主要原因是試驗前期供試水樣中的營養鹽含量較為充足，能夠為植物提供足夠的營養，試驗后期營養鹽逐漸減少，再加上植物所需要的營養物質更多，導致植物生長停滯或減緩。由此可見，生態浮床對處理鄉村河道污水十分適用。
三、結果與分析
3.1 不同生態浮床植物對NH+4-N的去除效果研究
從不同植物生態浮床對水體NH+4-N的去除效果(見圖2)可以看出，在試驗初期，NH+4-N去除率較快，9種植物生態浮床對水樣中NH+4-N的去除率的變化趨勢基本一致。試驗水體氨氮的初始濃度為0.9633mg/L，試驗結束后，香根草、千屈菜、再力花、風車草、美人蕉、黃菖蒲、象草、蘆葦、水葫蘆的氨氮濃度分別為0.8276mg/L、0.7258mg/L、0.6466mg/L、0.5562mg/L、0.5166mg/L、0.4714mg/L、0.4375mg/L、0.3753mg/L、0.3131mg/L，氨氮濃度分別降低了0.1357~0?6502mg/L，對氨氮的去除率分別為14.09%、24.65%、32.88%、42.26%、46.37%、51.06%、54.58%、61.04%、67.50%，不同植物對氨氮的去除率也不一樣，其中對氨氮去除效果最好的是水葫蘆，其次是蘆葦和象草，各植物組生態浮床對氨氮的平均去除率達到43.83%，而空白對照水箱中，氨氮濃度為0.8841mg/L，平均去除率為8.22%，結果表明，使用植物型生態浮床對污染水體中的氨氮有較好的去除效果。對各種不同植物生態浮床對水體中氨氮去除率數據進行組間差異性分析，與對照組相比，美人蕉、風車草、再力花、千屈菜、香根草對污染水體中氨氮的去除效果差異性不顯著(P<0.05)，其余各組差異性顯著。從對比分析可以看出，各種植物對污染水體中氨氮的去除率為：香根草<千屈菜<再力花<風車草<美人蕉<黃菖蒲<象草<蘆葦<水葫蘆。
3.2 不同生態浮床植物對TP的去除效果研究
從不同植物的生態浮床對河道水質中TP的去除效果(見圖3)可以看出，空白水樣的去除率變化較緩慢，在試驗初期，不同浮床植物的TP去除率曲線變化趨勢大致相同，試驗7天后去除率開始下降，之后緩慢上升并趨于穩定。試驗結束時，9種浮床植物對水樣中TP的去除率較為接近。試驗水體TP初始濃度為0.3684mg/L，試驗結束后，香根草、蘆葦、千屈菜、風車草、象草、再力花、黃菖蒲、美人蕉、水葫蘆的TP濃度分別為0.1429mg/L、0.1236mg/L、0.1043mg/L、0.0828mg/L、0.0721mg/L、0.0699mg/L、0.0592mg/L、0.0506mg/L、0.0399mg/L。TP濃度分別降低了0.2255~0.3285mg/L，對TP的去除率分別為61.21%、66.46%、71.70%、77.52%、80.23%、81.02%、83.93%、86.26%、89.17%。而空白對照水箱中，TP濃度為0.1966mg/L，平均去除率僅為46.65%，植物生態浮床對TP的平均去除率達到83.3%，其中對TP去除率最高的是水葫蘆，其次是美人蕉和黃菖蒲。整個試驗過程中，各種不同植物生態浮床對TP的去除率均高于空白對照組。對各種不同植物生態浮床對水體中TP去除率數據進行組間差異性分析，與對照組相比，風車草、千屈菜、蘆葦和香根草對污染水體中TP的去除效果差異性不顯著(P<0.05)。從對比分析可以看出，各種植物對污染水體中TP的去除率為：香根草<蘆葦<千屈菜<風車草<象草<再力花<黃菖蒲<美人蕉<水葫蘆。
3.3 不同生態浮床植物對COD的去除效果研究
從不同浮床植物對鄉村微污染河道水質中COD的去除效果(見圖4)可以看出，試驗過程中COD呈現出先快后慢的下降趨勢，9種植物對COD的去除率變化趨勢基本一致。水體初始COD濃度為142.30mg/L，試驗結束后，空白對照水箱中，COD濃度為110.02mg/L，去除率為15.04%。再力花、香根草、千屈菜、象草、美人蕉、蘆葦、黃菖蒲、風車草、水葫蘆COD濃度分別為103.45mg/L、99.15mg/L、97.89mg/L、95.36mg/L、92.58mg/L、91.32mg/L、88.29mg/L、88.28mg/L和86.26mg/L。對COD的去除率分別為20.11%、23.43%、24.41%、26.36%、28.51%、29.48%、31.82%、31.83%、33.39%。各植物組生態浮床對COD的平均去除率達到29?38%，其中對COD去除率最高的是水葫蘆。對不同植物生態浮床對水體中COD去除率數據進行組間差異性分析，與對照組相比，9種生態浮床植物對污染水體COD的去除效果差異不顯著(P<0.05)，但各種不同植物生態浮床對水體中COD去除率均高于對照組，說明植物型生態浮床對河道污水中COD有一定的去除效果。從對比分析可以看出，各植物對COD的去除率為：再力花<香根草<千屈菜<象草<美人蕉<蘆葦<黃菖蒲<風車草<水葫蘆。
四、結語
9種植物生態浮床可明顯降低鄉村微污染水體的NH+4-N、TP和COD含量，對NH+4-N、TP和COD的平均去除率分別達到43.83%、83.3%和29.38%。對水體中各指標的變化情況進行綜合比較認為水葫蘆、風車草、美人蕉、蘆葦對水質的凈化效果最好，生長情況明顯好于其他植物，也最適合應用于鄉村河道污水凈化。然而，使用單一型植物對水體修復效果不夠理想，建議采用多種植物組合并添加基質、微生物制劑以及使用能源曝氣裝置等，以效提高水體中污染物的去除率。( >
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