肖安明，劉 盛，劉奕明，王潤(rùn)一，卞梓名，陳戰(zhàn)利,*

(1.南昌大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，江西南昌 330031；2.南昌大學(xué)工程建設(shè)學(xué)院，江西南昌 330031)

人工浮島技術(shù)是指應(yīng)用無(wú)土栽培技術(shù)，人工將水生植物或陸生植物栽植到漂浮于水面的浮島上，通過(guò)根系吸收等作用達(dá)到水質(zhì)凈化的目的[1]，其關(guān)鍵點(diǎn)主要包括浮島植物遴選、浮島載體材料選擇、浮島植物處置等。在過(guò)去40多年的時(shí)間，我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)的同時(shí)，水環(huán)境污染的問(wèn)題也越來(lái)越嚴(yán)重。人工浮島技術(shù)以成本低、原位修復(fù)、處理效率較高、相對(duì)被動(dòng)、不需要額外占用土地、環(huán)境友好等優(yōu)勢(shì)得到了人們的重點(diǎn)關(guān)注[2-4]。如Wang等[5]綜述了人工浮島的各組成參數(shù)及去除污染物的能力，孫真等[3]重點(diǎn)關(guān)注了人工浮島微生物類(lèi)群與工程成本，Colares等[6]則側(cè)重于闡述影響處理效率的因素。而關(guān)于連接方式、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)等方面的研究較少，故本文對(duì)該方面進(jìn)行補(bǔ)充，并對(duì)其發(fā)展歷史、組成結(jié)構(gòu)、凈水原理機(jī)制等方面進(jìn)行完善，以期為人工浮島發(fā)展提供借鑒。

1 發(fā)展歷史

浮島利用歷史悠久，但早期多用于農(nóng)業(yè)種植，比如緬甸和墨西哥農(nóng)民利用浮島種植黃瓜、玉米等作物[7-8]。之后隨著水環(huán)境問(wèn)題浮現(xiàn)，人們逐漸意識(shí)到人工浮島的水質(zhì)修復(fù)效果。到1979年，德國(guó)正式地建立了第一個(gè)人工浮島系統(tǒng)用來(lái)修復(fù)富營(yíng)養(yǎng)化湖泊。1993年，日本在Kasumigaura湖中建立由不銹鋼制成框架的人工浮島，并在1995年第六屆國(guó)際湖泊會(huì)議中進(jìn)行了介紹，此后人工浮島技術(shù)得到了廣泛的關(guān)注[9]。在其他發(fā)達(dá)國(guó)家如美國(guó)、意大利、澳大利亞等，人工浮島也被廣泛地用于河流、漁業(yè)廢水、工業(yè)廢水等水體凈化[6,10]。我國(guó)自1978年實(shí)行改革開(kāi)放以來(lái)，經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)，對(duì)水的需求量不斷上升，但水處理基礎(chǔ)設(shè)施陳舊，治理效果不佳。據(jù)1980年的統(tǒng)計(jì)，90%以上廢水未經(jīng)任何處理直接排入水域，全國(guó)地表水水質(zhì)評(píng)價(jià)表明，超過(guò)92 100 km的河長(zhǎng)中符合飲用水標(biāo)準(zhǔn)的僅占1/3左右，約有6%的河水中有毒物質(zhì)含量超過(guò)排放標(biāo)準(zhǔn)或有機(jī)污染達(dá)到黑臭的嚴(yán)重程度[11]。同時(shí)，在20世紀(jì)70年代，嚴(yán)重的世界能源危機(jī)迫使人們要求水處理技術(shù)具有節(jié)省能源、資源和投資的特點(diǎn)。在這個(gè)背景下，我國(guó)于20世紀(jì)80年代開(kāi)始對(duì)人工浮島進(jìn)行研究[12]。之后在Yang等[13]、劉淑媛等[14]一大批環(huán)境工作者的努力之下，人工浮島在我國(guó)的研究和應(yīng)用也取得了很大的突破。1998年起，江蘇無(wú)錫的五里湖應(yīng)用人工浮島治理其富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)人工浮島對(duì)于氮、磷有極好的去除效果[15]；1999年浙江杭州的南應(yīng)加河經(jīng)過(guò)5個(gè)月左右治理后，異臭味得到有效控制[15]；2002年—2003年北京地區(qū)的什剎海進(jìn)行浮島應(yīng)用人工浮島示范，發(fā)現(xiàn)水體變得清澈透明，且適宜北京水系環(huán)境生長(zhǎng)的4種主要植物依次是旱傘草、高稈美人蕉、矮稈美人蕉和紫葉美人蕉[16]。除了在我國(guó)東南和北部地區(qū)外，趙祥華等[17]分析在云南高原湖泊中應(yīng)用人工浮島的情況，發(fā)現(xiàn)其去除CODMn有著明顯的效果。

2 組成結(jié)構(gòu)

人工浮島主要由漂浮于水面的浮島載體以及生長(zhǎng)在浮島載體上的浮島植物構(gòu)成(圖1)，浮島植物的根系直接與水接觸。Yao等[24]采用生命周期評(píng)價(jià)法和綜合水質(zhì)指數(shù)對(duì)人工浮床的潛在環(huán)境不利影響進(jìn)行研究，表明原材料獲取與構(gòu)建過(guò)程占比最大，因此，研究人工浮島組成結(jié)構(gòu)有著重要的意義。

圖1 人工浮島示意圖

2.1 浮島植物

浮島植物不但可以通過(guò)根、莖、葉直接吸收水中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，并且其根部可以附著有降解作用的微生物，對(duì)浮島運(yùn)行有很大影響。很多學(xué)者對(duì)于浮島植物的選擇提出了自己的看法，研究者[25]提出浮島植物選擇標(biāo)準(zhǔn)為：(1)本地和非入侵物種；(2)多年生植物；(3)陸生植物種類(lèi)；(4)濕地植物或能在水培環(huán)境中茁壯成長(zhǎng)的植物；(5)具有通氣組織的植物。Colares等[6]認(rèn)為植物的選擇應(yīng)該考量水體污染情況、根系的生長(zhǎng)情況、適應(yīng)性和當(dāng)?shù)貧夂驐l件。此外Wang等[5]認(rèn)為浮島植物還應(yīng)美化環(huán)境，為水生動(dòng)物和鳥(niǎo)類(lèi)提供棲息地。這是因?yàn)槿斯じu存在著一定的空間層次結(jié)構(gòu)，一般挺水、沼生及陸生植物的莖、葉挺出水面，有著較多的水面植物組織，利于鳥(niǎo)類(lèi)棲息，其根、莖則位于水面下；漂浮/浮葉植物及沉水植物則絕大部分植物體位于水面或水面以下，利于水生動(dòng)物棲息。

表1總結(jié)了人工浮島選用植物主要種類(lèi)。目前，浮島植物主要選用的是水生植物，其中美人蕉、香蒲、燈心草等挺水植物由于其景觀性好和處理效果較好等優(yōu)點(diǎn)在世界各國(guó)人工浮島中得到了廣泛的應(yīng)用。不同浮島植物處理不同污染水體時(shí)體現(xiàn)出不同的適應(yīng)性。楊皓然[26]采用生活污水培育了30種常見(jiàn)的挺水植物、浮葉/漂浮植物和沉水植物，發(fā)現(xiàn)挺水植物的蘆葦、香蒲、美人蕉，以及沉水植物的伊樂(lè)藻和浮葉植物中的睡蓮生長(zhǎng)良好，具有較強(qiáng)的耐污能力。余婷[27]配制了低(Cd：0.1 mg/L，Cr、Pb、Ni、Zn：1.0 mg/L)、中(Cd：1.0 mg/L，Cr、Pb、Ni、Zn：5.0 mg/L)、高(Cd：5.0 mg/L，Cr、Pb、Ni、Zn：10.0 mg/L)質(zhì)量濃度重金屬溶液,并用其培育了6種水生植物(金魚(yú)藻、狐尾藻、美人蕉、黃菖蒲、水芙蓉、鳳尾蓮)及它們每3個(gè)的組合，發(fā)現(xiàn)不同濃度組生物量的平均增長(zhǎng)率為低濃度(24%)>中濃度(19%)>高濃度(18%)，表明它們均可以適應(yīng)污水環(huán)境，且抑制作用隨著重金屬濃度的增加而增強(qiáng)。Tara等[28]研究發(fā)現(xiàn)紡織廢水對(duì)于蘆葦?shù)纳L(zhǎng)有著顯著的抑制作用。在選擇浮島植物時(shí)要注意脅迫點(diǎn)濃度，當(dāng)污染水體濃度超過(guò)脅迫點(diǎn)濃度時(shí)，可能會(huì)引起浮島植物停止生長(zhǎng)甚至腐敗，造成水體二次污染?，F(xiàn)應(yīng)用的浮島植物大部分在春季到秋季生長(zhǎng)旺盛，而到了低溫氣候則出現(xiàn)停止生長(zhǎng)或腐敗現(xiàn)象，例如美人蕉、香蒲、金魚(yú)藻、黑藻[29]。目前也發(fā)現(xiàn)了一批值得工程借鑒的抗寒水生植物如鳶尾、黃菖蒲、梭魚(yú)草、伊樂(lè)藻[30-31]，對(duì)于陸生植物研究目前鮮有文獻(xiàn)報(bào)道。Dushenkov等[32]用水培法培養(yǎng)芥菜處理含重金屬溶液，發(fā)現(xiàn)其可吸收超過(guò)根部干重10%的重金屬，此外，試驗(yàn)也證明陸生植物有較好的水體修復(fù)能力[33-34]。這是因?yàn)殛懮参锵啾扔谒参镉兄嗟纳镔|(zhì)、更快的生長(zhǎng)速度、更發(fā)達(dá)的根系[25]，且其根系有著更多的須根[32]，即有更大的比表面積。未來(lái)應(yīng)該進(jìn)一步研究陸生植物在人工浮島上的應(yīng)用。

2.2 浮島載體

Shahid等[44]認(rèn)為浮島載體應(yīng)重點(diǎn)考察其耐用性、功能性、重量、錨固性、環(huán)境敏感性、靈活性和成本。此外,Seo等[45]認(rèn)為浮島材料應(yīng)該具備疏水性，因?yàn)槭杷牧峡煽焖兖じ轿⑸铮馕鼛缀蹩珊雎?。目前浮島載體按其來(lái)源可分為天然材料和人工材料(表2),人工材料又可分為人工有機(jī)材料和人工無(wú)機(jī)材料。天然材料因其耐久性差、易腐爛的缺點(diǎn)，只適用于面積較小、且方便維護(hù)人員時(shí)常檢修的水域。人工材料從其性能上看則適用的范圍更加廣闊，如大江大河、規(guī)模較大的湖泊等。在實(shí)際中，人工有機(jī)材料憑借制作簡(jiǎn)便及低成本等優(yōu)勢(shì)在商業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，但該類(lèi)材料存在著廢棄后的“白色污染”問(wèn)題。目前，主要通過(guò)加強(qiáng)人工回收或?qū)で罂山到獠牧线M(jìn)行替代來(lái)解決此類(lèi)問(wèn)題，此外，塑料在自然環(huán)境下會(huì)因老化、磨損等釋放微塑料[46]，造成微塑料污染，而使用塑料的人工浮島也可能存在該問(wèn)題。Ziajahromi等[47]對(duì)用聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯制成的人工浮島進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并未發(fā)現(xiàn)其自身釋放微塑料，但該試驗(yàn)僅運(yùn)行了兩年多，需要進(jìn)一步對(duì)長(zhǎng)期運(yùn)行的人工浮島進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以確定塑料類(lèi)浮島載體是否向環(huán)境釋放微塑料。人工無(wú)機(jī)材料相較于人工有機(jī)材料在實(shí)際應(yīng)用中并不常見(jiàn)，但其在環(huán)境友好和使用廢棄方面更具有優(yōu)勢(shì)。如果可以簡(jiǎn)化其制作工藝和降低成本[8]，在未來(lái)可能是最佳的人工浮島載體材料。

表2 人工浮島載體主要種類(lèi)

此外，光催化技術(shù)可以在光照條件下高效地將污染物降解成CO2和其他無(wú)機(jī)物，可以有效克服當(dāng)前人工浮島技術(shù)面對(duì)重污染處理效果不佳的缺點(diǎn)。將光催化材料作為載體材料的人工浮島對(duì)光照充足的地區(qū)處理重有機(jī)污染污水(如印染廢水、含苯工業(yè)廢水等)有較大的潛力。目前尚未見(jiàn)將光催化材料引入到人工浮島，需要進(jìn)一步試驗(yàn)研究。

2.3 浮島連接方式

目前，浮島的常用連接方式有兩種，一種是螺栓式，主要依靠人工浮島邊緣所預(yù)留的孔洞，再通過(guò)螺栓或螺釘相連。由于浮島之間依靠點(diǎn)連接，對(duì)連接處的應(yīng)力要求相對(duì)較高，但操作較為簡(jiǎn)便，適用于大塊浮島拼接，目前應(yīng)用較廣泛。另一種是榫卯式，榫卯本是中國(guó)木結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)的連接方式，之后也被應(yīng)用到人工浮島的連接，它主要通過(guò)在浮島周?chē)龀砂纪沟男问?，相互拼接咬合便起到連接的作用。這種結(jié)構(gòu)整體性較好，但不利于大塊浮島拼接應(yīng)用，便于較小塊浮島的拼接，目前常見(jiàn)于泡沫類(lèi)的人工浮島。

2.4 浮島抗風(fēng)浪結(jié)構(gòu)

風(fēng)浪可以直接對(duì)浮島結(jié)構(gòu)造成機(jī)械損害，同時(shí)也可能會(huì)使浮島植物因相互摩擦而損傷，這一危害特別在上海等地區(qū)感潮河段中構(gòu)建人工浮島時(shí)值得特別考慮。研究人員一方面通過(guò)設(shè)計(jì)消浪裝置安裝于浮島四周或底部，以此減小風(fēng)浪對(duì)浮島本體的影響。胡優(yōu)華等[54]通過(guò)在浮島周?chē)O(shè)置消浪板[圖2(a)]，可以增加與水面的貼合面積，降低波浪使其直接拍打浮島側(cè)面。魯宏[55]在浮體結(jié)構(gòu)架內(nèi)下部增設(shè)破浪壓水板，可實(shí)現(xiàn)消浪、破浪、壓浪，值得浮島構(gòu)造借鑒。另一方面則通過(guò)直接改進(jìn)浮島結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行風(fēng)浪的抵抗。趙志華等[56]將兩部分的浮島載體柔性相連[圖2(b)]，下表面設(shè)置為弧形，且下表面設(shè)置有斷階結(jié)構(gòu)，使得浮島可以根據(jù)水位起伏進(jìn)行結(jié)構(gòu)變形，適應(yīng)水位波浪的變化。另外，還可以采用消浪竹排形式來(lái)增強(qiáng)穩(wěn)定性。

圖2 人工浮島抗風(fēng)浪結(jié)構(gòu)示例圖

3 修復(fù)水體的原理機(jī)制

3.1 水體自?xún)糇饔?/h3>

水體自?xún)糁饕ㄎ锢碜饔?顆粒污染物的沉降、稀釋)、化學(xué)作用(污染物氧化、還原、中和)以及生物作用(浮游植物的吸收、浮游動(dòng)物和水生動(dòng)物的捕食)。目前文獻(xiàn)報(bào)道水體自?xún)魧?duì)于去除水中氮的貢獻(xiàn)率為7.1%～85.4%，對(duì)去除磷的貢獻(xiàn)率為5.4%～44.6%[5]。各個(gè)文獻(xiàn)報(bào)道的數(shù)值相差較大，這是因?yàn)樗w自?xún)粜Ч芄庹諚l件、水溫以及污染物的種類(lèi)和濃度等因素影響很大。

3.2 植物作用

浮島植物根據(jù)浮島載體位置一般可分為載體上的莖葉和載體下的根系。浮島植物莖葉部分一般可進(jìn)行光合作用，為植物體生長(zhǎng)提供能源，并且其可作為從根系吸收污染物質(zhì)的儲(chǔ)存場(chǎng)所，進(jìn)而通過(guò)收割來(lái)實(shí)現(xiàn)污染物質(zhì)的最終去除。浮島植物的根與水直接接觸，水中污染物可作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)直接被吸收到植物體內(nèi)，實(shí)現(xiàn)從水中分離。植物根系為微生物的附著提供了表面積，同時(shí)可以向水體中釋放糖、氨基酸、有機(jī)酸等有機(jī)物[57]，可為反硝化過(guò)程提供電子，還可抑制藻類(lèi)生長(zhǎng)。此外，植物根系分泌的氧氣可以形成許多厭氧-缺氧-好氧的微區(qū)，這也相當(dāng)于構(gòu)成了許多AAO單元，可以增強(qiáng)微生物的硝化反硝化功能[58]。

3.3 微生物作用

人工浮島去除污染物主要依靠由細(xì)菌、真菌以及有益藻類(lèi)所組成的生物膜進(jìn)行代謝[59]。其工作過(guò)程主要是通過(guò)同化和轉(zhuǎn)化消耗水中小分子污染物，同時(shí)會(huì)分泌酶類(lèi)加速水中大分子污染物的降解和轉(zhuǎn)化[5]。Zhang等[38]研究表明,污染物去除效果與細(xì)菌群落參數(shù)(如TRF數(shù)和多樣性指數(shù)等)之間并沒(méi)有顯著的相關(guān)關(guān)系，而與微生物群落的代謝能力有關(guān)。人工浮島中豐度最高的類(lèi)群一般包括擬桿菌門(mén)、變形菌門(mén)、黃桿菌門(mén)。人工浮島也廣泛存在其他種類(lèi)的微生物，不同種類(lèi)的微生物對(duì)于不同污染物有著不同的去除效果。Zhang等[60]將氨化細(xì)菌加入到蕙蘭構(gòu)建的人工浮島中，發(fā)現(xiàn)其對(duì)有機(jī)氮去除率可達(dá)到80%以上。Tara等[28]將3種菌種(AcinetobacterjuniistrainNT-15，Rhodococcussp.strainNT-39，PseudomonasindoloxydansstrainNT-38)接種到人工浮島上，發(fā)現(xiàn)可以有效處理紡織廢水。Rehman等[61]將烴類(lèi)降解細(xì)菌的聯(lián)合體(BacillussubtilisstrainLORI66，Klebsiellasp.strain LCRI87，AcinetobacterJuniistrainTYRH47,Acinetobactersp.strainLCRH81)接種到蘆葦構(gòu)建的人工浮島上，發(fā)現(xiàn)其去除廢水中原油的效率可達(dá)97%。未來(lái)新菌種的開(kāi)發(fā)將會(huì)帶動(dòng)人工浮島的發(fā)展，并且由于微生物作用占比最大，有學(xué)者認(rèn)為這可能將是未來(lái)提高人工浮島處理效率主要的研究方向。

3.4 其他作用

除了上述去除機(jī)制外，人工浮島因采取不同的聯(lián)用改進(jìn)措施有著其他的污染物去除機(jī)制。Shen等[62]將鋁基飲用水處理殘留物(DWTR)添加到人工浮島中，結(jié)果表明DWTR吸附是磷的主要去除途徑。Hu等[63]將富鐵基質(zhì)添加到人工浮島中，利用富鐵基質(zhì)中的鐵碳微電解反應(yīng)產(chǎn)生的微弱電流，直接殺傷藻類(lèi)細(xì)胞，同時(shí)該反應(yīng)可釋放OH-抑制藻類(lèi)的生長(zhǎng)。Colares等[64]將人工浮島與微生物燃料電池技術(shù)結(jié)合，加快厭氧細(xì)菌的代謝速率，從而提高COD去除效果。未來(lái)也可以聯(lián)合其他技術(shù)，增強(qiáng)人工浮島凈水能力。

值得注意的是，以上的這幾種作用并不是孤立存在的。在人工浮島處理污水中，存在植物-微生物協(xié)同作用，微生物可以將植物不能直接吸收的有機(jī)物降解為可被植物吸收的鹽類(lèi)物質(zhì)，同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生一些植物激素，提高浮島植物抗病能力，而浮島植物的存在為微生物的富集提供了附著位點(diǎn)以及良好的生存環(huán)境，可以大大增加微生物的數(shù)量。有學(xué)者將香根草幼苗種植在漂浮平臺(tái)上進(jìn)行苯酚降解，發(fā)現(xiàn)根狀菌在香根草幼苗根上的生長(zhǎng)繁殖速率為原有的100倍，使苯酚降解率提高了3倍以上[44]。

4 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

目前，關(guān)于人工浮島的研究主要集中于實(shí)驗(yàn)室規(guī)模上，雖然這類(lèi)研究在技術(shù)研究初期階段很有價(jià)值，但其結(jié)果往往不能轉(zhuǎn)移到實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)[65]。因此，人工浮島野外試驗(yàn)的研究成果具有重要的現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義，表3[39，50,58，66-70]總結(jié)了近10年的主要現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。

當(dāng)前人工浮島現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)應(yīng)用于水體修復(fù)的種類(lèi)較多，并且大都取得了較為滿意的污染物去除效果。但是這些試驗(yàn)主要側(cè)重于對(duì)污染物的去除上，而忽視了整體運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中存在的問(wèn)題。以下是人工浮島現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)存在或值得注意的主要問(wèn)題及見(jiàn)解。

(1)人工浮島受長(zhǎng)期溫度變化影響較大

表3 人工浮島現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)實(shí)例

(2)收割策略

收割是將污染物完全從水中分離出來(lái)的最后一步，同時(shí)也是防止冬季植物枯死后造成二次污染的措施，對(duì)于處理效果具有重要的意義。由于不同植物特性不同，有學(xué)者認(rèn)為對(duì)于植物收割并沒(méi)有通用的模式；此外對(duì)于同一種植物，它為適應(yīng)外部環(huán)境(如溫度、水中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量)變化可能會(huì)將營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)移部位。但地下組織是主要的營(yíng)養(yǎng)吸收器官，對(duì)浮島植物的整體生長(zhǎng)情況影響較大，不利于可持續(xù)運(yùn)行，且一般被浮島材料所包裹不易收割[77]。建議進(jìn)一步研究地上組織養(yǎng)分含量變化，以確定其最佳的收割時(shí)間，促進(jìn)其可持續(xù)性。

(3)收割后的處理、含重金屬等污水的浮島植物處置

Li等[78]研究表明,處理煉油廠廢水的人工浮島植物的亞硝酸鹽、鉛、砷等含量低于動(dòng)物飼料的閾值。此外，Zhao等[79]研究表明浮島植物地上部分與根部有毒元素的含量符合中國(guó)飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，但它們僅分別持續(xù)了35 d和20 d，且為實(shí)驗(yàn)室規(guī)模。目前尚未有長(zhǎng)期的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)對(duì)浮島植物體內(nèi)重金屬等對(duì)人體有害的物質(zhì)含量進(jìn)行研究，需要長(zhǎng)期的檢測(cè)以評(píng)估其潛在的風(fēng)險(xiǎn)。

(4)浮島覆蓋率

浮島覆蓋于水面上可以減少陽(yáng)光照射到水體中，進(jìn)而減少水中藻類(lèi)大量繁殖的可能，但這同時(shí)減少了氧氣向水中擴(kuò)散溶解的有效面積，水中光合藻類(lèi)的減少也降低了水中溶解氧的含量。浮島覆蓋率應(yīng)該要控制在一個(gè)合理的范圍。盡管從事浮島商業(yè)開(kāi)發(fā)的浮島國(guó)際公司認(rèn)為5%～8%的覆蓋率就足以提高水質(zhì)[25]，但對(duì)于想要在短期內(nèi)獲得較好效果的情況而言，該覆蓋率可能比較低。一些學(xué)者報(bào)道稱(chēng)超過(guò)50%的覆蓋率會(huì)降低處理效率，但如果需通過(guò)反硝化去除硝酸鹽，則可以考慮100%的覆蓋率[80]。在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)從需處理水體污染類(lèi)型和浮島種類(lèi)出發(fā)來(lái)考慮具體的覆蓋率。

5 結(jié)語(yǔ)

(1)面對(duì)日趨嚴(yán)重的水污染問(wèn)題，人工浮島作為一種新興的生態(tài)修復(fù)技術(shù)在國(guó)內(nèi)外得到了較為廣泛的工程應(yīng)用。在如今綠色生態(tài)的背景下，人工浮島更加有著其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，具有廣闊的應(yīng)用潛力。

(2)目前浮島植物多選用水生植物，對(duì)于不同的污染水體及氣候變化有著一定的適應(yīng)性，在應(yīng)用時(shí)應(yīng)注意其脅迫點(diǎn)濃度及抗寒性能。相比之下，陸生植物研究則較少，但陸生植物有著更多的生物質(zhì)以及發(fā)達(dá)的根系，值得進(jìn)一步研究；浮島載體材料大多選用人工有機(jī)材料，但可能也存在“白色污染”及自身釋放微塑料等問(wèn)題，未來(lái)應(yīng)注意人工無(wú)機(jī)材料的開(kāi)發(fā)及光催化材料的引入。

(3)對(duì)于人工浮島的研發(fā)應(yīng)用，應(yīng)提供詳實(shí)的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)。此外應(yīng)該關(guān)注到人工浮島在寒冷季節(jié)處理效率不高、浮島植物收割策略、收割后的處置和浮島覆蓋率問(wèn)題。這將極大改進(jìn)當(dāng)前運(yùn)行困境，使其在城市黑臭水體治理、農(nóng)村污水治理等諸多場(chǎng)景中推廣應(yīng)用，以改善水環(huán)境。