东北地理所在新型生态浮床技术上取得重要突破

生态浮床作为一种新颖有效的水体污染净化生物调控治理技术，通过浮床的方式将筛选的水生植物或陆生喜水植物种植于水面上，利用植物在生长过程中对元素的吸收、植物发达根系和浮床基质对污染物的吸附，以及根系上附着微生物对污染物的降解，达到净化污染水体中的有害物质的目的。泥炭藓（Sphagnum）作为“超级海绵”，不仅是构成沼泽湿地生态系统的主要群落，而且在沼泽形成过程中起着重要的固碳作用。此外，泥炭藓凭借其特殊的结构而成为有机界有效的保湿材料和有毒有害化学物质的吸附剂。目前，泥炭藓在俄罗斯、德国、加拿大等已有小规模的人工栽培，但主要在泥炭基质和固定水位条件下实施，水位剧烈波动将会导致泥炭藓死亡。

为此，在国家水体污染控制与治理科技重大专项课题（2012ZX07201004）和我所“一三五”战略规划项目的资助下，我所水环境污染与防治学科组阎百兴研究员、李怀博士等科研人员与俄罗斯科学院远东分院水与生态问题研究所Vladimir Chakov 教授和Victoria Kuptsova 博士合作，借鉴俄罗斯科学家在泥炭藓特性与种类鉴定方面的优势，在兴凯湖地区泥炭藓物种多样性调查研究基础上，筛选出2种东北寒区优势的泥炭藓物种（粗叶泥炭藓、喙叶泥炭藓），研发出泥炭藓移植、泥炭藓浮床制作与管理技术体系，突破了泥炭藓移植的技术瓶径，实现了泥炭藓在变水位环境下的无土栽培。

松花江下游沿岸分布着大片的带状河漫滩湿地，洪水季节河水漫溢到河漫滩湿地，二者发生充分的水和物质交换，河漫滩湿地对河水中污染物具有一定的拦截、吸收与降解作用，对松花江水质改善有显著的影响。在松花江下游富锦沿江退化湿地示范区布设泥炭藓浮床试验，考察了泥炭藓对污染水体的适应性和污染物富集潜力，以及水位、水质变化对泥炭藓富集氮磷、重金属能力的影响。结果表明，两种泥炭藓可以适应试验区的水位波动和水质变化，生长状况良好；汛期较高浓度的COD能有效刺激泥炭藓的生长；经过3个月的野外试验，粗叶泥炭藓对营养物质N、P的富集量分别为2.29和0.82 mg/g干重，喙叶泥炭藓的富集量为1.98和0.64 mg/g干重，两种泥炭藓对N的富集效果均好于P。此外，喙叶泥炭藓对水中Fe和Mn有较强的富集能力（Fe > Mn > Cr > Zn > Cu），对Fe的富集量高达1780 µg/g。相关研究结果为泥炭藓生态浮床的实际应用和推广提供了重要科技支撑。

目前，研究团队已取得了泥炭藓生态浮床制作、运行管理等一系列成果，相关研究成果发表在国际学术期刊上，并申请了发明专利。

论文信息：

[1] Li Huai, Chi Zifang, Yan Baixing*, Vladimir Chakov, Victoria Kuptsova, Zhu Hui, Wang Lixia, Ou Yang,. Natural Sphagnum Transplantation for Heavy Metals Removal from Degraded Riverine Wetland Water in Northeast China,. Fresenius Environmental Bulletin, 2016, 25(12a): 6078-6086.

[2] Li Huai, Chi Zifang, Yan Baixing*, Vladimir Chakov, Victoria Kuptsova,. Removal of Nitrogen and Phosphorus from Fluctuating Degraded Riverine Wetland Water using Sphagnum Floating Bed,. Fresenius Environmental Bulletin, 2017, 26(4): 3015-3020.

专利信息：

[1] 一种以水质净化为目的的泥炭藓移植方法（受理号：201510309062.5）

[2] 一种寒区退化沿江湿地泥炭藓净化床越冬方法（受理号：201510645289.7）