控養(yǎng)速生植物治理污染水體的研究進展

劉國鋒+何俊+華伯仙+徐跑+吳霆+徐增洪

摘要：基于當前的水體污染現(xiàn)狀，論述常見水體治理措施及效果，著重指出以鳳眼蓮為代表的速生水生植物控養(yǎng)的可移動式濕地在水體治理中的顯著作用。從水體凈化效果、作用機制等方面對其進行了闡述，并以滇池鳳眼蓮實驗性種植工程的運行為例論述了其在水體凈化中的優(yōu)越性；并特別指出以政府為主導(dǎo)、企業(yè)為運行主體的水體治理生態(tài)補償機制的未來發(fā)展方向，以期為水體生態(tài)治理提供理論依據(jù)和參考。

關(guān)鍵詞：速生水生植物；水體污染；鳳眼蓮；水體治理；生態(tài)濕地

中圖分類號： X52文獻標志碼： A[HK]

文章編號：1002-1302（2017）21-0001-05[HS）][HT9SS]

收稿日期：2016-06-02

基金項目：國家自然科學基金青年科學基金（編號：41101525）；江蘇省海洋與漁業(yè)局水產(chǎn)三新工程（編號：Y2016-11、D2016-18）；江蘇省農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新資金[編號：CX（16）004]。

作者簡介：劉國鋒（1979—），男，河南駐馬店人，博士，副研究員，研究方向為水環(huán)境生態(tài)及污染生態(tài)治理。E-mail：liugf@ffrccn。

通信作者：徐跑，博士，研究員，研究方向為工業(yè)化循環(huán)水養(yǎng)殖及凈水漁業(yè)，E-mail：xup@ffrccn；吳霆，博士，水產(chǎn)高級工程師，研究方向為養(yǎng)殖水體環(huán)境治理，E-mail：648119025@qqcom。

由于工農(nóng)業(yè)發(fā)展、城鎮(zhèn)化進程加快及農(nóng)業(yè)面源污染的影響，湖泊、河流等水體因營養(yǎng)鹽的積累而持續(xù)受污染[1]。受全球氣候持續(xù)變暖的影響，湖泊等水體中以藍綠藻為代表的水華的發(fā)生呈現(xiàn)愈演愈烈的趨勢[2]，大量的藻華聚集、快速死亡后，可造成水體發(fā)黑、發(fā)臭，俗稱湖泛、黑水團等，是一種極端的水污染現(xiàn)象[3-4]，對當?shù)鼐用竦纳罴吧鐣斐闪藰O大不良影響。營養(yǎng)鹽（特別是氮和磷）是支撐地球上作物生長的必需元素，可從陸地進入到水體中，卻不能從水體再回到陸地生態(tài)系統(tǒng)中，因而造成了既威脅糧食生產(chǎn)安全又損害生態(tài)環(huán)境和飲[JP3]水安全的現(xiàn)狀，使得營養(yǎng)鹽的生物地球化學循環(huán)斷裂[5]，而人類目前尚無有效的技術(shù)措施與管理手段解決這一問題。水體污染不但影響飲用水的安全性，而且影響生態(tài)環(huán)境與社會經(jīng)濟的發(fā)展，甚至會對人類的生存與發(fā)展產(chǎn)生影響[2，6]。

水體污染的治理，尤其是目前大水域、廣范圍空間尺度下水體富營養(yǎng)化的治理，是包括污染物的源頭控制、綜合流域管理、污染物的中間持留、水質(zhì)生態(tài)修復(fù)及可用物的循環(huán)再利用等多學科交叉、多目標并存的系統(tǒng)工程[7-9]。許多水體在外源污染得到有效控制后，并不能立即實現(xiàn)水環(huán)境的改善，其主要原因之一是內(nèi)源污染物的釋放（吸附在底泥上的氮磷等會釋放到水體中，成為新的污染源），甚至內(nèi)源污染的“源匯”轉(zhuǎn)換，致使受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)過程非常緩慢[10-11]。因此在污染物源頭得到有效控制的條件下，內(nèi)源污染物的控制以及消減成為水體污染治理成敗的關(guān)鍵。目前常用的治理措施有物理方法（底泥疏浚[12]、人工曝氣[13-14]、引水稀釋[15-16]等）、化學方法（化學絮凝[17]、復(fù)合措施的底泥覆蓋[18-20]等）、生物操縱法[21-22]、水生植物生態(tài)凈化[23]等，這些方法對于某些特定條件下水體污染的治理具有一定的效果，但總體上缺乏多學科交叉、多種技術(shù)集成的多種目標修復(fù)原理，缺乏同時滿足安全、高效、低成本與可持續(xù)、無二次污染的治理目標[24-25]，尤其是作為飲用水源水體的生態(tài)治理方法更是缺乏標本兼治、應(yīng)急與長效治理兼?zhèn)涞乃w綜合控制與治理的技術(shù)體系集成[26-27]。

長期以來，在污染水體治理方面，人們多以物理方法、化學方法等作為水體污染治理的應(yīng)對措施，從水體生態(tài)環(huán)境的角度來看，這些措施僅僅是進行了小范圍的水生植物恢復(fù)。水生植物的生態(tài)治理是未來水體污染治理的發(fā)展方向與趨勢，但目前所采用的植物主要是沉水植物、挺水植物等，不適用于風浪擾動強烈、透明度較低的大水域[28]。水生植物若不能有效地被打撈上岸，將增加植物體分解后產(chǎn)生二次污染的風險；另外，水生植物具有植物體生物量低、擴繁生長慢、適應(yīng)性差的特點，這些特性限制了其對水體中污染物的去除，同時也不利于機械化操作，而人工操作不但費用高昂，且效率低下，這些因素極大地限制了其實際應(yīng)用和推廣[29-30]。另外這些水生植物對水文氣象條件、水體物理化學指標、水體污染物含量與種類等要求嚴格，區(qū)域分布性強，較高的環(huán)境要求使其成功栽植與擴繁受到了限制，嚴重制約了其大規(guī)模的應(yīng)用[31]。

針對上述問題與污染水體治理的目標，綜合比較多種水體治理措施的優(yōu)勢與不足，選擇生長快、適應(yīng)性強、生物量大、易機械化處理的漂浮植物（如鳳眼蓮等）作為水體污染治理的水生植物，在污染嚴重的水域構(gòu)建水草控制性種養(yǎng)圍欄，實現(xiàn)污染物的植物凈化，并于植物生長季節(jié)結(jié)束時進行機械化采收、資源化處置加工再利用，實現(xiàn)污染物循環(huán)過程阻斷、營養(yǎng)物再利用和生態(tài)修復(fù)的目標[9]，從而實現(xiàn)污染水體的生態(tài)治理。該措施已成為當前乃至今后污染水體治理的一個方向，并引起了學術(shù)界和政府部門的廣泛注意與重視[32]。目前以鳳眼蓮為代表的漂浮植物治理污染水體的研究多在室內(nèi)模擬試驗尺度下進行，而對在上百畝乃至上萬畝的較大水體中集合各種生態(tài)治理措施的研究尚缺乏系統(tǒng)的總結(jié)。因此，有必要對鳳眼蓮修復(fù)污染水體的技術(shù)進行深入研究，以期為更好地利用鳳眼蓮進行污染水體生態(tài)治理的大水面應(yīng)用推廣及鳳眼蓮在我國南方多地區(qū)泛濫的防控與治理提供思路與指導(dǎo)。

1鳳眼蓮（Eichhornia crassipes）是治理污染水體的一種優(yōu)良植物[BT）]

鳳眼蓮屬雨久花科、鳳眼蓮屬，俗稱水葫蘆，為漂浮性水生植物中最為出名的惡性入侵雜草，主要分布于熱帶、亞熱帶以及部分溫帶地區(qū)的河流、湖泊，可通過有性和無性2種方式進行繁殖，但主要以無性繁殖（克隆生長）的方式迅速在水體中繁衍、孳生[33]，因其快速繁殖而形成的相互聯(lián)結(jié)且厚重的鳳眼蓮“草席”對當?shù)厣鐣?、?jīng)濟均造成不良影響[34]。作為一種入侵植物，由于沒有本土捕食者的控制及病害的影響，鳳眼蓮的環(huán)境適應(yīng)能力、資源競爭力及擴繁速度等方面具有其他水生植物所不可比擬的優(yōu)勢；在降低營養(yǎng)鹽濃度和減少藻華影響等方面鳳眼蓮也具有其他植物所不具備的優(yōu)勢，主要是由于它具有強大的環(huán)境適應(yīng)能力（分布廣泛、根系龐大、生長速度快、生物量大、抗逆性強、生長期長等）[33，35-36]，且具有易管理、易機械化打撈采收和資源化利用的優(yōu)點，因此，鳳眼蓮它具有廣泛的應(yīng)用前景[37]。endprint

鳳眼蓮可在各種類型的污染水體中生長，尤其在富營養(yǎng)水體中的生長更為迅速，其生長速率隨著水體中氮磷含量的增高而增加[38]。海水中過高的鹽度（超過6‰的鹽度將會導(dǎo)致鳳眼蓮死亡）是其向海洋中蔓延的主要限制因子[33，39-40]，因此，從其原產(chǎn)地南美洲傳開后，鳳眼蓮現(xiàn)在已分布到南北緯40°之間的全球大部分淡水水體中[41]。

11富營養(yǎng)水體中營養(yǎng)鹽的去除

鳳眼蓮具有龐大的根系，與其他水生植物相比，其繁殖能力較強、獲取的生物量較大[33，42]。因此在過去的30～40年中人們首先利用其優(yōu)點開展了去除高含量營養(yǎng)鹽、高化學需氧量（chemical oxygen demand，簡稱COD）生化需氧量（biochemical oxygen demand，簡稱BOD）的污水凈化治理研究，早在20世紀70年代DeBusk等在美國弗羅里達州開展了利用鳳眼蓮吸收因生活污水直排導(dǎo)致的水體中高濃度磷含量的研究[43]。Rommens等研究了鳳眼蓮吸收硝酸鹽、銨鹽和磷酸鹽的能力，結(jié)果表明，1 kg鳳眼蓮（鮮質(zhì)量）每天可吸收236 mg氨態(tài)氮（溶液中濃度為 339 mgL）、113 mg硝酸鹽（溶液濃度為123 mgL）和 039 mg 磷酸根[44]。從治理的角度來分析，這些研究結(jié)果可以用來估計種養(yǎng)鳳眼蓮并采收后對水體中營養(yǎng)鹽的去除量。除了利用鳳眼蓮凈化生活污水外，眾多學者開展了利用鳳眼蓮去除因集約化農(nóng)田徑流、畜禽養(yǎng)殖廢水等造成的水體中營養(yǎng)物超量積累的研究[45]。Lu等的研究結(jié)果表明，鳳眼蓮濕地凈化系統(tǒng)可去除養(yǎng)鴨場廢水中6444%的COD、2178% 的總氮（total nitrogen，簡稱TN）和2302%的總磷（total phosphorus，簡稱TP），水體中的溶解氧（dissolved oxygen，簡稱DO）含量與透明度都有顯著的提高[46]，且該系統(tǒng)在中試規(guī)模和示范推廣中都具有不俗的表現(xiàn)[47]。Reddy等進行的1年期研究結(jié)果表明，鳳眼蓮凈化[JP3]36 d后可去除水體中78%～81%的NO3-、NH4+和54%的磷[48]。Polprasert等研究了在COD輸入量為200 kg（hm2·d）、水體持留時間為10～20 d的條件下鳳眼蓮對養(yǎng)豬廠廢水的凈化效果發(fā)現(xiàn)，在小規(guī)模池塘中COD的去除率可達74%～93%，而在中試規(guī)模下去除率可達50%[49]。Sajn等通過建造鳳眼蓮表面流人工濕地來凈化水體污染物發(fā)現(xiàn)，它對懸浮物（suspended solids，簡稱SS）、TN、COD、BOD等的去除率分別可達到646%、380%、672%、721%[50]。余遠松等利用鳳眼蓮濕地凈化系統(tǒng)處理養(yǎng)豬場廢水，在COD為800 mgL、TN濃度為600 mgL的條件下，當鳳眼蓮覆蓋度為60%、進水量為600 m3d、水體停留時間為30 d時，對COD、TN的去除率分別為563%、616%，均取得了良好的凈化效果[51]。在污水處理中關(guān)于水生植物生物量和消減營養(yǎng)鹽能力的研究發(fā)現(xiàn)，鳳眼蓮的表現(xiàn)要優(yōu)于水浮蓮等植物[52]，且鳳眼蓮與其他水生植物如浮漂等進行合理的搭配可以達到更好的凈化效果[53]。在利用鳳眼蓮進行各種污染水體的治理中，最常規(guī)的就是利用鳳眼蓮治理富營養(yǎng)化水體，目前在江蘇太湖和云南滇池開展的大規(guī)?？仞B(yǎng)鳳眼蓮對水體凈化效果的研究表明，對水體擾動強、水動力作用大、鳳眼蓮控養(yǎng)面積占水面面積比例小的生態(tài)工程的凈化效果不如水動力作用小、鳳眼蓮控養(yǎng)面積占水面面積比例高的治理效果顯著；這種大規(guī)模（6667 hm2以上的控養(yǎng)面積）應(yīng)用鳳眼蓮凈化污染水體的生態(tài)工程措施在國內(nèi)外尚不多見，在解決了打撈、處理及資源化再利用的問題后，可以充分發(fā)揮其顯著的凈化作用；2011年度在草海中構(gòu)建以鳳眼蓮為主的、面積為533 hm2的生態(tài)凈化工程后，鳳眼蓮吸收、同化的氮磷量分別占水體中氮磷總消減量的64%、139%；通過2011年度采收、打撈鳳眼蓮的生物量及其干物質(zhì)中的氮磷含量折算可得，鳳眼蓮從水體中吸收、轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)后所帶出氮、磷的量分別為486、331 t，生態(tài)工程凈化水體的效果顯著，在工程運行期間水質(zhì)從劣五類上升到五類水標準，實現(xiàn)了水質(zhì)快速改善的目標[54]。

12重金屬、有機污染物及其他污染物

鳳眼蓮龐大的根系、較大的植物體可以在重金屬污染水體中吸收、積累大量的金屬離子，因而受到眾多研究者的關(guān)注[55-57]，由于鳳眼蓮具有較好的適生性和較強的耐污性，研究者已逐漸把鳳眼蓮作為污染物植物修復(fù)的首選物種引入到濕地中，特別是在重金屬污染水體中，鳳眼蓮具有較強的吸收、轉(zhuǎn)運金屬離子能力[58]。Zhu等研究了在控制條件下鳳眼蓮對幾種重金屬離子的吸收和轉(zhuǎn)運能力，結(jié)果表明，鳳眼蓮具有較高的吸收金屬離子的能力，且吸收后的金屬離子多聚集在根部，而且其對痕量金屬離子具有較高的生物富集系數(shù)，如對Cd的轉(zhuǎn)運系數(shù)為2 150，Cr為1 823和Cu為595[59]。同時，鳳眼蓮還可以去除紙漿、造紙、制革及印染廢水中的營養(yǎng)鹽[52]、工業(yè)廢水中的顏色[60]及水體中的農(nóng)藥污染[61]，且在凈化造紙、制革、印染廢水前，進行一定程度的稀釋后其凈化效果將表現(xiàn)得更好[62]。Trivedy等研究表明，利用鳳眼蓮凈化紡織廢水，經(jīng)過3～4 d的處理，可去除水體中的 974%COD、624%總懸浮物（total suspended solids，簡稱TSS）[63]。Nor利用模擬試驗研究了鳳眼蓮去除水體中酚、銅和鋅的作用，結(jié)果表明，鳳眼蓮對水體中的酚、銅、鋅具有較快的吸收速率和較大的吸附容量[64]，這與樂毅全等利用鳳眼蓮進行降酚的研究結(jié)果[65]類似，表明鳳眼蓮對酚等有機物具有較強的降解和轉(zhuǎn)化能力。鳳眼蓮在污水凈化和廢水染料去除過程中表現(xiàn)出了較好的生物過濾和消減效果[53]。

13去除機制

鳳眼蓮強大的去除污染物和迅速改善水體的能力，不但在于其具有快速擴繁、增加植株個數(shù)的能力，并且在于其龐大根系形成的鳳眼蓮“草席”可以改變水體的物理-化學和水動力條件，此外，其根系可以為微生物提供附著場所并形成生物膜，從而快速降解有機質(zhì)[66]。水體中大量有機懸浮顆粒物被鳳眼蓮根系吸附，部分因重力作用而沉降到水體底部，有機質(zhì)降解的主要機制是通過附著在根系上的水體微生物的生物氧化分解作用[66]；微生物主要利用有機質(zhì)生產(chǎn)能量和合成新細胞，其總的生化反應(yīng)可表示為以下化學過程[67]：endprint

C5H7O2N+5O2→5CO2+NH3+2H2O+能量。

鳳眼蓮根系具有較強的有機質(zhì)降解能力，主要原因在于其根系可形成生物膜結(jié)構(gòu)且具有泌氧能力，研究結(jié)果表明，鳳眼蓮的根系泌氧能力為24～100 g（m3·d），有助于根系附著的微生物對有機質(zhì)和顆粒進行降解[68-69]。

鳳眼蓮可直接吸收水體中的氮，是其去除氮的一個主要作用。植物通過吸收方式去除氮的效果與植物生長速率、種植密度、環(huán)境參數(shù)（如光照、水溫等）等有關(guān)。鳳眼蓮可以直接吸收、同化銨態(tài)氮和硝態(tài)氮，與多數(shù)水生植物一樣，它對銨態(tài)氮的吸收、同化速率要高于硝態(tài)氮，即使水體中2種離子含量相同[70]。氮的硝化反應(yīng)是利用生物氧化作用把銨態(tài)氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮，在此過程中，微生物只有利用氧氣作為電子受體，銨態(tài)氮作為電子供體，才能正常進行；而在漂浮植物生長區(qū)內(nèi)，由于受溶氧含量限制及較低的有機碳影響，常會導(dǎo)致硝化反應(yīng)受到抑制。在水體及漂浮植物生長區(qū)缺氧后，反硝化反應(yīng)就成為主要的氮去除機制，在厭氧微生物呼吸過程中，硝酸鹽作為最終電子受體被還原為氮氣或氧化亞氮（N2O）[69]。高巖等研究發(fā)現(xiàn)，鳳眼蓮有利于富營養(yǎng)化水體的硝化、反硝化、耦合硝化-反硝化反應(yīng)的進行；研究表明，鳳眼蓮種植水體在整個培養(yǎng)期內(nèi)釋放的N2O氣體濃度累積升高幅度較大，為453～4 055 nLL（未加硝化抑制劑處理），通過釋放N2O而脫除氮素的量占整個水體氮消減量的136%，為相應(yīng)未種植鳳眼蓮水體的431倍[71]。種植鳳眼蓮的水體在試驗期間釋放N2O的量與水體氨態(tài)氮或硝態(tài)氮濃度的變化量均存在顯著相關(guān)關(guān)系（P<005），說明N2O的釋放量受水體中NH4+、NO3-濃度變化的影響。鳳眼蓮的種植可在試驗中后期增加水體中硝化、反硝化細菌的數(shù)量，但其數(shù)量遠低于鳳眼蓮根系附著的硝化、反硝化細菌；水體中反硝化細菌數(shù)量與水體釋放N2O濃度之間并無顯著相關(guān)性，說明種植鳳眼蓮的水體反硝化脫氮釋放N2O過程可能主要由根系共生微生物驅(qū)動[71-72]。同時，水體中大量存在的、鳳眼蓮自身分泌的有機酸可以吸附或螯合金屬離子，從而減輕植物受金屬離子的毒害作用，增加鳳眼蓮對金屬離子的吸附、轉(zhuǎn)運效能[73]。

2鳳眼蓮凈化水體效果顯著，可操控性強

當前，以江蘇省農(nóng)業(yè)科學院為代表的相關(guān)研究單位，在以水葫蘆為代表的水生植物控養(yǎng)實踐中，采用樁基圍欄或錨基鋼管浮球圍欄的方式實現(xiàn)了水生植物的有效控養(yǎng)，降低了水生植物的逃逸風險；同時，研發(fā)的水生植物水面機械采收船實現(xiàn)了水生漂浮植物的機械化快速采收，植物上岸后經(jīng)過發(fā)酵可制成基肥、有機肥等，實現(xiàn)了植物養(yǎng)分資源化利用的目標，從而解決了以往水生植物采收后無法利用甚至導(dǎo)致二次污染的問題[32]。作為該集成技術(shù)綜合利用實施的示范，2011—2012年在云南滇池進行了較大規(guī)模的鳳眼蓮人工放養(yǎng)凈化水質(zhì)試驗性工程。鳳眼蓮的實際最大覆蓋面積達 926 km2，其中草海鳳眼蓮覆蓋面積約556 km2，約占草海水域面積的50%，鳳眼蓮的全年鮮草累計生物量達50萬t，其中草海水葫蘆生物量約35萬t[54]。通過項目的實施，滇池草海水質(zhì)狀況已得到明顯改善，主要污染指標已接近甚至優(yōu)于GB 3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》中的Ⅴ類水標準[74]。

依照“控制得住、處置得完、利用得好”的原則和要求，在鳳眼蓮安全種養(yǎng)與資源化利用技術(shù)體系中，植物控養(yǎng)、機械打撈、快速處置和資源化利用等各環(huán)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)裝備已經(jīng)研發(fā)成功并進行了實際應(yīng)用。目前更重要的是在原有研究的基礎(chǔ)上，進一步優(yōu)化工藝流程，主要包括植物種苗保種工作、植物控養(yǎng)地點及控養(yǎng)圍欄構(gòu)造等[74]；研發(fā)、定型和升級專用設(shè)備，包括適用于不同種類水草、不同加工要求等的專用設(shè)備，需要加快研發(fā)并根據(jù)需求進行技術(shù)和設(shè)備制造的升級；為有效推動漂浮植物在較大水域、污染嚴重水體中水體凈化功能的發(fā)揮，需要加強政府的主導(dǎo)功能，包括水體凈化的生態(tài)補償政策和條例研究，建立適合本地區(qū)的生態(tài)補償機制，從而有效吸引并調(diào)動企業(yè)的積極性，形成以政府為主導(dǎo)、企業(yè)為主體、治理有效果的良性循環(huán)發(fā)展。

3生態(tài)補償與評價

生態(tài)補償機制的建立對區(qū)域水環(huán)境質(zhì)量的改善有一定效果，但整體來說，這一機制仍處在探索發(fā)展期，許多問題尚沒有得到根本解決，存在的問題主要有水環(huán)境生態(tài)補償?shù)姆ㄖ卫砟钌形凑嬲龢淞ⅰ⑺h(huán)境生態(tài)補償機制的基本框架尚不健全、水環(huán)境生態(tài)補償機制的法制保障尚不完善。為此，迫切需要樹立新的生態(tài)補償理念，進一步完善江蘇省水環(huán)境生態(tài)補償機制，明確水環(huán)境生態(tài)補償?shù)姆ㄖ卫砟?，樹立可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)補償理念，妥善處理經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)保護之間的矛盾。利用水環(huán)境生態(tài)補償機制可防止水環(huán)境發(fā)生代際退化，實現(xiàn)代際公平。樹立預(yù)防為主、保護優(yōu)先、公眾參與的生態(tài)補償理念，在水環(huán)境生態(tài)補償法律機制的完善中，讓預(yù)防為主、保護優(yōu)先的指導(dǎo)思想發(fā)揮根本性的功效。

[HTK]31健全水環(huán)境生態(tài)補償機制的基本框架，細化補償主體與受償主體[HT]

從行為性質(zhì)的角度來看，因他人保護和改善生態(tài)環(huán)境、提高生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能、增進生態(tài)利益而受益的或者環(huán)境資源的開發(fā)利用者，都應(yīng)當成為補償主體；相應(yīng)地，因保護和改善生態(tài)環(huán)境、提高生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能、增進生態(tài)利益而使自身利益受損的貢獻者或者因他人開發(fā)利用環(huán)境資源而受損的，都應(yīng)當成為受償主體。通俗地說，水質(zhì)達標了，下游補上游；水質(zhì)惡化了，上游賠下游。

32設(shè)立多元化的補償方式

水環(huán)境生態(tài)補償?shù)姆绞綉?yīng)當具有多元性，要在生態(tài)補償?shù)牟煌A段運用不同的補償方式，實行差別化補償。例如水環(huán)境生態(tài)補償中較重要的補償方式有以財政轉(zhuǎn)移支付為主要形式的資金補償，目前國內(nèi)主要以財政資金支付作為水環(huán)境生態(tài)改善的補償，如江蘇太湖、云南滇池等主要以污染水體中控養(yǎng)水生植物的生物量及所帶出水體中污染物（富營養(yǎng)化水體中以氮磷為考核指標）的量作為資金補償?shù)目己藰藴?；另外，還有以提供同資金等價的生產(chǎn)要素和生活要素為主要形式的實物補償，以及在權(quán)限范圍內(nèi)利用制定政策的權(quán)力和優(yōu)惠待遇為主要形式的政策補償，其中政策補償更符合“差別化”需求，主要包括異地開發(fā)、項目補償、智力補償3種[75]。endprint

33完善補償標準及補償核算方式

目前，江蘇省水環(huán)境補償核算是以斷面水質(zhì)是否達標為計算依據(jù)的，并沒有考慮超標濃度等因素，因此建議對超標的不同濃度進行區(qū)分并設(shè)立差別補償標準。在區(qū)分斷面水質(zhì)濃度的同時，也要對不同濃度的排放量作出區(qū)分，排放量越大，補償標準也相應(yīng)越高，從而更加合理公平地彌補生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)貢獻者的水環(huán)境保護成本。

34拓展補償資金的來源并加強監(jiān)管

江蘇省水環(huán)境生態(tài)補償資金來源除了政府的財政轉(zhuǎn)移之外，補償資金的來源比較匱乏，因此可以借鑒西方國家的市場化融資手段。同時，要完善水環(huán)境各區(qū)域政府的生態(tài)補償資金監(jiān)管制度，應(yīng)當在市、縣政府設(shè)立水環(huán)境生態(tài)補償資金的專門賬戶和資金專項檔案，嚴格實行?？顚Ｓ?，并追究違法使用責任[76]。

[HTK]35完善江蘇省水環(huán)境生態(tài)補償機制的法制保障，重視立法體系的完善[HT]

以《環(huán)境保護法》關(guān)于生態(tài)補償?shù)脑瓌t規(guī)定為基準，結(jié)合江蘇省地方實踐，對水環(huán)境補償主體、補償方式、補償標準及補償資金等以地方立法的方式加以具體細化。此外，由于水環(huán)境問題相當復(fù)雜，長江、運河以及太湖、微山湖等水域都是省際跨區(qū)域水體，因此應(yīng)主動加強省際合作，并積極爭取聯(lián)合協(xié)作制定跨流域、跨省際的流域生態(tài)補償辦法或條例，為處理好涉及2個以上省份之間的跨流域生態(tài)補償問題提供法律依據(jù)[77-78]。

4展望

以水葫蘆為代表的速生水生植物，具有繁殖快、生物量大、適應(yīng)性強等特點，具有快速凈化污染水體的優(yōu)勢。在解決了控制性種養(yǎng)、機械化采收和資源化處置及利用等關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)和問題后，在當前國內(nèi)眾多湖泊、河流等水體富營養(yǎng)化現(xiàn)象嚴重的狀況下，可充分發(fā)揮大水域中控養(yǎng)水生植物而構(gòu)建的可移動生態(tài)濕地的原位生態(tài)凈化功能，實現(xiàn)水體的植物凈化后循環(huán)再利用；同時，經(jīng)過植物吸收而打撈上岸的養(yǎng)分，可再以基質(zhì)或有機肥等形式回用到農(nóng)田中，實現(xiàn)養(yǎng)分的循環(huán)再利用，從而形成生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)發(fā)展模式。因此，在當前眾多污染水體尚無更為高效治理措施的前提下，采用控養(yǎng)速生水生植物為主的生態(tài)治理措施，充分發(fā)揮水生植物的生態(tài)凈化功能，將成為未來污染水體、尤其是較大污染水體生態(tài)治理的一種優(yōu)選措施。

參考文獻：

[1][ZK（#]秦伯強，高光，朱廣偉，等 湖泊富營養(yǎng)化及其生態(tài)系統(tǒng)響應(yīng)[J] 科學通報，2013，58（10）：855-864

[2]Guo L Doing battle with the green monster of Taihu lake[J] Science，2007，317（5842）：1166

[3]劉國鋒，鐘繼承，何俊，等 太湖竺山灣藻華黑水團區(qū)沉積物中Fe、S、P的含量及其形態(tài)變化[J] 環(huán)境科學，2009，30（9）：2520-2526

[4]陸桂華，馬倩 太湖水域“湖泛”及其成因研究[J] 水科學進展，2009，20（3）：438-442

[5]潘綱，代立春，李梁，等 改性當?shù)赝寥兰夹g(shù)修復(fù)富營養(yǎng)化水體綜合效果研究：Ⅰ水質(zhì)改善的應(yīng)急與長期效果與機制[J] 湖泊科學，2012，24（6）：801-810

[6]Yang M，Yu J W，Li Z L，et al Taihu lake not to blame for Wuxis woes[J] Science，2008，319（5860）：158

[7]秦伯強，楊柳燕，陳非洲，等 湖泊富營養(yǎng)化發(fā)生機制與控制技術(shù)及其應(yīng)用[J] 科學通報，2006，51（16）：1857-1866

[8]陳荷生 太湖生態(tài)修復(fù)治理工程[J] 長江流域資源與環(huán)境，2001，10（2）：173-178

[9]楊林章，施衛(wèi)明，薛利紅，等 農(nóng)村面源污染治理的“4R”理論與工程實踐——總體思路與“4R”治理技術(shù)[J] 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報，2013，32（1）：1-8[ZK）]

[10][ZK（#]Scheffer M，Carpenter S，F(xiàn)oley J A，et al Catastrophic shifts in ecosystems[J] Nature，2001，413（6856）：591-596

[11]張奇 人工湖濱濕地磷素匯-源功能轉(zhuǎn)化及理論解釋[J] 湖泊科學，2007，19（1）：46-51

[12]鐘繼承，劉國鋒，范成新，等 湖泊底泥疏浚環(huán)境效應(yīng)：Ⅰ內(nèi)源磷釋放控制作用[J] 湖泊科學，2009，21（1）：84-93

[13]張同祺 人工曝氣強化技術(shù)對緩流重污染水體水質(zhì)應(yīng)急修復(fù)的研究[D] 蘇州：蘇州科技學院，2011

[14]林建偉，朱志良，趙建夫 曝氣復(fù)氧對富營養(yǎng)化水體底泥氮磷釋放的影響[J] 生態(tài)環(huán)境，2005，14（6）：812-815

[15]吳浩云，刁訓娣，曾賽星 引江濟太調(diào)水經(jīng)濟效益分析——以湖州市為例[J] 水科學進展，2008，19（6）：888-892

[16]賈鎖寶，尤迎華，王嶸 引江濟太對不同水域氮磷濃度的影響[J] 水資源保護，2008，24（3）：53-56

[17]劉艷 鋁鈦電極電絮凝法處理造紙廢水工藝及機理的研究[D] 西安：陜西科技大學，2015

[18]鄒華，潘綱，陳灝 殼聚糖改性黏土對水華優(yōu)勢藻銅綠微囊藻的絮凝去除[J] 環(huán)境科學，2004，25（6）：40-43

[19]潘綱，張明明，閆海，等 黏土絮凝沉降銅綠微囊藻的動力學及其作用機理[J] 環(huán)境科學，2003，24（5）：1-10

[20]Han M Y，Kim W A theoretical consideration of algae removal with clays[J] Microchemical Journal，2001，68（23）：157-161endprint

[21]劉恩生 生物操縱與非經(jīng)典生物操縱的應(yīng)用分析及對策探討[J] 湖泊科學，2010，22（3）：307-314

[22]劉建康，謝平 用鰱鳙直接控制微囊藻水華的圍隔試驗和湖泊實踐[J] 生態(tài)科學，2003，22（3）：193-198

[23]俞海橋，方濤，夏世斌，等 不同生態(tài)修復(fù)措施下太湖西五里湖沉積物氮磷形態(tài)的時空分布[J] 湖泊科學，2007，19（6）：683-689

[24]Schwarzenbach R P，Escher B，Kathrin F，et al The challenge of micropollutants in aquatic systems[J] Science，2006，313（25）：1072-1077

[25]Shannon M A，Bohn P W，Elimelech M，et al Science and technology for water purification in the coming decades[J] Nature，2008，452（7185）：301-310

[26]Pan G，Dai L C，Li L，et al Reducing the recruitment of sedimented algae and nutrient release into the overlying water using modified [JP3]soilsand flocculation-capping in eutrophic lakes[J] Environmental Science& Technology，2012，46（9）：5077-5084

[27]Pan G，Chen J，Anderson D M Modified local sands for the mitigation of harmful algal blooms[J] Harmful Algae，2011，10（4）：381-387

[28]張運林，陳開寧，秦伯強 五里湖南岸生態(tài)示范工程對水下光場的改善效果研究[J] 水科學進展，2007，18（1）：86-94

[29]陳瀟，潘文斌，王牧 福建閩江水口水庫鳳眼蓮空間分布特征及其動態(tài)[J] 湖泊科學，2012，24（3）：391-399

[30]寧萍，譚聰，王紅梅 三峽庫區(qū)有害水生植物的肆虐現(xiàn)狀及危害探討[C] 第十二屆全國內(nèi)河船舶與航運學術(shù)會議 北京，2012

[31]郭輝，黃國兵 水生植物、水流及底泥再懸浮耦合影響規(guī)律研究進展[J] 長江科學院院報，2013，30（8）：108-112

[32]鄭建初，常志州，陳留根，等 水葫蘆治理太湖流域水體氮磷污染的可行性研究[J] 江蘇農(nóng)業(yè)科學，2008（3）：247-250

[33]高雷，李博 入侵植物鳳眼蓮研究現(xiàn)狀及存在的問題[J] 植物生態(tài)學報，2004，28（6）：735-752

[34]Malik A Environmental challenge vis a vis opportunity：the case of water hyacinth[J] Environment International，2007，33（1）：122-138

[35]Wilson J R，Holst N，Rees M Determinants and patterns of population growth in water hyacinth[J] Aquatic Botany，2005，81（1）：51-67

[36]Abbasi S，Nipaney P C Infestation by aquatic weeds of the fern genus Salvinia：its status and control[J] Environmental Conservation，1986，13（3）：235-241

[37]Villamagna A M，Murphy B R Ecological and socio-economic impacts of invasive water hyacinth （Eichhornia crassipes）：a review[J] Freshwater Biology，2009，55（2）：1-18

[38]Heard T A，Winterton S L Interactions between nutrient status and weevil herbivory in the biological control of water hyacinth[J] Journal of Applied Ecology，2000，37（1）：117-127

[39]Howard G W，Harley K How do floating aquatic weeds affect wetland conservation and development？ How can these effects be minimized？[J] Wetlands Ecology and Management，1998，5（3）：215-225

[40]Olivares E，Colonnello G Salinity gradient in the Mánamo River，a dammed distributary of the Orinoco Delta，and its influence on the presence of Eichhornia crassipes and Paspalum repens[J] Interciencia，2000，25（5）：242-248endprint

[41]Center T D，Dray F A，Jubinsky G P，et al Biological control of water hyacinth under conditions of maintenance management：can herbicides and insects be integrated？[J] Environmental Management，1999，23（2）：241-256

[42]Gunnarsson C C，Petersen C M Water hyacinths as a resource in agriculture and energy production：a literature review[J] Waste Management，2007，27（1）：117-129

[43]DeBusk T A，Dierberg F E，Reddy K R The use of macrophyte-based systems for phosphorus removal：an overview of 25 years of research and operational results in Florida[J] Water Science and Technology，2001，44（1112）：39-46

[44]Rommens W，Maes J，Dekeza N，et al The impact of water hyacinth （Eichhornia crassipes） in a eutrophic subtropical impoundment （Lake Chivero，Zimbabwe） Ⅰ Water quality[J] Archiv Fur Hydrobiologie，2003，158（3）：373-388

[45]Hammer D A Designing constructed wetlands systems to treat agricultural nonpoint source pollution[J] Ecological Engineering，1992，1（12）：49-82

[46]Lu J B，F(xiàn)u Z H，Yin Z Z Performance of a water hyacinth （Eichhornia crassipes） system in the treatment of wastewater from a duck farm and the effects of using water hyacinth as duck feed[J] Journal of Environmental Sciences，2008，20（5）：513-519

[47]Trivedy R K，Thomas S Review of performance data of few pilot and full scale aquatic weed based waste treatment plants from India[J] Asian Journal of Microbiol Biotechnol and Environ Science，2004，6（1）：157-162

[48]Reddy K R，Campbell K L，Graetz D A，et al Use of biological filters for treating agricultural drainage effluents[J] Journal of Environmental Quality，1982，11（4）：591-595

[49]Polprasert C，Kessomboon S，Kanjanaprapin W Pig waste-water treatment in water hyacinth ponds[J] Water Science and Technology，1992，26（91011）：2381-2384

[50]Sajn S A，Bulc T G，Vrhovsek D Comparison of nutrient cycling in a surface-flow constructed wetland and in a facultative pond treating secondary effluent[J] Water Science and Technology，2005，51（12）：291-298

[51]余遠松，鄧潤坤 鳳眼蓮水生生物系統(tǒng)處理大型養(yǎng)豬場廢水的應(yīng)用研究[J] 農(nóng)業(yè)環(huán)境保護，2000，19（5）：301-303

[52]Sooknah R D，Wilkie A C Nutrient removal by floating aquatic macrophytes cultured in anaerobically digested flushed dairy manure wastewater[J] Ecological Engineering，2004，22（1）：27-42

[53]Tripathi B D，Upadhyay A R Dairy effluent polishing by aquatic macrophytes[J] Water Air and Soil Pollution，2003，143（1234）：377-385

[54]嚴少華，王巖，王智，等 水葫蘆治污試驗性工程對滇池草海水體修復(fù)的效果[J] 江蘇農(nóng)業(yè)學報，2012，28（5）：1025-1030endprint

[55]Peralta-Videa J R，Lopez M L，Narayan M A，et al The biochemistry of environmental heavy metal uptake by plants：implications for the food chain[J] The International Journal of Biochemistry & Cell Biology，2009，41（89）：1665-1677

[56]de Oliveira J A，Cambraia J，de Sousa M V，et al Sulphate uptake and metabolism in water hyacinth and salvinia during cadmium stress[J] Aquatic Botany，2009，91（4）：257-261

[57]Mishra V K，Tripathi B D Accumulation of chromium and zinc from aqueous solutions using water hyacinth （Eichhornia crassipes）[J] Journal of Hazardous Materials，2009，164（23）：1059-1063

[58]Satyakala G，Jamil K Chromium-induced biochemical changes in Eichhornia crassipes （Mart） solms and Pistia stratiotes L[J] Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology，1992，48（6）：921-928

[59]Zhu Y L，Zayed A M，Qian J H，et al Phytoaccumulation of trace elements by wetland plants：Ⅱ Water hyacinth[J] Journal of Environmental Quality，1999，28（1）：339-344

[60]Lagos C，Urrutia R，Decap J，et al Eichhornia crassipes used as tertiary color removal treatment for Kraft mill effluent[J] Desalination，2009，246（123）：45-54

[61]Xia H L，Ma X J Phytoremediation of ethion by water hyacinth （Eichhornia crassipes） from water[J] Bioresource Technology，2006，97（8）：1050-1054

[62]Jayaweera M W，Kasturiarachchi J C Removal of nitrogen and phosphorus from industrial wastewaters by phytoremediation using water hyacinth [Eichhornia crassipes （Mart） Solms][J] Water Science and Technology，2004，50（6）：217-225

[63][ZK（#]Trivedy P K，Gudekar V R Treatment of textile-industry waste using water hyacinth[J] Water Science and Technology，1987，19（10）：103-107

[64]Nor Y M Phenol removal by Eichhornia crassipes in the presence of trace metals[J] Water Research，1994，28（5）：1161-1166

[65]樂毅全，鄭事章，周紀倫 鳳眼蓮-根際微生物系統(tǒng)的降酚效應(yīng)[J] 植物生態(tài)學與地植物學學報，1990，14（2）：151-159

[66]Stowell R，Tchoba G，Ludwig R，et al Concepts in aquatic treatment system design[J] Journal of the Environmental Engineering Division，1981，107（5）：919-940

[67]Metcalf & Eddy Inc Wastewater engineering：treatment and reuse[M] 4th edNew York：McGraw-Hill，2003：50-51

[68]Moorhead K K，Reddy K R Oxygen transport through selected aquatic macrophytes[J] Journal of Environment Quality，1988，17（1）：138-142

[69]Sooknah R A review of the mechanisms of pollutant removal in water hyacinth systems[J] Science & Technology Research Journal，2016，6：49-57

[70]Reddy K R，Tucke J C Effect of nitrogen source on productivity and nutrient uptake of water hyacinth （Eichhornia crassipes）[J] Economic Botany，1988，37：236-246

[71]高巖，易能，張志勇，等 鳳眼蓮對富營養(yǎng)化水體硝化、反硝化脫氮釋放N2O的影響[J] 環(huán)境科學學報，2012，32（2）：349-359

[72]Liu X H，Gao Y，Wang H L，et al Appling a new method for direct collection，volume quantification and determination of N2 emission [JP3]from water[J] Journal of Environmental Sciences，2015，27：217-224

[73]Ghabbour E A，Davies G，Lam Y Y，et al Metal binding by humic acids isolated from water hyacinth plants （Eichhornia crassipes[Mart]Solm-Laubach：Pontedericeae） in the Nile Delta，Egypt[J] Environmental Pollution，2004，131（3）：445-451[HJ15mm]

[74]張振華，高巖，郭俊堯，等 富營養(yǎng)化水體治理的實踐與思考——以滇池水生植物生態(tài)修復(fù)實踐為例[J] 生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學報，2014，30（1）：129-135

[75]曾祥華，孫慧 太湖流域生態(tài)補償機制研究[J] 江南論壇，2012（7）：28-29

[76]馬春燕 完善太湖流域生態(tài)補償機制，保護太湖山水資源——兼評《江蘇省環(huán)境資源區(qū)域補償辦法》[J] 三峽環(huán)境與生態(tài)，2010，3（2）：52-56

[77]虞錫君，張建明 構(gòu)建太湖流域水生態(tài)補償機制探討[C]第三屆環(huán)境與發(fā)展中國論壇，中華環(huán)保聯(lián)合會會議論文集 北京，2007：56-59

[78]陳軍，譚顯英，陳祖軍 太湖流域省際邊界河湖治理生態(tài)補償機制研究[J] 水資源保護，2012，28（2）：85-90[ZK）]endprint