摘 要：以溫州文成西里村生態(tài)溝渠為例，調(diào)查分析生態(tài)溝渠的表流濕地、生態(tài)透水壩、反硝化除磷模塊、生態(tài)塘等措施對溝渠水質(zhì)的凈化效果。結(jié)果表明，溝渠末端出口CODCr、氨氮、總磷等主要水質(zhì)指標(biāo)穩(wěn)定達(dá)到了《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)Ⅲ類水水平，CODCr、氨氮、總磷的濃度分別降低了27.3%、88.5%和50.0%。說明該生態(tài)溝渠對氮、磷有著良好的攔截效果，可為浙南山區(qū)氮、磷攔截生態(tài)溝渠建設(shè)提供有益的借鑒。

　　關(guān)鍵詞：生態(tài)溝渠;生態(tài)攔截;氮磷

　　隨著我國農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟的快速發(fā)展，化肥、農(nóng)藥的投入量逐年增加。據(jù)國家統(tǒng)計局的資料顯示[1]，2016年我國化肥、農(nóng)藥的使用量分別為5984.1萬t、174.05萬t，分別為世界平均水平的3倍、2.5倍，然而化肥利用率不足33.3%，農(nóng)藥利用率僅為35%，農(nóng)業(yè)面源污染正成為我國地表水體的主要污染源，威脅著水生態(tài)健康和水環(huán)境安全[2-3]。近年來，浙江省為打贏污染防治攻堅戰(zhàn)，積極推進(jìn)農(nóng)田水環(huán)境治理，在全國率先開展了農(nóng)田溝渠水環(huán)境綜合治理探索，累計建設(shè)農(nóng)田氮磷生態(tài)攔截溝渠系統(tǒng)300多條，總長度超過370km，覆蓋農(nóng)田面積約1.6萬hm2[4]。目前，溫州市已累計建成氮磷生態(tài)攔截溝渠30余條，約占浙江省溝渠總數(shù)的10%。生態(tài)攔截溝渠建設(shè)雖已有了統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，但由于溝渠地理環(huán)境條件的差異較大，導(dǎo)致氮磷凈化效能參差不齊。

　　西里村地處溫州市文成縣西北部，百丈漈水庫上游，隸屬飛云江流域泗溪河流，水環(huán)境功能區(qū)類型為泗溪文成保留區(qū)，無工業(yè)污染，屬于典型的浙南山區(qū)近水源地村鎮(zhèn)。本文介紹了西里村氮磷生態(tài)溝渠系統(tǒng)建設(shè)情況，為優(yōu)化控制浙南山區(qū)農(nóng)業(yè)面源污染提供依據(jù)。

　　1 基本情況

　　經(jīng)調(diào)查，2016年前的西里村溝渠生活污水與農(nóng)田退水污染較為嚴(yán)重，鑒于其地理位置特殊，當(dāng)?shù)卣喈?dāng)重視村水質(zhì)的生態(tài)治理工作。西里村自2016年起采用集中+散戶處理模式實施農(nóng)村生活污水處理工程，但該污水處理系統(tǒng)并未正常運行，生活污水基本排入西里村溝渠。2019年8月開始建設(shè)生活污水和農(nóng)田面源復(fù)合污染的氮磷生態(tài)攔截溝渠工程，2020年5月完成了氮磷生態(tài)攔截溝渠工程建設(shè)。根據(jù)現(xiàn)場勘察，西里村生態(tài)溝渠氮磷攔截系統(tǒng)運行正常。為驗證該生態(tài)溝渠氮磷攔截效能的有效性及進(jìn)一步判斷是否有推廣示范的價值，筆者對西里村生態(tài)溝渠氮磷攔截體系建設(shè)開展了進(jìn)一步的調(diào)查研究。

　　2 調(diào)查結(jié)果

　　據(jù)2019年西里村水樣檢測數(shù)據(jù)(表1)(原生態(tài)氮磷攔截溝渠建設(shè)單位溫州**環(huán)境科技公司提供)顯示，生態(tài)氮磷攔截溝渠建設(shè)之前，西里村水樣的CODCr、氨氮、總磷等主要參數(shù)平均濃度遠(yuǎn)超《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)要求，因此在西里村開展生態(tài)攔截溝渠建設(shè)是非常必要的。

　　為進(jìn)一步調(diào)查西里村生態(tài)氮磷溝渠的治理效能，對生態(tài)溝渠的上游和出水口的水樣進(jìn)行采樣，委托第三方專業(yè)機構(gòu)檢測，檢測結(jié)果見表2。由表2可知，生態(tài)溝渠的出水口和溝渠上游的水質(zhì)差異明顯，經(jīng)計算，溝渠出水口發(fā)CODCr、氨氮、總磷較上游平均濃度分別下降了27.3%、88.5%和50.0%。實驗數(shù)據(jù)顯示該生態(tài)溝渠的氮磷攔截效能良好，表明西里村生態(tài)攔截溝渠體系建設(shè)有一定的推廣應(yīng)用價值。

　　3 西里村生態(tài)溝渠氮磷攔截體系建設(shè)研究

　　3.1 基本思路 西里村氮磷攔截生態(tài)溝渠在建設(shè)過程中遵照因地制宜原則，針對西里村溝渠生活污水污染較為嚴(yán)重以及兩邊農(nóng)業(yè)面源污染的實際情況，將原有溝渠規(guī)整為統(tǒng)一的生態(tài)溝渠，科學(xué)配置喬、灌、草以及水生植物。根據(jù)項目上、中、下游污染源情況、水力條件，因地制宜對溝渠進(jìn)行生態(tài)化改造，建設(shè)碎石床表面流濕地，消除上游農(nóng)村生活污水及農(nóng)田退水的部分影響、提高水體透明度，利用現(xiàn)有溝渠石質(zhì)底質(zhì)，營造深潭、淺灘交錯環(huán)境，削減中游農(nóng)田退水中的氮磷，采用荷花塘、生態(tài)塘進(jìn)一步吸收氮磷，最后經(jīng)潛流式人工濕地出水，保障出水水質(zhì)。

　　3.2 氮磷攔截治理體系原理 西里村生態(tài)攔截溝渠氮磷削減技術(shù)原理見圖1。主要原理為：一是通過水生植物的生長-收割移除溝渠水中的氮磷;二是針對農(nóng)田退水氮磷濃度高的問題，采用高效多孔吸附填料為基質(zhì)，強化微生物的反硝化作用，將農(nóng)田排水中的氮素脫除，同時利用填料吸附農(nóng)田排水中的磷素，形成對農(nóng)田排水中氮、磷營養(yǎng)元素的同步去除和阻截。

　　3.3 氮磷攔截關(guān)鍵治理措施

　　3.3.1 建設(shè)表流濕地 溝渠上游的污染源為生活污水和農(nóng)田退水(主要種植水稻和蔬菜)。在涵洞下建設(shè)表流濕地，底部挖除淤泥、平整，鋪設(shè)粒徑10～30cm碎石，其上采用鋼絲網(wǎng)，將粒徑10～15mm的除磷填料均勻播散于碎石床上，形成碎石床+除磷陶粒表流濕地。

　　3.3.2 建設(shè)生態(tài)透水壩 自上游村莊起至生態(tài)塘進(jìn)水端，安裝多功能陶粒構(gòu)建透水壩，攔截上游來水中的氮磷，內(nèi)部充填多功能陶粒，將固態(tài)異養(yǎng)硝化-好氧反硝化菌放置于透水壩內(nèi)。

　　3.3.3 采用反硝化除磷模塊 深潭中放置竹纖維生物載體(1.0m×0.5m)，投加優(yōu)勢微生物菌劑，形成生物膜，有效去除有機污染物、氨氮和總磷;利用淺灘提高水體溶解氧，磷酸根離子與石頭表面溶出的鈣離子結(jié)合形成磷酸鈣沉淀，進(jìn)一步削減總磷。

　　3.3.4 建設(shè)生態(tài)塘 生態(tài)塘安裝竹纖維生物載體，種植對氮磷具有較強吸收能力的荷花、睡蓮等浮水植物;生態(tài)塘內(nèi)安裝生態(tài)浮床，種植美人蕉、黃菖蒲等挺水植物;生態(tài)塘濱岸帶種植野姜花、黃菖蒲、再力花等。通過植物的吸收、吸附及過濾作用，進(jìn)一步去除水中氮磷及懸浮物質(zhì)。

　　3.3.5 實施長效管理 為持續(xù)保持氮磷生態(tài)攔截溝渠的治理效果，應(yīng)定期對溝渠內(nèi)環(huán)境、水生植物、溝渠溝坡、生態(tài)透水壩、沉泥池等進(jìn)行管理維護。特別是在汛期前，對生態(tài)攔截溝渠進(jìn)行全面檢查和維護。

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