农业面源水环境污染治理思路

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　　摘要：随着我国现代化农村发展，越来越多的现代化化学物质进入农村，农村河湖水污染问题越来越突出，其中农业面源污染是农村河湖主要污染源之一。本文通过农业面源污染成因及入河湖路径分析，从管理手段和技术手段两方面提出了系统性的防治办法，从而减轻农业面源对水环境污染，减轻河湖水环境容量负荷。
　　关键词：源头控制;生态拦截沟渠;末端修复
　　Abstract：With the development of China’s modern rural areas， more and more modern chemical substances enter the rural areas， and the water pollution of rural rivers and lakes is becoming more and more prominent. Agricultural non-point source pollution is one of the main pollution sources of rural rivers and lakes. Based on the analysis of the causes of agricultural non-point source pollution and the path into rivers and lakes， this paper puts forward systematic prevention and control measures from two aspects of management means and technical means， so as to reduce the agricultural non-point source pollution to water environment and reduce the water environment capacity load of rivers and lakes.
　　Key words：Source control;Ecological interception ditch;End restoration
　　1 治理思路
　　面源污染是通过降雨和地表径流冲刷，将大气和地表中的污染物带入受纳水体，使受纳水体遭受污染的现象。为减少农业面源引起的水环境污染，根据农业面源引起水污染路径过程，分为三个阶段分别进行治理拦截。即从源头对污染源进行控制，在过程中对污染物阻断拦截，在末端对水体进行生态技术强化吸收拦截。
　　2 治理方法
　　农业面源污染治理从非工程措施和工程措施两方面进行。首先，从源头上减轻农田农药化肥使用量;其次，对降雨和地表径流水体中污染物吸收拦截;最后，对收纳水体进行生态修复，通过系统性的污染拦截吸收及水环境修复措施从而达到防治水污染目的。
　　3 源头控制
　　对于农业面源污染源，主要对生产过程中所使用的化肥、农药及塑料膜等污染物进行减量化。一般采用的手段可以分为管理措施和技术措施两方面。
　　管理措施比如全面禁止使用剧毒高残留农药，推广使用生物农药和高效低毒低残留农药，发展生态农业和有机农业。积极推广测土配方施肥，大力推广使用有机肥、复合肥、新型缓释肥，有针对性地施用微肥。通过科学施肥合理减少农田养分投入，提高氮、磷养分利用率，从而减少农田面源污染。同时在农村推广发展绿色产业，推进农业产业化的发展思路，积极调整农业产业结构，促进农民生产生活方式的转变。
　　技术措施比如化肥减量化、节水灌溉等。化肥减量化是从循环经济理念、养分平衡和施肥技术出发，科学制定环境友好的养分管理技术。通过合理减少农田养分投入，科学施肥，提高氮、磷养分利用率，从而减少农田面源污染。主要技术手段表现为精准化平衡施肥技术和养分平衡施肥技术。
　　节水微灌属于先进的节水灌溉技术，能够仅对作物需水部位提供所需水量，由“浇地”转换为“浇作物”。适用于设施农业和经济作物，能适应所有地形和土壤，具有节水、增产效应，灌水均匀。能有效减少污染物转移，微灌技术可将肥料溶于水中，减少氨挥发、径流和淋溶损失，增加了肥料的利用率。通过布置节水微灌措施，从源头减少化肥施用，减少了部分排入水体的污染物。
　　4 过程阻断
　　农业面源污染除了源头控制以外，还可针对面源污染物质进入水体过程中，通过建立生态拦截系统，阻断其进入水环境。此过程可以采用生态沟渠技术，依据生态学原理，通过对现有沟渠的生态改造和功能强化，在农田系统中构建带有种植条件的沟渠。在沟渠中配置多种植物，对沟渠水体中氮、磷等物质进行拦截、吸附，利用物理、化学和生物的联合作用对氮磷污染物进行净化和处理，从而阻断部分污染物进入水体，达到削减污染量的目的。
　　生态沟渠通常由沉砂段（水入口）、泥质或硬质生态沟框架和植物组成。沉砂段位于农田排水出口与生态沟渠连接处，用于收集农田径流颗粒物。农田排出的灌溉废水或雨水首先经过生态沟渠前段沉砂段，污水中的大颗粒悬浮物被拦截沉淀。随着水流沿沟渠向下游流动，与植物不断接触，水中N、P等物质被沟渠中水生植物拦截吸附，出水水质得到提升。生态沟每隔一段距离设置排入大庄河的排口，影响排口距离的因素包括要保持适宜水位的沟内水量、保证应有的消減作用。
　　生态沟渠多采用等腰梯形断面，以混凝土结构作为框架，在沟壁、沟底上布置方孔、圆孔或各种矩形、8字形的植草砖沟底，在孔洞中添塞土壤。通过设置不同的渠壁表面结构，局部对土壤固定稳定，以创造植物的基础生长条件。再选择适宜的植物组合，形成具有吸收、吸附降解功能的植物生态系统。渠底和渠壁上的土壤填充孔洞分布形式，主要影响植物种类选择和种植密度。渠壁水泥板采用钢筋混凝土结构，布置矩形或圆形的孔洞。 　　沟渠中需要有足够的水力停留时间，才能保证氮、磷等污染物与植物能充分接触，有效吸收。要达到一定的降解效果，常见做法有两种。
　　其一是在生态沟渠每隔一段距离设置拦截坝，水流经沟渠拦截坝处积聚溢流。水流速度的减缓延长了沟中水力停留时间，增强了植物系统的吸收吸附作用，同时部分泥沙得以沉降。拦截坝上设置控水闸板和一定高度排水口，可以根据需要维持水位在一定高度，从而针对不同植物生长要求形成不同的工作状态。
　　其二是在沟渠中相隔一定距离并呈S形状放置一定数量的过滤箱。箱内可填塞对氮、磷具有较强吸附能力的吸附材料（如炉渣），同时在过滤箱中种植功能植物。水流受到过滤箱的阻碍，流速变小，停留时间得以延长。
　　植物是生态拦截沟渠的重要组成部分。选择对氮、磷等污染物具有较强吸收能力，生长旺盛，具有一定的经济价值或易于处置利用，并可形成良好生态景观的植物。
　　根据相关资料介绍，太湖宜兴稻区生态沟渠对氮、磷拦截效率评价可达40%以上。昆明蔬菜种植区生态沟渠对氮、磷拦截效率可达35%。
　　5 末端强化
　　对面源污染路径的末端收纳水体，可以采用生态修复措施进行末端污染物强化吸收，从而减少污染物入河量。
　　一般河湖采取的生态修复措施包括在河湖岸边设置生态护坡缓冲带，湖库前端设置前置库，生态湿地技术，水生动植物群落构建等。湖滨缓冲带是介于湖泊最高水位线和最低水位线之间的水、陆交错带，被称之为湖泊的“肝脏”，具有很强的解毒净化作用，在湖泊生态环境保护方面具有特殊功能。在湖泊水体与陆地之间的生态隔离带，能有效地拦截净化地表径流挟带的泥沙和其他污染物，并可以通过“促淤效应”增加氮、磷、悬浮物等污染物质的沉积输出，减轻湖泊的污染负荷。同时水生植被覆盖着平缓的“浪击带”，能够有效地“吸收”波浪的数量，消浪防蚀，稳定水体，从而防止底泥悬浮，减少沉积物中污染物质的释放，澄清水质，提高湖水透明度。且环湖湿地带是湖泊中生物多样性最为丰富的地带，为水禽和鱼类提供了栖息繁衍的良好生态环境。
　　前置库原理是在水库上游入库河口附近建设拦水堤坝，即小型水库，拦截上游来水在小型水库内，通过延长水力停留时间，促进水中泥沙及营养盐的沉降，同时利用子库中大型水生植物、藻类等进一步吸收、吸附、拦截营养盐，改善水质。发挥多种水生植物联合净化作用，考虑水生动物作用，采用复合生物浮床技术，引进生物操纵的概念，构建以食物链为核心的（水生、陆生）生态系统。
　　生态修复应采取自然恢复为主、与人工修复相结合的方法，措施包括土壤治理、湿地水系修复、植被恢复与多样性提升、水体生态修复、生物多样性恢复、入侵物种管理等。
　　6 结语
　　农业面源污染水环境是一个综合性问题，且其在水环境污染物来源中占比较大，因此农业面源污染治理是十分必要的。农业面源污染治理需在对流域水体环境遭到破坏的原因进行综合分析的基础上，根据流域内的水系特点，从宏观角度结合水利发展和农业灌溉，以“减源-控污-截留-修复”为总体思路，在农田面源控制、水生态修复治理等板块实施一系列工程措施，并结合流域已实施的相关工程，使各类污染得到系统的控制和有效的治理，从而实现污染负荷削减，達到水污染防治目的。
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　　收稿日期：2020-06-18
　　作者简介：马莉（1988-），女，汉族，工程师，硕士学历，研究方向为水环境治理相关设计。
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