農業面源水環境污染治理思路

摘要：隨著我國現代化農村發展，越來越多的現代化化學物質進入農村，農村河湖水污染問題越來越突出，其中農業面源污染是農村河湖主要污染源之一。本文通過農業面源污染成因及入河湖路徑分析，從管理手段和技術手段兩方面提出了系統性的防治辦法，從而減輕農業面源對水環境污染，減輕河湖水環境容量負荷。

關鍵詞：源頭控制;生態攔截溝渠;末端修復

Abstract：With the development of Chinas 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

面源污染是通過降雨和地表徑流沖刷，將大氣和地表中的污染物帶入受納水體，使受納水體遭受污染的現象。為減少農業面源引起的水環境污染，根據農業面源引起水污染路徑過程，分為三個階段分別進行治理攔截。即從源頭對污染源進行控制，在過程中對污染物阻斷攔截，在末端對水體進行生態技術強化吸收攔截。

2 治理方法

農業面源污染治理從非工程措施和工程措施兩方面進行。首先，從源頭上減輕農田農藥化肥使用量;其次，對降雨和地表徑流水體中污染物吸收攔截;最后，對收納水體進行生態修復，通過系統性的污染攔截吸收及水環境修復措施從而達到防治水污染目的。

3 源頭控制

對于農業面源污染源，主要對生產過程中所使用的化肥、農藥及塑料膜等污染物進行減量化。一般采用的手段可以分為管理措施和技術措施兩方面。

管理措施比如全面禁止使用劇毒高殘留農藥，推廣使用生物農藥和高效低毒低殘留農藥，發展生態農業和有機農業。積極推廣測土配方施肥，大力推廣使用有機肥、復合肥、新型緩釋肥，有針對性地施用微肥。通過科學施肥合理減少農田養分投入，提高氮、磷養分利用率，從而減少農田面源污染。同時在農村推廣發展綠色產業，推進農業產業化的發展思路，積極調整農業產業結構，促進農民生產生活方式的轉變。

技術措施比如化肥減量化、節水灌溉等。化肥減量化是從循環經濟理念、養分平衡和施肥技術出發，科學制定環境友好的養分管理技術。通過合理減少農田養分投入，科學施肥，提高氮、磷養分利用率，從而減少農田面源污染。主要技術手段表現為精準化平衡施肥技術和養分平衡施肥技術。

節水微灌屬于先進的節水灌溉技術，能夠僅對作物需水部位提供所需水量，由“澆地”轉換為“澆作物”。適用于設施農業和經濟作物，能適應所有地形和土壤，具有節水、增產效應，灌水均勻。能有效減少污染物轉移，微灌技術可將肥料溶于水中，減少氨揮發、徑流和淋溶損失，增加了肥料的利用率。通過布置節水微灌措施，從源頭減少化肥施用，減少了部分排入水體的污染物。

4 過程阻斷

農業面源污染除了源頭控制以外，還可針對面源污染物質進入水體過程中，通過建立生態攔截系統，阻斷其進入水環境。此過程可以采用生態溝渠技術，依據生態學原理，通過對現有溝渠的生態改造和功能強化，在農田系統中構建帶有種植條件的溝渠。在溝渠中配置多種植物，對溝渠水體中氮、磷等物質進行攔截、吸附，利用物理、化學和生物的聯合作用對氮磷污染物進行凈化和處理，從而阻斷部分污染物進入水體，達到削減污染量的目的。

生態溝渠通常由沉砂段（水入口）、泥質或硬質生態溝框架和植物組成。沉砂段位于農田排水出口與生態溝渠連接處，用于收集農田徑流顆粒物。農田排出的灌溉廢水或雨水首先經過生態溝渠前段沉砂段，污水中的大顆粒懸浮物被攔截沉淀。隨著水流沿溝渠向下游流動，與植物不斷接觸，水中N、P等物質被溝渠中水生植物攔截吸附，出水水質得到提升。生態溝每隔一段距離設置排入大莊河的排口，影響排口距離的因素包括要保持適宜水位的溝內水量、保證應有的消減作用。

生態溝渠多采用等腰梯形斷面，以混凝土結構作為框架，在溝壁、溝底上布置方孔、圓孔或各種矩形、8字形的植草磚溝底，在孔洞中添塞土壤。通過設置不同的渠壁表面結構，局部對土壤固定穩定，以創造植物的基礎生長條件。再選擇適宜的植物組合，形成具有吸收、吸附降解功能的植物生態系統。渠底和渠壁上的土壤填充孔洞分布形式，主要影響植物種類選擇和種植密度。渠壁水泥板采用鋼筋混凝土結構，布置矩形或圓形的孔洞。

溝渠中需要有足夠的水力停留時間，才能保證氮、磷等污染物與植物能充分接觸，有效吸收。要達到一定的降解效果，常見做法有兩種。

其一是在生態溝渠每隔一段距離設置攔截壩，水流經溝渠攔截壩處積聚溢流。水流速度的減緩延長了溝中水力停留時間，增強了植物系統的吸收吸附作用，同時部分泥沙得以沉降。攔截壩上設置控水閘板和一定高度排水口，可以根據需要維持水位在一定高度，從而針對不同植物生長要求形成不同的工作狀態。

其二是在溝渠中相隔一定距離并呈S形狀放置一定數量的過濾箱。箱內可填塞對氮、磷具有較強吸附能力的吸附材料（如爐渣），同時在過濾箱中種植功能植物。水流受到過濾箱的阻礙，流速變小，停留時間得以延長。

植物是生態攔截溝渠的重要組成部分。選擇對氮、磷等污染物具有較強吸收能力，生長旺盛，具有一定的經濟價值或易于處置利用，并可形成良好生態景觀的植物。

根據相關資料介紹，太湖宜興稻區生態溝渠對氮、磷攔截效率評價可達40%以上。昆明蔬菜種植區生態溝渠對氮、磷攔截效率可達35%。

5 末端強化

對面源污染路徑的末端收納水體，可以采用生態修復措施進行末端污染物強化吸收，從而減少污染物入河量。

一般河湖采取的生態修復措施包括在河湖岸邊設置生態護坡緩沖帶，湖庫前端設置前置庫，生態濕地技術，水生動植物群落構建等。湖濱緩沖帶是介于湖泊最高水位線和最低水位線之間的水、陸交錯帶，被稱之為湖泊的“肝臟”，具有很強的解毒凈化作用，在湖泊生態環境保護方面具有特殊功能。在湖泊水體與陸地之間的生態隔離帶，能有效地攔截凈化地表徑流挾帶的泥沙和其他污染物，并可以通過“促淤效應”增加氮、磷、懸浮物等污染物質的沉積輸出，減輕湖泊的污染負荷。同時水生植被覆蓋著平緩的“浪擊帶”，能夠有效地“吸收”波浪的數量，消浪防蝕，穩定水體，從而防止底泥懸浮，減少沉積物中污染物質的釋放，澄清水質，提高湖水透明度。且環湖濕地帶是湖泊中生物多樣性最為豐富的地帶，為水禽和魚類提供了棲息繁衍的良好生態環境。

前置庫原理是在水庫上游入庫河口附近建設攔水堤壩，即小型水庫，攔截上游來水在小型水庫內，通過延長水力停留時間，促進水中泥沙及營養鹽的沉降，同時利用子庫中大型水生植物、藻類等進一步吸收、吸附、攔截營養鹽，改善水質。發揮多種水生植物聯合凈化作用，考慮水生動物作用，采用復合生物浮床技術，引進生物操縱的概念，構建以食物鏈為核心的（水生、陸生）生態系統。

生態修復應采取自然恢復為主、與人工修復相結合的方法，措施包括土壤治理、濕地水系修復、植被恢復與多樣性提升、水體生態修復、生物多樣性恢復、入侵物種管理等。

6 結語

農業面源污染水環境是一個綜合性問題，且其在水環境污染物來源中占比較大，因此農業面源污染治理是十分必要的。農業面源污染治理需在對流域水體環境遭到破壞的原因進行綜合分析的基礎上，根據流域內的水系特點，從宏觀角度結合水利發展和農業灌溉，以“減源-控污-截留-修復”為總體思路，在農田面源控制、水生態修復治理等板塊實施一系列工程措施，并結合流域已實施的相關工程，使各類污染得到系統的控制和有效的治理，從而實現污染負荷削減，達到水污染防治目的。

參考文獻

[1]陸沈鈞，姚俊，曹翔.淺析太湖流域農業面源污染現狀、成因及對策[J].水利發展研究，2020（2）：40-44.

[2]梁善，郭秋萍，杜建軍，等.生態溝渠對水中氮磷去除效果的模擬研究[J].廣東農業科學，2019，46（12）：74-82.

[3]吳迪民，莫彩芬，柯杰，等[J].上海交通大學學報（農業科學版），2019.37（4）：12-17.

[4]吳永紅，胡正義，楊林章.農業面源污染控制工程的-減源-攔截-修復（3R）理論與實踐[J].農業工程學報，2011，27（5）：1-6.

[5]楊雪，梅凱，吳昊.太湖流域農業面源氮磷流失生態攔截工程技術[J].中國給水排水，2012，28（22）：34-37.

收稿日期：2020-06-18

作者簡介：馬莉（1988-），女，漢族，工程師，碩士學歷，研究方向為水環境治理相關設計。