太湖流域農田退水污染防治研究進展＊

（江蘇省環境監測中心，江蘇南京 210019）

0.引言

農田退水指在農業生產過程中，經灌溉或降雨，通過地表徑流或土壤滲透等形式流出并匯入至環境水體的農田排水[1]。農田退水主要來源于灌溉、地下水補給、降雨等方式產生的過剩水份。農田退水不僅會降低土壤肥力和化肥利用效率，還往往攜帶大量流失的氮、磷等營養物質進入河道，直接或間接地引起水體的富營養化問題[2]。嚴重的時候農田退水還會導致環境水體溶解氧急速下降，因長時間缺氧影響水生植物生存，引發農村黑臭水體問題。此外，不同農田種植方式產生的農田退水對納污河道的流動變化規律有較大影響，其中直播稻種植方式相比插秧水稻具備勞動效率高、季節土地利用率高、全生育期短等優點，但是由于直播水稻根系淺，根系對肥料吸收不充分時，營養物質易于通過農田退水進入環境水體，對于環境水體的污染更為嚴重。太湖流域是我國著名的魚米之鄉，豐沛交錯的水系與突出的水資源問題并存。開展太湖流域農田退水調查研究工作是“十四五”期間加強農業農村生態環境管理和保護的重要組成部分，更是深入推進農業面源污染治理，促進農業綠色發展，加強農村生態文明建設的重要內容，具有重要的現實意義。

1.農田退水污染現狀

1.1 農田退水污染成因

在農業生產過程中，為了促進農作物生長，過量施用化肥和農藥的現象普遍存在，加之由于農作物對肥料等物質吸收有限，未能有效處理農田退水攜帶無機鹽、氮磷等物質直接排放到環境水體中，或者因滲漏到地下水，造成水環境污染。農田退水攜帶的污染物經歷3個階段后匯入河道[2]：農業輸入階段、污染源管理階段和污染物運移管理階段。在農業輸入階段，農田中的飼料、牲畜糞便、農藥、化肥等通過灌溉或者降雨進入農田退水；在污染源管理階段，上一階段的物質部分被吸收促進作物生長，部分被土壤吸附、固定與礦化，少部分農田退水匯入地表徑流或者進入地下水；在運移管理階段，農田退水隨地表徑流或者地下水滲透進入受納河流。源頭控制、過程阻斷和養分再利用是農田退水全過程治理的重要方向[3]。

1.2 農田退水污染特點

近年來，農業面源污染已經成為我國水體污染的主要污染來源。農業面源污染包括種植業污染源、養殖業污染源、農村生活污染源等主要類型。其中農業生產過程中廢棄農膜、流失的化肥與農藥、作物秸稈漚田水等隨著灌溉水或者降雨以農田退水的方式污染水環境。農田退水作為面源污染，具備不同于點源污染的特點，包括廣泛性、季節性、隨機分散性、監測難度大、污染不確定性等[4]，導致農田退水污染防治及管理的難度較點源污染更大。目前國內外主要在立法、管理和源頭控制等方面實施農業面源污染防治措施，對流失過程的污染防治還局限在理論研究和典型區域實驗階段[5]。李佳琪[6]根據統計數據研究發現黑龍江省泡田期后插秧前、效分蘗臨界期、拔節孕穗期、黃熟期退水量分別占水田總退水量55%、25%、5%、15%，對應總氮排放速率分別為 23.18g/s、58.15g/s、11.59g/s、34.88g/s。

2.農田退水污染來源

農田退水在本質上是攜帶過剩營養物質的水，探索農田退水循環利用是推進農業面源污染治理，促進農業綠色發展的有效途徑。邢君杰等[7]對寧夏引黃灌區靈武試驗區西大溝的2個監測斷面水質進行了退水水質評價分析，結果表明，灌區農田退水水質受到灌水、施肥及其他污染源的綜合影響，建議從源頭控制措施入手，推行清潔生產和生態化養殖，改善農田退水水質。劉潔等[8]通過對安徽巢湖地區的實地調查研究和分析得出，其農業面源主要的污染源和污染途徑來自施用化肥量過大且結構和方法不當、施用農藥強度高、量大且技術落后、農作物秸稈利用率低、農膜使用量大造成土壤殘留逐年累積。楊圣廣[9]為明確丘陵地區水稻種植型農田退水對地表水環境的影響，對安徽省肥西縣山南鎮地處江淮丘陵地區的水稻田的農田退水及附近河道取樣分析得出，秸稈禁燒政策實施后，大量農田秸稈翻覆回田，秸稈量遠超土地實際處理能力，漚田浸出液作為農田退水匯入河流成為主要的污染來源。

3.農田退水治理措施

許多國內外專家學者的研究結果及實踐表明，在農田退水治理采取的多種方法措施中，以水生植物或者土壤為基礎的生態土地處理系統效果較為理想。具有投資建設成本低、運作管理便捷、工藝流程簡單且凈化效果優良等特點，具有的較好應用前景[10]。

3.1 生態污染治理工程

洪瑜等[11]在寧夏回族自治區引黃灌區進行稻田退水溝渠原位實驗，實現有效防治農業面源污染，其采用黃菖蒲、美人蕉、千屈菜等5種不同浮床植物探索對農田退水中氮磷吸收能力以及去除效果，研究結果表明，在寧夏回族自治區引黃灌區中美人蕉和浮床空心菜更適合作為農田退水水質改善的主要植物。楊圣廣[9]針對秸稈型農田退水，提出了減少秸稈返田數量至合理的平衡點，實施旱作水作輪休輪耕，有效利用溝塘壩渠的多種功能，充分發揮常綠水生植物和生態水渠提高水體自凈能力的作用等防治建議。張愛平等[12]通過對寧夏回族自治區引黃灌區退水污染現狀分析發現，指出客觀的自然地理條件、農用化學物質的大量使用、落后的排灌工程體系以及傳統的農業生產和管理方式是導致灌區農田退水攜帶大量污染物質進入黃河的主要原因，建議從加強農用化學物質的管理，調整土地利用結構、改進養分轉移途徑，加強水土流失治理等多種途徑著手解決灌區農田退水污染問題。

3.2 全過程污染防治管控

對農田退水污染的控制，不應只針對農田退水發生的某一個環節，而是應該形成一個完整的體系，對農田退水污染各個環節的防治措施加以整合、梳理[5]。太湖流域是魚米之鄉，持續推進化肥減量增效，以生態肥替代傳統化學肥料，是實現從源頭控制農田退水污染的有效措施。朱金格等[13]在太湖水源地陸域保護區原位構建生態溝——濕地系統對涵蓋施肥期的農田退水進行了攔截凈化，結果表明，生態溝末端配置人工濕地能增加農田退水中去除氮、磷的效率，且該系統具有可復制移植性，能帶來一定的經濟環境效益，是削減農田污染的重要途徑。唐浩等[14]針對上海市當地的地方現狀并結合區域范圍內農業面源的污染特征，探索出一套與濱岸緩沖帶技術配合實施的工程性BMPs措施以防治農業面源污染，還提出采用生態排水溝、穩定塘以及暴雨蓄積池等措施提高對農田退水的有效凈化效果。

3.3 監測體系與管控措施

黃曉龍等[2]指出，農田退水污染以多種途徑輸出，且攜帶成分復雜的污染物，會嚴重威脅到河流水體的健康。農田退水的水質監測雖然對農田退水的治理起不到直接相關的作用，但是卻具有十分重要的意義。從表面上看，河流水體的水質改善依賴于農田退水的專項治理措施以及精確的管理政策，但是如果沒有水質監測的持續配合，這種有效的水質改善現象將很難達到或者維持。農田退水等非點源污染的準確評價和污染控制策略的評價還應依賴于有效的水質監測項目。

4.結論與展望

隨著我國對農業農村生態環境管理和保護的重視，農田退水污染防治是推進農業面源污染治理的重要措施。農田退水環境污染防治要建立全過程污染防治體系，加強監測與管控措施，結合生態污染治理工程，開展農業面源污染調查與監測評估工作，全面掌握農田退水對水體和土壤等環境的污染程度，促進農業綠色發展，加強農村生態文明建設。