农田氮磷生态拦截沟工程对粮食功能区氮磷减排效果

农业生产中的氮、磷等养分流失是农田生态系统、水体与湿地生态系统中养分盈余的主要来源,是造成面源污染的重要原因。生态沟渠对传统农田排水沟渠系统进行升级与改造,通过土壤-微生物-植物形成生态链平衡系统,利用其新陈代谢协同降解农田排水中的有机物、氮、磷等污染物,同时辅助脱氮除磷装置、拦截转化池和底泥污染捕获系统等功能性设备,进一步提高农田排水中污染物的拦截效果。在该沟渠建设实例中,通过对农田氮磷生态沟渠水质中的总氮、总磷、氨氮和高锰酸盐指数进行监测分析并得出有效去除率,观测到农田氮磷生态沟渠能够显著降低农田排水中氨氮、总氮和总磷的浓度,并且沟渠中的拦截设施对污染物的去除效果明显,为萧山区粮食功能区农业面源减排提供技术模板,为进一步推动绿色农业发展创造了有利条件。

东巢湖湖滨农田生态拦截沟中浮游植物群落结构

在巢湖市烔炀镇西宋村农田示范基地中建立生态拦截沟来处理农业生产排放的农业面源污水,就生态拦截沟中浮游植物丰度、生物量和群落结构进行了研究.实验历时6个月,研究中共检测到浮游植物9门48属75种.研究发现尽管农田生态拦截沟中的水生植被能有效削减水体中的氮、磷营养盐,但对浮游植物群落结构产生的影响不大.生态拦截沟中主要藻类为绿藻、蓝藻和硅藻,且出水口蓝藻所占比例较进水口有显著上升.生态拦截前后浮游植物优势种类的变化不大,主要为蓝藻门的铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)、绿藻门的微球衣藻(Chlamydomonas microsphaera)和硅藻门的孟氏小环藻(Cyclotell meneghiniana)等.藻类生物多样性研究表明生态拦截沟中的水体主要为清洁或寡污型水体,仅在夏季的7月份出现了轻微的水体污染.典型对应分析发现,TN/TP对浮游植物种类分布的解释度最高.同时,发现水体总磷的对数、总溶解磷的对数与藻类的生物量呈正比,而TN/TP与藻类的生物量呈反比.研究表明农田生态拦截沟尽管具有削减农业氮、磷营养盐面源污染的作用,但不能有效地降低水体中蓝藻的生物量.农业面源污水中的藻类营养盐限制主要为磷限制,削减农田径流中的磷含量是控制巢湖流域水体富营养化和遏制蓝藻水华的关键环节.

农田生态拦截沟中浮游甲壳动物群落结构研究

2012年5-10月,对安徽省巢湖市烔炀镇西宋村示范基地农田生态拦截沟中的浮游甲壳动物群落结构进行了研究,共检测到浮游甲壳动物21属、27种,其中枝角类11属、13种,桡足类10属、14种。结果显示,生态拦截沟能有效降低水体中的氮磷营养盐浓度,浮游甲壳动物的优势种类也由拦截前的台湾温剑水蚤(Thermocyclops taihokuensis)和中华窄腹水蚤(Limnoithona sinensis)转变为拦截后的角突网纹溞(Ceriodaphni cornuta)、隆线溞(Daphnia carinata)和台湾温剑水蚤,生物量由拦截前的44.90μg/L上升到拦截后的912.50μg/L;此外,浮游甲壳动物平均体长与水体中总溶解磷对数(lgTSP)和氮磷比(TN/TP)存在显著的相关关系(P<0.05),而浮游甲壳动物生物多样性指数(Simpson)在水生植物生物量最高的生态拦截沟中段最高。研究表明,农田生态拦截沟中的水生植被具有拦截农业氮磷营养盐面源污染和庇护浮游甲壳动物的能力。浮游甲壳动物可以通过吸收和储藏水体中的磷造成水体中生物有效利用磷含量的下降和氮磷比的上升,进而影响藻类生物量并净化水质。

蔬菜种植面源污染治理工程设计及效果分析

针对蔬菜种植面源污染严重影响周边河道水质的问题,本文以上海春昌蔬菜种植基地为研究对象,在研究区域构建了以生态拦截沟-氧化塘-人工湿地为主的净化、循环利用系统,并对系统水质净化效果、生态变化等进行了跟踪监测分析。结果表明,尾水经过生态净化后,系统对SS、COD_(Cr)、NH_(3)-N和TP等污染物去除率分别可达约80%、60%、60%和90%,出水SS满足《农田灌溉水质标准》(GB 5084—2021)要求,NH_(3)-N、TP指标基本满足《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅴ类水标准要求;在非大雨情况下,可实现净化后的尾水全部循环利用,不对周边河道产生污染,极大提升了河道水质稳定达标能力。该生态净化+循环利用系统具有良好的环境、经济效益和可推广性,可为蔬菜种植面源污染控制提供应用参考。

现代农业面源污染控制系统的建立与应用

现代农业面源污染是导致河湖水体富营养化的主要诱因之一。本文分析了现代农业面源污染的产生及其特征,按"源头控制、过程拦截、末端处理、灌溉回用"的思路,提出了现代农业面源污染控制系统(NPCMA),阐述了该系统中生态拦截沟、复合人工湿地、调蓄-灌溉等子系统的构建方法,并以巢湖西北角的东大圩现代农业示范区工程实例对该系统进行验证。分析表明NPCMA系统对现代农业面源污染控制与农业尾水再生利用具有显著的效果,可为类似经济发展模式地区的农业面源污染控制提供参考。

现代农业灌溉减排模式的建立与应用

基于我国现代农业的经济发展模式,参照国内外相关研究成果,分析了现代农业面源污染的产生原因及其特征。从"源头控制、过程拦截、末端处理、灌溉回用、分区治理"等角度,提出了现代农业灌溉减排模式(MARIM)的构建方法,并通过环巢湖西北角的东大圩现代农业示范区工程进行实例验证。结果表明:MARIM模式可使上、中、下圩尾水中TN、TP的含量分别减少88.2%、89.6%、80.6%和89.1%、88.4%、82.6%,对现代农业面源污染控制与农业尾水再生利用具有显著的效果。