生态沟渠对农田排水中氮磷的去除机理初探
农田退水和养殖废水中氮磷及重金属去除方法研究
农田退水和养殖废水中氮磷及重金属去除方法研究农田退水和养殖废水中氮磷及重金属去除方法研究引言农田退水和养殖废水中的氮、磷和重金属对于环境污染具有潜在的风险。
随着农业和养殖业的发展，这些污染物对环境的影响日益凸显。
因此，研究农田退水和养殖废水中氮、磷和重金属的去除方法对于环境保护至关重要。
一、农田退水中氮磷的去除方法1. 植物吸收法植物吸收法是一种常见的农田退水中氮磷去除方法。
通过在退水的处理过程中引入适宜的植物，如芦苇、菖蒲等，利用植物对氮磷的吸收能力，达到去除氮磷的效果。
2. 人工湿地法人工湿地法是一种模拟天然湿地的处理方法，通过构建人工湿地，利用湿地植物和微生物的共同作用，将农田退水中的氮磷转化为植物可吸收的形态，从而达到去除氮磷的效果。
3. 土壤过滤法土壤过滤法是一种简单有效的农田退水中氮磷去除方法。
通过选择合适的土壤材料，将退水通过土壤滤料，利用土壤的吸附性和微生物的降解作用，去除水中的氮磷。
二、养殖废水中氮磷的去除方法1. 曝气法曝气法是一种常用的养殖废水处理方法，通过给养殖废水提供充足的氧气，利用好氧微生物的降解作用，将养殖废水中的氮磷降解为无机盐或气体等形式，从而去除氮磷。
2. 植物修复法植物修复法是一种环境友好的养殖废水处理方法。
通过引入具有吸收和富集污染物能力的植物，如节水植物、多叶无患子等，将养殖废水中的氮磷吸收和积累在植物体内，从而实现氮磷的去除。
3. 高级氧化法高级氧化法是一种高效的养殖废水处理方法。
通过添加氧化剂，如臭氧、过氧化氢等，加速养殖废水中有机物和氮磷的氧化过程，从而达到去除氮磷的效果。
三、农田退水和养殖废水中重金属的去除方法1. 吸附法吸附法是一种有效的去除重金属的方法。
通过选择具有吸附性的材料，如活性炭、膨润土等，将退水中的重金属吸附在材料表面，从而去除重金属。
2. 螯合沉淀法螯合沉淀法是一种常用的去除重金属的方法。
通过添加螯合剂和沉淀剂，形成络合物和沉淀，将退水中的重金属转化为不溶性沉淀物，达到去除重金属的效果。
污水处理过程中氮磷的去除机理及优化
污水处理过程中氮磷的去除机理及优化污水处理已经成为人们生活中不可缺少的一环，其主要作用就是将含有大量的有机物质、氮、磷等污染物的废水经过各种物理化学和生物反应的处理使之达到排放标准。
而氮磷作为污水中的两种主要的营养元素，在污水处理中的去除成为了重要的研究方向。
本文将从氮磷的去除机理和优化两个方面详细介绍污水处理中氮磷的去除技术。
一、氮磷的去除机理氮磷是污水中常见的污染物，如果不加以处理，就会对环境造成很大的危害，从而影响人们的生活。
因此，在污水处理中，氮磷的去除成为了重中之重。
1.1 氮的去除机理氮的存在形态有氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮等，其中氨氮主要来自生活污水和生物处理过程中的有机氮，亚硝酸盐氮和硝酸盐氮则来自于BOD处理后的氨氮被氨氧化细菌氧化而来。
氮的主要去除方式为两步法，首先将氨氮和有机氮转化为硝酸盐氮；其次，通过硝化和反硝化切换的微生物对硝酸盐氮进行还原，使其转化为氮气来实现其去除。
1.2 磷的去除机理磷的存在形态主要有无机磷和有机磷两种，其中，无机磷主要是以磷酸盐的形式存在于污水中，有机磷则以有机物的形式存在于污水中。
它们都是生活污水和其他工业废水中排放的主要磷污染物。
磷的去除主要采用化学沉淀法、生物吸附去除法和生物反应去除法等多种方式进行。
其中，化学沉淀法是目前应用最广泛的一种，将一些化学药剂加入污水中，使其中的磷盐沉淀下来以实现其去除。
二、氮磷的优化去除技术随着科技的进步，污水处理技术不断更新，人们也提出了新的氮磷去除优化技术，以提高污水处理的效率和水质。
2.1 生物法技术生物法技术是目前污水处理中最为主流的方法之一。
这种方法主要利用生物微生物以及其代谢产物对氮磷等营养元素进行去除。
在处理过程中，将含有氮磷物质的污水送入生物反应器中，通过微生物自然代谢降解作用将其中的氮磷去除。
2.2 改进物化法技术改进物化法技术是一种新型的氮磷去除技术，其主要基于化学药剂特定的物理化学性质。
常用的改进物化法技术包括高级氧化技术和吸附技术。
氮磷面源污染在沟渠中的迁移转化机理
氮磷面源污染在沟渠中的迁移转化机理作者：余红兵戴桂金来源：《南方农业·上旬》2018年第11期摘; ;要; ;分析当前氮磷农业面源污染的现状，简要综述了农田排水沟渠中氮元素的转化机理（植物吸收、脱氮作用、沉积作用、渗透作用），磷元素的迁移转化机理（植物吸收、底泥吸附、底泥沉降、还原产生PH3等）。
关键词; ;农业面源污染;排水沟渠;氮;磷;迁移转化中图分类号：X592; ; 文献标志码：B; ; DOI：10.19415/ki.1673-890x.2018.31.030農业面源污染已成为水体氮、磷的重要污染源。
2017年中央一号文件和政府工作报告中均指出：需加快治理农业面源污染，治理流域水污染和控制农村面源污染。
农业面源污染已成为我国环境污染治理的重中之重。
1 农业面源污染现状农业面源污染，又称农业非点源污染，是由农田中的土粒、氮素、磷素、农药重金属、农村禽畜粪便与生活垃圾等有机或无机物质，在降水和径流冲刷作用下，通过农田地表径流、农田排水和地下渗漏，使大量污染物进入受纳水体（河流、湖泊等）所引起的污染。
农业面源污染因范围广阔，难以控制，成为重要的污染源，是水环境污染的主要来源，其中，氮、磷营养元素是农业面源污染的主要污染物质。
在我国，氮、磷富营养化已成为水污染的核心问题，有25个湖泊水体中全氮均富营养化，山东近海和太湖流域等地的污染负荷均是由农业非点源污染造成的[1-2]，在其他主要湖泊和水系中，高浓度的总氮和总磷是影响水体水质的主要原因。
研究表明，水体中35.7%的氮和24.7%的磷均来自农田系统的面源污染。
在荷兰，60%的氮负荷和40%～50%的磷负荷也均来自农田系统的面源污染。
在法国、英国等国，氮素流失已成为水体污染的主要原因。
丹麦的270条河流中来自于面源污染的氮负荷和磷负荷分别达到94%和52%。
在美国，农业面源污染分别占所有湖泊和河流营养物质负荷总量的57%和64%，农业面源污染是湖泊和河流污染物的主要来源之一。
生态沟渠水生植物对农区氮磷面源污染的拦截效应研究
生态沟渠水生植物对农区氮磷面源污染的拦截效应研究一、本文概述随着农业生产的快速发展，氮磷等营养物质的大量使用导致了严重的面源污染问题，对生态环境和人类健康构成了严重威胁。
农区生态沟渠作为自然水体与农田之间的过渡地带，具有拦截和净化农田径流中氮磷等污染物的重要功能。
水生植物作为生态沟渠的重要组成部分，通过吸收、吸附和转化等作用，对农区氮磷面源污染具有显著的拦截效应。
因此，研究生态沟渠水生植物对农区氮磷面源污染的拦截效应，对于保护和改善农业生态环境、促进农业可持续发展具有重要意义。
本文旨在探讨生态沟渠水生植物对农区氮磷面源污染的拦截效应，通过文献综述和实地调查相结合的方法，分析水生植物在生态沟渠中的作用机制及其对氮磷污染物的拦截效果。
通过文献综述，梳理国内外关于生态沟渠水生植物拦截氮磷污染的研究进展和存在的问题；结合实地调查，选取典型的农区生态沟渠作为研究对象，通过野外原位实验和室内模拟实验，探究水生植物对氮磷污染物的吸收、吸附和转化等过程；根据实验结果，评估水生植物在生态沟渠中对氮磷面源污染的拦截效果，并提出相应的管理建议和技术措施。
本文的研究结果将为农区生态沟渠的规划和设计提供科学依据，为水生植物在农业面源污染治理中的应用提供理论支持和实践指导。
本文的研究也有助于提高人们对农业面源污染问题的认识和重视程度，推动农业生态环境保护和可持续发展的进程。
二、文献综述随着农业活动的日益频繁和集约化，氮磷等营养物质的过量排放已成为导致水体富营养化的重要因素。
农区氮磷面源污染的有效控制对于维护水生态环境质量至关重要。
近年来，生态沟渠作为一种新型的生态工程技术，在拦截和净化农田排水中的氮磷污染物方面表现出显著潜力。
生态沟渠通过模拟自然水体的生态功能，结合水生植物的吸收、微生物的降解以及底泥的吸附等多重作用机制，实现对农田排水中氮磷的有效去除。
国内外学者对生态沟渠及其中的水生植物在拦截农区氮磷面源污染方面进行了大量研究。
生态沟渠对农业面源污染物的截留效应研究
生态沟渠对农业面源污染物的截留效应研究
陈海生;王光华;宋仿根;钱忠龙;李建强
【期刊名称】《江西农业学报》
【年(卷),期】2010(022)007
【摘要】分析了农田生态沟渠和自然沟渠水体中氨态氮、硝态氮、总氮、溶解性总磷和总磷浓度沿程变化以及生态沟渠对氮、磷的截留效应.设置盘培多花黑麦草的生态沟渠与自然沟渠相比,对水稻田面源污染物中的氨态氮、硝态氮、总氮和总磷都有着较强的降解能力.靠近水稻田排水口处的300 m生态沟渠内,各种污染物指标的降解幅度较大,而远离水稻田排水口处的300 m生态沟渠内,各种污染物指标的沿程降解变化相对较平缓.
【总页数】4页(P121-124)
【作者】陈海生;王光华;宋仿根;钱忠龙;李建强
【作者单位】浙江同济科技职业学院,浙江,杭州,311231;浙江同济科技职业学院,浙江,杭州,311231;浙江省平湖市农经局,浙江,平湖,311400;浙江省平湖市农经局,浙江,平湖,311400;浙江省平湖市农经局,浙江,平湖,311400
【正文语种】中文
【中图分类】X52
【相关文献】
1.生态沟渠植物对农田排水中氮磷的截留和去除效应 [J], 陆宏鑫;吕伟娅;严成银
2.模拟生态沟渠中盘培牧草降解农业面源污染效应的研究 [J], 陈海生;王光华;刘建
飞;任红侠
3.沟渠湿地对农业面源污染物的净化作用研究 [J], 贾小强;米晓辉;孙宪斌
4.沟渠湿地对农业面源污染物的净化作用研究 [J], 贾小强;米晓辉;孙宪斌
5.沟渠沉积物对农田排水中氨氮的截留效应研究 [J], 徐红灯;席北斗;翟丽华
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生态沟渠对农田排水中氮磷的去除机理初探
ｌ＞对照沟渠２。当ＨＲＴ延长至４８ ｈ之后，３条沟渠 对氮磷的去除效果排序为生态沟渠＞对照沟渠２＞
万方数据
・５８８・
牛态与农村环境学报
第２６卷
对照沟渠１，且３种沟渠对氮磷的去除基本达到稳 定，继续延长ＨＲＴ对氮磷的去除效果变化不大。 ＨＲＴ为４８ ｈ时生态沟渠、对照沟渠１和对照沟渠２ 对ＴＮ的去除率分另ｑ为５３．８％、２３．４％和４１．８％，对 ｒＩＰ的去除率分别为８１．６％、５４．ｏ％和６１．６％。 当ＨＲＴ较短时，沟渠对排水中氮磷的去除以吸 附为主。生态沟渠和对照沟渠１中的主要支撑部分 （水泥板）口ｆ快速吸收水中的氮磷元素，从而使这２ 条沟渠中的氮磷浓度快速下降；而生态沟渠除板材 吸附外，沟底和沟壁存在的大量植物也会促进其对 水中氮磷元素的吸收。随着ＨＲＴ的延长，板材吸附 逐渐达到饱和，此时植物对氮磷的吸收作用跃升为 沟渠净化水体的主要途径，在对照沟渠１中没有植 物生长，因此其净化效果逐渐趋于平缓；而牛态沟渠 和对照沟渠２中生长有植物，且生态沟渠底部的植 物量明显高于对照沟渠２，因此其净化效果也好于 对照沟渠２。
取样，设４ ｄ为１个周期，分别于停留时间（ＨＲＴ）０、
６、２４、４８、７２
异。动态试验分为２种：（１）选择不同的流速，研究 流动状态下生态沟渠和对照沟渠中水流减缓程度的 差异和底部增加拦截坝前后生态沟渠水体流速的变 化情况，每种流速重复３次；（２）模拟暴雨，在相同流 速和不同泥沙含量进水条件下，研究生态沟渠和对 照沟渠对进水中泥沙拦截的差异。试验结束后采集 沟渠植物和底泥样品。
Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ
Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１０００８，Ｃｈｉｎａ；２．Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ
Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｎａｎｊｉｎｇ
２ １００１４，Ｃｈｉｎａ）
生态沟渠对农区农业污水中氮素的拦截效果研究
生态沟渠对农区农业污水中氮素的拦截效果研究【摘要】本文研究了生态沟渠对农区农业污水中氮素的拦截效果。
在介绍了研究背景、研究目的和研究意义。
在详细阐述了生态沟渠的构建、对氮素的拦截机制、实地实验设计与方法、实验结果与分析以及影响因素的讨论。
通过实验结果发现，生态沟渠在拦截农业污水中的氮素具有一定效果。
在指出生态沟渠在农区农业污水处理中具有广阔的应用前景，同时也提出了存在的问题和改进建议。
该研究为农区农业污水处理提供了新的思路和技术支持，对环境保护和农业可持续发展具有重要意义。
【关键词】农业污水、氮素、生态沟渠、拦截效果、研究、农区、实地实验、影响因素、应用前景、改进建议。
1. 引言1.1 研究背景农业是全球经济的重要组成部分，但随着农业生产的不断发展，农区农业污水排放也逐渐成为一个严重问题。
农业活动中常常会产生大量含有氮素的废水，如果这些废水未经处理直接排放到周围环境中，将会对土壤和水体造成严重污染，影响生态平衡和人类健康。
目前对于生态沟渠在农区农业污水处理中对氮素的拦截效果的研究还比较有限，尤其是在不同氮素来源和氮素形态下对其拦截效果的研究。
本研究将通过实地实验，探讨生态沟渠对农区农业污水中氮素的拦截效果及其机制，为生态沟渠在农业污水处理中的应用提供科学依据。
1.2 研究目的研究的目的是探讨生态沟渠在农区农业污水处理中对氮素的拦截效果，为提高农区农业污水处理效率和保护水环境提供科学依据。
具体目标包括：1.研究生态沟渠在氮素拦截过程中的机制和影响因素；2.通过实地实验设计和方法，验证生态沟渠对农业污水中氮素的拦截效果；3.分析实验结果，深入探讨生态沟渠的优势和不足，提出改进建议；4.评估生态沟渠在农区农业污水处理中的应用前景，为生态沟渠在实际应用中提供科学支持。
通过研究，旨在为农区农业污水处理提供一种高效、低成本的生态解决方案，促进农业生产和生态环境的协调发展。
1.3 研究意义研究生态沟渠对农区农业污水中氮素的拦截效果，不仅可以为农业生产提供清洁的水资源，减少农业活动对水环境的污染，还可以改善周边生态环境，保护水生生物的生存环境。
不同类型沟渠对农田氮磷流失的拦截效果
不同类型沟渠对农田氮磷流失的拦截效果摘要：为探究不同类型沟渠对农田径流水中氮磷的拦截效果及其机理，分别针对3种类型的农田排水沟渠（生态拦截沟渠、简易土质排水沟渠、混凝土板型沟渠）进行试验。
结果表明，生态拦截沟渠对农田径流水中的氮磷元素可以起到明显的拦截作用，几种养分（总氮、硝态氮、铵态氮、总磷、可溶性磷）的降低幅度在31.81%～58.21%之间，净化效果明显高于简易土质排水沟渠和混凝土板型沟渠。
总体来看，生态拦截沟渠对氮磷元素等污染物有较好的净化作用，可以减轻周围环境受到的水体污染。
关键词：沟渠；农田径流；生态拦截；氮磷流失中图分类号：X712文献标志码： A文章编号：1002-1302（2016）04-0361-05近年来，随着对点源污染控制能力的不断增强，农业面源污染对水体质量和生态系统影响的比例和危害越来越突出，特别是长三角地区。
研究表明，该区域的化肥平均施氮量已超过300 kg/hm2，远高于国家为防止化肥污染而制定的225 kg/hm2 的标准[1]。
长三角地区化肥和农药的施用量越来越大，导致该区域农业面源污染问题也日趋严重[2]。
农田排水渠作为农田径流污染物的主要排放点和湖泊、河流营养性污染物的主要输入源，对农田径流污染物的净化效果将直接影响该地区农业面源污染的危害程度[3]。
生态化的排水沟渠既可以作为农田降雨径流的排水通道，还可以通过其内部种植的植物拦截、滞留、吸收随农田排水流失的氮磷元素，实现生态拦截氮磷元素的目的[4-7]。
但到目前为止，关于生态沟渠的构建以及生态沟渠与其他不同类型的农田排水渠拦截效率横向对比的研究报道比较少。
因此，本研究以生态沟渠为主要对象，对比上海郊区常见的其他2种不同类型的农田排水渠，系统探究不同生态阻断系统对于农田排水渠氮磷随水流失拦截效率的影响[8]，为生态沟渠更有效地净化氮磷等面源污染物提供量化数据，进而为上海地区农业面源污染的优化控制提供重要的科学依据。
生态沟渠对农田排水中N、P等污染物的拦截净化效果-农田水利论文-农学论文
生态沟渠对农田排水中N、P等污染物的拦截净化效果-农田水利论文-农学论文——文章均为WORD文档，下载后可直接编辑使用亦可打印——近年来，长三角地区化肥和农药的施用量越来越大，导致农业面源污染日趋严重，据报道，上海、浙江、江苏、安徽等地的化肥施用量已超出300 kg/hm2，高于国家为防止化肥污染而制定的225 kg/hm2标准。
由于长江流域分布着广阔的水田，其农业氮、磷的流失直接加速了湖泊、河流等封闭性水体和半封闭性水体富营养化水平，如江苏太湖农业面源污染的氮量占入湖总氮量的73%，安徽巢湖约有52% 的总磷和70%的总氮来自农业。
沟渠湿地作为农田径流污染物的最初汇聚地和河道营养性污染物的主要输入源，对农田径流污染物的净化效果将直接影响到周围受纳水体。
传统的农田排水沟渠指天然形成的裸露在地表或者以排水为目的而人工挖掘的水道，本文所述的生态沟渠可定义为一种经人工干预的，生长有水生或湿生植物，以排水和灌溉为主要目的，兼具农田径流污染物截留和生物栖息、生态廊道等生态效益的沟渠湿地系统。
生态排水沟渠不仅能作为降雨径流的排水通道，还可以通过沉淀、吸附、降解等作用减少进入环境的污染负荷。
生态沟渠截留农田径流营养性污染物的研究已受到国内外学者广泛关注，上海地区对利用沟渠湿地控制农田径流污染也进行了一定的研究，但仍需要继续开展适宜性植物筛选和现场验证，以累积经验参数。
本文通过现场试验和工程尺度的现场示范，探讨生态沟渠对农田排水中N、P 等营养性污染物的拦截净化效果，以期初步掌握生态沟渠的设计、建设方法，为合适、有效地防治农田径流污染提供定量化依据。
1 材料与方法1．1 试验点概况1．1．1 基地试验区试验地位于上海市青浦区华新镇东风港滨岸缓冲带试验基地，属于苏州河上游区域，建成于2005 年，是上海市环境科学研究院开展滨岸缓冲带农业面源污染生态工程控制及生态恢复研究工作的示范基地。
该区域属北亚热带季风性气候，四季分明，日照充分，温暖湿润，雨量充沛。
【实验报告】组合生态系统去除农村生活污水中氮磷效果研究
【实验报告】组合生态系统去除农村生活污水中氮磷效果研究我国农村人口多，生活污水排放量大，但处理率很低，未经处理的生活污水随意排放是造成目前水体富营养化现象越来越严重的原因之一，因此污水中的氮磷必须采取去除措施或者循环利用来避免其对受纳水体的污染。
人工湿地作为一种高效率、低能耗且管理方便的污水处理技术，已广泛应用于农村生活污水尾水中氮磷营养盐的深度处理。
潜流湿地保温效果好，处理效果受气候、季节的影响较小，硝化能力强，适于处理氨氮含量高的污水，但其容易堵塞。
水生植物滤床无填充基质，植物根系会截留大量有机物，收割时植物残体均被带出水体外使得床体不易堵塞。
故本研究在潜流湿地前串联一级水生植物滤床。
一级滤床中种植根系发达的空心菜，二级垂直潜流人工湿地内种植水稻“苏香梗2号”，通过研究组合生态系统中氮磷的去除效果以及不同植物对氮磷去除的贡献，旨在为农村生活污水的生态处理选择适宜的湿地类型与植物组合，期望研究结果为高氮磷含量的农村生活污水生态处理提供理论依据。
1. 实验部分1.1 组合生态处理系统构建组合生态系统建于江苏省无锡市某大学，实验装置如图1所示。
一级水生植物滤床（以下简称“滤床”）床体表面积为0.75m，长、宽、高分别为2.5、0.3、0.3m，运行水深0.15m。
二级垂直潜流人工湿地（以下简称“潜流湿地”）表面积为0.6m，长、宽、高分别为2.0、0.3、0.6m，床体内部填充厚度为0.5m的基质，其中底部填充厚度10cm、粒径为25～55mm的粗砾石作为湿地垫层，之上填充厚度30cm、粒径为10～20mm的陶粒作为主要的吸附介质和微生物生长的附着载体，最上层填充厚度10cm、粒径为10～20mm的细砾石，防止陶粒漂浮于水面。
滤床内种植植物为大叶特白空心菜，种植密度株行距10cm左右；潜流湿地内种植水稻“苏香梗2号”，种植密度株距8～10cm。
考虑到组合生态系统整个床体的长度，沿程设置7个取样点，组合生态系统进水即为滤床进水，取样口4为滤床出水（即潜流湿地进水），取样口7为组合生态系统出水，取样口2～4为滤床沿程取样点，取样口5～7为潜流湿地沿程取样点。
农田生态排水沟渠研究进展
其不合理的管理 措 施,生 境 条 件 日 渐 恶 化,功 能 严 重
12 06
收稿日期:2019-
的研究进展进行论述,为其进一步研究提供参考。
t
[ 1]
。 传统排水沟 渠 由 于 长 期 暴 露 在 环 境 中,加 上 对
本研究结合近年来的参考文献,对农田生态排水沟渠
基金项目:国家自然科学基金( 51979168) ;上海市自然科学基金( 19ZR1443900) 。
生植物组成,在沟底和沟壁均留有圆孔或方孔状水泥
保证作物的产量。 然而,这些物质在农业领域应用期
板,可以稳定结构 和 增 加 过 水 面 积,有 利 于 植 物 的 种
间或之后,可能无意中通过喷雾漂移或径流进入邻近
植 [ 29] 。 近年来,国内学者对生态排水沟渠沟底、沟 壁
的地表水 [ 11] 。 杀虫剂通过减少大型水生脊椎动物 的
have dual functions of drainage and ecological wetland. Vegetated drainage ditches are recommended as agricultural best
management practices to control irrigation and rainwater to intercept runoff pollutants such as pesticides, suspended sediments,
2. 1. 3 其他径流污染物拦截效果
在,造成藻类迅速繁殖、水质恶化,进而导致水体富营
有关研究表明,与 无 植 被 的 沟 渠 相 比,生 态 排 水
养化。 因此,如何去除水体中的氮磷元素成为防治沟
生态沟渠对农区农业污水中氮素的拦截效果研究
生态沟渠对农区农业污水中氮素的拦截效果研究【摘要】本研究旨在探讨生态沟渠对农区农业污水中氮素的拦截效果。
文章首先介绍了研究背景、研究目的和研究意义，然后详细阐述了生态沟渠的构建及原理、氮素在农业污水中的来源、生态沟渠在拦截氮素中的作用机制。
实地研究部分包括了实验方法与过程、实验结果及数据分析，揭示了生态沟渠在减少农区农业污水中氮素排放方面的效果。
结论部分讨论了生态沟渠在水体保护和污染防治中的应用前景，提出了未来研究方向建议。
通过本研究，我们可以更好地认识生态沟渠在环境保护领域的重要作用，为农区农业污水处理提供新的解决方案。
【关键词】关键词：生态沟渠，农区农业污水，氮素拦截，作用机制，实地研究，数据分析，排放减少，水体保护，污染防治，应用前景，研究方向建议。
1. 引言1.1 研究背景农业是我国经济的支柱产业，但与此农业生产过程中产生的农业废水也带来了环境问题。
农区农业废水中的氮素污染已成为当前环境保护的重要难题之一。
氮素是植物生长的必需元素，但当其浓度超出环境承载力时，就会引发水环境中的氮污染问题。
鉴于生态沟渠在农业废水处理中的潜力和重要性，本研究旨在探究生态沟渠对农区农业废水中氮素的拦截效果，并为进一步开展农业废水处理提供科学依据。
通过实地的研究和数据分析，旨在为生态沟渠在水体保护和污染防治中的应用提供可靠的数据支撑，为我国农业生产和环境保护事业做出贡献。
1.2 研究目的本研究的目的是通过对生态沟渠在农区农业污水中氮素的拦截效果进行深入研究，探讨其在水体保护和污染防治中的应用前景。
具体目标包括分析生态沟渠构建及原理，探讨氮素在农业污水中的来源，揭示生态沟渠在拦截氮素中的作用机制，以及通过实地研究方法和过程来验证其拦截效果，最终通过实验结果和数据分析来评估生态沟渠在减少农区农业污水中氮素排放方面的效果。
通过本研究的开展，旨在为未来生态沟渠在水体保护和污染防治中的进一步应用提供科学依据，为相关领域的学术研究和实践工作提供有益的参考。
降雨径流时农田沟渠水体中氮、磷迁移转化规律研究
Ａｂ ｔａ ｔ ｓｒｃ ： Ｔｏ ａ ｉ ｏ ｅ ｎ ｏ ａ ｈ ｓ ｈ ｒ ｓ（ ｔ ｌ ｔ ｇ ｎ ａ ｄ ｔ ｔ ｌ ｏ ｐ ｏ ｕ ＴＮ ｎ ｎ ｒ ｐ ａ ｄ ＴＰ）ｏ ｔ ｒｉ ｈ ｇ ｉｕ ｔ ｒ ｒ ｉ ａ ｅｄ ｔ ｈ ｏ ｎ ａ — ｆｗａ ｅ ｔ ｅ ａ ｒｃ ｌｕ ｅ ｄ ａ ｎ ｇ ｉ ｆ ｇ ｎ ｃ ａ
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环境污染与防治
第 ２ ９卷
第 １期
２０ ０ ７年 １月
降雨径 流时农 田沟 渠水体 中氮 、 磷迁移转化规律研究 ＊
徐 红 灯 王京 刚 席 北斗 翟丽 华。
（ ． 京 化 工 大 学 环 境 工 程 系 ， 京 １ ０ ２ ； ． 国环 境 科 学研 究 院 ， 京 １ ０ １ ； １北 北 ００９ ２ 中 北 ０ ０ ２ ３清华大学环境科学与工程系 ， 京 １０８ ） ． 北 ００ ４
ｒ ｕ ｕ ａ ｆ ｌ ｉ Ｊ ｘｎ ， ｈ ｊ ｎ ｒ ｍｅ ｓ ｒｄ ａ ｄａ ａｙ ｅ ｕ ｉｇｒ ｉｆｌａ ｄｒ ｎ ｆ ｏｈ ｌ ｒｖ ｎ ｉｇｓ ｎｆ ｉ ｌ ｒｌ ｉ ｄ ｎ ｉ ｉｇ Ｚ ｅｉ ｇｗｅｅ ａ ｕ ｅ ｎ ｎ ｌｚ ｄｄ ｒ ｎａｌ ｎ ｕ ｏｆ ｃ ｔ ｅ ａ ａ ｎ ａ ．Ｔ ｅｐｐ ｅ ｅ ｔ ｉ ｉ— ｎ ｇ ｉ
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生态沟渠植物对农田排水中氮磷的截留和去除效应
江苏农业学报(Jiangsu J.of Agr.Sci.),2013,29(4):791~795h ttp://www.js n y x 陆宏鑫,吕伟娅,严成银.生态沟渠植物对农田排水中氮磷的截留和去除效应[J].江苏农业学报,2013,29(4):791⁃795.doi:10.3969/j.issn.1000⁃4440.2013.04.017生态沟渠植物对农田排水中氮磷的截留和去除效应陆宏鑫, 吕伟娅, 严成银(南京工业大学,江苏南京211816)收稿日期:2013⁃04⁃04基金项目:国家自然科学基金项目(51227023)作者简介:陆宏鑫(1988⁃),女,江苏南通人,硕士,主要从事面源污染处理技术研究㊂(E⁃mail)luhongxin323@ 摘要: 在室内构建生态沟渠(种植柳树㊁桃叶珊瑚㊁美人蕉㊁菖蒲等植物)和自然沟渠(对照,无植物),研究两种沟渠对农田排水中氮磷的拦截效果,结果表明植物生态沟渠对农田排水中氮磷的拦截效果明显好于自然沟渠㊂生态沟渠的高效去除机理主要表现在植物的吸收,基质和底泥的吸附等方面㊂4种不同植物生态沟渠对氮磷的拦截效果显示,其中柳树生态沟渠的去除效果稳定性好㊂关键词: 农田排水;生态沟渠;氮;磷;植物中图分类号: X592 文献标识码: A 文章编号: 1000⁃4440(2013)04⁃0791⁃05Interception and removal of nitrogen and phosphorus by ecological ditch plant in agricultural drainage ditch LU Hong⁃xin, LÜWei⁃ya, YAN Chen⁃yin(Nanjing University of Technology ,Nanjing 211816,China ) Abstract : Two different types of drainage ditches,ecological ditch (planting willow,aucuba japonica,canna lily oracorus calamus),blank control ditch (no plant)were set indoor to study nitrogen and phosphorus removing effectiveness.It was found that the interception effect of ecological ditch was better than blank control ditch,as nitrogen and phosphoruswere adsorbed by ditch plants,substrate and sediment.Among the four plant species,the willow tree performed stably inremoving nitrogen and phosphorus.Key words : field drainage;ecological ditch;nitrogen;phosphorus;plant 农业非点源污染主要来自于农业耕作中化肥㊁农药的不合理施用,过量施用造成大量的氮㊁磷和农药残留物随着农田排水和雨水进入河流㊁湖泊等水环境中[1],加剧水体富营养化程度㊂自20世纪60年代以来,太湖水质污染明显加重㊂根据科技部 十五”重大科技专项 河网区面源污染控制成套技术”的调研表明,进入太湖的污染负荷中,83%的全氮和84%的全磷来源于农田㊁农村畜禽养殖业㊁城乡结合部地区和农村生活面源,贡献率远远超过来自工业和城市生活的点源污染㊂农田排水沟渠作为农田生态系统的重要组成部分,具有物质传输通道㊁过滤或阻隔㊁物质能量的 源”与 汇”㊁生物栖息地等方面的生态功能㊂至目前为止,生态沟渠植物的研究与应用大部分集中在常见的水生植物如芦苇㊁菖蒲㊁美人蕉㊁黑麦草等,关于木本植物在生态沟渠中氮磷的截留效应的研究报道较少㊂鉴于此,笔者拟就生态沟渠中木本植物对农田排水中氮磷的截留进行系统研究,针对各地不同的气候条件和农田排水特性,筛选出适应于本地生长且净化能力好的木本植物,对于减1. All Rights Reserved.轻农田排水污染负荷量和扩大生态沟渠处理系统的应用范围具有重要意义㊂生态沟渠植物的选择原则有:对污染物质具有较强的净化能力;根系发达;抗病虫害,耐污能力强,对当地的气候条件㊁土壤条件和周围动植物环境有很好的适应能力㊂基于以上原则,笔者初步筛选出以柳树和桃叶珊瑚为木本植物代表,以菖蒲和美人蕉为草本植物代表作为生态沟渠植物,比较它们的净化能力及生长情况,旨在提高适合太湖农业发展流域地区生态沟渠中植物的多样性,为该地区的生态沟渠建设提供依据㊂1 材料与方法1.1 试验设计在实验室内构建生态沟渠,按照南京夏家庄当地普通农田排水沟渠尺寸设计模拟,试验装置见图1,装置容积为975L,尺寸为长×宽×高=300cm×50cm×65cm,用PVC板材将装置平均分隔成5段,沟渠内的垫层为5~10mm的鹅卵石,层高10cm,沟渠内基质选取粒径为2~4mm的加气块状砼,层高20cm,土壤层为良好透水性的砂型土壤,层高20 cm,在土壤层上直接栽种植物,在每个生态沟渠基质底层设置一个取水口,在5个反应器底部和高度为60cm处分别设有一个出水口和溢流口㊂图1 试验装置Fig.1 Schematic diagram of experiment set⁃up 试验温度控制在15~24℃,试验时间为12d,依据夏家庄农田排水中氮磷浓度进水,采用5个生态沟(分别记为1~5号)进行平行试验,其中1~4号生态沟分别栽种柳树㊁桃叶珊瑚㊁美人蕉㊁菖蒲这4种植物,5号生态沟不栽种植物,作为空白对照㊂统一进水后,分成5段取水,设4d为一个周期,分别于停留时间(HRT)0h㊁6h㊁24h㊁48h㊁72h时采集水样,进行3个周期,模拟3种农田排水水质浓度,对比5种沟渠的净化差异㊂1.2 分析项目及方法水样主要分析项目包括化学需氧量(COD)㊁总氮㊁总磷㊁氨氮及溶解氧(DO),取样及处理方法见文献[2]㊂COD采用重铬酸钾法测定;NH+4-N采用纳氏试剂分光光度法测定;全氮采用过硫酸钾氧化⁃紫外分光光度法测定;全磷采用钼酸氨分光光度法测定;温度㊁DO采用便携式溶解氧仪器法测定㊂2 结果2.1 生态沟渠与自然沟渠对污染物拦截的差异3种不同废水含氮浓度下,2种沟渠对进水中全氮的去除效果见图2㊁图3㊁图4㊂从图中可以看出, 3种不同氮浓度下,两种沟渠对全氮的去除效果是生态沟渠优于自然沟渠㊂在低氮浓度(45.81 mg/L)下,当水力停留时间(HRT)较短(0~24h)时,两种沟渠的全氮去除率陡然上升,达到峰值之后,随着HRT的延长,生态沟渠全氮去除率下降的斜率逐渐缓慢㊂当HRT为72h时,生态沟渠和自然沟渠全氮去除率分别为20.22%和13.16%㊂在中氮浓度(57.68mg/L)下,当HRT较短(0~24h)时,生态沟渠全氮去除率逐渐上升,HRT为6h时全氮去除率的上升速度大于HRT为6~24h,随着HRT 延长,去除率缓慢下降;而自然沟渠全氮去除率在HRT为6h时出现一个低谷值,随着HRT延长,去除率出现第2个高峰值㊂HRT为72h时,生态沟渠和自然沟渠全氮去除率分别为36.64%和32.54%㊂在高氮浓度(71.72mg/L)下,生态沟渠全氮去除率出现两个峰值,第一个是在HRT较短(0~6h)时,去除率为48.15%,随着HRT延长,去除率逐渐降低,到了一定阶段,去除率无明显变化,当HRT超过48h时,生态沟去去除率稳定增长,达到第2个峰值㊂自然沟渠在HRT0~6h时,全氮去除率较快增长,达到第1个峰值之后,始终保持一定的去除率,无明显增长,随着HRT的延长,去除率开始不断增297江苏农业学报 2013年第29卷第4期.cn. All Rights Reserved.长,至72h达到第2峰值㊂两种沟渠全氮去除率全都在HRT为6h和72h出现峰值点,生态沟渠的两个峰值点分别为48.15%和71.00%,自然沟渠为27.02%图2 低氮浓度(45.81mg/L)下不同沟渠对全氮的去除差异Fig.2 Differences between ditches in total nitrogen removing efficiency under low concentrations ofnitrogen图3 中氮浓度(57.68mg/L)下不同沟渠对全氮的去除差异Fig.3 Differences between ditches in total nitrogen removing efficiency under medium concentrations of nitrogen 3种不同废水含磷浓度下,2种沟渠对进水中全磷的去除效果见图5㊁图6㊁图7㊂在低磷浓度(4.08 mg/L)下,生态沟渠与自然沟渠全磷去除率变化曲线相近,当HRT较短(0~24h)时,全磷去除率不断增加,上升稳定;随着HRT延长,全磷去除率保持一定,无明显增长;当HRT为72h,生态沟渠与自然沟渠的去除率分别为90.96%和86.04%㊂在中磷浓度(5.42mg/L)下,当HRT为6h时生态沟渠与自然沟渠的全磷去除率达到最高,分别为54.95%和47.05%;随着HRT延长,生态沟渠全磷去除率保持下降的趋势,当HRT为72h时全磷去除率为16.89%;而自然沟渠在HRT为48h时,达到第2个峰值,去除率为39.06%㊂在高磷浓度(12.54图4 高氮浓度(71.72mg/L)下不同沟渠对全氮的去除差异Fig.4 Differences between ditches in total nitrogen removing efficiency under high concentrations of nitrogen mg/L)下,生态沟沟渠与自然沟渠的全磷去除率上升较快,HRT为6h达到最高峰值,分别为65.39%和75.14%㊂随着HRT延长,生态沟渠的全磷去除率逐渐下降,且保持一定的稳定值;而自然沟渠在HRT为48h达到低谷,当HRT超过48h,全磷去除率缓慢增加,HRT为72h达到52.19%㊂图5 低磷浓度(4.08mg/L)下不同沟渠对全磷的去除差异Fig.5 Differences between ditches in total phosphorus remo⁃ving efficiency under low concentrations of phosphorus2.2 木本植物生态沟渠与草本植物生态沟渠对污染物拦截的差异 从图8可以看出,随着污水中含氮浓度的升高,各种植物的全氮去除效果也明显升高㊂在不同浓度下,柳树的净化效果都有稳定优越的去除率㊂在低氮浓度(45.81mg/L)下,美人蕉的净化效果略高于菖蒲,桃叶珊瑚的净化效果最差㊂在中氮(57.68 mg/L)㊁高氮(71.72mg/L)浓度下,柳树沟渠净化效果突出,其他3种基本持平㊂在高氮浓度下,各生态沟渠的全氮去除效果为柳树(56.49%)>美人蕉(32.59%)>桃叶珊瑚(30.09%)>菖蒲(28.20%)㊂397陆宏鑫等:生态沟渠植物对农田排水中氮磷的截留和去除效应图6 中磷浓度(5.42mg/L)下不同沟渠对全磷的去除差异Fig.6 Differences between ditches in total phosphorus remo⁃ving efficiency under medium concentrations of phos⁃phorus图7 高磷浓度(12.54mg/L)下不同沟渠对全磷的去除差异Fig.7 Differences between ditches in total phosphorus remo⁃ving efficiency under high concentrations of phosphorus 从图9可以看出,在低磷浓度(4.08mg/L)下, 4种植物生态沟渠全磷的净化效果一致,无明显差异㊂但在中磷浓度(5.42mg/L)下,柳树沟渠的净化效果明显优于其他3种植物,全磷去除效果排序为柳树(55.76%)>菖蒲(19.83%)>美人蕉(15.95%)>桃叶珊瑚(15.07%)㊂当磷浓度继续升高时,柳树沟渠的全磷去除效果变化不明显,仅升高7.33%,而其他3种植物沟渠的净化效果有明显升高,分别上升了28.16%㊁30.07%㊁20.09%㊂2.3 植物生长情况4种植物在2012年7月份移栽至生态沟渠中,生长两个月以后,柳树生长长势良好,根系发达,主根发出许多细白须根,枝叶发出许多新芽,枝叶高度达1.8m;桃叶珊瑚叶子出现发黄现象,部分枯萎,根系生长较慢,整体生长缓慢;美人蕉和菖蒲生长势图8 不同植物生态沟渠对全氮的净化效果Fig.8 Total nitrogen purifying effect using varities plants in ecologicalditches图9 不同植物生态沟渠对全磷的净化效果Fig.9 Total nitrogen purifying effect using varieties of plants in ecological ditches头良好,根系发达,不断发出新芽㊂3 讨论在低㊁中㊁高3种不同废水含氮浓度下,植物生态沟渠全氮去除率分别为20.22%㊁36.64%㊁71.00%,比对照自然沟渠分别高9.06%㊁4.10%㊁17.14%;植物生态沟渠对全磷的去除率分别为90.96%㊁49.53%㊁62.31%,比对照自然沟渠分别高4.92%㊁7.23%㊁12.34%,说明植物生态沟渠对农田排水中氮磷的拦截效果明显好于自然沟渠㊂生态沟渠和自然沟渠中主要通过基质㊁土壤快速吸收水中的氮磷元素,而生态沟渠存在的大量植物会促进其对水中氮磷元素的吸收㊂植物本身也会吸收利用各种形态的氮,尤其是无机氮㊂植物庞大的根系表面附着大量微生物,并由于根系输氧作用创造了利于好氧反应的微环境,促进硝化作用的顺利进行㊂沟渠通过沉淀或吸附反应去除一部分磷,同时,污水中497江苏农业学报 2013年第29卷第4期的无机磷在植物的吸收和同化作用下,合成为ATP㊁DNA和RNA等有机成分,也可去除一部分磷,但植物对全磷的吸收利用仅占很少的一部分,重要途径则是微生物对磷的过量积累㊂当HRT较短时,在好氧条件下,聚磷菌进行有氧呼吸,不断地氧化分解体内储存的有机物,同时,通过主动运输方式,从外部环境向体内摄取有机物,一部分合成ATP,另一部分则用于合成聚磷酸盐㊂随着HRT的延长,在厌氧条件下,聚磷菌体内的ATP进行水解,释放H3PO4和能量㊂聚磷菌在好氧条件下摄取H3PO4,在厌氧条件下释放H3PO4,致使全磷去除率逐渐降低㊂不同植物对农田排水中氮磷的去除效果存在差异,以柳树去除效果最佳㊂柳树属于木本木质茎植物,木本根茎有利于氧的传输,其根系比其他3种植物发达且泌氧能力强,须根旺盛㊂另外,在相同环境因子下,柳树的生物量明显增加,高于其他植物,具有更强的供氧能力㊂传统上选用水生植物对营养物质进拦截,但冬季时外界环境恶劣,部分水生草本植物倒伏腐烂,产生的氮磷元素会加重水体的富营养化,而柳树可以越冬,只需及时打捞枯叶,生长至一定年限,还可用于药材㊁建材㊁工艺等㊂参考文献:[1] 朱铁群.我国水环境农业非点源污染防治研究简述[J].农村生态环境,2000,16(3):55⁃57.[2] 国家环境保护总局‘水和废水监测分析方法“编委会.水和废水监测分析方法[M].4版.北京:中国环境科学出版社, 2002:243⁃246.(责任编辑:汪恒英)597陆宏鑫等:生态沟渠植物对农田排水中氮磷的截留和去除效应.cn. All Rights Reserved.。
生态沟渠吸收氮磷效果研究
39--土壤肥料•资源环境 DOI:10.16498/ki.hnnykx.2019.001.012我国化肥施用量大但肥料利用率较低，部分未被利用的氮、磷会随田间排水进入地表水和地下水系统造成环境污染。
由于氮、磷污染引起的富营养化和地下水污染问题日趋严重，农业面源污染逐渐被社会关注[1-2]。
排水沟渠作为农田生态系统的一部分，不仅具有农田排水功能，还在消纳农业面源氮磷污染起到重要的作用[3-4]。
生态沟渠和人工湿地是以水生植物为主体的生态修复工程，水生植物可以缓解水流速度、沉淀泥沙，吸收水中氮磷，不仅具有净化水质的功能，还有较高的观赏价值，目前已成为农业面源污染防控研究热点[5-9]。
在沟渠中种植水生植物对氮磷的拦截净化效果明显优于自然排水沟渠，有研究表明生态沟渠对氮、磷的去除率分别达到48%~64%和41%~70%，太湖地区研究表面生态沟渠水生植物可吸收氮、磷总量68.30%和78.45%[10-11]。
目前，已有报道筛选出水生美人蕉、再力花、狐尾藻、灯心草等多种氮、磷去除能力较强的水生植物[12-17]。
笔者采用模拟沟渠试验，选择了9种水生植物进行地表水中氮磷的吸收能力差异的研究，并选择氮磷吸收能力强的水生植物构建生态沟渠和氧化塘，研究其氮磷消纳效果，为指导当地农业面源污染防控提供科学依据。
1 材料与方法1.1 试验设计1.1.1 水生植物筛选试验 试验于2014年4—8月在 生态沟渠吸收氮磷效果研究 杨 勇，田 昌，谢桂先，张玉平，宋海星，荣湘民 （湖南农业大学资源环境学院，南方粮油作物协同创新中心，土壤肥料资源高效利用国家工程实验室，农田污染控制与农业资源利用湖南省重点实验室，植物营养湖南省普通高等学校重点实验室，湖南 长沙 410128）摘 要：采用模拟沟渠试验，研究了9种水生植物吸收氮磷能力的差异，并选择氮磷吸收能力较好品种构建生态沟渠和氧化塘，研究其氮磷吸收效果。
结果表明，种植水生植物后模拟沟渠水中氮磷残留量显著减少，美人蕉、狐尾藻、珍珠梅、海寿花和茭白的生物量高，氮磷的吸收量大，其中种植美人蕉和狐尾藻效果最佳。
生态沟渠中水稻生长特性及对农田排水中氮去除效应研究
生态沟渠中水稻生长特性及对农田排水中氮去除效应研究晏娟;方舒;张凤琴;万新军;梁华金
【期刊名称】《安徽农业科学》
【年(卷),期】2015(000)029
【摘要】[目的]了解生态沟渠中水稻生长特性及对农田排水中氮的去除效应.[方法]对稻田和生态沟渠各段水稻干物质量、生育特性、氮素吸收及水体总氮动态变化进行比较研究.[结果]研究表明,各段沟渠顺水流方向水体总氮浓度逐渐降低,且均显著低于田面水.沟渠水稻植株体氮浓度较田间水稻高,但生物量较田间显著降低.整段沟渠水稻吸收氮素234.1 g,这部分氮素将随水稻的收割被带离水体,极大地消减了水体的氮浓度,减少了田间径流水入河及最终入湖的氮素.[结论]研究可为生态沟渠的建设和推广提供理论依据.
【总页数】3页(P115-117)
【作者】晏娟;方舒;张凤琴;万新军;梁华金
【作者单位】巢湖学院化学与材料工程学院,安徽巢湖238000;巢湖学院化学与材料工程学院,安徽巢湖238000;巢湖学院化学与材料工程学院,安徽巢湖238000;巢湖学院化学与材料工程学院,安徽巢湖238000;合肥市农科院,安徽巢湖238000【正文语种】中文
【中图分类】S511;X17
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1.生态沟渠植物对农田排水中氮磷的截留和去除效应 [J], 陆宏鑫;吕伟娅;严成银
2.水生植物对农田排水沟渠中氮、磷的截留效应 [J], 徐红灯;席北斗;王京刚;蔡洋
3.pH对沟渠沉积物截留农田排水沟渠中氮、磷的影响研究 [J], 席北斗;徐红灯;翟丽华;王京刚
4.生态沟渠对农田排水中氮磷的去除机理初探 [J], 王岩;王建国;李伟;薄录吉;杨林章
5.农田排水沟渠氮磷去除效果研究 [J], 曹有玲;王皓;霍雨
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农田氮磷生态拦截沟工程对粮食功能区氮磷减排效果
农田氮磷生态拦截沟工程对粮食功能区氮磷减排效果
徐著
【期刊名称】《浙江农业科学》
【年(卷),期】2024(65)6
【摘要】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。
【总页数】5页(P1491-1495)
【作者】徐著
【作者单位】杭州市萧山区农(林)业技术推广中心
【正文语种】中文
【中图分类】X592;X52
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生态沟渠对村落无序排放污水截留效果的试验
生态沟渠对村落无序排放污水截留效果的试验冯羽中;刘秋菊;张皓驰;金秋;李先宁【期刊名称】《净水技术》【年(卷),期】2022(41)6【摘要】针对村落无序排放污水负荷不稳定、排放分散的特点构建生态沟渠,研究了填料类型、水力负荷对生态沟渠去除污染物的影响,在此基础上进行了暴雨径流拦截试验。
结果表明:在0.86 m^(3)/(m^(2)·d)的进水负荷下,煤渣作为生态沟渠填料可以有效去除污水中的COD_(Cr)、总氮(TN)、总磷(TP),去除率分别为63.35%、55.25%和61.56%,去除效果总体优于沙石填料和球形填料;随着水力负荷增大时,生态沟渠对各污染物的去除率均有所降低,而污染去除负荷总体呈现先增大后减小的趋势;在水力负荷为3.61 m^(3)/(m^(2)·d)时,生态沟渠对COD_(Cr)、TN达到最大去除负荷,分别为48.24、5.91 g/(m^(2)·d),TP的去除负荷达到0.38g/(m^(2)·d),对应的去除率分别为28.05%、35.85%、39.06%;不同暴雨径流方式下,生态沟渠出水中污染物浓度的动态变化特征相近,且出水中各污染物浓度的峰值均低于进水均值,表明生态沟渠能够较好地应用于村落无序排放污水治理中。
【总页数】11页(P79-89)【作者】冯羽中;刘秋菊;张皓驰;金秋;李先宁【作者单位】东南大学能源与环境学院;南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室【正文语种】中文【中图分类】X703【相关文献】1.生态沟渠对农田氮磷拦截效果的试验研究2.多级跌水充氧式沟渠连通生态塘污水处理效果及优化模拟试验3.OAO水生蔬菜型人工湿地工艺对农村无序排放污水中氮磷的去除效果4.污水无序排放条件下土壤中氮素的运移试验研究5.生态沟渠对中华鳖温室养殖排放水体的净化效果因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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基金项目: 国家科技支撑计 划 ( 2006BAD 17B03 ) ; 国家自然 科学基金 ( 40771119 ) ; 中 国 科 学 院 知 识 创 新 工 程 领 域 前 沿 项 目 ( 20752010033) 收稿日期: 2010- 05 - 05
通讯联系人 E m ai:l jgw ang@ issas. ac. cn
水样 主要 分 析项 目包 括总 氮、总 磷和 悬浮 物 ( SS)浓度 , 取样及处理方法见文献 [ 5]。总氮、总磷 浓度采用荷兰 Skalar公司 SA - 4000型氮磷流动分 析仪测定; SS采用定量滤纸过滤, 105 ∃ 烘干至恒质 量后测定。植株的主要分析项目为总氮和总磷, 总 氮采用开氏定氮法测定, 总磷采用钼锑抗比色法测 定 [ 6] 。底泥和基质磨碎后用 Se - CuSO4 - K2 SO4 H2 SO4 消 化, 凯 氏 滴 定 法 测 定 总 氮 含 量; 总 磷 为 H2 SO4 - H C lO4消化, 钼锑抗比色法测定含量。
In itial Exploration of M echanism of Ecological D itch Intercep ting N itrogen and Phosphorus in Drainage From Farm land. WAN G Yan1, 2, WAN G J ian guo1, LI W ei1, BO Lu ji1, YANG L in zhang1 ( 1. Institute o f So il Sc ience, Chinese A cadem y of Sciences, N an jing 210008, Ch ina; 2. Institute of A gr icultura l R esources and Env ironm ent, Jiang su A cademy o f A gr icultural Sciences, N an jing 210014, China) Abstract: T hree d ifferent types of drainage ditches, eco log ical ditch, control ditch # 1 and control ditch# 2 w ere built up in the fie ld fo r study o f their respective e ffectiveness in in tercepting particu la tes in dra inage and the ir m echan isms. Itw as found that the e ffectiveness of the eco log ica l ditch remov ing N and P from dra inage was m anifested in N and P uptake by d itch plan ts, adso rption by substrates and uptake by p lants in the filter box, reduced flow rate and silt settlem ent caused by inte rcepting dam s in d itch, etc. O f the tota lN and P in the dra inage o f the summ er expe rim en t, 68 30% and 78 45% w ere rem oved by d itch p lants, 1 05% and 5 05% by sedim en t. O f the to tal N and P in the dra inag e o f the w inter exper i m ent, 0 37% and 1 55% w ere rem oved by filter box plants, 10 82% and 37 94% by filte r box substra te. M oreove r, the eco log ical d itch w ith interception dam sw as tw ice asm uch effec tive as the controls in ex tend ing the hydraulic retention tim e (HRT ). K ey word s: field dra inage; eco log ica l ditch; N; P; p lant; flow ra te; filter box; interception dam
第 6期
王 岩等: 生态沟渠对农田排水中氮磷的去除 机理初探
# 587#
底部采用分布有 10 cm 10 cm 长方形孔的混凝土 板材。对照沟渠的尺寸与生态沟渠相同, 其中混凝 土沟渠 ( 以下称对照沟渠 1) 的两壁和底部均采用硬 质化混凝土板材, 土质沟渠 ( 以下称对照沟渠 2) 的 两壁和底部均为土质。所有沟渠的长度均为 30 m, 配有公共的进水池和单独的进、出水控制系统。
夏季试验生态沟渠的沟底分别种植长度为 10 m 的空心菜、水稻和水芹, 沟壁分别种植 长度为 10和 20 m 的狗牙根和豇豆; 冬季试验沟底种植水芹, 沟壁 种植黑麦草。对照沟渠的沟壁和沟底均未人为布设 植物。在生态沟渠中设置 2个拦截坝, 将沟渠平均 分为 3段。拦截坝高 30 cm, 其上有一出水口, 位置 紧靠沟底, 以保证排水时能排空。需要时可在沟渠 中放置过滤箱。过滤箱由 圆形带孔 箱体、炉渣 ( 基 质 ) 和植物组成, 其横截面为梯形, 上口宽 40 cm, 底 宽 30 cm, 深 20 cm。
农业非点源污染已成为太湖流域重要的污染来
源, 其对太湖的氮磷贡献率分别达 83% 和 84% , 其 中农田的污染贡献不容忽视 [ 1- 2] 。在众多针对太湖 地区农业非点源污染的治理方法中, 生态沟渠法具 有较高的氮磷去除率和较好的景观效应, 其动态氮 磷去除率达 35 7% 和 41 0% , 静态 氮磷去 除率达 58 2% 和 84 8% [ 3 - 4 ] , 但到目前为 止, 关 于生态沟 渠的氮磷拦截机理的研究报道较少。鉴于此, 笔者 就生态沟渠对农田排水中氮磷的拦截机理进行了系
苏省农业科学院农业 资源与环境研究所, 江苏 南京 210014)
摘要: 在野外分别构 建生态沟渠 (采用分布有 10 cm 10 cm 长方形孔的混 凝土板材, 沟底、沟壁种植 植物 )、对照 沟渠 1(采用硬质化 混凝土板材, 未人为布设植物 ) 和对照沟渠 2( 土质沟渠, 未人为布设植物 ), 研究了 3种沟渠对 颗粒物的拦 截效果及其机理。结果表明, 生态 沟渠对 农田排 水中氮 磷的高 效去除 机理主要 表现在 沟渠植 物的吸 收、过滤箱 中的基质吸 附和植物 吸收、沟渠拦截坝 所产生的减 缓流速和 沉降泥沙等 方面。其中, 沟渠植 物吸收氮 磷分别占夏 季试验进水氮磷总量的 68 30% 和 78 45% , 泥 沙沉降 占 1 05% 和 5 05% ; 生态 沟渠放 置过滤 箱后的 氮磷去除效 果显著好于未放置时, 过滤箱中的植物吸收氮磷占放 置过滤箱试验进水氮磷量的 0 37% 和 1 55% , 过 滤箱中的基 质吸附占 10 82% 和 37 94% ; 生态沟渠设置拦截坝 时的水力停留时间较未设拦截坝时延长 2 0倍 。 关键词: 农田排水; 生态沟渠 ; 氮; 磷; 植物; 流速; 过滤箱; 拦截坝 中图分类号 : X17 文献标识码: A 文章编号: 1673- 4831( 2010) 06- 0586- 05
2 结果与讨论
2. 1 不同沟渠对排水中氮磷拦截的差异 静态试验中, 不同沟渠在水力停留时间 ( HRT )
为 0~ 72 h时对进水中氮磷的去除效果见图 1。
图 1 不同沟渠对进水中 TN、TP 的去除差异 Fig. 1 D ifferen ces between d itch es in TN and TP removin g eff ic iency
冬季试验于 2008年 11月 28日至 12月 10日进 行。将生态沟渠以拦截坝为界分为 3段, 堵住出水 口, 以保证各段沟渠中的水体互不流通。于第 3 段 沟渠中每隔 3 m 放置 1个过滤箱, 进行 3个周期的 试验, 对比生态沟渠前后段的净化差异, 取出过滤箱 并采集过滤箱中的植物和基质样品。 1. 2 样品采集与测定
从图 1可以看出, 当 HRT 较短时 ( 0~ 6 h), 3条 沟渠对氮磷的去除效果排序为生态沟渠 > 对照沟渠
1> 对照沟渠 2。当 HRT 延长至 48 h之后, 3条沟渠 对氮磷的去除效果排序为生态沟渠 > 对照沟渠 2 >
# 588#
生态与农 村环境学报
第 26卷
对照沟渠 1, 且 3 种沟渠对氮磷的去除基本达到稳 定, 继 续延 长 HRT 对 氮磷的 去除 效果 变化 不大。 HRT 为 48 h时生态沟渠、对照沟渠 1和对照沟渠 2 对 TN的去除率分别为 53 8% 、23 4% 和 41 8% , 对 TP的去除率分别为 81 6% 、54 0% 和 61 6% 。