太湖湖滨带高产蔬菜地径流污染及其生态控制技术

摘要

蔬菜地是太湖流域土地利用的重要方式之一。由于蔬菜地复种指数高,肥料施入量大,频繁浇灌等原因,使大量氮磷随降雨径流进入太湖水体,是农业面源污染的主要原因之一。因此,控制蔬菜地径流污染物质输出是减少农业面源污染的关键。水生植物滤床是一种将植物净化和物理过滤方式相结合的无基质型人工湿地系统。本文在太湖湖滨开展了水生植物滤床净化蔬菜地径流的中试研究,取得了以下主要成果:
　　 对水生植物的品种进行了筛选,确定水芹为最适于水生植物滤床栽培的经济型物种。
　　 考察了水生植物滤床的工艺性能。确定滤床的最佳水力负荷为0.2 m3／(m2·d)、最佳栽培水深为10cm,在此运行条件下水生植物滤床对总氮(TN)、总磷(TP)的去除率分别为36.21％、42.16％。考察了进水浓度、温度对污染物去除效果的影响,结果表明:进水浓度增加对TN的去除率影响较小,TP的去除率随着进水浓度的增加有所增加；随着平均水温从为9.4℃升高至20.5℃,水生植物滤床对TN的去除率由26.04％提高至35.57％,温度升高对TP去除率影响不大。
　　 研究了水生植物滤床对不同形态氮、磷的去除特性。水生植物滤床对溶解性总氮(DTN)的平均去除率为14％,平均去除负荷为0.39g／(m2·d)；对颗粒氮(PN)的平均去除率为76.24％,平均去除负荷为0.95g／(m2·d),说明植物根系对PN的过滤、截留作用是水体TN降低的关键原因。水生植物滤床对溶解性总磷(DTP)的平均去除率为23.89％,平均去除负荷为0.02g／(m2·d),去除效果不稳定；对颗粒磷(PP)的平均去除率为42.18％,平均去除负荷为0.14g／(m2·d),说明TP去除的主要机制是PP的沉淀和植物根系对PP的截留作用。
　　 通过在小型水生植物滤床中加入河蚌、螺蛳等水生动物,考察水生动物对水质净化的强化效果,试验发现加入水生动物可以有效提高TP的去除率,将TP去除率由34.82％提升至42.44％。
　　 试验结果表明:水生植物滤床可以有效去除蔬菜地径流中TN、TP等营养物质,是一种高效低耗的的生态处理工艺,适用于太湖流域蔬菜地径流污染控制。