人工湿地在辽河流域面源污染治理中的应用

1引言近年来，随着农业产业结构的不断调整，养殖业经济效益日益提高，辽河流域畜禽养殖业迅速增加，畜禽粪便、农村生活污水、垃圾污染严重［1-2］。化肥、农药利用率低，大量氮、磷、农药以及其他有机或无机污染物通过农田进入水体，加速了水体富营养化［3-4］。农业面源污染问题日趋突出，已成为农村生态环境恶化的主要原因之一［5-7］。人工湿地是20世纪70年代发展起来的一种污水处理技术，与传统的污水处理技术相比具有工程基建费用低、运行费用低、生态环境效益显著等诸多优点［8-9］。人工湿地技术在我国南方的一些农村地区得到了应用，但在我国东北寒冷地区的应用还比较少［10］。本研究针对人工湿地技术在辽河流域特定气候条件下运用的关键技术问题进行具体分析，为人工湿地技术治理辽河流域农业面源污染的应用和推广奠定基础。2人工湿地类型和深度的选择辽河流域地区属于北温带大陆季风气候,全年平均气温4～10℃，西丰地区冬季极端气温达到-30℃。冬季的低温天气对于湿地的正常运行有很大影响。为了保证湿地冬季的正常运行，东北地区的构筑湿地均以潜流湿地为主。潜流湿地单元的深度主要受2方面因素的控制：冬季冻土深度和工程造价。从理论上来讲潜流湿地单元的深度越深，其保温效果越好，湿地对污水的处理效果越好，但是深度的增加也加大了工程的建设费用，这就需要找到合理的深度能够兼顾“保温”和“造价”2方面因素。冻土深度决定湿地深度。2007年冬季，辽宁省各地冬季平均气温为-13.9~-1.7℃。辽宁省各地冻土最大深度为41～129cm，其中朝阳西部、阜新、铁岭北部、锦州北部以及沈阳地区冻土最大深度大于100cm，大连大部冻土最大深度在50cm以下，其余地区冻土最大深度为51～99cm［11］。为了保证湿地冬季正常运行，潜流湿地单元的深度一定要超过当地的冻土深度20cm以上。保温措施决定深度。北方地区构筑湿地在冬季要采取必要的保温措施。目前通常方法是将湿地植物收割，并在湿地表面铺设草碳土、稻草、芦苇、地膜等覆盖物来保温，由于稻草、苇秆等可以就地取材，地膜春季埋土收藏可连续使用3~5a，采取保温措施人工湿地在辽河流域面源污染治理中的应用晁雷1，2王雪非3郭宝东1，2代秀兰1，2陈苏1，2（1.辽宁省环境科学研究院，辽宁沈阳110031；2.辽宁省流域污染控制重点实验室，辽宁沈阳110031；3.辽宁北方环境保护有限公司，辽宁沈阳110031）摘要：针对辽河流域特定的气候条件并结合自身研究成果，从人工湿地类型的选择、湿地植物在去除氮磷中的作用、人工湿地对废水水质和水量的要求等方面对人工湿地进行了综述。通过对国外人工湿地治理面源污染的实际工程以及辽河流域已经开展的人工湿地治理工程的分析，说明人工湿地是一种有效缓解辽河流域面源污染的技术手段。关键词：人工湿地；辽河流域；面源污染；治理工程Abstract：ConsideringtheparticularclimaticconditioninLiaoheriverbasinandcombiningourresearchfindings,thepaperoverviewedtheconstructedwetlandsfromaspectsofthetypeselectionofconstructedwetlands,eliminationcapacityofnitrogenandphosphorusofwetlandplantsanddemandofwaterqualityandvolume.ThroughtheintroductionofactualengineeringfromabroadandconstructedwetlandsmanagementengineeringinLiaoheriverbasin,constructedwetlandisconsiderasatypeofeffectivetechnologyinalleviatingnon-pointsourcepollutionofLiaoheriverbasin.Keywords：constructedwetlands;Liaoheriverbasin;non-pointsourcepollution;managementengineering中图分类号：X703.1文献标识码：A文章编号：1674－1021（2010）10-0047-03收稿日期：2010－08－30；修订日期：2010-10-10。基金项目：国家科技重大专项“水体污染控制与治理”，“辽河上游水污染控制与水质改善技术及示范研究”，课题编号：2008ZX07208-005。作者简介：晁雷，男，1978年生，高级工程师，主要从事土壤与水污染生态修复工程研究。47对运行成本的增加影响较小。铁岭市昌图县污水处理厂湿地