人工湿地对岩溶区农田排水氮磷污染的控制

第29卷第4期2009年11月桂林工学院学报JournalofGuilinUniversityofTechnologyVoL29No．4Nov．2009文章编号：1006—544X(2009)04-0539—04人工湿地对岩溶区农田排水氮磷污染的控制陈媛媛h，郭纯青h’1b，方荣杰h’1b，李新建2(1．桂林理工大学&环境科学与工程学院；h广西环境工程与保护评价重点实验室，广西桂林541004；2．桂林市农田灌溉试验中心站，广西桂林541105)摘要：在桂林市农田灌溉试验中心站构建渠道一农田一人工湿地系统，对农田和湿地地表水中污染物进行监测，并就农田排水中氮、磷含量变化及去除效果进行研究，为人工湿地控制农田污染研究提供实用数据和资料。结果表明：湿地对农田排水中总氮(’rN)、总磷(TP)、氨氮(NH3-N)的去除率在一26．00％一97．08％、一43．43％一∞．59％和16．66％一96．71％。而农田施肥之后，湿地对总氮、总磷、氨氮的平均去除率为66．25％、37．72％和49．55％，去除效果较好。关键词：人工湿地；农田排水；污染控制；氮；磷中圈分类号：X592文献标志码：A在农业生产活动中，农田中的氮、磷、农药及其他有机或无机污染物质在降水或灌溉过程中．通过农田地表径流、农田排水和地下渗漏，使大量污染物质进入水体，造成污染⋯。不合理施用污水、污泥和化肥是农业污染产生的主要原因悼J。据统计，各种作物对肥料的平均利用率一般为氮40％一50％、磷lO％一20％、钾30％一40％，其余大部分通过各种途径流失于水环境、大气或残留于土壤中，而农田氮磷的径流损失和淋溶损失，最终将进入水体导致水体污染b—j。在我国，化肥和农药的大量使用，对土壤和水体等环境产生了许多不良影响，大量氮、磷等污染物进入水体造成农业污染，不仅严重影响农业生产的持续稳定发展，也对人体健康构成威胁。尤其值得关注的是岩溶区农业污染，大量施用化肥造成岩溶区地表水的污染，若不及时治理还会严重污染地下水环境。笔者通过对渠道一农田一人工湿地处理系统(简称湿地系统)进行研究，对农田和湿地进、出I：1水质进行监测，并对湿地处理污染物的效能进行研究，从而了解农田污染情况，找出农田水质变化规律，掌握处理农田排水污染的有效方法和措施，为完善人工湿地处理农业污水技术提供实用数据和资料。1试验部分1．1试验场地试验场位于桂林市农田灌溉试验中心站。该站建于1957年，位于桂林市临桂县庙岭镇，属亚热带季风气候区域，气候温暖，无霜期约300d，年平均气温19．5℃，年均蒸发量839mm，相对湿度78％，年均降雨量l400一l700mm，但降水量年际在年内分配不均，70％左右降雨量集中在春、夏季，秋季少雨，晚稻期间干旱严重。该区为石灰岩地区，土质为粘壤土，试验场地为较平坦的平畈，供试水稻土的母质为石灰岩坡积物。基本性状见表1。主要作物为双季水稻，早稻生育期为5月初～8月初，晚稻为8月初一10月底。其他作物主要有甘蔗、黄豆、柑桔、马蹄、银杏等经济作物。灌溉条件良好，自然条件在我国南方具有一定的代表性。1．2试验区简介收稿日期：2008一ll—04基金项目：广西科学基金项目(桂科基0991026)；广西环境工程与保护评价重点实验室研究基金资助项目(桂科能07011(,019)作者简介：陈媛嫒(1983一)，女，硕士，研究方向：环境化学与水污染控制。通讯作者：郭纯青，教授，E·mail；guochunqing@glite．edu．cn。万方数据540桂林工学院学报2009年本试验选取了一块湿地进行研究，并在湿地上游选取渠道和部分农田建立了渠道一农田一人工湿地研究系统。在整个湿地系统中，灌溉用水经由渠道进入农田，在农田内进行一系列的物理一化学一生物变化后进入人工湿地，并经过人工湿地处理后排入湿地下游农田，又可用于重复灌溉。研究湿地面积约为400m2，大致为扇形，其高程比周边的农田低约6cm。其中扇尾两侧各分布一个椭圆形小岛，面积分别为7．85和47．1m2。湿地种植植物均取自当地的野生植物，并遵循湿地植物的种植要求。湿地中的水流部位的支配植物是茭白和芦苇；大小两个岛上的支配植物是美人蕉和野水芋；在湿地的三角部位，种植的主要植物是空心菜、鱼腥草和莎草等。1．3采样与监测在整个试验过程中，主要是对湿地系统中的地表水进行水质监测。1．3．1监测点位置在农田灌溉的渠道进水口、农田中心、湿地进口(湿地堰内)、出口(湿地堰外)和湿地中分别取样。1．3．2监测内容及方法样品观测指标和方法：(j)pH，酸度计测定；②总氮(TN)、总磷(11P)、氨氮(NH，．N)、硝氮(NO；-N)、化学需氧量(COD)，DR2800水质分析仪测定；③溶解氧(DO)。碘量法测定。1．3．3监测时间从泡田期间开始取样，pH、TN、T