[发明专利]一种阻控农业面源污染的生态沟渠

说明书

技术领域

本发明涉及面源污染控制和水污染生物处理技术领域，更具体涉及一种阻控农业面源污染的生态沟渠，适用于农业污染严重的传统耕作区，尤其是山地丘陵地区以及坡耕地农业区的污染处置，如三峡库区和丹江口库区农业耕作区。

背景技术

在我国，随着对点源污染控制的重视及治理能力的提高，面源污染已成为影响水环境的一个重要因素；农业面源污染正在成为我国农村生态环境恶化的主要原因之一，严重制约农业和农村经济环境的可持续发展。农业面源污染影响了土壤、水体和大气的环境质量。首先是累积于饮用水源和土壤中的化肥和农药对沿海省份的广大居民健康构成了威胁。2002年有六个省2个直辖市(北京、上海、山东、江苏、浙江、福建、广东、湖北)的农业面源污染处于高风险水平，预计到2010年，将增加到15个省、直辖市(增加了河北、天津、河南、安徽、陕西、宁夏、湖南)。其次是引起农业土壤、水体(河流、湖泊、海湾)和大气的环境质量衰退，尤其是引起湖泊、河流、浅海水域生态系统的富营养化，导致水华和赤潮的频繁发生。同时，氮肥的气态损失(目前中国农田施用化肥和有机肥产生的N₂O气体逸失量约占世界的1/3)作为温室气体影响了气候变化。此外，过量施肥和施用农药增加了生产成本，降低了我国农产品在国际市场的竞争力，影响了农民的净收益。导致农业面源污染的主要原因包括：过量使用化肥和农药，利用效率低下(中国在占世界不到1/10的耕地上使用的氮肥量占世界的1/3)；过量灌溉引起损失，特别是蔬菜种植业；广泛使用的肥料品种易于形成面源污染；施肥技术落后，施肥不平衡；化肥和农药包装没有使用说明或者说明不恰当；缺乏推广服务，农民缺乏相关的施肥知识；公众尤其是农民缺乏环境意识。

国内外在治理面源污染的过程中，逐渐认识到生态工程是面源污染治理的有效措施，目前技术较成熟和应用较多的生态工程有：人工湿地、前置库、植被缓冲带、水陆交错带、水土保持和农业生态工程等。国内诸多学者通过构建人工湿地处理面源污水，或利用污水进行水稻免耕栽培培育人工经济湿地以减轻面源污染。国外已有学者采用地下渗滤系统对面源污水的处理效果进行了研究，丹麦乡村污水处理主要趋势是采用湿地径流，该系统中BOD₅和氨氮的去除率分别达到95％和90％；也有报道，通过恢复河岸森林植被带有效地截留来自农田的养分和泥沙，使地表径流总氮和总磷显著减少。这些技术由于需要较大的占地面积，难以在大范围推广应用，尤其是不适用于我国人多地少的国情。

生态沟渠的发明和构建可以很好地解决人地之间的矛盾，但由于农业面源污染的区域差异和地区经济发展水平的不同，目前还没有普遍适用于不同农业耕作区的生态沟渠。CN ZL98102839.X公开了一种河流或沟渠污水生态强化自净方法，其特点是利用河道(渠)空间，通过建立若干级基堰形成湿地氧化塘，每级基堰由堤坡植被、景观曝气、喷灌曝气、湿地、基堰和基堰前后的沉淀沟所构成，河流污水依次通过各级基堰湿地氧化塘中的各种水生动植物和堤坡土壤生物作用，得到净化。CN ZL 200610097845.2公开了一种生态沟渠污水净化方法，其特征是将城镇生活污水和农田排水进行混合处理，城镇生活污水依次流经粗格栅、沉砂池、细格栅、微生物处理池、酸化水解池、风车增氧曝气池、砾石拦截与生物接触氧化床后与农田排水混合，经过由复合介质过滤吸附床层区净化后得到可排放的净化水。这些发明依然需要很宽的沟渠或空地建设湿地和氧化塘，或者基建工程较多，技术要点复杂，不利于沟渠原貌修复和重建，运行的经济成本和管理成本较高，推广困难。