[发明专利]一种阻控农业面源污染的生态绿沟基质材料及生态绿沟的构建方法

说明书

本发明公开了一种阻控农业面源污染的生态绿沟基质材料及生态绿沟的构建方法，包括糠醛渣20％～45％、活性污泥固定化小球20％～35％、吸附材料15％～30％、高渗透性材料10％～25％、缓释氧材料1％～20％、pH缓冲材料1％～20％。将生态绿沟基质材料铺设于农田灌排水沟渠的底部和两侧边坡并压实，压实度为80％～100％，铺设厚度为农田排水沟渠中水深的10％～35％，在铺设有生态绿沟基质材料的沟底和边坡种植植物，农田排水在沟渠停留时间保持在48h以上。生态绿沟基质材料去除农田排水中污染物提供了微生物种群，可形成局部高浓度微生物降解环境，有益于有机物、氮、磷等被微生物降解。

技术领域

本发明属于面源污染控制技术领域，具体涉及一种阻控农业面源污染的生态绿沟基质材料及生态绿沟的构建方法。

背景技术

随着环境执法监管力度的不断加强和公众环保意识的提高，我国点源污染正逐步得到全面控制，面源污染特别是农业面源污染已成为地表水体污染的主要污染源。我国耕地面积占世界耕地总面积的7％，但我国氮肥施用量却占到全世界施用量的30％以上，氮肥利用率平均约为45％，远低于发达国家的60％利用率水平。农业面源污染物来源分散复杂，包含农田径流、农户生活污水中的氮、磷营养物质、农药及其它有机或无机污染物质等。根据《第一次全国污染源普查公报》显示，农业面源污染贡献的化学需氧量(COD)、总氮(TN)和总磷(TP)分别占地表水体污染总负荷的43.7％、57.2％和67.3％，农业面源污染严重影响我国水生态环境安全，威胁着我国的饮用水安全，是制约现代农业和经济社会可持续发展的重大障碍，对于农业面源污染的防控是今后农业和生态环境领域工作的重点和难点。

目前治理农业面源污染的措施主要有农业生态工程、人工湿地、前置库、植被缓冲带、生态丁型潜坝等，这些技术可以有效的阻控农业面源污染，但由于需要较大的占地面积，难以大范围推广应用，尤其是不适用于我国人多地少的国情。农田灌排水沟渠是农田生态系统的重要组成部分，其在农业生产中主要起到灌溉、蓄水甚至防洪的作用。近年来有研究者提出将农田灌排水沟渠进行生态化改造，通过植物吸收和土壤吸附等作用过滤净化农业面源污染物。如CN102659248A公开了一种西北地区控污阻盐的生态沟渠，将芦苇和香蒲作为生物净化介质与农排沟渠结合起来应用，使得污染的水体流经沟渠时即可得到控污阻盐的净化作用，防止污染物进入下流水源，减少对下流水源的污染。CN 104193009 A公开了一种用于净化农业废水的生态沟渠，通过在沟渠中种植挺水植物、浮萍植物，在池底养殖螺类蛙类来处理农业废水。CN 103086513 A公开了一种控制农业面源污染提高农田N、P利用率的生态沟渠，主要以水生植物的种植为核心，通过生态沟渠、生态板和植物栅栏来控制农业面源污染。然而，以上单独以植物种植为核心的生态沟渠由于植物吸收能力有限，随着下次退水或强降雨过程，面源污染物会继续进入河道或湖泊等水体，造成对地表水体的污染。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种原料来源丰富、制备方法简单、成本低廉的阻控农业面源污染的生态绿沟基质材料及生态绿沟的构建方法。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：一种阻控农业面源污染的生态绿沟基质材料，包括以下质量百分比的组分：

所述活性污泥固定化小球制备方法为：将取自于采用厌氧-缺氧-好氧法、氧化沟、循环式活性污泥法工艺的城市生活污水处理厂好氧池污泥进行自然沉降，然后将沉降后的污泥在3500～4000转/分钟下离心20～30分钟，得到浓缩活性污泥；将浓缩活性污泥与壳聚糖、生物炭按照质量比5:4:1均匀混合，将混合液均匀滴入含质量体积比浓度为2％CaCl₂的硼酸饱和溶液中，Na₂CO₃水溶液调节pH至7.0，搅拌2～6小时，放置于4℃下交联24小时，得到活性污泥固定化小球。

所述糠醛渣来源于含有聚戊糖成分的玉米芯、玉米秆、稻壳、棉籽壳水解生产糠醛产生的生物质类废弃物，粒径为1～5mm。