生态浅沟治理苏南农村径流污染方法及机理研究

针对苏南农村径流污染严重现状，本课题提出建立一种尊重和利用自然特性，采用雨水入渗和生态浅沟，进行径流源头污染控制的新方法和作用机理。本项目拟调查径流污染物进入途径，用指示生物法评价水体；阐明雨水入渗过程及污染物去除机理；探索自然"干湿交替"条件下，基质微生物对环境的适应性，探寻其影响机制和规律；提出利用木本植物，并与草本植物比较在微生物附着、生长环境等方面的优劣，得出最佳；研究冬季低温期激发微生物活性、抑制植物休眠，揭示微环境温度对基质与植物协同作用能力的贡献。总结归纳入渗和生态浅沟去除径流污染的机制，分析评价其科学性、可行性、优越性和不利因素，给出最优方案。在已完成的江苏省科技厅项目"同里镇污水收集与处理"基础上，为未来解决苏南农村径流污染提供应用基础和科学依据。成果对生态法水处理技术研究领域的拓展具有重要意义。可以预见，后续的应用研究成果在农村、小城镇、旅游度假区等范围有广阔应用前景。

本课题研究工作按计划书的研究内容展开，已按计划完成了相关研究工作。主要包括：. 1、苏南农村农田排水径流水质及污染物进入路径调研。. 2、通过对生态浅沟削减农田面源污染效果及作用机理研究，探索基质微生物种类、数量、活性等及变化规律，探求基质与植物根系间的协同作用。. 3、通过对生态浅沟削减农田面源氮素污染物质转化过程研究，探讨转化机理及影响因素；应用冬季作物保温技术，进一步考察去除污染物作用机制。.　分别采用木本和草本植物构建生态浅沟，考察二者去除污染物能力和根系在微生物附着、生长环境方面的优劣，得出最佳。.通过上述研究得出如下结论：.　1、施肥过后的强降雨和大流量排水对周边水体水质影响较大，水体中CODcr、BOD5、TN和NH3-N浓度比之前分别增加约40%、36%、91.4%和116.7%，详见本项目2011年度进展报告。.　2、构建模拟生态浅沟，在试验条件下，BOD5、TN、NH3-N和TP去除率分别为40%-47%、41.4%-61.8%、53.55%-72.32%和40%-69%。菖蒲和美人蕉对BOD5去除率与植物根系间微生物数量相关性显著；虉草对BOD5去除率与土壤内微生物数量相关性显著；通过物料平衡分析得出对氮的去除主要依赖微生物脱氮作用，占总去除率78.3%；对磷的去除主要是填料吸附和沉淀，占总去除率的66.4%。详见附件1马城学位论文。.　3、构建有冬季保温措施的模拟生态浅沟，研究不同季节各氮素形态物质浓度变化规律。试验表明：冬季、春季及初夏，氨氮累积量逐渐增多，氨化作用较硝化作用强；亚硝态氮和硝态氮累积量逐渐减少，反硝化作用逐渐增强，对氮素的削减率逐渐增加；夏季高温期，氨氮、亚硝态氮及硝态氮均无累积，硝化作用增强，与氨化作用和反硝化作用协调进行，氮素削减率最高。氮素削减主要由微生物作用完成，其中亚硝化作用是氮素削减的限制环节。详见附件3严成银学位论文。.　4、以木本植物为主要研究对象，与草本植物进行对比试验，考察其生理特性、根系活力、吸收氮磷贡献率等。结果表明：对CODcr去除率柳树为76.85%、60.73%；菖蒲为67.2%、56.59%；美人蕉比菖蒲分别低2.7%、5.17%；桃叶珊瑚的去除率最差。详见附件4陆宏鑫学位论文。.　最终成果：硕士学位论文3篇；期刊论文3篇；已申请发明和实用新型专利各1个