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在“十四五”開局之時，生態(tài)環(huán)境部、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部針對農(nóng)業(yè)面源污染防控指出，在防控路徑上要從源頭減量延展到過程阻斷、養(yǎng)分再利用和生態(tài)修復，建立農(nóng)業(yè)面源污染防治技術庫，形成易復制、可推廣的治理模式和管理措施，逐步形成產(chǎn)業(yè)化、規(guī)?；Ｄ壳霸谶^程阻斷中應用比較普遍的有生態(tài)溝渠技術、人工濕地技術、稻田消納技術、前置庫技術、丁型潛壩技術等，而生態(tài)溝渠技術因其不需額外占用耕地等優(yōu)勢，是其中應用比較廣泛的農(nóng)業(yè)面源污染過程攔截技術。 生態(tài)溝渠是指具有一定寬度和深度，由水、土壤和生物組成，具有自身獨特結構并發(fā)揮相應生態(tài)功能的農(nóng)田溝渠生態(tài)系統(tǒng)，也稱之為農(nóng)田溝渠濕地生態(tài)系統(tǒng)。這主要是利用溝渠在農(nóng)田與河塘湖庫之間水流“連通器”的優(yōu)勢，通過在渠內(nèi)種植水生植物并建造透水壩、沉泥池、反硝化除磷裝置等設施，從而實現(xiàn)底泥截留吸附、植物吸收與微生物降解轉化等多種途徑持留、吸收、固定或轉移農(nóng)田排水中的氮磷等營養(yǎng)物質。農(nóng)田氮磷生態(tài)攔截溝渠建設是貫徹落實鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略、推進農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展、美麗田園建設的重要舉措。 1. 植物吸收：生態(tài)溝渠中的植物通過物理、生物及化學作用結合可吸收水體中8%-16%的氮。無機氮可被植物直接吸收利用，參與植物的生長發(fā)育，植物吸收利用后將植物進行收割可有效去除；有機氮在堿性水體條件下，可吸附在土壤表層，同時在微生物的胺化作用及礦化作用下轉化為氨氮；植物可以通過根部來吸收溶解態(tài)的無機磷；有機磷則需要在微生物作用下轉化為無機磷后被植物吸收利用。2. 截留沉降：基于自身的特殊結構及溝渠中的植物系統(tǒng)組成生態(tài)攔截型溝渠，這不僅能使水流速度降低、增加水力滯留時間、促進流動中的懸浮物質及顆粒物沉積，還能利用水生植物及溝渠土壤對水體污染物質進行吸附和交換等，從而有效攔截污染物質的擴散及遷移。3. 生態(tài)吸附：主要是通過溝渠基質底泥及溝渠中沉淀物質等來吸附溝渠中還原態(tài)氨氮。吸附過程前期作用效果明顯，伴隨水體中氨氮濃度的降低，吸附作用逐漸減弱，達到吸附平衡，當水體中氨氮濃度發(fā)生變化時，平衡就會被打破，逐漸又形成新的平衡。通過生態(tài)吸附方式可有效去除氨氮，但吸附平衡存在，除氮效果有限。吸附作用是溝渠去除磷的重要方式，在非堿性條件下，溶解態(tài)的無機磷可與一些高價陽離子如三價鐵、三價鋁等互相吸附并形成磷酸鐵和磷酸鋁沉淀；而在堿性條件下，磷可與鈣離子發(fā)生吸附作用形成磷酸鈣并產(chǎn)生沉淀。然而這種沉淀并不穩(wěn)定，隨著水體中磷濃度降低，小部分磷會重新回到水體之中，即當吸附達到飽和時，可能會因釋放出去的磷形成二次污染。總體來講，仍可有效降低水體中磷含量。4. 微生物作用：由于溝渠中存在大量水生植物，而植物的根系發(fā)育，根莖網(wǎng)絡呈現(xiàn)出大面積的分布，再加上植物的呼吸作用及光合作用可使植物根莖周圍產(chǎn)生有氧環(huán)境和厭氧環(huán)境，有氧環(huán)境條件下可使微生物進行硝化作用，而在厭氧環(huán)境下可以進行反硝化作用；兩種作用的存在促進微生物吸收轉化氮磷等營養(yǎng)物質，大大降低環(huán)境中氮磷污染水平。微生物的作用有效去除的氮素與總氮的比值可達到 80%以上，微生物同樣對磷產(chǎn)生作用，在有氧條件下，好氧微生物將有機磷和難溶的無機磷吸附轉化為可溶的無機磷，進而通過植物吸收、吸附沉降等作用降低水體中磷濃度；厭氧微生物可將過量累積的結合態(tài)磷轉化為可吸收利用的溶解態(tài)磷。1. 固著藻類生態(tài)溝渠：固著藻類廣泛存在于自然界水體中，基于固著藻類形成的固著藻膜凈化系統(tǒng)，通過吸收代謝利用、吸附和絡合等過程去除水體污染物質。該溝渠主要具備生物量大、水質響應靈敏、N、P去除效果好以及藻類細胞回收利用價值高等優(yōu)點，它主要適合用作廢水生物處理出水的深度處理。2. 水生植物生態(tài)溝渠：在溝渠系統(tǒng)中種植水生植物，這既可以通過水生植物的吸收攔截等效應減少農(nóng)田養(yǎng)分向下游遷移，還可以將收割的水生植物作為飼料或用于覆蓋還田，實現(xiàn)了水生植物的資源化利用，一舉兩得。3. 灌區(qū)生態(tài)溝渠：指從水源取水，為農(nóng)田進行調配水和排除田間多余水分等目的而人工修建的工程系統(tǒng)，通常分為干、支、斗、農(nóng)四級固定溝渠。該溝渠不僅可以提高灌溉水有效利用系數(shù)，還可以改善水生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)。4. 濕地生態(tài)溝渠：該裝置可以起到存水的作用，當濕地水漲高時，它可以起到防止水淹沒農(nóng)田的作用。1. 減緩水速，延長流水停留時間，促進流水攜帶的顆粒物沉淀、吸收和攔截溝壁、水體以及溝底中溢出的養(yǎng)分。2. 池內(nèi)種植高效富集氮磷植物，這不僅可以吸納氮磷以及水體中殘留農(nóng)藥，改善凈化水質，促其循環(huán)再利用外；還可以利用水生植物來加速氮、磷界面的交換和傳遞，從而使污水中氮、磷的濃度快速減小，具有良好的凈化效果。3. 溝渠中水生植物對污水中的氮、磷有很好的吸收能力，水生植物能被農(nóng)民收割，從而解決了二次污染問題。5. 有效控制農(nóng)業(yè)面源污染的擴散，維持農(nóng)田生態(tài)環(huán)境和諧穩(wěn)定，保障食品質量安全。1. 由于生態(tài)溝渠體系較為復雜，需要繼續(xù)進行改進和完善。2. 收割的植物及清淤的底泥是極好的營養(yǎng)物質，但如果直接利用，將會造成二次污染，所以要將其進行合理的處理及回收利用。3. 我國生態(tài)溝渠研究開展較晚，需要加強生態(tài)溝渠管理養(yǎng)護方向的研究，提出適應我國農(nóng)業(yè)情況的溝渠管理方案。 早在2018年，浙江省為堅決打贏污染防治攻堅戰(zhàn)，在全國率先開展了農(nóng)田溝渠水環(huán)境綜合治理工作。在建設中，浙江各地把生態(tài)溝渠作為農(nóng)田面源污染治理與農(nóng)田生態(tài)化的重要載體，因地制宜建設具有區(qū)域特點、景觀性突出的高標準田園景觀型生態(tài)溝渠系統(tǒng)。據(jù)2020年浙江省生態(tài)與能源總站對嘉興、湖州、杭州、紹興和金華的5條實施生態(tài)溝渠的水質監(jiān)測結果顯示，水體中化學需氧量（COD）平均去除率為30.78%，總磷的平均去除率為29.14%，總氮的平均去除率為23.77%，氨氮的平均去除率為22.76%。 “十四五”期間，浙江省生態(tài)溝渠系統(tǒng)在規(guī)劃建設上將積極推進流域性、區(qū)域性生態(tài)溝渠系統(tǒng)網(wǎng)絡化建設，力求全覆蓋，從選址、規(guī)劃、建設等各環(huán)節(jié)進一步完善建設內(nèi)容、標準和規(guī)范，做到科學選址、統(tǒng)籌規(guī)劃、高標準建設，逐步實現(xiàn)農(nóng)田尾水氮磷治理由減排向潔凈排放轉變，推進流域性、區(qū)域性治理，進一步發(fā)揮生態(tài)溝渠系統(tǒng)連片成網(wǎng)的示范效果；以集成創(chuàng)新技術組織高標準溝渠系統(tǒng)建設，針對當?shù)剞r(nóng)田尾水氮磷排放的突出問題，加強先進實用新技術、新工藝、新設施的集成，推進農(nóng)藝、生物、工程等綜合措施的配套。
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