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。
Non-point Source Pollution;ecological ditch;Source control;Low impact development;
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