3 討論

3.1不同生態(tài)攔截系統(tǒng)削減率差異原因分析

生態(tài)攔截系統(tǒng)是一種特殊的濕地生態(tài)系統(tǒng)，具有排灌功能和良好的景觀效果，其內(nèi)部環(huán)境條件能夠使植物和微生物等維持較好生物穩(wěn)定性，從而達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。本試驗條件下，4種生態(tài)攔截系統(tǒng)凈化效率最佳的為生態(tài)溝渠+表流庫塘，這是因為與其余3個系統(tǒng)相比，生態(tài)溝渠+表流庫塘不僅大大提升了水力停留時間（水力停留時間分別是生態(tài)溝渠、表流庫塘和潛流庫塘的1.44、1.83和1.57倍），而且還使水生植物存量更大（水生植物面積分別是生態(tài)溝渠、表流庫塘和潛流庫塘的2.94、1.89和2.25倍），加上系統(tǒng)維護(hù)良好，使削減凈化效率進(jìn)一步加強(qiáng)。因此，在具體應(yīng)用其余3個系統(tǒng)時，需定時對系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)，比如定期清淤疏浚、采收水生植物、去除死亡根系等。本研究中生態(tài)溝渠+表流庫塘系統(tǒng)對TN和TP的平均去除率為59.66%和55.99%，與朱金格等[21]在太湖區(qū)研究的TN和TP平均去除率為59.60%和51.69%較接近，這進(jìn)一步證明生態(tài)溝渠+表流庫塘系統(tǒng)應(yīng)用性較廣，可為洱海流域農(nóng)田尾水的處理提供一種參考。

有研究表明，潛流人工濕地對COD的去除率為64%~82%，本研究結(jié)果卻表明，潛流庫塘對COD的去除率僅在15.20%~49.15%，平均去除率僅為34.29%。這應(yīng)與本研究所選潛流人工濕地或因運行時間較久，相關(guān)基質(zhì)的物理吸附及化學(xué)反應(yīng)(絡(luò)合作用) 達(dá)到一定限度，導(dǎo)致對COD的去除效果逐漸降低；另外當(dāng)基質(zhì)吸附達(dá)到飽和時，基質(zhì)中吸附的污染物可能會釋放進(jìn)入水體，使?jié)竦貙OD去除效率進(jìn)一步降低，因此在實際應(yīng)用潛流人工濕地時應(yīng)注意選擇合適基質(zhì)粒徑和級配以及優(yōu)化潛流人工濕地工藝等。

劉福興和田昌等研究表明生態(tài)溝渠對TN、TP的平均去除率均高達(dá)50%以上，本研究表明生態(tài)溝渠對TN、TP的平均去除率為40.59%、21.03%。這是因為劉福興和田昌研究的生態(tài)溝渠觀察期較短，僅集中在20 d和5個月，加上不同的研究生態(tài)溝渠長度不同，配備的水生植物也各異等，導(dǎo)致以往研究與本研究削減效果各有差異。本研究結(jié)果還表明表流庫塘對TN的平均去除率僅為37.60%，但張俊朋研究表明表流庫塘對TN平均去除率在70%以上，這應(yīng)與張俊朋研究系統(tǒng)本底值很低，進(jìn)水為自來水，植物種類配備單一，本研究進(jìn)水則為農(nóng)田尾水，本底值較高，配備植物也較多有關(guān)。

本研究證實，2019年9~10月，除生態(tài)溝渠+表流庫塘COD削減率下降外，其余系統(tǒng)TN、TP和COD削減率均逐月上升，這是因為其余系統(tǒng)水生植物2019年8月種植后，9月和10月正好處于旺盛生長期，植物吸收污染物能力較強(qiáng)，微生物活動頻繁，加速了水體污染物的分解。生態(tài)溝渠+表流庫塘2019年9~10月COD削減率逐月下降原因，則應(yīng)與該系統(tǒng)運行之初（2019年9月）削減率便較高，為52.62%，已達(dá)系統(tǒng)較高的削減效率等有關(guān)，但具體原因有待進(jìn)一步分析研究。4個系統(tǒng)TN、TP和COD削減率均在11月、12月或1月出現(xiàn)削減效果較低的情況，這與此3個月是冬季，溫度較低，植物枯萎死亡，微生物活動降低，導(dǎo)致生態(tài)攔截系統(tǒng)削減率下降有關(guān)。

3.2 不同生態(tài)攔截系統(tǒng)出水水質(zhì)差異原因分析

經(jīng)生態(tài)攔截措施凈化后，出流TN、TP和COD濃度較低的系統(tǒng)分別為潛流庫塘、表流庫塘和生態(tài)溝渠+表流庫塘，是因為3個系統(tǒng)分別對應(yīng)的進(jìn)水口TN、TP和COD濃度較低，加上3個系統(tǒng)水面面積、水容量和水生植物面積也較大，致使3個系統(tǒng)污染物攔截能力更強(qiáng)，因此出水口污染物濃度更低，水質(zhì)便更好。

本研究對4種生態(tài)攔截系統(tǒng)削減效果做了比較，表明生態(tài)溝渠+表流庫塘削減效果較好，在實際中可進(jìn)一步推廣應(yīng)用。但為全面掌握生態(tài)攔截系統(tǒng)對農(nóng)業(yè)面源污染物的凈化效果，以后應(yīng)進(jìn)一步研究典型生態(tài)攔截措施相同單位面積、單位時間內(nèi)負(fù)荷削減率的異同。

4 結(jié)論

（1）改建的4個系統(tǒng)都對水體污染物TN、TP和COD具有較強(qiáng)的凈化作用。4個系統(tǒng)對污染物TN、TP和COD的平均凈化效果由大到小分別為生態(tài)溝渠+表流庫塘（59.66%、55.99%和38.33%）、潛流庫塘（42.13%、31.31%和34.29%）、表流庫塘（37.60%、27.69%、26.07%）和生態(tài)溝渠（40.59%、21.03%、25.25%）。生態(tài)溝渠和生態(tài)溝渠+表流庫塘進(jìn)水濃度較高時，系統(tǒng)對污染物的削減效果較強(qiáng)，潛流庫塘和表流庫塘進(jìn)水濃度和系統(tǒng)對污染物削減效果間相關(guān)性不強(qiáng)。

（2）參照《國家農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5084-2005）和《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838-2002），生態(tài)溝渠和表流庫塘出水全年可用于水作和旱作灌溉，生態(tài)溝渠出流TN和TP濃度有4個月和11個月達(dá)到Ⅴ類和Ⅳ類水質(zhì)要求，表流庫塘出流TN、TP和COD濃度有3個月、11個月和3個月可達(dá)到Ⅴ類、Ⅳ類和Ⅴ類水質(zhì)要求，潛流庫塘出水全年各月可用于旱作灌溉，9個月可用于水作灌溉，TN、TP和COD濃度有10個月、6個月和2個月可達(dá)到Ⅳ類水質(zhì)要求；生態(tài)溝渠+表流庫塘出水全年各月可用于各類型農(nóng)田灌溉，TN、TP和COD濃度有3個月、10個月和10個月可達(dá)到Ⅴ類水質(zhì)要求。

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