本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)面源污染控制領(lǐng)域，尤其涉及一種用于控制農(nóng)業(yè)面源污染的生態(tài)攔截溝渠。

背景技術(shù)：

農(nóng)業(yè)面源污染(anpsp)是指在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動中，農(nóng)田中的泥沙、營養(yǎng)鹽、農(nóng)藥及其它污染物，在降水或灌溉過程中，通過農(nóng)田地表徑流、壤中流、農(nóng)田排水和地下滲漏，進入水體而形成的面源污染。這些污染物主要來源于農(nóng)田施肥、農(nóng)藥、畜禽及水產(chǎn)養(yǎng)殖和農(nóng)村居民。農(nóng)業(yè)面源污染是最為重要且分布最為廣泛的面源污染，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動中的氮素和磷素等營養(yǎng)物、農(nóng)藥以及其他有機或無機污染物，通過農(nóng)田地表徑流和農(nóng)田滲漏形成地表和地下水環(huán)境污染，其中土壤中未被作物吸收或土壤固定的氮和磷通過人為或自然途徑進入水體是引起水體污染的一個因素。

溝渠是農(nóng)業(yè)面源污染物進入湖泊、河流等水域的一個主要通道，但是傳統(tǒng)的溝渠主要側(cè)重于集水、排水等基本屬性，缺乏對生態(tài)因素的考量。在溝渠中種植水生植物，豐富其生態(tài)過程，縮短氮、磷等營養(yǎng)鹽的循環(huán)周期，使其形成現(xiàn)代化的生態(tài)溝渠。生態(tài)溝渠是目前研究農(nóng)業(yè)面源污染控制的重要方向，但是現(xiàn)有的生態(tài)溝渠對污染物的攔截效果較差，尤其是對高濃度n、p的攔截效果有限，一般僅能攔截10％左右，遠遠達不到對農(nóng)業(yè)面源污染的控制要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)而提供一種對污染物的攔截效果好的用于控制農(nóng)業(yè)面源污染的生態(tài)攔截溝渠，該生態(tài)攔截溝渠尤其對n、p具有較好的攔截效果。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：一種用于控制農(nóng)業(yè)面源污染的生態(tài)攔截溝渠，其特征在于，沿水流方向依次用于沉積泥沙的沉淀池、種植有蘆葦?shù)某跫壧幚韰^(qū)以及組合處理區(qū)，所述組合處理區(qū)中設(shè)置有吸附填料以及功能植物，該功能植物包括固氮植物和固磷植物。

作為優(yōu)選，所述組合處理區(qū)包括沿水流方向設(shè)置的陶粒填料處理區(qū)、沸石填料處理區(qū)以及組合填料處理區(qū)，各填料處理區(qū)分別種植有上述功能植物。其中，陶粒填料的粒徑為5～25mm，其內(nèi)部形成有呈細密蜂窩狀的微孔，對污染物具有較好的吸附作用，沸石內(nèi)部也具有很多孔徑、均勻的管狀孔道和內(nèi)表面積很大的孔穴，因而具有獨特的吸附、篩分、交換陰陽離子以及催化性能，它能吸收水中氨態(tài)氮、有機物和重金屬離子，能有效地降低池底硫化氫毒性，調(diào)節(jié)ph值，增加水中溶解氧，為功能植物生長提供充足碳素，提高水體光合作用強度。

作為優(yōu)選，所述組合填料包括爐渣和果殼泥炭，還包括蛭石、珍珠巖或麥飯石中的一種，以及玉米芯、鋸末屑、麻纖維或椰棕中的一種，且上述四種物質(zhì)的質(zhì)量比為10:2～8:1～4:2～5，不同填料組合，可在表面形成能供微生物附著的生物膜，從而有效降解填料中吸附的農(nóng)藥中有機污染物及n、p等污染物。

作為優(yōu)選，所述固氮植物包括微齒眼子菜、苦草、水蔥、梭魚草或菖蒲中的至少一種，所述固磷植物包括黃花水龍，水芹菜、空心蓮子草、澤瀉、狹葉澤瀉、香蒲、或黃菖蒲中的至少一種。

作為優(yōu)選，所述組合填料處理區(qū)包括第一組合填料處理區(qū)和第二組合填料處理區(qū)，該第一組合填料處理區(qū)與沸石填料處理區(qū)相鄰設(shè)置，上述陶粒填料處理區(qū)、沸石填料處理區(qū)、第一組合填料處理區(qū)及第二組合填料處理區(qū)中分別種植有上述固氮植物或固磷植物，并且相鄰的填料處理區(qū)中其中一個種植有上述固氮植物，則另一個種植有上述固磷植物。將功能植物如此組合設(shè)計，可使固氮植物和固磷植物能更好地配合吸收水中的n、p。

進一步，所述陶粒填料處理區(qū)以及第一組合填料處理區(qū)種植有固氮植物，所述沸石填料處理區(qū)和第二組合填料處理區(qū)種植有固磷植物。

作為優(yōu)選，所述沉淀池中設(shè)置有格柵，優(yōu)選地，所述格柵至少包括沿水流方向的粗格柵和細格柵。格柵可用于過濾生態(tài)攔截溝渠的部分懸浮物。

為使該生物攔截溝渠保持良好的集水和排水功能，所述生態(tài)攔截溝渠的底面和側(cè)面分別鋪設(shè)有透水磚。

進一步，位于所述生態(tài)攔截溝渠底面的透水磚上設(shè)置有種植孔，該種植孔中種植有挺水植物，從而能進一步加強該生物攔截溝渠的景觀效果。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：本發(fā)明的組合處理區(qū)中通過吸附填料和功能植物的配合作用，能有效吸附水體中的氨態(tài)氮、有機物和重金屬離子等污染物，而功能植物中的固氮植物和固磷植物能吸收利用水體中的n和p，對水體中的n和p的去除率可提高40～50％以上，徹底實現(xiàn)了變廢為寶。此外，沉淀池可沉淀泥沙，防止水土流失以及影響水質(zhì)的透明度，初級處理區(qū)可用于攔截水體中的懸浮物。總之，本發(fā)明中的生物攔截溝渠在保證溝渠集水、排水的基本屬性的基礎(chǔ)上，能有效攔截有機污染物、n、p等多余營養(yǎng)物質(zhì)直接排入河道、湖泊等水域，并且能對n、p等多余營養(yǎng)物質(zhì)進行利用，徹底變廢為寶。

附圖說明

圖1為本發(fā)明中生態(tài)攔截溝渠結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。

如圖1所示，一種用于控制農(nóng)業(yè)面源污染的生態(tài)攔截溝渠，其設(shè)置在農(nóng)田1與河道2之前，即農(nóng)田1的排水經(jīng)過該生態(tài)攔截溝渠后流入河道2中。

該生態(tài)攔截溝渠包括沿水流方向(圖1中箭頭所指方向)設(shè)置的沉淀池4、初級處理區(qū)5以及組合處理區(qū)。其中沉淀池4用于沉積排水中的泥沙，不僅能避免農(nóng)田1的水土流失，同時也能防止泥沙進入河道2而影響河道2中水質(zhì)的透明度。上述初級處理區(qū)5中種植有蘆葦，通過蘆葦可對排水中的懸浮物進行攔截，進一步，為更好地攔截排水中的懸浮物，本實施例在沉淀池4中設(shè)置格柵(未示出)，并且沿流水方向，該格柵包括粗格柵和細格柵，從而能對排水中的懸浮物進行初步攔截。

組合處理區(qū)中設(shè)置有吸附填料以及功能植物，本實施例中為更好的吸附排水中的污染物和吸收n、p等多余的營養(yǎng)物質(zhì)，本實施例中，組合處理區(qū)包括沿水流方向設(shè)置的陶粒填料處理區(qū)6、沸石填料處理區(qū)7以及組合填料處理區(qū)，而組合填料處理區(qū)又包括第一組合填料處理區(qū)8和第二組合填料處理區(qū)9，各填料處理區(qū)分別種植有上述功能植物。其中，陶粒填料的粒徑為5～25mm，其內(nèi)部形成有呈細密蜂窩狀的微孔，對污染物具有較好的吸附作用，沸石內(nèi)部也具有很多孔徑、均勻的管狀孔道和內(nèi)表面積很大的孔穴，因而具有獨特的吸附、篩分、交換陰陽離子以及催化性能，它能吸收水中氨態(tài)氮、有機物和重金屬離子，能有效地降低池底硫化氫毒性，調(diào)節(jié)ph值，增加水中溶解氧，為功能植物生長提供充足碳素，提高水體光合作用強度。組合填料中不同填料組合，可在表面形成能供微生物附著的生物膜，從而有效降解填料中吸附的污染物。

本實施例中，功能植物包括固氮植物和固磷植物，上述陶粒填料處理區(qū)6、沸石填料處理區(qū)7、第一組合填料處理區(qū)8及第二組合填料處理區(qū)9中分別種植有上述固氮植物或固磷植物，并且相鄰的填料處理區(qū)中其中一個種植有上述固氮植物，則另一個種植有上述固磷植物。將功能植物如何組合設(shè)計，可使固氮植物和固磷植物能更好地配合吸收水中的n、p。進一步，所述陶粒填料處理區(qū)6以及第一組合填料處理區(qū)8種植有固氮植物，所述沸石填料處理區(qū)7和第二組合填料處理區(qū)9種植有固磷植物。

此外，為使該生物攔截溝渠保持良好的集水和排水功能，所述生態(tài)攔截溝渠的底面和側(cè)面分別鋪設(shè)有透水磚3。進一步，位于所述生態(tài)攔截溝渠底面的透水磚3上設(shè)置有種植孔(未示出)，該種植孔中種植有挺水植物，從而能進一步加強該生物攔截溝渠的景觀效果。以下通過對組合填料的組成以及功能植物種類的描述，對本發(fā)明的技術(shù)方案進行進一步詳述。

實施例1：

本實施例中，組合填料包括爐渣、果殼泥炭、蛭石以及玉米芯，且質(zhì)量比為10:8:4:5。固氮植物包括微齒眼子菜、苦草、水蔥、梭魚草以及菖蒲，并且微齒眼子菜、苦草、水蔥、梭魚草以及菖蒲分別以連續(xù)種植的方式均布在陶粒填料處理區(qū)和第一組合填料處理區(qū)中。固磷植物包括黃花水龍，水芹菜、空心蓮子草、澤瀉、狹葉澤瀉、香蒲、黃菖蒲，并且黃花水龍，水芹菜、空心蓮子草、澤瀉、狹葉澤瀉、香蒲、黃菖蒲分別以連續(xù)種植的方式均布在沸石填料處理區(qū)和第二組合填料處理區(qū)。

實施例2：

本實施例中，組合填料包括爐渣、果殼泥炭、珍珠巖以及麻纖維，且質(zhì)量比為10:6:3:4。固氮植物包括水蔥和梭魚草，并且水蔥和梭魚草在陶粒填料處理區(qū)和第一組合填料處理區(qū)的種植面積比均為1:2。固磷植物包括黃花水龍。

實施例3：

本實施例中，組合填料包括爐渣、果殼泥炭、麥飯石以及椰棕，且質(zhì)量比為10:4:2:3。固氮植物包括菖蒲。固磷植物包括黃花水龍和水芹菜，并且黃花水龍和水芹菜在沸石填料處理區(qū)和第二組合填料處理區(qū)中的種植面積比均為3:2。

實施例4：

本實施例中，組合填料包括爐渣、果殼泥炭、珍珠巖以及鋸末屑，且質(zhì)量比為10:2:1:2。固氮植物包括梭魚草和菖蒲，并且梭魚草和菖蒲分別以連續(xù)種植的方式均布在陶粒填料處理區(qū)和第一組合填料處理區(qū)中。固磷植物包括水芹菜。

本發(fā)明中的生物攔截溝渠正常運行期間，每周對溝渠進出口水質(zhì)進行監(jiān)測，運行一個月后，其進水口透明度、總氮、氨氮、總磷濃度分別為20cm、18mg/l、12mg/l、3.2mg/l，出水口透明度、總氮、氨氮、總磷濃度分別為80cm、1.4mg/l、1.2mg/l、0.3mg/l，總氮、氨氮、總磷的消減率分別為92％、90％以及91％。