《高標準農(nóng)田排灌系統(tǒng)生態(tài)化建設(shè)技術(shù)規(guī)范》編制說明_第1頁
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文檔簡介

《高標準農(nóng)田排灌系統(tǒng)生態(tài)化建設(shè)技術(shù)規(guī)范(征求意見稿)》

編制說明

一、目的意義

(1)必要性

農(nóng)田化肥的大量施用是農(nóng)業(yè)面源污染的來源之一,農(nóng)田退水的水

量較大,通常養(yǎng)分含量也較高,直接排入受納水體會對周圍水環(huán)境造

成污染。根據(jù)《第二次全國污染源普查公報》,2017年我國農(nóng)業(yè)源

總氮、總磷排放量分別為141.49萬噸與21.20萬噸,占排放總量的

46.5%和67.2%;其中種植業(yè)總氮排放量為71.95萬噸,總磷為7.62

萬噸,已經(jīng)成為水體富營養(yǎng)化的主要因素。為此,楊林章等(2013)提

出了面源污染治理的總體思路及指導(dǎo)原則,總結(jié)提煉了面源污染治理

的“4R”理論,即源頭減量、過程阻斷、養(yǎng)分再利用和生態(tài)修復(fù),

同時開展了系列研究與實踐,為農(nóng)田生態(tài)化建設(shè)進行了有益的嘗試。

繼2012年農(nóng)業(yè)部和國土資源部分別發(fā)布了《高標準農(nóng)田建設(shè)標

準》(NY/T2148-2012)和《高標準基本農(nóng)田建設(shè)標準》(TD/T

1033-2012)之后,2014年《高標準農(nóng)田建設(shè)通則》(GB/T30600-2014)

得以頒布和實施。然而,在推動高標準農(nóng)田建設(shè)中,尚存在重視土地

平整、田間道路和溝渠硬化等硬件建設(shè),缺乏應(yīng)用生態(tài)理念的設(shè)計和

生態(tài)工程的建設(shè)。2021年,中央一號文件提出要統(tǒng)籌布局生態(tài)、農(nóng)

業(yè)、城鎮(zhèn)等功能空間,在實施新一輪高標準農(nóng)田建設(shè)規(guī)劃時,要提高

建設(shè)標準和質(zhì)量,特別是要做到“數(shù)量-質(zhì)量-生態(tài)”的三位一體,成為

1

生態(tài)文明和美麗鄉(xiāng)村建設(shè)的重要組成部分。

為貫徹落實國家相關(guān)文件要求,提升太湖流域高標準農(nóng)田的質(zhì)量,

本標準的制定和實施具有重要的指導(dǎo)意義。

(2)可行性

我國現(xiàn)已制定了多項法律法規(guī)涉及農(nóng)業(yè)面源污染防控。2016年

《農(nóng)田水利條例》提出控制和合理利用農(nóng)田排水以減少肥料流失,防

治農(nóng)業(yè)面源污染。2018年農(nóng)業(yè)農(nóng)村部印發(fā)的《農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展技術(shù)導(dǎo)

則(2018-2030年)》提出了對農(nóng)業(yè)面源污染治理技術(shù)的攻關(guān)要求;

而《關(guān)于加快推進長江經(jīng)濟帶農(nóng)業(yè)面源污染治理的指導(dǎo)意見》對經(jīng)濟

發(fā)達區(qū)域的農(nóng)業(yè)面源污染問題提出具體要求。

為了加快發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè),實現(xiàn)糧食和農(nóng)產(chǎn)品的有效供給,我國逐

步開展了高標準農(nóng)田建設(shè)。2013年,《全國高標準農(nóng)田建設(shè)總體規(guī)

劃》頒布實施;2014年《高標準農(nóng)田建設(shè)通則》(GB/T30600-2014)

發(fā)布并實施。所謂“高標準農(nóng)田”,即“土地平整、集中連片、設(shè)施完

善、農(nóng)電配套、土壤肥沃、生態(tài)良好、抗災(zāi)能力強,與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)

和經(jīng)營方式相適應(yīng)的旱澇保收、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn),劃定為基本農(nóng)田實行永久

保護的耕地”。為了規(guī)范灌溉與排水系統(tǒng)建設(shè),我國先后出臺了多項

排灌系統(tǒng)相關(guān)的標準:《灌溉與排水工程設(shè)計標準》(GB50288-2018)、

《節(jié)水灌溉工程技術(shù)規(guī)范》(GB/T50363-2018)、《室外排水設(shè)計

標準》(GB50014-2021)、《農(nóng)田排水工程技術(shù)規(guī)范》(SL/T4-2020)、

《水肥一體化技術(shù)規(guī)范總則》(NY/T2624-2014)等。然而,現(xiàn)有

2

高標準農(nóng)田與排灌系統(tǒng)建設(shè)標準主要強調(diào)硬件設(shè)施的建設(shè),缺乏生態(tài)

學(xué)的設(shè)計理念。

目前,我國已經(jīng)頒布或立項了多項農(nóng)業(yè)面源污染防治的行業(yè)標準

和地方標準:《農(nóng)業(yè)面源污染綜合防控技術(shù)規(guī)范》(NY/T3821-2020)、

《田溝塘協(xié)同防控農(nóng)田面源污染技術(shù)規(guī)范》(NY/T3823-2020)、《太

湖流域果園面源污染綜合防控技術(shù)規(guī)范》(DB32/T3793-2020)、《南

方丘陵地區(qū)果園面源污染防治技術(shù)指南》(DB36/T1047-2018)、《農(nóng)

田面源污染防治技術(shù)指南(試行)》(2015)、《江西省高標準農(nóng)田

面源污染防控工程技術(shù)指南(試行)》(2017)等。在生態(tài)溝渠、生

態(tài)塘的建設(shè)方面,已出臺了以下標準:《農(nóng)田徑流排水生態(tài)凈化技術(shù)

規(guī)范》(NY/T3826-2020)、《農(nóng)田徑流氮磷生態(tài)攔截溝渠塘構(gòu)建技

術(shù)規(guī)范》(DB32/T2518-2013)、《農(nóng)田面源污染控制氮磷生態(tài)攔截

溝渠系統(tǒng)建設(shè)規(guī)范》(DB33/T2329-2021)等。不過,尚未有針對我

省高標準農(nóng)田排灌系統(tǒng)生態(tài)化建設(shè)的系統(tǒng)研究和技術(shù)標準,現(xiàn)有的標

準規(guī)范對該地區(qū)高標準農(nóng)田生態(tài)化建設(shè)的指導(dǎo)性不足。

在國家“十一五”、“十二五”水專項實施期間,研究團隊在農(nóng)田面

源污染防控方面開展了系列研究,研發(fā)了農(nóng)田氮磷污染物攔截阻斷技

術(shù)、氮磷養(yǎng)分農(nóng)田回用技術(shù)以及氮磷污染物全過程控制技術(shù)等,包括

原位阻攔技術(shù)、生態(tài)溝渠凈化技術(shù)以及滲濾池管控技術(shù)等,并通過示

范應(yīng)用,取得了較佳的氮磷削減效果。為本標準編制奠定了良好的基

礎(chǔ)。

3

表1農(nóng)業(yè)面源污染控制相關(guān)的標準/規(guī)范

標準/規(guī)范名稱標準/規(guī)范編號標準/規(guī)范類型

地表水環(huán)境質(zhì)量標準GB3838-2002國家標準

農(nóng)田灌溉水質(zhì)標準GB5084國家標準

農(nóng)藥合理使用準則(九)GB/T8321.9-2009國家標準

農(nóng)藥田間藥效試驗準則(一)除草劑防治果園

GB/T17980.44-2000國家標準

雜草

農(nóng)業(yè)面源污染綜合防控技術(shù)規(guī)范第1部分:

NY/T3821.1-2020農(nóng)業(yè)行業(yè)標準

平原水網(wǎng)區(qū)

農(nóng)業(yè)面源污染綜合防控技術(shù)規(guī)范第2部分:

NY/T3821.2-2020農(nóng)業(yè)行業(yè)標準

丘陵山區(qū)

田溝塘協(xié)同防控農(nóng)田面源污染技術(shù)規(guī)范NY/T3823-2020農(nóng)業(yè)行業(yè)標準

生態(tài)稻田建設(shè)技術(shù)規(guī)范NY/T3825-2020農(nóng)業(yè)行業(yè)標準

農(nóng)田徑流排水生態(tài)凈化技術(shù)規(guī)范NY/T3826-2020農(nóng)業(yè)行業(yè)標準

人工濕地污水處理工程技術(shù)規(guī)范HJ2005-2010環(huán)境行業(yè)標準

農(nóng)田徑流氮磷生態(tài)攔截溝渠塘構(gòu)建技術(shù)規(guī)范DB32/T2518-2013江蘇省地方標準

太湖流域果園面源污染綜合防控技術(shù)規(guī)范DB32/T3793-2020江蘇省地方標準

南方丘陵地區(qū)果園面源污染防治技術(shù)指南DB36/T1047-2018江西省地方標準

水稻肥料面源污染防控技術(shù)規(guī)程DB37/T1665-2010山東省地方標準

農(nóng)田生態(tài)緩沖帶建設(shè)管護技術(shù)規(guī)程DB4105/T145-2020安陽市地方標準

農(nóng)田面源污染控制氮磷生態(tài)攔截溝渠系統(tǒng)建

DB33/T2329-2021浙江省地方標準

設(shè)規(guī)范

湖泊生態(tài)環(huán)境保護

農(nóng)田面源污染防治技術(shù)指南(試行)環(huán)辦[2014]111號

系列技術(shù)指南

江西省高標準農(nóng)田面源污染防控工程技術(shù)指贛高標準農(nóng)田組字江西省高標準農(nóng)田

南(試行)[2017]5號建設(shè)指導(dǎo)文件

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表2高標準農(nóng)田與排灌系統(tǒng)建設(shè)相關(guān)的標準/規(guī)范

標準/規(guī)范名稱標準/規(guī)范編號標準/規(guī)范類型

高標準農(nóng)田建設(shè)通則GB/T30600-2014國家標準

高標準農(nóng)田建設(shè)評價規(guī)范GB/T33130-2016國家標準

灌溉與排水工程設(shè)計標準GB50288-2018國家標準

室外排水設(shè)計規(guī)范GB50014-2006國家標準

噴灌工程技術(shù)規(guī)范GB/T50085-2007國家標準

節(jié)水灌溉工程技術(shù)標準GB/T50363-2018國家標準

微灌工程技術(shù)規(guī)范GB/T50485-2009國家標準

高標準農(nóng)田建設(shè)技術(shù)規(guī)范NY/T3826-2020農(nóng)業(yè)行業(yè)標準

高標準基本農(nóng)田建設(shè)標準TDT1033-2012土地管理行業(yè)標準

農(nóng)田排水工程技術(shù)規(guī)范SL/T4-2013水利行業(yè)標準

太湖農(nóng)區(qū)高標準農(nóng)田土壤肥力指標DB32/T2271-2012江蘇省地方標準

億畝生態(tài)高產(chǎn)標準農(nóng)田生態(tài)標準DB23/T1671.2-2015黑龍江省地方標準

水肥一體化技術(shù)通則DB33/T2070-2017浙江省地方標準

現(xiàn)代農(nóng)田灌溉與排水技術(shù)標準DB37/T3488-2019山東省地方標準

二、任務(wù)來源

根據(jù)2022年10月9日江蘇省農(nóng)學(xué)會下達的《關(guān)于征集2022年

江蘇省農(nóng)學(xué)會團體標準(第三批)立項項目的通知》,標準牽頭單位

向江蘇省農(nóng)學(xué)會提交立項申請;根據(jù)2023年1月18日江蘇省農(nóng)學(xué)會

下達的關(guān)于2022年江蘇省農(nóng)學(xué)會團體標準(第三批)立項的公告(蘇

農(nóng)學(xué)字[2023]2號),批準本標準立項。

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三、編制過程

(1)預(yù)研階段

自20世紀80年代以來,研究團隊開展了一系列農(nóng)田養(yǎng)分管理,

面源污染發(fā)生機制與控制技術(shù)等研究。近年來,先后獲得水體污染控

制與治理科技重大專項課題“竺山灣農(nóng)田種植業(yè)面源污染綜合治理技

術(shù)集成研究與工程示范”(編號:2012ZX07101-004)、“農(nóng)業(yè)面源污

染控制治理技術(shù)集成與應(yīng)用”(編號:2017ZX07401002),國家重點

研發(fā)計劃課題“徑流易發(fā)區(qū)農(nóng)田氮磷流失規(guī)律與流失負荷強度研究”

(編號:2017YFD0800101),與江蘇省農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新項目“農(nóng)業(yè)

面源污染綜合治理技術(shù)方案”(編號:CX(15)1004)等經(jīng)費的支持。

2020年12月,項目成立《高標準農(nóng)田排灌系統(tǒng)生態(tài)化建設(shè)技術(shù)

規(guī)范》研究工作組,并于2020年12月-2021年2月,查閱相關(guān)文獻,

梳理現(xiàn)有的農(nóng)田面源污染治理、高標準農(nóng)田建設(shè)、農(nóng)田排水系統(tǒng)相關(guān)

的政策標準、技術(shù)規(guī)范等文件資料。

2021年3月-2021年5月,赴常州武進區(qū)雪堰鎮(zhèn)、南京湯山、蘇

州太倉等農(nóng)田面源污染治理基地開展調(diào)研,詳細了解高標準農(nóng)田生態(tài)

化建設(shè)技術(shù)體系、資金投入、運行效果等情況。

(2)起草階段

2021年6月-2022年9月,先后多次召開高標準農(nóng)田生態(tài)化建設(shè)

技術(shù)標準研究討論會,根據(jù)專家意見以及前期調(diào)研結(jié)果,開展生態(tài)化

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建設(shè)工程設(shè)計、施工階段主要技術(shù)指標參數(shù)研究,確定合理的參數(shù)指

標,明確生態(tài)化建設(shè)設(shè)計、施工、管護等不同階段的實施要求和管理

要求。

2022年10月至2022年11月,完成《高標準農(nóng)田排灌系統(tǒng)生態(tài)

化建設(shè)技術(shù)規(guī)范(草案)》初稿,及編制說明。

(3)征求意見階段

2023年1月16日,江蘇省農(nóng)學(xué)會組織相關(guān)專家召開2022年第

三批團體標準立項評審會。會后,根據(jù)專家的意見標準編制小組對標

準初稿進行了修改,增強了標準的科學(xué)性和可操作性,形成《高標準

農(nóng)田排灌系統(tǒng)生態(tài)化建設(shè)技術(shù)規(guī)范》(征求意見稿)及編制說明。

四、主要內(nèi)容技術(shù)指標確立

(1)目標與原則

本標準主要針對高標準農(nóng)田生態(tài)化建設(shè)過程中排灌系統(tǒng)的生態(tài)

化建設(shè)。在高標準農(nóng)田基本工程建設(shè)的基礎(chǔ)上,對農(nóng)田退水或面源污

染物排放的路徑進行優(yōu)化,建設(shè)生態(tài)溝渠、生態(tài)濕地塘、農(nóng)田排水凈

化緩沖區(qū)等生態(tài)工程,從而提升高標準農(nóng)田的生態(tài)服務(wù)功能。

目標是在保證農(nóng)田正常生產(chǎn)功能的前提下,以基本農(nóng)田灌排單元

為單位,通過排灌系統(tǒng)生態(tài)化改造開展灌溉、防洪、除澇、水環(huán)境與

水生態(tài)保護綜合治理,優(yōu)化農(nóng)田排水路徑,攔截凈化農(nóng)田排水中的氮

磷等污染物,減少其向河湖的排放。

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應(yīng)遵循因地制宜的原則,優(yōu)先對已有灌排水系進行疏通鏈接與生

態(tài)化建設(shè),盡量不額外占用土地,保證排水通暢的同時有效削減農(nóng)田

面源污染物。同時,充分利用泵、閘對水資源進行科學(xué)調(diào)度和管理,

促進農(nóng)田排水在排灌單元內(nèi)的有效蓄滯與循環(huán)利用。

(2)技術(shù)流程

排灌系統(tǒng)的規(guī)劃要結(jié)合實際水系情況進行,農(nóng)田灌溉渠道和排水

渠道宜分開;泵站應(yīng)建在有穩(wěn)定水源的天然河浜或水塘邊,農(nóng)田排水

經(jīng)排水溝渠引流匯入泵站所在的匯水區(qū)。灌溉體系應(yīng)采用水泥溝渠或

管道,確保灌溉效率。

本著“因地制宜,生態(tài)處理,循環(huán)利用”的原則,結(jié)合當?shù)氐匦?/p>

地貌、氣候特點以及水土條件等因素,沿農(nóng)田退水路徑建設(shè)生態(tài)溝渠

(若為水泥溝渠,配置攔截植物箱)與生態(tài)濕地塘(包括匯水塘、凈

化區(qū)等)等生態(tài)工程,對農(nóng)田徑流水體中流失的氮磷等污染物進行攔

截與消納;對由暗管排至河浜的農(nóng)田排水,在入河前因地制宜建設(shè)凈

化緩沖區(qū),對排水進行攔截凈化后再排放至河道。同時,利用匯水塘

收集初期地表徑流,通過提升泵站將其回灌于農(nóng)田,使得農(nóng)田退水的

水分和氮磷養(yǎng)分得以循環(huán)利用。在匯水區(qū)后端建設(shè)凈化區(qū),對超過匯

水塘調(diào)蓄容量的農(nóng)田排水進行深度凈化,達標后排入外河(圖1)。

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圖1農(nóng)田排灌系統(tǒng)生態(tài)化建設(shè)技術(shù)流程圖

(3)生態(tài)溝渠

針對太湖流域年降雨量較高(多在1000mm以上),夏季降雨

強度與頻率均較高的特點,可對現(xiàn)有的農(nóng)田溝渠進行生態(tài)化建設(shè),建

成攔截型生態(tài)溝渠,以有效防止農(nóng)田退水造成的面源污染問題。生態(tài)

溝渠是由自然溝渠改造所成,保留了自然溝渠排澇防滯的功能,并兼

具對氮、磷等營養(yǎng)元素的攔截轉(zhuǎn)化和去除能力。這一過程伴隨著物理

吸附、化學(xué)反應(yīng)和微生物轉(zhuǎn)化等方式,其去除效率很大程度上又取決

于環(huán)境條件和管理措施。其中,水生植物不僅能直接從水體和底泥中

吸收氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì),還能提高水力停留時間、增加對氮、磷的攔

截量,且其發(fā)達的根系能為微生物的生長提供有力的附著點,在面源

污染控制、氮磷攔截方面發(fā)揮著重要的作用(Kumwimbaetal.,2017;

Vymazal,2010)。

生態(tài)溝渠的渠體設(shè)計可參考DB32/T2518進行設(shè)計,斷面宜為

等腰梯形,溝壁一般采用蜂窩狀水泥板或鏤空的八角磚等鋪設(shè),如條

件不具備,可采用全土質(zhì)。農(nóng)田排水系統(tǒng)生態(tài)化建設(shè)涉及的溝渠主要

是從田間到大溝的治理,生態(tài)溝渠的參考尺寸為:上寬1.5m,底寬

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1.0m,深0.6m(圖3)。最小邊坡系數(shù)可參考GB50288對土質(zhì)排

水溝最小邊坡系數(shù)的要求確定(表3)。

圖2典型生態(tài)溝渠斷面示意圖(單位:m)

表3最小邊坡系數(shù)表

土質(zhì)最小邊坡系數(shù)

黏土、重壤土1.0

中壤土1.5

輕壤土、沙壤土2.0

沙土2.5

注:表中最小邊坡系統(tǒng)為排水溝開挖深度<1.5m時數(shù)值。

溝渠植物宜選擇具有高效吸收氮磷且不影響溝渠正常排水的水

生植物。結(jié)合文獻報道以及前期研究,溝渠植物配置宜為:溝壁以自

然演替為主,人工輔助種植狗牙根(春夏季)、黑麥草(秋冬季)等;

溝渠中可選擇多年生的景觀型挺水水生植物如梭魚草、鳶尾等,也可

選擇經(jīng)濟型水生作物如水芹、茭白等,水底可搭配種植菹草、狐尾藻、

金魚藻等沉水植物(楊林章等,2005;Faustetal.,2018;Kumwimbaet

al.,2017)。

生態(tài)溝渠主干溝排澇模數(shù)的確定、流量與水位設(shè)計應(yīng)按照GB

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50288的規(guī)定執(zhí)行。太湖流域平原地區(qū)生態(tài)溝渠建設(shè)的其他要求應(yīng)按

照DB32/T2518要求進行;丘陵地區(qū)可參考DB36/T1047執(zhí)行,其

生態(tài)溝渠一般在坡腳建設(shè),等高開挖,對于地勢起伏較大的溝段,可

依據(jù)地勢將生態(tài)溝渠分為若干段或支渠,兩端之間用透水壩相連以控

制溝段水位,適當延長進水停留時間,提高對排水中氮磷污染物的凈

化效果。

根據(jù)DB32/T2518-2013標準的推薦值,每公頃農(nóng)田宜配置150

m2生態(tài)溝渠。而DB33/T2329-2021指出,生態(tài)攔截溝渠系統(tǒng)主干溝

長度應(yīng)在300m以上,具有承納10公頃以上農(nóng)田匯水和排水的能力,

即每公頃農(nóng)田宜配置30m生態(tài)溝渠。根據(jù)團隊前期研究結(jié)果,結(jié)合

經(jīng)濟性和實用性分析,本標準推薦每百畝農(nóng)田至少建設(shè)180m的生態(tài)

溝渠。

圖3生態(tài)溝渠田間示范圖

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(4)硬質(zhì)溝渠的生態(tài)化改造

農(nóng)田排水溝渠除了生態(tài)溝渠和土質(zhì)溝渠外,還存在一些已硬化的

水泥溝渠。這部分溝渠硬質(zhì)化表面無法直接種植植物,對面源污染物

攔截凈化功能缺失。針對這類水泥溝渠,可在溝渠中間隔配置攔截植

物箱,進行生態(tài)化改造。攔截型凈水箱中內(nèi)置高效吸氮除磷能力的基

質(zhì)材料與高性能環(huán)境復(fù)合材料,其上可種植多年生氮磷高效吸附植物,

通過環(huán)境材料-植物-微生物的聯(lián)合作用實現(xiàn)對農(nóng)田退水中懸浮顆粒

物、氮、磷等污染物的攔截去除。

在低污染水處理過程中,吸附氨氮的常見環(huán)境材料為黏土礦物,

包括沸石、蒙脫石、高嶺土、珍珠巖、硅石、凹凸棒土等(Bhatnagarand

Sillanpaa,2011;Rozicetal.,2000)。除了吸附法外,水體中的氨氮還可

通過光催化氧化技術(shù)來降解去除,常用的光催化材料有TiO2、ZnO、

CdS、Fe2O3等。去除水體中硝氮的吸附劑主要有天然黏土礦物吸附

劑、炭基材料吸附劑、農(nóng)業(yè)廢物吸附劑等(BhatnagarandSillanpaa,

2011),還可通過化學(xué)還原法去除(YangandLee,2005)。磷吸附劑有纖

維素、天然黏土礦物、水合金屬氧化物、活性炭、改性黏土等,其中,

Fe和Al的氧化物和氨氧化物及稀土金屬對水中磷酸鹽具有極強的

選擇吸附性。目前市場上應(yīng)用于水處理的環(huán)境材料有天然礦物材料

(沸石等)、活性炭、TiO2、鐵基材料和鑭系材料,但這些材料在農(nóng)

業(yè)面源污染治理方面的應(yīng)用較少(楊林章等,2022)。

本團隊前期研究發(fā)現(xiàn),利用生物炭、沸石、硅藻土作為載體,固

載Fe3O4、La(OH)3、TiO2和ZnO等形成的環(huán)境復(fù)合材料可強化水體

12

氮素去除(表4);通過共沉淀法、水熱法制備的系列鐵、鑭基磷吸

附劑可加強水體磷酸根去除(表5)。因此,本研究擬將實驗室研發(fā)

的強化脫氮/除磷環(huán)境復(fù)合材料以及光催化材料裝填于攔截型凈水箱

+3+

中,以實現(xiàn)對硬質(zhì)溝渠COD、NH4、PO4等污染物的攔截去除。裝

置中的環(huán)境材料可定期回收,以實現(xiàn)“吸附—脫附—再生”。

表4氨氮去除材料

材料去除能力

改性沸石19.29mg/g

TiO222.5mg/g

TiO2-生物炭35mg/g

ZnO19mg/g

ZnO-PMMA33mg/g

Cu-ZnO-GO40mg/g

表5磷酸根去除材料

材料去除能力

鑭/鎂改性沸石87.3mg/g

鑭/鎂改性生物炭101.25mg/g

PEI-Fe3O429.88mg/g

Fe3O4-生物炭31.22mg/g

La(OH)3-C3N4148.35mg/g

13

圖4脫氮除磷高性能環(huán)境材料

(5)生態(tài)濕地塘

生態(tài)塘的建設(shè)應(yīng)充分考慮當?shù)氐牡匦翁攸c,可通過附近的低洼地

改建,塘內(nèi)種植適量水生植物以增強其景觀效果。生態(tài)塘的前端宜設(shè)

置匯水塘,用以匯集、儲存農(nóng)田排水的初期地表徑流,經(jīng)過匯水塘蓄

集的水可通過泵提升回灌農(nóng)田,形成水分和養(yǎng)分的循環(huán)利用。

生態(tài)濕地的建設(shè)要遵循因地制宜的原則,充分考慮園區(qū)的自然環(huán)

境和地形水系分布進行設(shè)計建設(shè),符合排水通暢、降低能耗、平衡土

方的要求。同時,要兼顧生態(tài)性與景觀性。平時需要經(jīng)常對生態(tài)濕地

進行檢修與維護,特別是暴雨、洪水過后,應(yīng)對進排水系統(tǒng)進行檢修,

避免系統(tǒng)堵塞、淤積,影響進排水及處理效果。該技術(shù)運行穩(wěn)定,成

本較低,出水水質(zhì)好,在太湖流域污水處理中應(yīng)用較多。

生態(tài)濕地塘中應(yīng)配置多年生少維護的高效去除氮磷的經(jīng)濟型(水

芹、茭白)或景觀型水生植物(黃花鳶尾、菖蒲、再力花、美人蕉等)。

技術(shù)應(yīng)用時,應(yīng)定期對生態(tài)濕地塘中的植物進行收獲和補種更新,收

獲后的植物可作為果園地表的覆蓋材料,不得任其腐爛分解,引起二

次污染。

14

生態(tài)塘與生態(tài)濕地相關(guān)構(gòu)筑物建設(shè)要求參見表6?!督魇「邩?/p>

準農(nóng)田面源污染防控工程技術(shù)指南(試行)》中規(guī)定,生態(tài)塘堰濕地

與稻田的面積比按照1:15~1:20進行規(guī)劃布置。本項目根據(jù)國家“十一

五”、“十二五”水專項成果,生態(tài)塘與生態(tài)濕地面積之和宜為農(nóng)田面

積的1/60~1/40。

表6相關(guān)構(gòu)筑物建設(shè)規(guī)模要求

構(gòu)筑物類型構(gòu)筑物面積或尺寸推薦參考資料

參考集水池的設(shè)計,匯水塘容積不

GB50014-2006

匯水塘應(yīng)小于最大一臺水泵30s的出水

室外排水設(shè)計規(guī)范

量。

水深:1m~2.5m,長寬比:2:1~3:1,

國家“十一五”、“十二五”

生態(tài)塘與生態(tài)濕地面積之和宜為農(nóng)田面

水專項成果

積的1/60~1/40

HJ2005-2010

長寬比:3:1~5:1,水深0.3m~0.5m,人工濕地污水處理工程技

生態(tài)濕地*水力坡度宜小于0.5%,與生態(tài)塘面術(shù)規(guī)范

積之和宜為農(nóng)田面積的1/60~1/40國家“十一五”、“十二五”

水專項成果

*按表面流人工濕地設(shè)計。

(6)農(nóng)田排水凈化緩沖區(qū)

對于直排河道的暗管排口,如陸地有空間,宜在入河前建設(shè)促沉

凈化池(圖5);如陸地沒有空間,應(yīng)利用排口周邊的河浜建設(shè)半圓

形的兩級強化凈化緩沖區(qū)(圖6)。對農(nóng)田排水中顆粒態(tài)污染物及部

分溶解態(tài)污染物進行進一步攔截和凈化,減少入河氮磷污染負荷。

15

氮磷吸附填料宜采用對氮磷有較好吸附作用的沸石、火山巖、陶

粒、生物炭及炭基強化吸附等材料,或其組合。此外,研究團隊還以

農(nóng)業(yè)廢棄物制備的生物炭、天然吸附材料沸石和硅藻土為載體,將納

米材料與載體材料結(jié)合,研發(fā)了新型功能化環(huán)境復(fù)合材料。目前,該

技術(shù)對氮、磷的最佳處理效果為:氨氮去除達60%,硝氮、磷酸根達

到90%;田間結(jié)果表明出水氨氮和總氮濃度可以在0.5mg/L和1.0

mg/L以下。

圖5農(nóng)田排水促沉凈化裝置

圖6農(nóng)田排口的強化凈化緩沖區(qū)

16

五、與相關(guān)法律法規(guī)和國家標準的關(guān)系

本標準的制定符合《中華人民共和國標準化法》和《國家標準管

理辦法》,標準的結(jié)構(gòu)和編寫符合GB/T1.1―2020的要求。

六、實施推廣建議

本標準適用于江蘇省高標準農(nóng)田排灌系統(tǒng)的生態(tài)化建設(shè),尤其是

太湖流域等水環(huán)境敏感區(qū)域或重點防控區(qū)域,其他區(qū)域農(nóng)田排灌系統(tǒng)

的生態(tài)化建設(shè)可參照執(zhí)行。

建議由江蘇省生態(tài)環(huán)境廳、江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院等有關(guān)單位,聯(lián)合

標準化研究機構(gòu)、地方政府等統(tǒng)一組織標準的宣傳,并提供技術(shù)咨詢。

17

主要參考文獻:

BhatnagarA,SillanpaaM.2011.Areviewofemergingadsorbentsfornitrateremovalfrom

water.ChemicalEngineeringJournal,168:493-504.

FaustDR,KrogerR,MooreMT,etal.2018.ManagementPracticesUsedinAgricultural

DrainageDitchestoReduceGulfofMexicoHypoxia.BulletinofEnvironmentalContamination

andToxicology,100(1):32-40

KumwimbaMN,ZhuB,Muyem

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