【摘 要】
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随着点源污染逐渐得到治理,面源污染占污染源的比重日益提高。近年来农业面源污染治理力度不断加大,农村农业水污染防治模式也正不断发展。在我国农业面源污染防治措施中,虽然单项污染防治技术示范多,但集成性示范工程少,系统性治理不足的问题亟需解决。在“十三五”时期崇明世界级生态岛发展的背景下,发展生态农业新模式,提升农村农业水环境质量,成为了崇明提升生态品质的关键任务与举措之一,农业尾水直接关系到了水环境治
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随着点源污染逐渐得到治理,面源污染占污染源的比重日益提高。近年来农业面源污染治理力度不断加大,农村农业水污染防治模式也正不断发展。在我国农业面源污染防治措施中,虽然单项污染防治技术示范多,但集成性示范工程少,系统性治理不足的问题亟需解决。在“十三五”时期崇明世界级生态岛发展的背景下,发展生态农业新模式,提升农村农业水环境质量,成为了崇明提升生态品质的关键任务与举措之一,农业尾水直接关系到了水环境治理的效果。本文根据选取的崇明某现代化农业合作社区域,对其生产过程中产生的农业尾水设计了一套尾水综合治理与循环利用方案,打通鱼塘、农田、林地与河道的边界,秉持低碳思想,打造修复与循环利用模式。方案契合崇明农业发展要求,在探索农业生产、污染控制新模式的同时,也为打造生态循环农业模式奠定了基础。在示范项目建成运行的基础上,进行了长期的运行效果跟踪监测,包括水质、微生物等。还通过能值理论对系统进行评价,结合环境和经济两方面进行了效益评估。得出主要结论如下:(1)示范项目污染治理与循环利用方案设计示范项目设计秉持因地制宜、循环利用的原则,以能量流动和物质循环规律为核心治理理念,综合运用研究区内的林地、水产养殖区和农田,农业尾水通过生态集水预处理沟、农田净化单元、悬浮床生态沟、生态输水廊道和稳定调节沟达标后可排放,未达标则利用泵继续提升至景观湿地林进一步净化,净化后水体可进行回补。包括了尾水资源化、湿地出水回补形成循环、水生植物与淤泥的二次利用等设计,起到水体净化、提供重要的生态系统服务作用。示范项目设计处理水量为3215 m3/d,设计处理水质为:CODCr为50 mg/L、NH4+-N为8.55 mg/L、TN为15 mg/L以及TP为1.57 mg/L。其中,生态集水预处理沟设计水力停留时间为2.5天,农田净化单元设计水力停留时间为2.5天,悬浮床生态沟设计水力停留时间为5天,生态输水廊道设计水力停留时间为1.5天,稳定调节沟设计水力停留时间为1天和景观湿地林设计水力停留时间2天。(2)示范项目运行效果跟踪监测与分析示范项目建成运行后,对其出水水质进行长达9个月的跟踪监测,项目出水水体理化指标均能满足淡水养殖尾水排放标准中对应指标的一级排放要求,即达到示范项目的设计目标。在循环净化系统中,各净化单元内污染物浓度逐步降低,夏季各净化单元的效率基本优于冬季。不同净化单元对总氮、总磷和CODCr的平均去除效率分别为:生态集水预处理沟为24.71%、33.59%和28.24%,农田净化单元为26.73%、29.39%和23.90%;悬浮床生态沟为31.20%、40.86%和31.15%;稳定调节沟为11.92%、10.35%和9.03%;景观湿地林中潜流湿地为23.89%、26.29%和27.35%;表流湿地为28.73%、15.77%和34.32%。除生态集水预处理沟,夏季与秋季各净化单元包括出水都处于中营养状态,冬季皆处于贫营养状态,无藻类爆发的迹象。夏季各净化单元内微生物多样性高于冬季,群落组成在时空上皆存在差异。(3)基于能值理论的示范项目评估示范项目所代表的整个生态经济系统在能值分析中包括自然资源、购买资源、产品产出和生态效益反馈。自然资源投入能值量为7.68E+16 SEJ/yr,社会购买投入资源为1.86E+17 SEJ/yr,系统能值总量为3.09E+17 SEJ/yr,反馈能值为1.00E+13 SEJ/yr。经计算,能值产出率(EYR)为1.67,高于全国农业平均水平。能值投资率(EIR)为2.41,系统对社会资源依赖程度更高。环境负载率(ELR)为1.58,系统对环境的影响处于较低的水平。能值可持续发展指数(ESI)为1.06,本研究系统对社会有正向经济贡献且具有一定的发展潜力。能值模型评价得到的结果表明本研究系统具有效益,一方面体现在对环境资源的利用是合理的,另一方面体现在其经济可持续性。相较于传统养殖模式,本研究系统所代表的的循环养殖更具优势。并在评价结果的基础上,提出了一些有助于提升系统整体产出与可持续性的建议。
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