農田退水凈污濕地對污染物的凈化效果及機理分析

王沛芳，婁明月，錢 進，胡 斌

(1.河海大學環境學院，江蘇 南京 210098;2.河海大學淺水湖泊綜合治理與資源開發教育部重點實驗室，江蘇 南京 210098)

近年來，隨著國家對太湖流域工業點源污染和城鎮污水排放嚴加管理，農業面源污染占入湖污染負荷的比例逐漸增加，流域面源污染已成為太湖水體污染的主要來源和該流域污染治理的主要矛盾[1]。我國是農業大國，水稻是我國主要農作物之一，但是隨著水稻產量的增加，化肥農藥的使用量大大增加[2-3]。退水在稻田生產過程中發揮著極其重要的作用，大量未經充分利用的氮、磷營養物質以及有機農藥隨退水流失到周邊的水體中，導致河流、湖泊甚至海洋的富營養化，不僅危害了河湖生態系統，還會直接或間接地危害到人類的生存[4-6]。

稻田排水溝渠是稻田生態系統的重要組成部分，在農業灌溉、排水和泄洪方面發揮著重要作用。此外，排水溝渠是稻田非點源排放的初始聚集地，也是受納水體(河道、湖泊)營養鹽等的輸出源[7-8]。馬凡凡等[9]研究發現排水溝渠對氮磷具有攔截凈化作用，但是隨著稻田生產過程中化肥農藥的大量使用，排水溝渠本身自凈能力已無法對退水中氮、磷及有機農藥進行有效去除，大量未經去除的氮、磷營養物質及有機農藥流入河湖中，危害河湖生態系統健康[10]。Han等[11]綜合分析我國水域有機氯農藥的分布情況，發現太湖中有機氯農藥含量經常超標。

人工凈污濕地作為一種生態工程水處理技術，由于其土建施工簡單，管理維護費用低，處理效果好，適合用于稻田退水的水質凈化。目前，國內外在水處理過程中，人工濕地凈污技術已被廣泛應用[12-15]，但是國內采用凈污濕地處理農業徑流的研究較少。重大專項示范工程建設的農田退水凈污濕地利用原有田邊水塘，選取火山巖、礫石、沸石和生態透水磚作為介質，構造三級透水壩，形成多級退水濕地單元。本文通過多級退水濕地單元和透水壩進出水水質進行多次監測的數據，分析各級濕地單元和透水壩對污染物的去除效果，并對去除機理進行分析，以期為改善稻田退水凈化效果提供技術支撐。

圖1 示范工程位置與采樣點分布Fig.1 Farmland wetland location and sampling point distribution map

1 試驗方法

1.1 濕地概況

示范工程位于無錫市新吳區飛鳳路古市橋河旁，濕地緊鄰兩塊稻田。農田濕地為3級串聯式表面流人工濕地，進水為旁側兩塊稻田生長過程中的退水，出水流入古市橋河。農田濕地由第一級濕地、第二級濕地和第三級濕地組成，各級濕地池用半透水石籠壩連接，整個濕地系統有三級半透水石籠壩，示范工程位置及構造如圖1所示。各級濕地長約50 m，寬約3 m，平均深度為0.5～0.6 m，各級濕地中種植蘆竹和香蒲兩種植物。前兩級半透水石籠壩所用材料為課題組自主研發的生態透水磚，第三級壩所用材料為火山巖、礫石和沸石組成的混合填料。各級壩長約為3 m，寬約為1 m，深約為0.5 m，濕地植物種植密度為25株/m2，各級濕地水力停留時間均為 8 h，基底為自然土壤。

稻田退水分為人工退水和自然退水。人工退水是指水稻在分蘗末期和灌漿期田間不需要保持水層，因此稻田會進行人工排水；自然退水是指自然降雨強度大于土壤下滲速率時產生的地表徑流[16-17]。兩塊稻田退水流入濕地后，通過第一至第三級半透水石籠壩和第一至第三級濕地池后，出水流入旁側古市橋河。

1.2 樣品采集

濕地建設前，于2019年1—5月分別對流入濕地的退水進行采樣，每月1次，共5次，采樣點為圖1中1號點和7號點，每次采取水樣2 L，采樣具體時間為1月24日、2月26日、3月23日、4月20日和5月24日。濕地旁兩塊稻田于6月15日開始插秧，10月25日完成收割。濕地建設完成后，對水稻生長期間產生的13次退水進行采樣(其中2次人工退水，11次自然退水)，濕地水質采樣點共設7處，采樣點分布位置如圖1所示，每次采取水樣2 L，采樣具體時間為2019年6月19日、7月3日、7月12日、7月21日、7月31日、8月12日、8月26日、9月9日、9月19日、10月2日、10月9日、10月16日和10月23日。每次采集樣品帶回實驗室放入冰箱 4 ℃冷藏待檢測，分析退水經過各級透水壩和濕地池后的污染物變化規律。

1.3 測樣指標與測量方法

1.3.1水質指標測量

測樣指標為總氮(TN)、硝態氮(NO3-N)、氨氮(NH3-N)、總磷(TP)、溶解態活性磷(SRP)5種氮磷水質指標和濁度(TUB)以及二甲四氯鈉(MCPA-Na)、三唑磷(Triazophos)、多菌靈(Carbendazim)3種常用農藥。5種氮磷水質指標依據《水和廢水監測分析方法》(第四版)進行檢測。濁度采用便攜式濁度儀(WGZ-1B)進行現場測量。二甲四氯納、三唑磷和多菌靈在濕地中的質量濃度分別按照文獻[18-20]的方法進行測定。采用固相萃取柱C18對污染物進行富集提取，然后用色譜純甲醇將富集到萃取柱上的污染物洗脫，接著用氮氣吹至近干，甲醇溶液定容至1 mL，過0.22 μm尼龍濾膜，用高效液相色譜-串聯質譜法進行測量。

1.3.2基質材料吸附試驗

示范工程正在建設時，對各級透水壩基質進行取樣，分上中下3層取樣，將各層采集的樣品混合作為基質樣品。將采集的基質樣品帶到實驗室做吸附試驗，考察基質對稻田退水中污染物的吸附作用。吸附試驗方法參考文獻[21-23]，取生態透水磚、火山巖、礫石和沸石4種基質各10 g放于250 mL具塞錐形瓶中，分別加入實驗室配制的氮、磷及有機農藥溶液，放入恒溫振蕩器中振蕩，分別于 0.5 h、1 h、2 h、4 h、6 h、8 h、10 h、12 h、16 h、24 h、48 h時測量錐形瓶中各污染物濃度，最后根據吸附達到平衡時的濃度計算整個吸附過程各基質對不同污染物的吸附作用。

1.3.3基質表面微生物群落結構測量

2019年7月3日和8月26日采集透水壩前中后3個位置處具有生物膜的基質以及濕地兩種植物根系。將采集好的樣品分別置于滅菌的燒杯中，加入適量滅菌的去離子水，超聲清洗15 min后，用0.22 μm的濾膜對清洗液進行過濾，將濾膜收集到滅菌的離心管中，每個離心管中生物量約為0.5 g，將裝有濾膜的離心管保存在-80 ℃冰箱中。采用16 s rRNA高通量測序，考察各級透水壩基質功能微生物相對豐度的差異性。高通量測序及測序前預處理方法按照文獻[24]進行。

1.3.4濕地植物對污染物吸收量測量

2019年6月19日與10月16日在每級濕地內挑選0.25 m2的取樣區域，剪取濕地地面10 cm以上的植物部分，將每級濕地的同一種植物混勻作為植物樣品，帶回實驗室分別測莖、葉、花中氮磷和3種有機農藥含量。采集的植物樣品中氮、磷含量采用H2SO4-H2O2消解法測定[25]，先用濃硫酸和過氧化氫對磨碎的植物進行消解，接著采用納氏試劑分光光度法、鉬銻抗比色法測量消解液中氮磷濃度，通過計算得到植物對污染物的吸收量。有機農藥含量按照文獻[26]中的方法進行測定，將植物冷凍干燥后倒入具塞錐形瓶中，加入乙腈進行超聲提取，取出上清液，萃取過程重復操作3次，合并萃取液后用氮氣吹至近干，甲醇溶液定容至1 mL，過0.22 μm尼龍濾膜，采用高效液相色譜-串聯質譜法進行測量。

1.4 數據分析方法

試驗數據錄入和3次平行試驗數據的平均值和標準偏差計算通過軟件Excel 2016進行，單因素方差分析通過軟件SPSS22.0進行，所有統計結果在P<0.05時認為差異顯著，繪圖使用軟件Origin 2018進行。

1.4.1水質指標

退水中污染物的去除率公式為

(1)

式中：η為污染物去除率，%；ρin為進水中污染物質量濃度，mg/L；ρout為出水中污染物質量濃度，mg/L。

1.4.2基質材料吸附試驗

填料基質吸附污染物試驗中污染物的去除率公式為

(2)

式中：ρt為t時刻污染物質量濃度，mg/L；ρ0為污染物初始質量濃度，mg/L。

1.4.3基質表面微生物群落結構

關于16 s rRNA高通量測序數據預處理的詳細信息參考文獻[27-28]，可簡單地概述為對原始測序讀段進行了修剪以去除低質量的讀段(TRIMMOMATIC，版本0.33)。使用MOTHUR(1.35.1版)將正向和反向讀段分配給相應的樣本，并通過FLASH(1.2.11版)進行匹配。丟棄包含“N”或短于200 bp的匹配讀段，并且還使用USEARCH(版本8.0.1517)中的UCHIME算法刪除了嵌合體。在過濾的讀取中，使用USEARCH中的UPARSE算法，將具有97%相似性的讀取聚集到操作分類單位(OTU)中。通過使用核糖體數據庫項目分類器將選定的代表性序列與GREENGENES(版本13.5)數據庫進行比對，可獲得分類學結果。

1.4.4濕地植物對污染物吸收量

整個試驗階段植物對污染物吸收量按照文獻[25]中的公式進行計算，植物體內全氮、全磷含量計算公式為

(3)

式中：D為植物體內總氮、總磷的質量比，%；ρs為從標準曲線上查得氮磷的質量濃度，mg/L；V為顯色液體積，mL；M為分取倍數；W烘干樣品質量，g。

退水過程中進入濕地污染物總量和流出濕地污染物總量計算公式為

(4)

式中：P為進出濕地的污染物總量，g/m2；Q為進出水流量，L/h；T水力停留時間，h；ρ為進出水中污染物質量濃度，mg/L；S為濕地面積，m2。

(a) TN

(b) TP

(c) NH3-N圖2 退水中氮磷污染物質量濃度及濕地系統對其去除率Fig.2 The concentration of N and P pollutants in the backwater and the removal efficiency of farmland wetland system

(a) 二甲四氯納

(b) 三唑磷

c) 多菌靈圖3 退水中有機農藥質量濃度及濕地系統對其去除率Fig.3 Concentration of organic pesticide in the backwater and its removal rate by the farmland wetland system

2 試驗結果與分析

2.1 濕地系統對污染物的去除效果

2.1.1濕地系統對氮磷的去除效果

進入濕地系統TN、TP、NH3-N的初始質量濃度及濕地系統對TN、TP、NH3-N的去除率如圖2所示。濕地建設前，濕地旁兩塊農田未進行水稻種植，稻田退水中TN、TP和NH3-N的初始質量濃度分別在2.95～3.87 mg/L、0.79～1.06 mg/L和0.89～1.58 mg/L范圍內波動；濕地建設后，濕地旁兩塊農田開始進行水稻種植，稻田退水中TN、TP和NH3-N初始質量濃度分別在4.93～8.94 mg/L、1.08～2.07 mg/L和0.85～3.73 mg/L范圍內波動。在濕地建設前，TN、TP和NH3-N的去除率分別為(10.58±1.85)%、(11.15±1.99)%和(13.91±1.17)%；濕地建設后，去除率分別為(58.01±12.35)%、(69.15±12.67)%和(62.22±14.29)%。濕地建設后，進入濕地系統內氮磷污染物初始濃度受水稻退水的影響而顯著提高，濕地可以有效去除稻田退水中氮磷污染物。

2.1.2濕地系統對有機農藥的去除效果

本研究選擇了3種典型農藥二甲四氯納、三唑磷和多菌靈。3種農藥進入濕地系統初始質量始濃度及濕地系統對其去除率如圖3所示。濕地建設前，稻田退水中二甲四氯納、三唑磷和多菌靈初始質量濃度分別在61.9～86.9 μg/L、14.8～39.6 μg/L和14.4～26.8 μg/L范圍內波動；濕地建設后，稻田退水中二甲四氯鈉、三唑磷和多菌靈初始質量濃度分別在96.8～283.4 μg/L、9.2～132.7 μg/L和 3.7～98.4 μg/L范圍內波動。二甲四氯鈉、三唑磷和多菌靈的去除率在濕地建設前，分別為(-1.35±3.48)%、(0.07±5.68)%和(-3.10±6.67)%；濕地建設后，去除率分別為(47.68±9.29)%、(37.19±15.27)%和(28.44±18.21)%。濕地建設后，進入濕地系統中每種農藥初始濃度受水稻退水的影響而有較大波動。濕地系統對3種農藥去除效果在濕地建設前較差，而在濕地建設后不穩定。

2.2 污染物逐級截留凈化

2.2.1污染物沿各級濕地池去除規律

為探究農田濕地系統中各級濕地池對氮磷去除效果，將各級濕地池對污染物去除率分別進行計算，將計算結果繪制如圖4所示的箱線圖并進行單因素方差分析。分析結果表明，TN在各級濕地池中去除率均值分別為4.24%、4.96%和8.16%；NH3-N在各級濕地池中去除率均值分別為4.78%、6.01%和5.49%；NO3-N在各級濕地池中去除率均值分別為2.69%、4.48%和1.79%；TP在各級濕地池中去除率均值分別為5.27%、3.62%和0.02%；SRP在各級濕地池中去除率均值分別為9.46%、9.41%和4.85%；TUB在各級濕地池中去除率均值分別為23.21%、37.78%和27.40%。各級濕地池對氮磷污染物去除效果無顯著性差異，濕地池對退水中氮磷污染物具有一定去除效果，但效果一般。濕地系統中的3級濕地池對濕地系統氮的去除貢獻了18.08%，對磷的去除貢獻了9.31%。

(a) TN

(b) NH3-N

(c) NO3-N

(d) TP

(e) SRP

(f) TUB圖4 各級濕地池對退水中污染物的去除率Fig.4 Removal rate of pollutants in dewatering by wetlands pond at all levels

(a) 二甲四氯納

(b) 三唑磷

(c) 多菌靈圖5 各級濕地池對退水中有機農藥的去除率Fig.5 Removal rate of organic pesticides in dewatering by wetlands pond at all levels

將各級濕地池對有機農藥去除率分別進行計算，將計算結果繪制如圖5所示的箱線圖并進行單因素方差分析。分析結果表明，二甲四氯鈉在各級濕地池中去除率均值分別為3.66%、3.34%和2.35%；三唑磷在各級濕地池中去除率均值分別為4.27%、5.60%和2.25%；多菌靈在各級濕地池中去除率均值分別為2.77%、2.68%和1.17%。3種農藥在各級濕地池中的去除率無顯著性差異，且去除率較低。

2.2.2不同介質透水壩對污染物的凈化效果

稻田退水中溶解態氮磷比例分別為68.21%和42.13%，非溶解態氮磷比例分別為31.79%和57.87%。溶解態氮中NO3-N和NH3-N比例分別為32.83%和46.19%；溶解態磷中SRP的比例為69.24%。稻田退水中氮主要以溶解態形態存在，磷主要以非溶解態形態存在。稻田退水中溶解態氮主要以NO3-N、NH3-N兩種形態存在，溶解態磷主要以SRP形態存在。本研究考察了各級透水壩對不同形態氮磷去除效果，結果如圖6所示。TN在各級透水壩中去除率均值分別為15.86%、20.44%和26.20%；NH3-N在各級透水壩中去除率均值分別為6.82%、33.44%和29.94%；NO3-N在各級濕地中去除率均值分別為4.78%、25.20%和24.69%；TP在各級濕地中去除率均值分別為19.31%、30.89%和41.68%；SRP在各級透水壩中去除率均值分別為7.03%、25.21%和33.86%；TUB在各級透水壩中去除率均值分別為50.04%、8.92%和7.73%。

(a) TN

(b) NH3-N

(c) NO3-N

(d) TP

(e) SRP

(f) TUB圖6 各級透水壩對退水中氮磷污染物的去除率Fig.6 Removal rate of N, P pollutants in dewatering by permeable dams at all levels

(a) 二甲四氯納

(b) 三唑磷

(c)多菌靈圖7 各級透水壩對退水中有機農藥的去除率Fig.7 Removal rate of organic pesticides in dewatering by permeable dams at all levels

TN、TP的去除率沿透水壩逐級增加，第一級透水壩對NO3-N、NH3-N、SRP去除率較低，但對TUB去除率較高。后兩級透水壩對NO3-N、NH3-N和SRP去除效果顯著提高，但對TUB去除效果顯著降低。由此可知，生態透水磚對退水中非溶解態氮磷去除效果較好，而由火山巖、礫石和沸石組成的混合填料基質對退水中溶解態氮磷去除效果較好。濕地系統中的3級透水壩對濕地系統氮的去除貢獻了81.91%，對磷的去除貢獻了90.69%。

將各級透水壩對有機農藥去除率分別進行計算，將計算結果繪制成如圖7所示的箱線圖。二甲四氯鈉在各級透水壩中去除率均值分別為5.40%、23.73%和21.49%；三唑磷在各級透水壩中去除率均值分別為4.77%、17.78%和12.82%；多菌靈在各級透水壩中去除率均值分別為5.31%、12.48%和10.86%；二甲四氯鈉、三唑磷和多菌靈在第一級透水壩上去除率普遍低于后兩級透水壩，生態透水磚基質和混合填料基質對有機農藥都有良好的去除效果。

3 濕地各組分的凈化作用分析

3.1 基質對污染物的吸附能力

為了考察透水壩填料對退水中污染物的吸附性能，將適量透水壩填料帶回實驗室做吸附試驗，結果如圖8所示。當吸附達到平衡時，火山巖對NH3-N和SRP的去除率分別為58.12%和74.35%，對NO3-N去除率為6.75%；礫石對NH3-N和SRP的去除率分別為47.36%和52.35%，對NO3-N去除率為2.05%；生態磚對NH3-N和SRP的去除率分別為71.36%和86.10%，對NO3-N去除率為3.41%；石灰石對NH3-N和SRP的去除率分別為40.12%和83.45%，對NO3-N去除率為4.93%。可見，生態磚對NH3-N和SRP的吸附效果最好，但對NO3-N基本不存在吸附。對比4種填料對污染物吸附試驗可以發現，透水壩所用填料對退水中NH3-N和SRP具有良好吸附作用，從而對稻田退水中氮磷去除提供一定貢獻。

(a) NH3-N

(b) SRP

(c) NO3-N圖8 透水壩填料對氮磷污染物的吸附作用Fig.8 Adsorption of N, P pollutants by permeable dam filler

(a) 二甲四氯納

(b) 三唑磷

(c) 多菌靈圖9 透水壩填料對有機農藥的吸附作用Fig.9 Adsorption of organic pesticides by permeable dam filler

透水壩所用填料對有機農藥吸附試驗結果如圖9所示。當吸附達到平衡時，火山巖對二甲四氯鈉、三唑磷和多菌靈的去除率分別為2.57%、10.47%和6.60%；礫石對二甲四氯鈉、三唑磷和多菌靈的去除率分別為2.83%、3.13%和2.22%；生態磚對二甲四氯鈉、三唑磷和多菌靈的去除率分別為2.27%、14.40%和6.71%；石灰石對二甲四氯鈉、三唑磷和多菌靈的去除率分別為1.57%、13.67%和3.79%。可見，生態磚、火山巖和石灰石對有機磷農藥三唑磷具有吸附作用，但吸附效果較差，而礫石對三唑磷基本無吸附作用。4種填料對有機氯農藥二甲四氯鈉和廣譜性殺菌劑多菌靈吸附作用較弱。透水壩所用填料基質對退水中有機農藥具有微小的吸附作用，因此填料吸附去除有機農藥的貢獻十分微弱。

3.2 植物吸收對污染物的去除作用

濕地植物中蘆竹和香蒲對氮磷均可以吸收，但吸收量存在差異，因此對退水中氮磷去除的貢獻率也存在差異。稻田退水中TN的流入總量和流出總量分別為49.36 g/m2和11.97 g/m2；TP的流入總量和流出總量分別為16.75 g/m2和1.84 g/m2。蘆竹和香蒲對退水中氮的吸收量分別為4.39 g/m2、2.18 g/m2，對氮去除的貢獻率分別為11.74%、5.83%，植物對氮去除總貢獻率為17.57%。蘆竹和香蒲對退水中磷的吸收量分別為1.49 g/m2、0.69 g/m2，對磷去除的貢獻率分別為9.99%、4.63%，植物對磷去除總貢獻率為14.62%。

稻田退水中二甲四氯鈉、三唑磷和多菌靈的流入總量分別為1 125.50 mg/m2、262.62 mg/m2和253.11 mg/m2；流出總量分別為599.24 mg/m2、142.68 mg/m2和146.23 mg/m2。蘆竹和香蒲對退水中二甲四氯鈉的吸收量分別為0.80 mg/m2、0.55 mg/m2，對二甲四氯鈉去除的貢獻率分別為0.15%、0.11%，植物對二甲四氯鈉去除總貢獻率為0.26%。蘆竹和香蒲對退水中三唑磷的吸收量分別為0.50 mg/m2、0.25 mg/m2，對三唑磷去除的貢獻率分別為0.42%、0.21%，植物對三唑磷去除總貢獻率為0.63%。蘆竹和香蒲對退水中多菌靈的吸收量分別為0.34 mg/m2、0.24 mg/m2，對多菌靈去除的貢獻率分別為0.32%、0.22%，植物對多菌靈去除總貢獻率為0.54%。濕地中兩種植物對退水中氮磷去除有一定貢獻，對有機農藥去除基本沒有貢獻。

3.3 各基質表面功能微生物群落組成

二甲四氯鈉、三唑磷、多菌靈的低質量濃度范圍分別為108.60～141.93 μg/L、9.20～29.70 μg/L、3.73～12.60 μg/L；高質量濃度范圍分別為 248.70～283.37 μg/L、91.80～132.70 μg/L、82.70～98.40 μg/L。當濕地中農藥處于不同質量濃度時，各級透水壩基質填料上附著的細菌與兩種植物根系附著的細菌門水平分類結果如圖10所示。在濕地農藥處于低質量濃度時，濕地主要存在放線菌門細菌和變形菌門細菌，各級透水壩上放線菌門細菌和變形菌門細菌相對豐度沒有顯著差異。兩種植物根系生物膜上變形菌門相對豐度都相對較高，蘆竹根系厚壁菌門細菌和疣微菌門細菌相對豐度比香蒲根系高。當濕地農藥處于高質量濃度時，各級透水壩上生物膜群落結構變化較大，生態透水磚填料和混合填料基質表面變形菌門細菌和厚壁菌門細菌相對豐度顯著增加，而兩種植物根系生物膜群落結構變化并不顯著。高質量濃度農藥條件下，各透水壩填料基質表面生物膜中變形菌門細菌相對豐度變化最為顯著，后續對變形菌門中微生物科水平進行分類，進一步研究基質表面微生物群落結構的變化。

(a) 按不同基質劃分

(b) 按門水平劃分圖10 細菌門水平相對豐度Fig.10 Relative abundance of phylum level microorganisms

當退水中農藥處于不同質量濃度時，變形菌門中微生物科水平分類結果如圖11所示。當農藥處于低質量濃度時，基質生物膜中變形菌門微生物主要為假單胞菌科、紅桿菌科、黃單胞菌科和慢生根瘤菌科微生物為主；但當農藥處于高質量濃度時，紅桿菌科、黃單胞菌科和慢生根瘤菌科微生物相對豐度顯著減少，假單胞菌科和芽孢桿菌科微生物相對豐度顯著增加。植物根系生物膜中變形菌門微生物主要以假單胞菌科微生物為主，且在農藥濃度不同時，變形菌門微生物群落結構并未發生顯著變化。

(a) 按不同基質劃分

(b) 按科水平劃分圖11 變形菌門微生物科水平相對豐度Fig.11 Family level relative abundance ofproteobacteriaceae

有研究[29-31]表明，紅桿菌科、黃單胞菌科、慢生根瘤菌科和假單胞菌科微生物可以主導環境中氮磷循環，因此可以促進退水中氮磷的去除。當退水中農藥濃度較低時，基質上微生物主要以降解氮磷的功能微生物為主，隨著農藥濃度的增加，紅桿菌科、黃單胞菌科和慢生根瘤菌科等降解氮磷的功能微生物相對豐度顯著降低，而假單胞菌科和芽孢桿菌科微生物相對豐度反而升高，表明假單胞菌科和芽孢桿菌科微生物是能夠在含有較高濃度農藥環境中生存的功能微生物。由此可以了解到示范工程農田濕地中與氮磷降解有關的微生物是紅桿菌科、黃單胞菌科、慢生根瘤菌科和假單胞菌科微生物，與3種農藥降解有關的功能微生物是假單胞菌科和芽孢桿菌科微生物，這與國外學者相關研究一致[32-34]。

4 結 論

a. 稻田退水中氮磷和有機農藥在農田濕地中能夠得到有效去除，TN、TP和NH3-N去除率平均值分別為60.95%、72.62%和65.97%，對3種典型農藥二甲四氯鈉、三唑磷和多菌靈去除率分別在20.86%～62.33%、17.86%～69.52%和1.31%～61.15%范圍內。

b. 濕地中透水壩對退水中污染物去除所做出的貢獻比濕地池大。第一級透水壩主要通過去除懸浮固體顆粒物來降低退水中氮磷含量，而后兩級透水壩可以有效降解退水中溶解性氮磷。各級濕地池對污染物去除無顯著性差異，溶解態和非溶解態氮磷在各級濕地池中都有一定去除。

c. 退水中的氮磷去除途徑主要有透水壩的物理攔截過濾作用去除水中非溶解性氮磷、基質吸附作用降低水中NH3-N和SRP的質量濃度、植物對氮磷的吸收利用、透水壩和植物根系上附著生物膜對退水中氮磷的利用。退水中的有機農藥難以通過基質吸附和植物吸收利用而得到有效去除，但透水壩和植物根系上附著有不同種類細菌形成的生物膜，功能微生物可以促使退水中有機農藥濃度大大降低。