長三角地區農田退水生態攔截技術的實踐應用與發展思考

摘 要：在概述我國農業面源污染現狀和農田退水治理常用生態攔截技術的基礎上，以長三角地區為例，通過對當地農田退水治理中生態攔截技術應用效果的對比分析，得出最優生態攔截技術方案為生態攔截溝渠、人工濕地、脫氮除磷裝置治理技術相結合，進一步分析影響其應用效果的原因，并探索提出相應策略，以助力農業可持續發展。

關鍵詞：農業污染；生態攔截；農田退水；可持續發展

中圖分類號：S276.3 文獻標志碼：A 文章編號：1674-7909（2024）15-154-4

DOI：10.19345/j.cnki.1674-7909.2024.15.033

0 引言

建設美麗中國是全面建設社會主義現代化國家的重要目標。《中共中央 國務院關于全面推進美麗中國建設的意見》要求，建設美麗鄉村要聚焦農業面源污染突出區域強化系統治理。《2020年第二次全國污染源普查公報》顯示，農業源是全國水污染的重要來源，2017年農業水源水污染物中總氮和總磷的排放量分別為141.49萬t，21.20萬t。而農田退水是農業面源污染的主要污染源之一。農田退水中包含大量有機物和氮、磷等元素，直接排入受納水體將導致水體富營養化，進而導致水質持續惡化，影響水生動植物的生存，不利于美麗鄉村建設和當地經濟可持續發展。目前，農田水肥利用率低、農藥的不合理噴灑及對污染缺乏生態科學治理是農田退水污染的重要原因。農田退水污染的控制與治理主要從源頭和過程兩方面開展。在源頭控制上，應加強測土配方施肥技術推廣應用，合理化利用有機肥，提高農田水肥利用率，合理施用農藥，提高耕地質量；在過程控制上，應積極研究采用以氮磷削減為導向的生態攔截技術。

1 常用的農田退水生態攔截技術

目前，常用的農田退水生態攔截技術主要有生態攔截溝渠、植物塘、人工濕地等治理技術。其中，生態攔截溝渠治理技術是迄今農業領域應用最普遍的氮磷攔截技術［1］。

1.1 生態攔截溝渠

生態攔截溝渠治理技術是在確保溝渠排灌功能的前提下，在溝渠中建設節制閘壩、攔水坎、透水壩等輔助性工程設施，采用設置生物材料及配置植物群落等措施。生態攔截溝渠降低農業面源污染的作用機制主要有2個方面.一是降低水流流速，使得部分不溶性顆粒物沉降效率提高或被直接截留、吸附，防止水土流失的同時減少水體中污染物的含量。ALEXANDER等［2］研究認為，不同規模的河道系統對氮的削減差異顯著，其中小型河道是去除氮、磷污染物的重要場所。二是植物群落對水體中可溶性的氮、磷等污染物有較好的吸收富集作用，降低了水中污染物濃度［3］。曹威［4］研究表明，冬季由于水生植物死亡和水量減少，生態攔截溝渠對總氮和總磷的吸附能力顯著降低，氣溫回暖后水生植物恢復生長，對總氮和總磷的吸附能力開始恢復。

1.2 植物塘治理技術

植物塘是一種以水生植物為主體構建的浮游生物-水生植物-微生物群落共生系統，可利用植物自身的吸收富集、微生物的光合作用降解和植物根部水底環境基質的物理作用，促進水中懸浮物的沉降，并有效去除污水中有機物、氮磷無機物等污染物［5］。植物塘對污染物的凈化效果受水生植物的影響。劉淼等［6］研究表明，對于沉水植物穩定塘，沉水植物組合能取得比單類植物更好的凈水效果，不同沉水植物組合的凈水效果也各有不同。

1.3 人工濕地治理技術

人工濕地治理技術是主要利用基質、植物和微生物，通過物理、化學和生物協同作用進行污水治理的新型技術。人工濕地具有氮磷去除效果較好和景觀效應良好的特點，但也存在占地面積大、易堵塞、脫氮除磷效率受植物種類及季節影響等問題。在人工濕地治理中采取建設生態攔截溝渠等前置處理措施，可以提高人工濕地運行的穩定性。此外，水平潛流式人工濕地、垂直潛流式人工濕地存在工程造價高、施工難度大、管理不易等問題，限制了其建設和運行。基質、植物和微生物是影響人工濕地凈化效果的重要因素。張盛宇［7］的研究表明，不同基質組合對氨氮和磷的去除效果有較大差異，挺水植物對氨氮和總磷的去除效果總體高于沉水植物，復合植物系統的微生物群落生長明顯優于單一的植物系統，更有利于對污染物的去除。

2 長三角地區農田退水生態攔截技術的實踐應用

根據對相關文獻的分析結果（見表1），生態攔截溝渠在長三角地區農田退水治理中的應用較為廣泛，生態攔截渠、人工濕地、脫氮除磷裝置的組合應用對氮、磷的去除率比單獨應用生態攔截溝渠有明顯提升。

從表1來看，江蘇地區農田退水中總磷、總氮、氨氮的去除率普遍高于上海市和浙江地區。這可能是由于上海市和浙江地區的高標準農田建設要早于江蘇地區，水體污染物濃度相對較低，在農田退水改造中污染物去除率會比較低；也有可能是由于這幾個地區施肥、灌溉方式存在差異，最終在農田退水改造中污染物去除率也出現差異。

3 長三角地區農田退水生態攔截技術的影響因素及對策建議

3.1 政策因素

各級政府發布的相關支持政策往往能推動各地農田退水治理的快速發展。2021年9月6日，農業農村部印發《全國高標準農田建設規劃（2021—2030年）》。此后，全國先后出臺相應政策并建設示范點，通過田塊整治、溝渠配套、節水灌溉、林網建設和集成推廣綠色農業技術等措施建設高標準農田，增強了農田生態防護能力，減少了農業面源污染，保護了農田生態環境，為后續農田退水治理奠定了基礎。

2022年3月2日，國務院辦公廳印發《關于加強入河入海排污口監督管理工作的實施意見》，明確將排查出的農業排口納入管理范圍，提出研究符合種植業特點的農業面源污染治理模式。浙江省平湖市先行先試，首創農田退水的“零直排”模式，融合了土地整治工程、農田水利工程、生態環境工程，開展了一場農業面源污染治理的“生態革命”。自此，長三角地區各地結合當地農業特點，針對性展開農田退水治理工作。

3.2 經濟因素

國家級、省級相關主管部門的專項資金支持力度和地方財政能力是影響農田退水治理成效的2個重要因素。

2019年11月14日，上海市農業農村委員會、上海市財政局制定了《上海市農田建設項目和資金管理辦法》，安排資金支持對農田進行綜合治理和保護。2023年1月27日，江蘇省生態環境廳印發《江蘇省農業面源污染治理試點專項資金項目申報指南（2023年）》，提出發揮財政資金支持引導作用，進一步解決現階段農業面源污染影響地表水環境質量的突出問題。2023年5月31日，浙江省財政廳、浙江省水利廳印發《浙江省中央財政水利發展資金管理辦法實施細則》，明確在河流治理、水土保持、農村河塘整治等方面提供資金支持。

除國家級、省級相關主管部門的專項資金支持外，地方的財政能力決定了當地農田退水治理的水平。生態攔截溝渠造價在500～2 000元/m［15］，如當地已開展高標準農田建設，生態攔截溝渠的建設成本將會降低。管理維護成本是影響農田退水治理成效的重要因素。目前，“重建輕管”現象普遍存在。各地在運維管護、落實管護經費、設置水質監測點位、定期開展水質檢測等方面，還欠缺，出現了經費缺乏、維護積極性不夠和管理混亂等問題。此外，在前期設計、建設過程中，選擇合理的生態攔截技術、合適的水生植物也可降低運維難度和成本。

3.3 對策建議

深入研究國家、地方發布的有關農業面源污染防治的政策，結合當地實際情況，找出適合當地農田退水治理長效發展的方向，推動當地對農田退水治理工作自上而下的政策支持。同時，積極申請各類專項資金，利用各地高標準農田建設的基礎，解決項目啟動、建設和運維等環節的資金難題。

各地需因地制宜，探討并實施適合當地農田退水的治理技術和管理模式，切實保證項目落地后能達到預期治理效果，確保運維管理機制能發揮積極作用，推動當地農田退水治理工程高質量發展。

4 結束語

政策因素和經濟因素是影響農田退水治理成效的2個重要因素。國家、地方發布的針對農業面源污染防治的相關政策能有效推動農田退水治理，經濟欠發達地區的財政狀況是制約當地農田退水治理成效的主要因素。

目前，長三角地區大部分城市均有高標準農田建設試點，在此基礎上開展農田退水治理會極大地降低治理成本。引導農民科學施肥和灌溉，建立健全運維管護、落實管護經費、定期開展水質檢測等方面的管理考核機制，可持續提升農田退水治理工程的建設與運維水平，有利于農業可持續發展。

在長三角地區，生態攔截溝渠在農田退水治理中的應用較為普遍。各地須因地制宜，考慮水生植物在不同季節的經濟性和功能性，選用適合當地的生態攔截技術，以降低后期運維難度和成本。這對于農田退水治理設施的長期運行十分必要。

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（欄目編輯：賀躍通）