摘要：利用农业灌排系统改造建设生态沟渠是治理农田面源污染的重要技术措施,水生植物、填料及水力负荷等是影响沟渠净化效率的重要因素。本研究以沉水植物苦草(Vallisneria natans)沟渠和沸石+苦草沟渠为研究对象,分析了不同水力负荷(HLR)下两种沟渠对农田径流中氮磷污染物的净化效果差异,阐明了苦草对沟渠脱氮除磷的贡献及其主要影响因素。结果表明,不同HLR下沟渠对水体氮和磷浓度去除率分别为47.7%~66.0%和57.5%~77.1%,随HLR升高而降低;氮和磷单位面积去除率为305.3~1009.2 mg·m^(-2)·d^(-1)和17.8~66.7 mg·m^(-2)·d^(-1),随HLR升高而升高。HLR显著影响沟渠氮、磷净化效率(P0.05)。与沟渠运行前相比,苦草的密度、叶长以及总生物量(干质量)分别增加5.9~7.0、1.8~2.3倍和4.0~5.0倍,低HLR下苦草生长更好。苦草叶片及根系的氮、磷和叶绿素含量与水体氮磷含量显著正相关(P<0.05)。苦草直接吸收去除氮和磷量分别为2674.4~3384.1mg·m^(-2)和579.6~673.9mg·m^(-2),对沟渠氮和磷去除的贡献分别为5.6%~19.9%和20.1%~65.0%,苦草吸收贡献率随HLR升高而降低,HLR是影响苦草直接吸收对沟渠氮、磷去除贡献的主要因素。综上,苦草沟渠可有效削减农田氮、磷流失,提高HLR虽然降低氮、磷浓度去除率,但能显著增加氮、磷截留量。沸石+苦草沟渠长期运行后,应及时更新沸石以保障沟渠内填料强化净化功能的发挥。因此,从浓度和通量两方面对生态沟渠净化效果进行综合评价对于优化沟渠设计和运行管理具有重要实践意义。

摘要：在沈阳市辽中区珍珠湖附近选取一条生态沟渠为研究对象,配置不同植物组合,建设生态沟渠。试验设计了稗草+芦苇、马唐+三棱草、野慈姑+眼子菜3种植物组合。结果表明,3种植物组合对氮、磷元素均起到了吸附作用,总氮去除率分别为稗草+芦苇(87.68%)>马唐+三棱草(83.42%)>野慈姑+眼子菜(79.37%);总磷去除率分别为稗草+芦苇(85.24%)>马唐+三棱草(79.25%)>野慈姑+眼子菜(77.69%)。

摘要：农业生产过程中肥料和农药的大量施用,造成农田面源污染问题日益突出,开发农田面源污染的减控技术对生态修复具有重要的意义。生态沟渠不仅兼具农田排水沟的过水功能,同时是有效消减面源污染且适合中国农情的重要生态措施之一。该研究阐述了生态沟渠对农田面源污染的消减机理(底泥吸附及植物阻抗作用、植物/微生物吸收作用、降解去除作用);通过整理分析559组生态沟渠野外观测试验数据,剖析了污染物初始浓度、水力停留时间、植物种类、生物量这4个主要影响因子对农田排水中N、P及农药去除率的影响;进而采用多元线性回归模型将多因子影响与N、P及农药去除率之间建立定量关系。结果表明总氮和总磷的去除率随单一因子污染物初始浓度、水力停留时间或生物量增大而增大,但与植物种类没有显著关系(P>0.05);且多元线性回归模型结果表明污染物初始浓度的对总氮/总磷去除率的贡献大于生物量。农药的去除率随水力停留时间、生物量增大而增大,随污染物初始浓度增大而减小,与植物种类没有显著关系(P>0.05)。研究可为生态沟渠的合理构建和设计提供理论和技术支撑。

摘要：生态沟渠是中国南方地区农业面源重要拦截磷污染的措施,受生态沟渠自身特征和环境因子影响,不同研究中生态沟渠对磷的去除效率差异较大。通过文献检索平台CNKI和Web of Science,收集研究磷在生态沟渠迁移转化过程的文献,经过筛选后,建立生态沟渠磷迁移数据库,共包含334项数据,通过统计分析系得到生态沟渠对总磷(Total Phosphorus,TP)的平均去除效率为47.16%。基于Mann-Whitney U检验和K-W检验方法,分析不同因素(植被类型、沟渠材质类型、强化措施、气候温度、水力停留时间)对生态沟渠TP去除效率的影响。研究结果表明:不同植被类型中,多种人工植被的生态沟渠去除效果最好,其TP平均去除效率为53.93%;不同沟渠材质中,边坡半衬砌的生态沟渠的TP平均去除效率为58.22%,效果最佳;不同强化措施类型中,基质类更有助于提高生态沟渠对TP的去除效果,其去除平均去除效率达到53.53%;不同气候温度区间中,温度在>25~35℃时生态沟渠对TP去除效率最高,平均值为57.18%;不同水力停留时间条件下,超过24 h时生态沟渠对TP的平均去除效率最佳,达到72.12%。该研究成果可为中国南方生态沟渠磷拦截效应评估、沟渠设计提供技术支撑。

摘要：为充分发挥灰色基础设施与绿色海绵设施的协同作用,降低区域径流总量、提升生态环境质量与城市韧性,以陕西省西咸新区数据六路为研究对象,构建了透水铺装道路与生态沟渠耦合的灰绿结合排水系统,并利用SWMM软件,分别模拟传统开发和耦合系统在不同重现期(2 a、5 a、10 a、20 a、50 a)下雨水径流量及水质污染物的变化规律。结果表明:灰绿结合系统有较好的径流峰值削减与水质净化作用,径流峰值削减率依次为70.6%、54.2%、46.6%、40.6%、36.6%,道路径流系数分别为0.40、0.59、0.68、0.77、0.87,可以有效缓解城市内涝;同时在2 a一遇的低重现期下,灰绿结合系统对COD、SS、TP、TN的总量削减率依次为:87.68%、87.12%、89.77%、89.17%,浓度削减率依次为48.06%、55.34%、40.67%、42.13%,削减效果显著,与试验研究结果一致。研究成果能够为城市雨洪管理与防涝体系构建提供借鉴。

摘要：生态沟渠技术因其易建设、低成本与少维护的优势在农村面源污染治理中被广泛应用,但存在单位面积净化效率低的明显问题.因此针对位于丘陵地区的成都市某村面源污染问题,选用美人蕉、伞草、泽泻与狐尾藻为栽培植物,联合火山石-沸石-陶粒组合基质,构建组合基质+植物(沟渠1)与纯土壤+植物(沟渠2)两种生态沟渠系统控制面源污染.探究两组沟渠对污染物净化作用及水力停留时间对沟渠1污染物去除效率的影响.试验期间生态沟渠运行监测结果表明,两组沟渠对COD、氨氮、硝氮、总氮与总磷均有明显去除效果,沟渠1对COD、总氮、总磷平均去除率比沟渠2分别高出14.06%、15.82%和15.31%.研究结果可为丘陵地区流域农村面源污染治理提供良好的参考作用.

摘要：本研究以太湖流域常见的菱角、水葫芦、梭鱼草、圆币草等水生植物和人工水草、塑料立体弹性填料为生态强化载体,构建"水生植物-载体生物膜-菌藻"复合型生态系统,研究了稻田排水中的氮、磷等营养元素的去除特性,构建氮、磷污染物的降解动力学模型,并调查了沟渠内"微生物-藻类"生物相特征.结果表明,生态沟渠运行期间,随着水稻进入不同的生长阶段,系统内氮、磷等营养元素的去除率都呈普遍下降趋势,总磷、氨氮、总氮、硝态氮平均去除率分别达到87.1%、92.3%、77.5%、88.6%,其中氨氮的去除率最高,化学需氧量(CODMn)的去除效果并不显著,各实验周期的污染物降解趋势均符合一级动力学降解模型.经生物相分析揭示:随着复合生态系统运行延续,系统内微生物、藻类的种类及Shannon-Weiner index等多样性指数呈不断增长趋势,表明复合生态系统水质改善后更适于多种类细菌与藻类生存与繁殖;复合生态系统中的菌、藻、水生植物及其表面附着的生物膜对污染物的去除具有协同作用,强化了生态沟渠的自净能力.

摘要：近年来,国内猕猴桃种植业呈蓬勃向上态势,但连年种植使农业面源污染问题凸显。为评价生态沟渠系统在拦截猕猴桃种植区氮磷污染方面的有效性,在四川省都江堰市天马镇某猕猴桃种植园内原位构建了以空心菜和峨眉山仙土堰为核心的生态沟渠系统,在5次降雨中分别监测生态沟渠进水和出水处水样的总氮(TN)和总磷(TP)指标,以探究其面源污染拦截效果。试验结果表明,都江堰地区猕猴桃种植区存在严重的氮磷面源污染问题,与生态沟渠进水处相比,出水处TN、TP平均浓度降低,TP平均去除率可稳定达到22.9%。可知在都江堰猕猴桃种植区,生态沟渠可以快速拦截该区域内的氮磷径流污染物,是经济可行的面源污染防控措施,值得进一步研究和推广应用。

摘要：为了提升农田水利沟渠对农田尾水污染物的净化能力,采用正交试验方法,设计了一种多孔生态混凝土植生系统。研究表明:目标孔隙率对28天强度和有效孔隙率指标的影响最为显著,矿掺比对pH指标的影响最为显著;多孔生态混凝土的最佳配合比为:集料粒径19~26.5mm、最佳目标孔隙率28%、最佳水灰比0.3、最佳矿掺比30%;水力停留时间越长,尾水深度越小,多孔生态混凝土植生系统对农田尾水污染物的去除效果越好;为了在一定程度上抵消水深增加对传质带来的不利影响,建议将水菖蒲+水芹菜混植作为多孔生态混凝土基植生系统的水生植物。

摘要：文章以赣南苏区"三江源"区域典型农村小流域为研究对象,针对小流域农业面源污染的实际情况,秉承"因地制宜,生态降解"的理念,构建由工程部分和生物部分有机组合而成的生态拦截沟渠系统,开展水生植物、微生物及贝类和螺类等底栖动物对农业面源污染、农村生活污水及养殖废水等污染物的联合净化研究,阐明生态沟渠系统对农村小流域面源污染拦截效应及其影响因素。研究结果表明,经过为期近半年的运行处理,生态沟渠系统出水的COD浓度降至19.63 mg/L以下,接近地表Ⅲ类水标准,DO含量为5.43 mg/L,处于Ⅱ类和Ⅲ类水之间,TP浓度降低至2.03 mg/L,NH3-N浓度下降至5 mg/L以下,TN浓度<7 mg/L;COD、NH3-N、TP和TN的总去除率分别为65.92%、90.38%、86.95%和89.03%,生态沟渠系统对农村小流域面源污染物具有较高的去除效率且运行效果良好;气温、水量和水生植物的生长期对生态沟渠去除效果具有重要作用。文章通过设计适合赣南农村小流域的生态拦截沟渠系统,运用工程、技术和生态的方法,实施赣南苏区"三江源"区域典型农村小流域面源污染物的综合防治,研究结果可为保障赣南等原中央苏区作为中国南方地区重要生态屏障地位和促进流域经济社会的可持续发展提供技术支撑。