利用人工湿地生态技术治理农村面源污染的实践应用

利用人工湿地生态技术治理农村面源污染的实践应用

曾浚洋 谭建波

宜宾市叙州生态环境保护宣传教育中心  644600

摘要：随着农村地区经济的发展和城市化进程的推进，面源污染问题日益突出，成为制约农村可持续发展的重要因素。人工湿地生态技术作为一种低成本、高效率、易管理的生态治理方法，在农村面源污染治理中显示出其独特的优势。本文通过分析人工湿地生态技术的原理、设计要点及在农村面源污染治理中的实践应用，探讨了其在改善农村生态环境、保护水资源和促进生态文明建设中的重要作用。

关键词：人工湿地；生态技术；农村面源污染；实践应用；可持续发展

农村面源污染主要来源于农业生产活动中的化肥、农药使用，畜禽养殖排放，以及农村居民生活污水和垃圾的随意排放。这些污染物通过地表径流、土壤渗透等方式进入水体，造成水体富营养化、水质恶化等环境问题。传统的污染治理方法往往成本高、效果差，难以满足农村地区的实际需求。因此，寻求一种既经济又高效的污染治理方法成为当务之急。人工湿地生态技术以其良好的净化效果、生态友好性和景观价值，逐渐成为农村面源污染治理的新选择[1]。

一、人工湿地生态技术原理及优势

人工湿地，作为一种模拟自然湿地而精心构建的生态工程系统，以其独特的结构和功能，成为处理污水、净化水质的重要手段。它集成了自然界的物理、化学和生物过程，通过精心设计的湿地结构，利用湿地植物、微生物、基质以及水体的综合作用，实现对污水中多种污染物的有效去除[2]。

人工湿地的优势在于其低成本、高效率和生态友好性。与传统的污水处理方法相比，人工湿地建设投资较少，运行费用低，且维护相对简单。它不需要复杂的机械设备和化学药剂，主要依靠自然生态过程来处理污水。此外，人工湿地还能够美化环境，提供生态景观，促进生物多样性的恢复和保护。

另外，人工湿地非常适合农村地区分散式污水处理。在农村地区，由于人口分布较为分散，建设大型污水处理厂往往不经济也不现实。而人工湿地可以根据实际需要灵活设计，规模可大可小，既可以处理单个家庭的污水，也可以处理整个村庄的污水。因此，人工湿地在农村面源污染治理中具有广阔的应用前景。

二、人工湿地设计要点

1.湿地类型选择

人工湿地可根据水流方式的不同分为表面流湿地、水平潜流湿地和垂直潜流湿地等类型。在选择湿地类型时，必须综合考虑当地的气候条件、地形地貌、污染物种类和处理要求等因素。气候条件，如温度和降雨量，会影响湿地植物的生长和微生物的活性。地形地貌则决定了湿地的布局和水流路径。污染物种类和处理要求则直接决定了湿地类型的选择。例如，表面流湿地适用于处理低浓度的污水，如生活污水，其设计简单，投资少，但处理效果受气温影响较大。水平潜流湿地则适用于处理较高浓度的污水，如工业废水，其处理效果较为稳定，但需要考虑堵塞问题。垂直潜流湿地结合了前两者的优点，但建设成本较高。因此，在选择湿地类型时，需要进行全面的技术经济比较，以确定最适合当地条件的湿地类型。

2.基质材料选择

基质材料是人工湿地的重要组成部分，它不仅提供了植物生长的介质，还为微生物提供了附着和生长的环境。基质材料的透水性、吸附性和稳定性等性质直接影响污染物的去除效果。常用的基质材料包括砂、砾石、土壤和煤渣等。砂和砾石具有较好的透水性，能够确保湿地内部的水流畅通。土壤则具有一定的吸附能力，可以去除污水中的部分污染物。煤渣等工业废弃物则可以作为辅助材料，降低建设成本。在选择基质材料时，还需要考虑其对植物生长的影响，避免选择对植物有害的材料。

3.植物种类筛选

植物在人工湿地中起着关键作用，它们通过吸收营养物质、提供微生物附着面和增加湿地系统的氧气含量等方式，促进污染物的去除。因此，在选择植物种类时，需要考虑其适应性、生长速度、根系发达程度和吸收能力等因素。一般来说，本地植物种类具有较好的适应性，能够适应当地的气候和土壤条件。同时，生长速度快、根系发达的植物能够更好地吸收营养物质，提高湿地的处理效果。常用的湿地植物包括芦苇、香蒲、菖蒲等。这些植物不仅具有较强的适应能力，还能有效地吸收污水中的营养物质，为微生物提供良好的生长环境。

4.水力负荷设计

水力负荷是指单位时间内通过湿地系统的水量，是影响湿地处理效果的关键因素之一。合理的水力负荷设计需要确保湿地系统既不过载也不欠载，以保持其稳定运行和最佳处理效果。在设计水力负荷时，需要考虑进出水水量和水质变化等因素。进水水量可以根据实际情况进行估算或测量得到，而水质变化则可以通过定期监测来掌握。根据进水水量和水质变化情况，可以计算出合适的湿地尺寸和进水流量。此外，还需要考虑湿地系统的抗冲击负荷能力，以应对可能出现的污水波动情况。

三、农村面源污染治理实践应用

1.农业面源污染治理

农业面源污染，主要源于农田径流携带的化肥、农药等营养物质，这些物质随雨水轻易流入水体，引发富营养化现象，对水生生态造成严重影响。为有效拦截这些污染物，农田排水沟渠中精心构建的湿地系统发挥着关键作用。湿地植物不仅吸收水中的营养物质，还通过减缓水流速度促进悬浮物沉降。同时，湿地中丰富的微生物群落通过代谢活动分解有机污染物，进一步净化水质。这种综合性的自然净化机制，使得农田排水沟渠湿地系统成为减少化肥、农药污染，保护农村水生态环境的重要措施。此外，这种湿地系统还能增加生物多样性，提升农田景观的美学价值，实现生态与经济的双赢。

2.畜禽养殖污染治理

畜禽养殖废水是一种含有高浓度有机物、氨氮等污染物的废水，若未经处理直接排放，将对环境造成严重的破坏。利用人工湿地处理这种废水，不仅经济高效，而且生态友好。湿地植物通过吸收废水中的营养物质，不仅促进了自身的生长，还为湿地生态系统提供了能量。同时，湿地基质通过吸附和过滤作用，有效去除了废水中的部分污染物。更为重要的是，湿地中的微生物在缺氧、好氧交替的环境中，通过复杂的生化反应分解有机物，将其转化为无害物质，从而显著降低了废水中的COD、BOD和氨氮等污染物的含量。这种处理方法不仅使废水达到了排放标准，而且有效改善了养殖场周边的环境，为畜禽养殖业的可持续发展提供了有力支持。此外，人工湿地的建设还能增加生物多样性，美化养殖场环境，提高生态效益和社会效益。

3.农村生活污水处理

农村生活污水具有分散、水量小的特点，传统的集中式污水处理设施难以适用。因此，建设分散式人工湿地处理系统成为解决农村生活污水问题的有效途径。这种处理系统可以根据实际情况灵活设计，规模可大可小。生活污水首先经过初步处理去除较大的悬浮物和杂质，然后进入湿地系统进行深度处理。湿地植物和微生物通过协同作用去除污水中的有机物、氮磷等污染物。经过处理后的水可以用于农田灌溉、景观用水等，实现了生活污水的就地处理和资源化利用[3]。这不仅解决了农村生活污水的污染问题，还为农村地区提供了可持续的水资源利用方式。

结束语：

人工湿地生态技术在农村面源污染治理中展现出了广阔的应用前景。通过不断优化设计、加强技术创新和政策支持，可以进一步推广人工湿地技术在农村地区的应用，为农村生态环境保护和可持续发展做出积极贡献。未来，随着生态文明建设的深入推进和绿色发展理念的普及，人工湿地将在农村环境治理中发挥更加重要的作用。
 

参考文献

[1]罗鸿兵,张可,陈杰,等. 农村水污染协同治理关键技术研发与应用[Z]. 四川农业大学. 2022.

[2]方静. 人工湿地生态技术在农村面源污染治理中的应用研究进展[J]. 科学与信息化,2020(1):42,47.

[3]闫龙,王蓉. 组合人工湿地技术在农村生活污水治理中的应用[J]. 净水技术,2021,40(5):81-86. DOI:10.15890/j.cnki.jsjs.2021.05.014.