文章摘要
不同水力负荷对两种生态沟渠内沉水植物苦草净化效果的影响研究
Influence of different hydraulic load rates on the purification performance of submerged macrophyte Vallisneria natans in two kinds of vegetated drainage ditches
投稿时间:2023-12-29  修订日期:2024-04-22
DOI:
中文关键词: 农田径流,生态沟渠,沉水植物,填料,水力负荷
英文关键词: Farmland runoff, ecological drainage ditch, submersed macrophyte, substrate, hydraulic loading rate
基金项目:上海市 2022 年度“科技创新行动计划”国内科技合作项目(No.22015821200);国家重点研发项目(No.2021YFC3201503-02);长江生态环境保护修复联合研究二期项目(No.2022-LHYJ-02-0304);上海市农业科学院卓越团队建设计划项目(沪农科卓2022-023)
作者单位邮编
蔡敏 上海市农业科学院 201403
崔娜欣* 上海市农业科学院 201403
张旭 上海市农业科学院 
陈桂发 上海市农业科学院 
周丽 上海市农业科学院 
邹国燕 上海市农业科学院 
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中文摘要:
      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下沟渠对水体氮磷的浓度去除率分别为47.7%~66.0%和57.5%~77.1%,随HLR升高而降低;氮磷单位面积去除率为305.3~1009.2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(P<0.05),而沸石填料则影响较小(P>0.05)。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磷量分别为2674.4~3384.1 mg·m-2和579.6~673.9 mg·m-2,对沟渠氮、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。
英文摘要:
      1. 植物吸收贡献率随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; 2. 在一定浓度和HLR范围内,适当提高HLR有助于沟渠截留更多氮磷污染物。
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