长三角地区农田退水生态拦截技术的实践应用与发展思考

摘 要：在概述我国农业面源污染现状和农田退水治理常用生态拦截技术的基础上，以长三角地区为例，通过对当地农田退水治理中生态拦截技术应用效果的对比分析，得出最优生态拦截技术方案为生态拦截沟渠、人工湿地、脱氮除磷装置治理技术相结合，进一步分析影响其应用效果的原因，并探索提出相应策略，以助力农业可持续发展。

关键词：农业污染；生态拦截；农田退水；可持续发展

中图分类号：S276.3 文献标志码：A 文章编号：1674-7909（2024）15-154-4

DOI：10.19345/j.cnki.1674-7909.2024.15.033

0 引言

建设美丽中国是全面建设社会主义现代化国家的重要目标。《中共中央 国务院关于全面推进美丽中国建设的意见》要求，建设美丽乡村要聚焦农业面源污染突出区域强化系统治理。《2020年第二次全国污染源普查公报》显示，农业源是全国水污染的重要来源，2017年农业水源水污染物中总氮和总磷的排放量分别为141.49万t，21.20万t。而农田退水是农业面源污染的主要污染源之一。农田退水中包含大量有机物和氮、磷等元素，直接排入受纳水体将导致水体富营养化，进而导致水质持续恶化，影响水生动植物的生存，不利于美丽乡村建设和当地经济可持续发展。目前，农田水肥利用率低、农药的不合理喷洒及对污染缺乏生态科学治理是农田退水污染的重要原因。农田退水污染的控制与治理主要从源头和过程两方面开展。在源头控制上，应加强测土配方施肥技术推广应用，合理化利用有机肥，提高农田水肥利用率，合理施用农药，提高耕地质量；在过程控制上，应积极研究采用以氮磷削减为导向的生态拦截技术。

1 常用的农田退水生态拦截技术

目前，常用的农田退水生态拦截技术主要有生态拦截沟渠、植物塘、人工湿地等治理技术。其中，生态拦截沟渠治理技术是迄今农业领域应用最普遍的氮磷拦截技术［1］。

1.1 生态拦截沟渠

生态拦截沟渠治理技术是在确保沟渠排灌功能的前提下，在沟渠中建设节制闸坝、拦水坎、透水坝等辅助性工程设施，采用设置生物材料及配置植物群落等措施。生态拦截沟渠降低农业面源污染的作用机制主要有2个方面.一是降低水流流速，使得部分不溶性颗粒物沉降效率提高或被直接截留、吸附，防止水土流失的同时减少水体中污染物的含量。ALEXANDER等［2］研究认为，不同规模的河道系统对氮的削减差异显著，其中小型河道是去除氮、磷污染物的重要场所。二是植物群落对水体中可溶性的氮、磷等污染物有较好的吸收富集作用，降低了水中污染物浓度［3］。曹威［4］研究表明，冬季由于水生植物死亡和水量减少，生态拦截沟渠对总氮和总磷的吸附能力显著降低，气温回暖后水生植物恢复生长，对总氮和总磷的吸附能力开始恢复。

1.2 植物塘治理技术

植物塘是一种以水生植物为主体构建的浮游生物-水生植物-微生物群落共生系统，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环境基质的物理作用，促进水中悬浮物的沉降，并有效去除污水中有机物、氮磷无机物等污染物［5］。植物塘对污染物的净化效果受水生植物的影响。刘淼等［6］研究表明，对于沉水植物稳定塘，沉水植物组合能取得比单类植物更好的净水效果，不同沉水植物组合的净水效果也各有不同。

1.3 人工湿地治理技术

人工湿地治理技术是主要利用基质、植物和微生物，通过物理、化学和生物协同作用进行污水治理的新型技术。人工湿地具有氮磷去除效果较好和景观效应良好的特点，但也存在占地面积大、易堵塞、脱氮除磷效率受植物种类及季节影响等问题。在人工湿地治理中采取建设生态拦截沟渠等前置处理措施，可以提高人工湿地运行的稳定性。此外，水平潜流式人工湿地、垂直潜流式人工湿地存在工程造价高、施工难度大、管理不易等问题，限制了其建设和运行。基质、植物和微生物是影响人工湿地净化效果的重要因素。张盛宇［7］的研究表明，不同基质组合对氨氮和磷的去除效果有较大差异，挺水植物对氨氮和总磷的去除效果总体高于沉水植物，复合植物系统的微生物群落生长明显优于单一的植物系统，更有利于对污染物的去除。

2 长三角地区农田退水生态拦截技术的实践应用

根据对相关文献的分析结果（见表1），生态拦截沟渠在长三角地区农田退水治理中的应用较为广泛，生态拦截渠、人工湿地、脱氮除磷装置的组合应用对氮、磷的去除率比单独应用生态拦截沟渠有明显提升。

从表1来看，江苏地区农田退水中总磷、总氮、氨氮的去除率普遍高于上海市和浙江地区。这可能是由于上海市和浙江地区的高标准农田建设要早于江苏地区，水体污染物浓度相对较低，在农田退水改造中污染物去除率会比较低；也有可能是由于这几个地区施肥、灌溉方式存在差异，最终在农田退水改造中污染物去除率也出现差异。

3 长三角地区农田退水生态拦截技术的影响因素及对策建议

3.1 政策因素

各级政府发布的相关支持政策往往能推动各地农田退水治理的快速发展。2021年9月6日，农业农村部印发《全国高标准农田建设规划（2021—2030年）》。此后，全国先后出台相应政策并建设示范点，通过田块整治、沟渠配套、节水灌溉、林网建设和集成推广绿色农业技术等措施建设高标准农田，增强了农田生态防护能力，减少了农业面源污染，保护了农田生态环境，为后续农田退水治理奠定了基础。

2022年3月2日，国务院办公厅印发《关于加强入河入海排污口监督管理工作的实施意见》，明确将排查出的农业排口纳入管理范围，提出研究符合种植业特点的农业面源污染治理模式。浙江省平湖市先行先试，首创农田退水的“零直排”模式，融合了土地整治工程、农田水利工程、生态环境工程，开展了一场农业面源污染治理的“生态革命”。自此，长三角地区各地结合当地农业特点，针对性展开农田退水治理工作。

3.2 经济因素

国家级、省级相关主管部门的专项资金支持力度和地方财政能力是影响农田退水治理成效的2个重要因素。

2019年11月14日，上海市农业农村委员会、上海市财政局制定了《上海市农田建设项目和资金管理办法》，安排资金支持对农田进行综合治理和保护。2023年1月27日，江苏省生态环境厅印发《江苏省农业面源污染治理试点专项资金项目申报指南（2023年）》，提出发挥财政资金支持引导作用，进一步解决现阶段农业面源污染影响地表水环境质量的突出问题。2023年5月31日，浙江省财政厅、浙江省水利厅印发《浙江省中央财政水利发展资金管理办法实施细则》，明确在河流治理、水土保持、农村河塘整治等方面提供资金支持。

除国家级、省级相关主管部门的专项资金支持外，地方的财政能力决定了当地农田退水治理的水平。生态拦截沟渠造价在500～2 000元/m［15］，如当地已开展高标准农田建设，生态拦截沟渠的建设成本将会降低。管理维护成本是影响农田退水治理成效的重要因素。目前，“重建轻管”现象普遍存在。各地在运维管护、落实管护经费、设置水质监测点位、定期开展水质检测等方面，还欠缺，出现了经费缺乏、维护积极性不够和管理混乱等问题。此外，在前期设计、建设过程中，选择合理的生态拦截技术、合适的水生植物也可降低运维难度和成本。

3.3 对策建议

深入研究国家、地方发布的有关农业面源污染防治的政策，结合当地实际情况，找出适合当地农田退水治理长效发展的方向，推动当地对农田退水治理工作自上而下的政策支持。同时，积极申请各类专项资金，利用各地高标准农田建设的基础，解决项目启动、建设和运维等环节的资金难题。

各地需因地制宜，探讨并实施适合当地农田退水的治理技术和管理模式，切实保证项目落地后能达到预期治理效果，确保运维管理机制能发挥积极作用，推动当地农田退水治理工程高质量发展。

4 结束语

政策因素和经济因素是影响农田退水治理成效的2个重要因素。国家、地方发布的针对农业面源污染防治的相关政策能有效推动农田退水治理，经济欠发达地区的财政状况是制约当地农田退水治理成效的主要因素。

目前，长三角地区大部分城市均有高标准农田建设试点，在此基础上开展农田退水治理会极大地降低治理成本。引导农民科学施肥和灌溉，建立健全运维管护、落实管护经费、定期开展水质检测等方面的管理考核机制，可持续提升农田退水治理工程的建设与运维水平，有利于农业可持续发展。

在长三角地区，生态拦截沟渠在农田退水治理中的应用较为普遍。各地须因地制宜，考虑水生植物在不同季节的经济性和功能性，选用适合当地的生态拦截技术，以降低后期运维难度和成本。这对于农田退水治理设施的长期运行十分必要。

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（栏目编辑：贺跃通）