趙世豪 張萍 陳春昌 陳世靜

（1上海市青浦區(qū)重固鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村服務(wù)中心，上海 201706；2上海春昌蔬果專業(yè)合作社，上海 201706）

在推動(dòng)形成農(nóng)業(yè)綠色生產(chǎn)方式、推動(dòng)美麗鄉(xiāng)村建設(shè)的背景下，為全面保護(hù)農(nóng)業(yè)用地和周邊河道不受污染，做到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與生態(tài)環(huán)境友好和諧發(fā)展，對(duì)農(nóng)業(yè)尾水進(jìn)行科學(xué)合理地凈化處理已迫在眉睫。

重固鎮(zhèn)是上海市青浦區(qū)的主要綠葉蔬菜生產(chǎn)地（生菜、芥藍(lán)、芥菜等綠葉蔬菜的種植面積一直穩(wěn)定在180 hm2以上），農(nóng)業(yè)設(shè)施生產(chǎn)水平位居全區(qū)涉農(nóng)街鎮(zhèn)的前列，目前有8個(gè)經(jīng)營(yíng)主體（合計(jì)蔬菜種植面積達(dá)171.87 hm2）。但是，在重固鎮(zhèn)綠葉蔬菜設(shè)施生產(chǎn)過程中，當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶為了追求高產(chǎn)，使用了大量復(fù)合肥和雞糞等，且在綠葉蔬菜設(shè)施生產(chǎn)過程中，需噴淋土壤和洗鹽，這就使肥料內(nèi)的氮、磷、鉀等元素隨噴淋水排至明溝，進(jìn)而流入河道，對(duì)周邊河道造成了一定的農(nóng)業(yè)面源污染。

自2020年開始，為了轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)發(fā)展方式、大力發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)、解決設(shè)施蔬菜基地的農(nóng)業(yè)尾水排放問題，在上海市青浦區(qū)蔬菜技術(shù)推廣站和上海市青浦區(qū)重固鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村服務(wù)中心的協(xié)同指導(dǎo)下，上海春昌蔬果專業(yè)合作社引進(jìn)了一種農(nóng)業(yè)尾水生態(tài)處理技術(shù)，并進(jìn)行了試點(diǎn)應(yīng)用，最終應(yīng)用效果顯著?，F(xiàn)筆者擬在闡述該農(nóng)業(yè)尾水生態(tài)處理技術(shù)主要內(nèi)容的基礎(chǔ)上，對(duì)該農(nóng)業(yè)尾水生態(tài)處理技術(shù)在上海春昌蔬果專業(yè)合作社的具體應(yīng)用效果進(jìn)行介紹，以供類似設(shè)施蔬菜基地參考借鑒。

1 農(nóng)業(yè)尾水生態(tài)處理技術(shù)的主要內(nèi)容

農(nóng)業(yè)尾水生態(tài)處理技術(shù)的主要內(nèi)容是根據(jù)上海春昌蔬果專業(yè)合作社的設(shè)施蔬菜基地（以下簡(jiǎn)稱基地）的實(shí)際生產(chǎn)情況和溝渠情況，對(duì)基地內(nèi)的農(nóng)業(yè)尾水進(jìn)行漂浮物攔截、水體雜質(zhì)沉淀、尾水綠植凈化、水體循環(huán)等。具體的技術(shù)流程見圖1。

圖1 上海春昌蔬果專業(yè)合作社農(nóng)業(yè)尾水生態(tài)處理技術(shù)流程

1.1 溝渠調(diào)整

在基地原有的溝渠條件下，通過埋設(shè)暗管的方式，將基地原有的2條主溝匯聚成1條，并統(tǒng)一流向。基地排出的農(nóng)業(yè)尾水全部通過溝渠引流至沉淀池，經(jīng)過處理后方可排出。

1.2 多層網(wǎng)格柵欄攔截

在主溝的渠口放置三層不同規(guī)格的網(wǎng)格柵欄，對(duì)農(nóng)業(yè)尾水中的漂浮物進(jìn)行分離處理。具體為：第1層大規(guī)格的柵欄攔截水體中的塑料袋、秸稈、樹枝等，第2層?xùn)艡跀r截水體中漂浮的菜葉、菜皮、樹葉等，第3層?xùn)艡跀r截水體中的雜草、細(xì)小毛發(fā)等較小的雜質(zhì)，避免直接流入河道產(chǎn)生面源污染。同時(shí)，安排專人定時(shí)清理攔截雜物，避免水路堵塞。

1.3 沉淀池

沉淀池是農(nóng)業(yè)尾水生態(tài)處理技術(shù)的重要一環(huán)。上海春昌蔬果專業(yè)合作社的沉淀池長(zhǎng)25 m、寬25 m、深2 m，蓄水量達(dá)800 m3，主要用于截留和沉降農(nóng)業(yè)尾水中的污泥，并能起到一定的厭氧發(fā)酵效果。同時(shí)，沉淀池采用種植水生植物、生石灰消毒、放置浮水噴泉式曝氣機(jī)等技術(shù)，可有效降低水體中的營(yíng)養(yǎng)元素含量。此外，在沉淀池周圍種植花草，并在空地鋪設(shè)園藝地布，以防止雜草生長(zhǎng)，從而既美化了環(huán)境，又防止水體流動(dòng)而帶走過多的泥土，避免了水土流失。

1.3.1 水生植物

在沉淀池內(nèi)，利用浮島裝置大面積“回型”鋪設(shè)水生植物（如水綿），用于吸附農(nóng)業(yè)尾水中的氮、磷、鉀等多余養(yǎng)分；同時(shí)，種植茭白、浮萍和水生美人蕉等水生植物，在水面形成過濾層，用于過濾農(nóng)業(yè)尾水中的懸浮顆粒物質(zhì)，起到改善水體環(huán)境質(zhì)量的效果。

1.3.2 生石灰消毒

采用生石灰對(duì)農(nóng)業(yè)尾水進(jìn)行消毒處理，以提高農(nóng)業(yè)尾水pH，降低農(nóng)業(yè)尾水中一些重金屬離子的活性，絮凝沉淀農(nóng)業(yè)尾水中的懸浮物，從而減輕農(nóng)業(yè)尾水的毒性，使水體變得干凈清澈。同時(shí)，利用生石灰消毒，能夠改良沉淀池的底質(zhì)，提高水生植物對(duì)鈣、磷的利用率，促進(jìn)浮游生物繁殖，促使水體形成良好的生態(tài)環(huán)境。

1.3.3 浮水噴泉式曝氣機(jī)

在沉淀池內(nèi)，放置1臺(tái)浮水噴泉式曝氣機(jī)，通過特有的水體對(duì)流形式，在垂直循環(huán)運(yùn)動(dòng)過程中，實(shí)現(xiàn)表層水體與底部水體的交換，以有效防止水體厭氧消化，從而為水生植物提供充足氧氣，促進(jìn)其生長(zhǎng)，減少其腐爛惡臭現(xiàn)象的出現(xiàn)。

1.4 人工濕地

在上海春昌蔬果專業(yè)合作社內(nèi)建有人工濕地，即在40 m3容積的水泥溝槽里，底面鋪設(shè)防滲漏隔水層，在隔水層上鋪設(shè)1層滲水管道，在濕地內(nèi)部填充2 m厚的填料層（填充能去除氮、磷的顆粒材料），在填料層上鋪設(shè)1層基質(zhì)土，在基質(zhì)土上種植維管束植物（如蘆葦）和根系發(fā)達(dá)的水生植物，以對(duì)農(nóng)業(yè)尾水中過量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行二次吸收。

具體流程：沉淀池中的農(nóng)業(yè)尾水通過水泵進(jìn)行抽取，由人工濕地的一端通過水管進(jìn)入人工濕地，以推流的方式與植物根系進(jìn)行充分接觸從而獲得凈化，凈化后的農(nóng)業(yè)尾水再通過管道輸送到出水口排出。

2 農(nóng)業(yè)尾水生態(tài)處理技術(shù)的應(yīng)用成效

2.1 技術(shù)應(yīng)用前水質(zhì)檢測(cè)

在農(nóng)業(yè)尾水生態(tài)處理技術(shù)應(yīng)用前，根據(jù)上海春昌蔬果專業(yè)合作社的農(nóng)業(yè)尾水排放溝渠分布，在抽水泵入口、東山江、南排水渠、北排水渠等處分別進(jìn)行了取水，并對(duì)水質(zhì)進(jìn)行了檢測(cè)，具體檢測(cè)方法：溶解氧參照《水質(zhì)—化學(xué)需氧量的測(cè)定(st-cod)》（ISO 15705-2002）進(jìn)行檢測(cè)，氨氮參照《水質(zhì)-氨氮的測(cè)定-納氏試劑分光光度法》（HJ-535-2009）進(jìn)行檢測(cè)，總磷參照《水質(zhì) 總磷的測(cè)定 鉬酸銨分光光度法》（GB/T 11893-1989）進(jìn)行檢測(cè)，高錳酸鹽指數(shù)參照《水質(zhì) 高錳酸鹽指數(shù)的測(cè)定》（GB11892-1989）進(jìn)行檢測(cè)，pH參照《水質(zhì) pH值的測(cè)定 電極法》（HJ 1147-2020）進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)結(jié)果見表1、表2。

表1 農(nóng)業(yè)尾水生態(tài)處理技術(shù)應(yīng)用前的水質(zhì)測(cè)定結(jié)果（2020年5月9日取樣）

表2 農(nóng)業(yè)尾水生態(tài)處理技術(shù)應(yīng)用前的水質(zhì)測(cè)定結(jié)果（2020年6月4日取樣）

由表1、表2可知，通過不同時(shí)間對(duì)基地內(nèi)不同地點(diǎn)排放的農(nóng)業(yè)尾水進(jìn)行取樣，經(jīng)檢測(cè)，農(nóng)業(yè)尾水的部分水質(zhì)指標(biāo)超過地表水V類標(biāo)準(zhǔn)，直接排入河道會(huì)嚴(yán)重污染河道水體。

2.2 技術(shù)應(yīng)用后水質(zhì)檢測(cè)

在農(nóng)業(yè)尾水生態(tài)處理技術(shù)應(yīng)用后，于不同時(shí)間對(duì)基地內(nèi)不同地點(diǎn)排放的農(nóng)業(yè)尾水進(jìn)行取樣檢測(cè)（檢測(cè)方法同上），檢測(cè)結(jié)果見表3、表4。

表3 農(nóng)業(yè)尾水生態(tài)處理技術(shù)應(yīng)用后的水質(zhì)測(cè)定結(jié)果（不同時(shí)間及點(diǎn)位）

表4 農(nóng)業(yè)尾水生態(tài)處理技術(shù)應(yīng)用后的水質(zhì)測(cè)定結(jié)果（不同點(diǎn)位）

由表3、表4可知，在技術(shù)應(yīng)用后，基地內(nèi)人工濕地和尾水出口的農(nóng)業(yè)尾水水質(zhì)達(dá)到了地表水V類標(biāo)準(zhǔn)，完全符合廢水排放標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié)論與討論

農(nóng)業(yè)尾水生態(tài)處理技術(shù)在上海春昌蔬果專業(yè)合作社的應(yīng)用示范結(jié)果表明，基地排出的農(nóng)業(yè)尾水的水質(zhì)達(dá)到了地表水V類標(biāo)準(zhǔn)，完全符合廢水排放標(biāo)準(zhǔn)，說明該農(nóng)業(yè)尾水生態(tài)處理技術(shù)適用于設(shè)施蔬菜基地，且得益于農(nóng)業(yè)尾水生態(tài)處理技術(shù)的應(yīng)用，上海春昌蔬果專業(yè)合作社于2021年獲得了“上海市節(jié)水型標(biāo)桿農(nóng)業(yè)示范區(qū)”稱號(hào)。同時(shí)，該技術(shù)的推廣應(yīng)用，有利于全面保護(hù)農(nóng)業(yè)用地和周邊河道不受污染，且由于將農(nóng)業(yè)尾水集中進(jìn)行低成本處理，解決了一般農(nóng)業(yè)企業(yè)無農(nóng)業(yè)尾水處理技術(shù)的難題。因此，該農(nóng)業(yè)尾水生態(tài)處理技術(shù)的試點(diǎn)應(yīng)用示范成功，不僅為治理農(nóng)業(yè)水源污染提供了有力的技術(shù)支撐，還是一次生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)的有益探索，更為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展提供了新的思路。

值得注意的是，本示范未對(duì)農(nóng)業(yè)尾水的重金屬含量進(jìn)行測(cè)定，故無法驗(yàn)證該技術(shù)對(duì)農(nóng)業(yè)尾水中重金屬的吸附減排效果。同時(shí)，為提高該技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用效果，應(yīng)根據(jù)不同農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的特點(diǎn)，合理安排農(nóng)業(yè)尾水的排放時(shí)間，且日排放量不能超過凈化設(shè)施的處理能力，并要根據(jù)暴雨、洪水、干旱、結(jié)冰期等各種極限情況進(jìn)行水位調(diào)節(jié)，避免出現(xiàn)進(jìn)水端壅水和出水端淹沒等現(xiàn)象。