太湖流域农田退水污染防治研究进展＊

（江苏省环境监测中心，江苏南京 210019）

0.引言

农田退水指在农业生产过程中，经灌溉或降雨，通过地表径流或土壤渗透等形式流出并汇入至环境水体的农田排水[1]。农田退水主要来源于灌溉、地下水补给、降雨等方式产生的过剩水份。农田退水不仅会降低土壤肥力和化肥利用效率，还往往携带大量流失的氮、磷等营养物质进入河道，直接或间接地引起水体的富营养化问题[2]。严重的时候农田退水还会导致环境水体溶解氧急速下降，因长时间缺氧影响水生植物生存，引发农村黑臭水体问题。此外，不同农田种植方式产生的农田退水对纳污河道的流动变化规律有较大影响，其中直播稻种植方式相比插秧水稻具备劳动效率高、季节土地利用率高、全生育期短等优点，但是由于直播水稻根系浅，根系对肥料吸收不充分时，营养物质易于通过农田退水进入环境水体，对于环境水体的污染更为严重。太湖流域是我国著名的鱼米之乡，丰沛交错的水系与突出的水资源问题并存。开展太湖流域农田退水调查研究工作是“十四五”期间加强农业农村生态环境管理和保护的重要组成部分，更是深入推进农业面源污染治理，促进农业绿色发展，加强农村生态文明建设的重要内容，具有重要的现实意义。

1.农田退水污染现状

1.1 农田退水污染成因

在农业生产过程中，为了促进农作物生长，过量施用化肥和农药的现象普遍存在，加之由于农作物对肥料等物质吸收有限，未能有效处理农田退水携带无机盐、氮磷等物质直接排放到环境水体中，或者因渗漏到地下水，造成水环境污染。农田退水携带的污染物经历3个阶段后汇入河道[2]：农业输入阶段、污染源管理阶段和污染物运移管理阶段。在农业输入阶段，农田中的饲料、牲畜粪便、农药、化肥等通过灌溉或者降雨进入农田退水；在污染源管理阶段，上一阶段的物质部分被吸收促进作物生长，部分被土壤吸附、固定与矿化，少部分农田退水汇入地表径流或者进入地下水；在运移管理阶段，农田退水随地表径流或者地下水渗透进入受纳河流。源头控制、过程阻断和养分再利用是农田退水全过程治理的重要方向[3]。

1.2 农田退水污染特点

近年来，农业面源污染已经成为我国水体污染的主要污染来源。农业面源污染包括种植业污染源、养殖业污染源、农村生活污染源等主要类型。其中农业生产过程中废弃农膜、流失的化肥与农药、作物秸秆沤田水等随着灌溉水或者降雨以农田退水的方式污染水环境。农田退水作为面源污染，具备不同于点源污染的特点，包括广泛性、季节性、随机分散性、监测难度大、污染不确定性等[4]，导致农田退水污染防治及管理的难度较点源污染更大。目前国内外主要在立法、管理和源头控制等方面实施农业面源污染防治措施，对流失过程的污染防治还局限在理论研究和典型区域实验阶段[5]。李佳琪[6]根据统计数据研究发现黑龙江省泡田期后插秧前、效分蘖临界期、拔节孕穗期、黄熟期退水量分别占水田总退水量55%、25%、5%、15%，对应总氮排放速率分别为 23.18g/s、58.15g/s、11.59g/s、34.88g/s。

2.农田退水污染来源

农田退水在本质上是携带过剩营养物质的水，探索农田退水循环利用是推进农业面源污染治理，促进农业绿色发展的有效途径。邢君杰等[7]对宁夏引黄灌区灵武试验区西大沟的2个监测断面水质进行了退水水质评价分析，结果表明，灌区农田退水水质受到灌水、施肥及其他污染源的综合影响，建议从源头控制措施入手，推行清洁生产和生态化养殖，改善农田退水水质。刘洁等[8]通过对安徽巢湖地区的实地调查研究和分析得出，其农业面源主要的污染源和污染途径来自施用化肥量过大且结构和方法不当、施用农药强度高、量大且技术落后、农作物秸秆利用率低、农膜使用量大造成土壤残留逐年累积。杨圣广[9]为明确丘陵地区水稻种植型农田退水对地表水环境的影响，对安徽省肥西县山南镇地处江淮丘陵地区的水稻田的农田退水及附近河道取样分析得出，秸秆禁烧政策实施后，大量农田秸秆翻覆回田，秸秆量远超土地实际处理能力，沤田浸出液作为农田退水汇入河流成为主要的污染来源。

3.农田退水治理措施

许多国内外专家学者的研究结果及实践表明，在农田退水治理采取的多种方法措施中，以水生植物或者土壤为基础的生态土地处理系统效果较为理想。具有投资建设成本低、运作管理便捷、工艺流程简单且净化效果优良等特点，具有的较好应用前景[10]。

3.1 生态污染治理工程

洪瑜等[11]在宁夏回族自治区引黄灌区进行稻田退水沟渠原位实验，实现有效防治农业面源污染，其采用黄菖蒲、美人蕉、千屈菜等5种不同浮床植物探索对农田退水中氮磷吸收能力以及去除效果，研究结果表明，在宁夏回族自治区引黄灌区中美人蕉和浮床空心菜更适合作为农田退水水质改善的主要植物。杨圣广[9]针对秸秆型农田退水，提出了减少秸秆返田数量至合理的平衡点，实施旱作水作轮休轮耕，有效利用沟塘坝渠的多种功能，充分发挥常绿水生植物和生态水渠提高水体自净能力的作用等防治建议。张爱平等[12]通过对宁夏回族自治区引黄灌区退水污染现状分析发现，指出客观的自然地理条件、农用化学物质的大量使用、落后的排灌工程体系以及传统的农业生产和管理方式是导致灌区农田退水携带大量污染物质进入黄河的主要原因，建议从加强农用化学物质的管理，调整土地利用结构、改进养分转移途径，加强水土流失治理等多种途径着手解决灌区农田退水污染问题。

3.2 全过程污染防治管控

对农田退水污染的控制，不应只针对农田退水发生的某一个环节，而是应该形成一个完整的体系，对农田退水污染各个环节的防治措施加以整合、梳理[5]。太湖流域是鱼米之乡，持续推进化肥减量增效，以生态肥替代传统化学肥料，是实现从源头控制农田退水污染的有效措施。朱金格等[13]在太湖水源地陆域保护区原位构建生态沟——湿地系统对涵盖施肥期的农田退水进行了拦截净化，结果表明，生态沟末端配置人工湿地能增加农田退水中去除氮、磷的效率，且该系统具有可复制移植性，能带来一定的经济环境效益，是削减农田污染的重要途径。唐浩等[14]针对上海市当地的地方现状并结合区域范围内农业面源的污染特征，探索出一套与滨岸缓冲带技术配合实施的工程性BMPs措施以防治农业面源污染，还提出采用生态排水沟、稳定塘以及暴雨蓄积池等措施提高对农田退水的有效净化效果。

3.3 监测体系与管控措施

黄晓龙等[2]指出，农田退水污染以多种途径输出，且携带成分复杂的污染物，会严重威胁到河流水体的健康。农田退水的水质监测虽然对农田退水的治理起不到直接相关的作用，但是却具有十分重要的意义。从表面上看，河流水体的水质改善依赖于农田退水的专项治理措施以及精确的管理政策，但是如果没有水质监测的持续配合，这种有效的水质改善现象将很难达到或者维持。农田退水等非点源污染的准确评价和污染控制策略的评价还应依赖于有效的水质监测项目。

4.结论与展望

随着我国对农业农村生态环境管理和保护的重视，农田退水污染防治是推进农业面源污染治理的重要措施。农田退水环境污染防治要建立全过程污染防治体系，加强监测与管控措施，结合生态污染治理工程，开展农业面源污染调查与监测评估工作，全面掌握农田退水对水体和土壤等环境的污染程度，促进农业绿色发展，加强农村生态文明建设。