[發明專利]一種農業活動區流域水資源循環利用污染物控制方法與裝置

有效

• 申請號: 201711330923.3
• 申請日: 2017-12-13
• 公開（公告）號: CN108083560B
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發明（設計）人: 張亞麗;王雷;吳鋒;張倩
• 申請（專利權）人: 中國科學院地理科學與資源研究所
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14;C02F101/20;C02F101/30
• 代理公司: 北京康思博達知識產權代理事務所(普通合伙) 11426
• 代理人: 劉冬梅;路永斌

本發明涉及一種農業活動區流域水資源循環利用污染物控制方法與裝置，所述方法包括在流域護岸4～10米處建造的依次連接的酸化池、曝氣池和多介質人工濕地，將流域水引入人工濕地后，通過人工濕地對重金屬和有機污染物的吸附或降解后，將處理后的流域水輸送至農業活動區中。本發明中對預進入農業活動區的重金屬含量進行了有效防控，從根本上降低作物中重金屬含量，促進作物生長，維護農業的持續健康發展，進而保障人體健康安全。

技術領域

本發明涉及水資源循環利用污染物控制領域，特別涉及一種農業活動區流域水資源循環利用污染物控制方法與裝置。

背景技術

流域是地球系統的縮微，是自然水循環的基本單元。就水文循環而言，流域是由一個具有自組織結構的產水區間和匯水通道構成的水循環單元；從生態上說，流域構成了地球陸地生態系統運行的基本空間生態單元；從社會經濟的角度，以流域為單元進行經濟開發不僅是人類遠古文明的發展模式，也仍然是當代經濟發展主要模式之一。

近年來，我國的很多河流都面臨著水污染問題，一些流域的污染狀況觸目驚心。水污染不僅導致流域生態系統的健康每況愈下，流域的水生物種逐漸消失遁跡，而且已經嚴重影響到人類的健康，并引起公眾的廣泛關注和擔憂。隨著我國城鎮化、工業化的快速推進，隨之而產生的數量龐大的污水處理需求也將更加緊迫。

水污染不僅導致流域生態系統的健康每況愈下，流域的水生物種逐漸消失遁跡，而且已經嚴重影響到人類的健康，引起公眾的廣泛關注和擔憂。我國農田土壤重金屬污染情況嚴重，約有1/5的耕地受到重金屬的污染。由于土壤中的重金屬難以降解，容易蓄積且毒性較大，不僅會嚴重影響作物生長，還可能隨食物鏈進入人體，進而危害人體健康。因此，研究農田土壤重金屬修復技術具有重要的現實意義。

我國部分地區如西北地區等農業活動區干旱缺水現象嚴重，為了保障農作物的正常生長，提高糧食產量，最佳的措施就是發展灌溉農業，一般采用流域水資源循環利用，將流域水引入農業活動區，農業活動區中的水回流至流域中。但是，流域水在循環利用前，需要考察其中污染物質對作物影響，通常恰當含量的氮磷等元素可作為營養物促進植物生長，但氮磷含量過多會造成農田板結，重金屬由于嚴重的毒害作用需要更加嚴格進行控制，避免其在人體內富集，進而影響人體健康安全。

基于上述狀況，亟需開發一種全面考慮流域水用于灌溉的、成本低且效果顯著的農業活動區流域水資源循環利用污染物控制方法或裝置，對預進入農業活動區的流域水污染物如重金屬、氮磷、長碳鏈有機物、懸浮物含量進行防控，從根本上降低作物中重金屬積累，維護農田良好狀態，促進作物生長，維護農業的持續健康發展，進而保障人體健康安全。

發明內容

為了解決上述問題，本發明人進行了銳意研究，提供了一種農業活動區流域水資源循環利用重金屬污染物控制方法與裝置，對流域水中重金屬、氮、磷、有機物、懸浮物進行物理脫除或生物降解，保障灌溉用水安全，從而完成本發明。

本發明的目的在于提供以下技術方案：

(1)一種農業活動區流域水資源循環利用污染物控制方法，其中，所述方法包括在流域護岸設定距離處建造人工濕地，將流域水引入人工濕地后，通過人工濕地中植物、微生物、固體基質的物理、化學、生物三種協同作用，對污染物進行吸附和降解，將處理后的流域水輸送至農業活動區中；

優選地，人工濕地中由上至下鋪設有四層填料：

第一層填料為土壤和功能型生物炭的混合填料，吸附重金屬并對有機物進行降解；

第二層填料為土壤、天然沸石、石灰石的混合填料，對重金屬進行吸附固定；

第三層填料為粉煤灰分子篩、弗洛里硅藻土和生物炭的混合填料，吸附重金屬吸附，優選通過在此區域內投放聚磷菌以降低待凈化流域水中總磷量；