摘要：論述了當(dāng)前農(nóng)村水環(huán)境污染及治理現(xiàn)狀，分析了人工濕地對(duì)農(nóng)村生活污水中各種有機(jī)污染物的去除機(jī)理及農(nóng)村人工濕地的建設(shè)策略，并從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境三方面分析了利用人工濕地處理農(nóng)村生活污水的可行性，綜合分析可知在農(nóng)村采用人工濕地工藝處理生活污水是可行的。

關(guān)鍵詞：農(nóng)村水環(huán)境；人工濕地；農(nóng)村生活污水；可行性分析

簡(jiǎn)述

簡(jiǎn)要說(shuō)明目前農(nóng)村水環(huán)境的現(xiàn)狀，分析可用的工作，從規(guī)模，水量，經(jīng)濟(jì)投入，運(yùn)行管理方面，論述，提出利用人工濕地的可行性。

農(nóng)村污水是指農(nóng)村地區(qū)居民在生活和生產(chǎn)過(guò)程中形成的污水。農(nóng)村生活污水是指居民生活過(guò)程中廁所排放污水、洗浴、洗衣服和廚房污水等。農(nóng)村生污污水量大面廣，2001年，全國(guó)農(nóng)村生活污水排放量約為83.2億t，生活污水中大量的污染物質(zhì)加重受納水體的污染，造成水體水質(zhì)惡化，特別是污水中含有大量氮、磷，會(huì)使水體富營(yíng)養(yǎng)化，這個(gè)問(wèn)題引起了人們的普遍關(guān)注[1]。

1 農(nóng)村水環(huán)境和污水治理現(xiàn)狀

1.1農(nóng)村水環(huán)境現(xiàn)狀

20世紀(jì)80年代以前，我國(guó)農(nóng)村水環(huán)境總體狀況良好，水污染問(wèn)題是局部性的。1980年以來(lái)，我國(guó)農(nóng)村水環(huán)境質(zhì)量不斷惡化，目前農(nóng)村水環(huán)境問(wèn)題主要表現(xiàn)在：①排污河兩岸、污水灌溉農(nóng)田及地下水污染嚴(yán)重，許多清水河變成了排污河；②鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)布局分散、生產(chǎn)工藝落后，排污種類(lèi)多、濃度高，往往是一個(gè)企業(yè)污染了一條小河、一個(gè)池塘、一片農(nóng)村，對(duì)農(nóng)村水環(huán)境造成了嚴(yán)重威害；③城郊集約化畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)和農(nóng)村生活排污問(wèn)題日益突出，大量的糞便就地堆放、污水就地排放，污染了農(nóng)村內(nèi)部及周邊水環(huán)境和衛(wèi)生環(huán)境，使鄉(xiāng)村小河、池塘變成了臭水溝、臭水塘；④農(nóng)業(yè)內(nèi)部化肥和農(nóng)藥的大量使用、流失，已成為農(nóng)村地下水和大江、大河及湖泊污染的主要原因[2]。

農(nóng)村水環(huán)境狀況將面臨一個(gè)非常嚴(yán)峻的問(wèn)題，灌溉水污染嚴(yán)重，地下水超采，污染嚴(yán)重，地表水呈不斷惡化趨勢(shì)，逐漸喪失其原有的生態(tài)環(huán)境功能[1]。

1.2農(nóng)村污水治理現(xiàn)狀

目前，特別是在湖北省中西部農(nóng)村及鄉(xiāng)鎮(zhèn)基本沒(méi)有污水集中處理設(shè)施，村民產(chǎn)生的生活污水處理率基本為零，人畜糞便因得不到妥善處理，糞便污染物會(huì)隨著雨水徑流間接排入附近水體，嚴(yán)重污染當(dāng)?shù)剞r(nóng)村的水源環(huán)境，這也是導(dǎo)致農(nóng)村疫病流行的重要因素。據(jù)調(diào)查，農(nóng)村周邊已很少有3類(lèi)水質(zhì)以上水體，一些養(yǎng)殖業(yè)比較發(fā)達(dá)的的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，周邊水體甚至為劣5類(lèi)水體，農(nóng)村濕地生態(tài)系統(tǒng)已遭受?chē)?yán)重破壞，喪失了原有水體自?xún)舻墓δ�。污染�?yán)重的個(gè)別地區(qū)，農(nóng)民飲用水的主要水源淺表層地下水也已不同程度的受到污染。農(nóng)村人口居住分散，規(guī)劃滯后，農(nóng)村污水處理工作難度特別大。過(guò)去，我們一直把環(huán)保工作重點(diǎn)放在大中城市，而忽視了占全國(guó)總面積近90%的廣大農(nóng)村。從而致使農(nóng)村環(huán)境問(wèn)題日益惡化，而水污染環(huán)境問(wèn)題尤為突出，呈現(xiàn)出迅速惡化趨勢(shì)[2]。

目前農(nóng)村污水治理工作尚屬起步階段，仍存在許多困難和問(wèn)題。一是建設(shè)資金嚴(yán)重缺乏。農(nóng)村生活污水治理設(shè)施屬于公益性項(xiàng)目，需要大量公共財(cái)政資金投入，由于各地財(cái)政比較困難，加上大部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)薄弱，資金投入嚴(yán)重不足，導(dǎo)致治污項(xiàng)目很難開(kāi)展；二是認(rèn)識(shí)不到位，農(nóng)村污水治理尚未引起人們的足夠重視。所以就湖北省而言，特別需要研究開(kāi)發(fā)建設(shè)成本低、處理效果好、運(yùn)行無(wú)費(fèi)用或低費(fèi)用、適合分散型處置的處理技術(shù)對(duì)農(nóng)村水污染問(wèn)題進(jìn)行治理。同時(shí)可以查看中國(guó)污水處理工程網(wǎng)更多技術(shù)文檔。

1.3農(nóng)村水污染治理的對(duì)策

湖北是水資源相對(duì)充足的省份，所以在充分利用水資源的同時(shí)也應(yīng)積極保護(hù)水資源，對(duì)農(nóng)村水污染進(jìn)行治理。在制定水環(huán)境保護(hù)措施時(shí)，結(jié)合自身的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境特點(diǎn)，因地制宜地尋找適合湖北省農(nóng)村水環(huán)境治理與保護(hù)措施，達(dá)到治理和保護(hù)農(nóng)村水環(huán)境的目的。

農(nóng)村水污染治理應(yīng)著眼于長(zhǎng)遠(yuǎn)，做好村鎮(zhèn)建設(shè)的規(guī)劃，目前湖北省農(nóng)村普遍存在規(guī)劃滯后、規(guī)劃不科學(xué)等問(wèn)題。要加強(qiáng)村鎮(zhèn)規(guī)劃工作，將農(nóng)村污水和生活垃圾處理等作為重要內(nèi)容納入其中。因地制宜，采用分散治理和集中治理相結(jié)合的方式進(jìn)行。①對(duì)于畜牧業(yè)較發(fā)達(dá)的農(nóng)村，宜采用沼氣處理技術(shù)，結(jié)合改廁、改廚、改欄，綜合處理畜禽糞尿和生活污水；②另外積極推廣生活污水濕地處理模式，充分利用農(nóng)村池塘、水田的自?xún)裟芰�，結(jié)合農(nóng)村景觀建設(shè)，開(kāi)展清淤清潔、養(yǎng)魚(yú)養(yǎng)萍行動(dòng)，恢復(fù)和重建濕地生態(tài)系統(tǒng)。

2 利用人工濕地治理農(nóng)村生活污水

2.1 人工濕地污水處理工藝簡(jiǎn)介

人工濕地是由人工建造和控制運(yùn)行的與沼澤地類(lèi)似的地面，將污水、污泥有控制的投配到經(jīng)人工建造的濕地上，污水與污泥在沿一定方向流動(dòng)的過(guò)程中，主要利用土壤、人工介質(zhì)、植物、微生物的物理、化學(xué)、生物三重協(xié)同作用，對(duì)污水、污泥進(jìn)行處理的一種技術(shù)。其作用機(jī)理包括吸附、滯留、過(guò)濾、氧化還原、沉淀、微生物分解、轉(zhuǎn)化、植物遮蔽、殘留物積累、蒸騰水分和養(yǎng)分吸收及各類(lèi)動(dòng)物的作用。

人工濕地對(duì)廢水的處理有十分復(fù)雜的凈化機(jī)理，人工濕地運(yùn)行穩(wěn)定后，填料表面吸附了許多微生物形成的大量生物膜，植物根系分布于濕地表面，人工濕地依靠物理、化學(xué)、生物的協(xié)同作用完成污水的凈化過(guò)程，強(qiáng)化了自然濕地生態(tài)系統(tǒng)的去污能力[3]。

2.1.1 人工濕地對(duì)SS的去除

污水中可沉降的SS主要依靠濕地系統(tǒng)中物理沉降作用去除。由于濕地水流極其緩慢，水淺，加上植物莖桿的阻擋作用，SS在進(jìn)水口幾米內(nèi)能有效地去除。實(shí)驗(yàn)表明，所有的固體物在系統(tǒng)最初的20%面積處得到去除。膠體狀的SS主要依靠微生物的作用、填料滲濾作用去除。

2.1.2 人工濕地對(duì)有機(jī)物的去除

人工濕地對(duì)有機(jī)物有著較強(qiáng)的降解能力，污水中不溶有機(jī)物通過(guò)濕地的沉淀、過(guò)濾作用，可以很快地被截留而被微生物利用，而污水中的可溶有機(jī)物則可通過(guò)植物根系生物膜的吸附、吸收及生物代謝降解過(guò)程被分解去除，因此濕地床對(duì)有機(jī)物的去除作用是物理的截留沉淀和生物的吸收降解共同作用的結(jié)果。反應(yīng)過(guò)程中主要氧源來(lái)自水面復(fù)氧和植物向根區(qū)的過(guò)量氧傳導(dǎo)。濕地系統(tǒng)對(duì)BOD5的去除可達(dá)80%以上。有研究表明，污水在濕地床內(nèi)流動(dòng)時(shí)，污水COD的降解速率會(huì)隨著遷移距離的延長(zhǎng)，呈現(xiàn)逐漸減慢的趨勢(shì)，關(guān)于這一現(xiàn)象還有待研究。

2.1.3 人工濕地對(duì)氮的去除

氮是植物生長(zhǎng)不可缺少的一種元素，污水中的無(wú)機(jī)氮通常包括NH3－N和NO3－N，它們均可以被濕地中植物吸收。合成植物蛋白質(zhì)，最終通過(guò)植物的收割從濕地中得到去除。另外，人工濕地中的填料也可通過(guò)一些物理和化學(xué)的途徑如吸收、吸附、過(guò)濾、離子交換等去除一部分污水中的氮 。

但是，濕地系統(tǒng)中氮的去除是主要的還是通過(guò)濕地中微生物的硝化和反硝化作用。人工濕地中種植的水生物植物的重要功能之一就是將氧氣從上部輸送至植物根部，從而在植物根區(qū)附近形成一個(gè)好氧環(huán)境，而隨著離根系距離的逐漸增大，濕地中依次出現(xiàn)缺氧、厭氧狀態(tài)。這樣的條件有利于硝化菌和反硝化菌的生長(zhǎng)。為硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng)的進(jìn)行提供了條件。

2.1.4 人工濕地對(duì)磷的去除

污水中磷的存在形態(tài)取決于污水中磷的類(lèi)型。最常見(jiàn)的有磷酸鹽、聚磷酸鹽和有機(jī)磷酸鹽等。人工濕地對(duì)磷的卻除是通過(guò)植物的吸收、微生物的去除作用和填料的吸收過(guò)濾等幾方面的作用共同完成的。

2.2 人工濕地處理農(nóng)村生活污水的可行性

2.2.1 經(jīng)濟(jì)可行性

我國(guó)廣大農(nóng)村居住比較分散，農(nóng)村生活污水具有水量小，不利于生活污水的集中收集和處理，且有機(jī)物濃度偏高、日變化系數(shù)大等特別。大多數(shù)農(nóng)村地廣人稀，經(jīng)濟(jì)發(fā)展一般，還沒(méi)有能力在環(huán)境治理方面投入較大的資金，需要一種投資相對(duì)小，運(yùn)行穩(wěn)定，運(yùn)行費(fèi)用低的污水處理工藝。目前我國(guó)普遍采用二級(jí)生化工藝來(lái)集中大規(guī)模處理居民的生活污水，與之配套的是龐大的管網(wǎng)投資，而建造中小型人工濕地污水處理設(shè)施，從一定程度上可以緩解水污染目益增多與資金短缺的矛盾。故人工濕地這種古老的污水處理工藝，將在新時(shí)代重新發(fā)揮更大的作用[4]。

2.2.2 技術(shù)可行性

從 1974 年德國(guó)的第一個(gè)人工濕地試驗(yàn)開(kāi)始 ,美國(guó)、英國(guó)、澳大利亞、捷克共和國(guó)等國(guó)家相繼在此領(lǐng)域進(jìn)行了大量的研究，均得到了較為滿(mǎn)意的效果，出水水質(zhì)可以達(dá)到二級(jí)污水排放標(biāo)準(zhǔn)的水質(zhì)要求。通常情況下，對(duì) COD，BOD5，SS的處理效率均可達(dá)到 70 %～90 %；對(duì)細(xì)菌性污染物的處理效果可以達(dá)到 99 %；對(duì) N 的凈化效果一般也可達(dá)到 50 %；P的凈化效果比 N 稍差一些。有廢水需要處理的單位，也可以到污水寶項(xiàng)目服務(wù)平臺(tái)咨詢(xún)具備類(lèi)似污水處理經(jīng)驗(yàn)的企業(yè)。

與國(guó)外相比，我國(guó)人工濕地處理廢水的研究較晚，最早是在1987 年天津市環(huán)保所建成了我國(guó)第一個(gè)占地 6 hm2、處理規(guī)模為 1 400 m3/ d 的蘆葦床濕地工程 ,標(biāo)志著我國(guó)人工濕地廢水處理系統(tǒng)的應(yīng)用研究正式開(kāi)始[5 ]；1990 年 7 月又在深圳建設(shè)了白泥坑人工濕地污水處理系統(tǒng)。隨后在北京、沈陽(yáng)、山東濰坊、新疆阿圖什等地也相繼建造了一批人工濕地廢水處理系統(tǒng)，取得了許多重要的試驗(yàn)數(shù)據(jù)和系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，為我國(guó)人工濕地系統(tǒng)的研究奠定了良好的基礎(chǔ)。大量的小試和中試研究結(jié)果表明，在我國(guó)大部分地區(qū)應(yīng)用人工濕地污水處理技術(shù)是可行的[6]。

2.2.3 環(huán)境可行性

人工濕地系統(tǒng)能較充分地利用濕地植物以及基質(zhì)的自然凈化能力，并在污水凈化過(guò)程中促進(jìn)生物的生長(zhǎng)，增加綠化面積，利用人工濕地處理系統(tǒng)處理生活污水的同時(shí)，也可以做到美化環(huán)境，為市民、游人創(chuàng)造了良好的生態(tài)人居環(huán)境，取得了顯著的社會(huì)效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益[7]。

3 人工濕地的建設(shè)策略

一要注意采取綜合措施，實(shí)施綜合治理。由于農(nóng)村水環(huán)境問(wèn)題情況十分復(fù)雜，污染源分散、種類(lèi)繁多，即有點(diǎn)源污染又有面源污染，既有農(nóng)村內(nèi)部的問(wèn)題也有來(lái)自工業(yè)和城市的問(wèn)題，而且涉及多個(gè)部門(mén)和領(lǐng)域，因此農(nóng)村水環(huán)境改善工作必須采取綜合措施，綜合治理，包括法律制度措施、工程技術(shù)措施和個(gè)人行動(dòng)規(guī)范措施。在工程技術(shù)措施上，要綜合采取減少污染源措施（如清潔生產(chǎn)、節(jié)約用水）、提高農(nóng)田及水環(huán)境自?xún)裟芰Υ胧┮约叭斯の鬯�處理措施，僅僅采取人工處理措施是十分有限的，而且在經(jīng)濟(jì)上難以承受[8]。

二要充分利用和提高農(nóng)村地域的自然凈化能力。即充分利用農(nóng)村周邊的河流、渠系、池塘、農(nóng)田和荒地等，開(kāi)展土地污水處理、污水灌溉，建設(shè)氧化塘或自然濕地，構(gòu)建水循環(huán)系統(tǒng)和水生植物與荒地結(jié)合的生態(tài)凈化系統(tǒng)，以及建設(shè)生態(tài)農(nóng)業(yè)等措施。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，農(nóng)村污染問(wèn)題日益嚴(yán)重，針對(duì)農(nóng)村人口分布分散和資金短缺情況，采用合理的、行之有效的污水處理技術(shù)對(duì)農(nóng)村污水進(jìn)行處理是可行并且非常必要的。

⑴農(nóng)村污水COD，BOD5，SS等濃度較低，經(jīng)過(guò)人工濕地處理后，完全可以保證出水達(dá)到二級(jí)污水排放標(biāo)準(zhǔn)的水質(zhì)要
求。

⑵農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展一般，還沒(méi)有能力在環(huán)境治理方面投入較大的資金，人工濕地建成后運(yùn)行費(fèi)用基本為零，且使用壽命較長(zhǎng)，解決了農(nóng)村因?yàn)橘Y金問(wèn)題而無(wú)法投資建設(shè)污水處理設(shè)施的問(wèn)題。

⑶人工濕地系統(tǒng)在污水凈化的同時(shí)增加綠化面積，達(dá)到美化環(huán)境的目的，為市民、游人創(chuàng)造了良好的生態(tài)人居環(huán)境。（作者: 施昌平 肖磊 張興爾 何曉晶）

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