非持久性農(nóng)藥是一類能夠在環(huán)境中快速降解的農(nóng)藥，但是其被大量使用，將導致其在土壤環(huán)境中聚積，經(jīng)由雨水沖刷或者以灌溉尾水的形式進入地表徑流，破壞水生生態(tài)系統(tǒng)結構和功能，威脅飲用水安全和公眾健康，造成嚴重的經(jīng)濟損失和社會問題。作為當前主流的處理系統(tǒng)，主要通過化學水解、物理沉降、基質吸附、植物吸附吸收和微生物降解等機制去除非持久性農(nóng)藥。農(nóng)藥的理化性質、基質性質、植物作用和人工濕地不同運行參數(shù)等都會影響非持久性農(nóng)藥的去除效率。

1.人工濕地去除非持久性農(nóng)藥的機制

人工濕地去除非持久性農(nóng)藥的主要機制包括化學水解、蒸發(fā)和光降解、物理沉降、基質吸附、微生物降解和植物吸附、吸收等。

（1）化學水解

農(nóng)藥從土壤、植物和大氣中轉移至人工濕地后，首先發(fā)生的是化學水解。發(fā)生水解反應時，親核基團(H2O或OH-)攻擊農(nóng)藥分子的親電基團(氮、磷和硫等的原子)，并且取代離去基團(Cl-、苯酚鹽等)。一般情況下，殺蟲劑比殺菌劑、除草劑和植物生長調節(jié)劑更易水解，水解反應的速率受農(nóng)藥分子結構和濕地內部環(huán)境因素影響。與常規(guī)污染物相比，人工濕地中農(nóng)藥污染物質量濃度非常低，僅為ng/L～μg/L級別，加之現(xiàn)有技術無法定量水解程度，故實際研究中往往忽略了水解反應對農(nóng)藥的去除貢獻。

（2）蒸發(fā)和光降解

表面流人工濕地水相中的農(nóng)藥能夠與大氣直接接觸，而潛流人工濕地的基質阻隔了水和大氣之間的交換作用，因此，農(nóng)藥蒸發(fā)和光降解作用多發(fā)生于表面流人工濕地中

（3）物理沉降

農(nóng)藥在遷移過程中會與水體中的顆粒有機物結合進行物理沉降，這種沉降作用在富含顆粒有機物的污染水體中尤為重要，是該類水體中農(nóng)藥最有效的去除途徑。農(nóng)藥的固液分離系數(shù)Kd越高，越利于與顆粒有機物結合，Kd值與農(nóng)藥的疏水性緊密相關。擬除蟲菊酯類農(nóng)藥的Kd值較高，其中，以芐氯菊酯的Kd值最高，達2.32×105。延長農(nóng)藥在濕地內部的停留時間將有利于農(nóng)藥與顆粒有機物的充分結合。另外，濕地基質中不同粒徑的顆粒物所攜帶的農(nóng)藥量顯示，粒徑小于2μm的顆粒物最易吸附農(nóng)藥。

（4）基質吸附和降解

基質對農(nóng)藥的吸附作用表現(xiàn)為農(nóng)藥分子和基質表面發(fā)生物理、化學結合，或溶解態(tài)的農(nóng)藥分子從水相轉移至基質后，與有機質結合。吸附于基質中的農(nóng)藥會發(fā)生生物和非生物降解，降解程度受農(nóng)藥分子結構和基質的有機質含量、pH、溫度、氧化還原電位等因素影響。在表面流人工濕地中，當基質受到擾動時，吸附了農(nóng)藥的顆粒物會再次進入水體。另外，LeeS等指出，由于基質對擬除蟲菊酯類農(nóng)藥吸附力過強，限制了微生物活性，使得該類農(nóng)藥在基質中的生物降解速率緩慢。

2.人工濕地對非持久性農(nóng)藥的影響與作用

非持久性農(nóng)藥面源污染問題與日俱增，此時迫切需要一種能有效緩解農(nóng)藥面源污染壓力，并可以進行現(xiàn)場處理的人工技術。人工濕地運營成本低廉，具有運行維護和管理簡便，高效去除農(nóng)藥污染物，改善水質，抵抗突發(fā)性強降雨帶來的高負荷沖擊等優(yōu)點，保護下游水生生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能的穩(wěn)定。

非持久性農(nóng)藥廢水具有毒性強、可生化性低的特點，傳統(tǒng)的污水處理工藝無法有效地通過生化反應降解此類農(nóng)藥，而人工濕地具有豐富的微生物群落，可促進非持久性農(nóng)藥的生化反應。建議今后應嘗試高效微生物降解菌的篩選培育，充分利用濕地微生物技術處理農(nóng)藥污染物。當前對富氧能力較強的垂直流人工濕地的研究比較匱乏，對于該類型濕地中不同基質填料組成對農(nóng)藥的去除效率以及影響其去除農(nóng)藥的因素的研究更少。建議今后應加強垂直流人工濕地的相關研究，特別關注此類型人工濕地中植物和基質填料對非持久性農(nóng)藥的吸附、降解能力研究。如果您想了解關于更多人工濕地的內容，可以直接打開我們國投盛世的官網(wǎng)：huangchengpc.com查詢。