本发明涉及农业环境保护，特别是涉及一种具备自动监测-调控功能的农田退水面源污染消减系统。
背景技术：
1、农药施用后，会污染施用区周围的水源、土壤和大气，并随着动态迁移而扩大污染范围，加剧农业面源污染。同时，化肥中的氮磷元素通过地表径流、淋溶和地下渗透进入水体，导致富营养化污染，进而引发水质退化和生态系统恶化。目前，尽管已有一些农业面源污染防控技术，如生态带技术、人工湿地塘技术和前置库技术等，但这些技术仅能在一定程度上控制农业面源污染，难以实现对其的有效拦截和修复。此外，这些技术对农业面源污染的消减效果难以精确掌握，尤其在农药的控制和降解方面，效果并不显著。总体而言，尽管已有的技术措施对缓解农业面源污染有所帮助，但仍需进一步研究和发展更为有效的防控和治理方法，以减少农药和化肥对环境的负面影响。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种具备自动监测-调控功能的农田退水面源污染消减系统，以解决上述现有技术存在的问题，该系统能够实时监测农田退水中面源污染物浓度，并根据监测数据动态调控系统对污染物的去除效果，实现农业面源污染的末端控制。该系统的应用能够显著提高农业面源污染防控的效果，特别是对于现存的农药污染问题提出了很好的解决办法。
2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
3、一种具备自动监测-调控功能的农田退水面源污染消减系统，包括：沉淀塘、农药净化渠、氮磷净化渠和面源污染物负荷自动监测子系统；
4、所述沉淀塘，用于汇集农田退水，对农田退水进行物理沉淀；
5、所述农药净化渠，用于对沉淀后的农田退水进行农药净化处理；
6、所述氮磷净化渠，用于对农药净化处理后的农田退水进行氮磷净化处理；
7、所述面源污染物负荷自动监测子系统分别实时监测沉淀塘、农药净化渠、氮磷净化渠的面源污染物浓度，并基于面源污染物浓度，控制面源污染物浓度的消减速率。
8、可选地，所述面源污染物负荷自动监测子系统包括：第一面源污染物浓度在线监测装置、第一自动调节阀门、第二面源污染物浓度在线监测装置、第二自动调节阀门、第三面源污染物浓度在线监测装置、第三自动调节阀门、第一时间监控装置、第二时间监控装置和控制终端；
9、所述第一面源污染物浓度在线监测装置设置在所述沉淀塘中用于实时监测沉淀塘的面源污染物浓度；
10、所述第一自动调节阀门设置于所述沉淀塘出水口处，用于控制所述沉淀塘中进入农药净化渠和氮磷净化渠的面源污染物负荷；
11、所述第二面源污染物浓度在线监测装置设置于所述农药净化渠中，用于实时监测所述农药净化渠的面源污染物浓度；
12、所述第一时间监控装置，用于监测农药净化渠中污染物浓度下降并维持到预设区间的时间；
13、所述第二自动调节阀门设置于所述农药净化渠出水口处，用于控制从农药净化渠中进入氮磷净化渠的面源污染物负荷；
14、所述第三面源污染物浓度在线监测装置设置于所述氮磷净化渠中，用于实时监测氮磷净化渠的面源污染物浓度；
15、所述第二时间监控装置，用于监测氮磷净化渠中污染物浓度下降并维持到预设区间的时间；
16、所述第三自动调节阀门设置于所述氮磷净化渠出水口处，用于排出氮磷净化渠处理后的农田退水；
17、所述控制终端，用于对第一面源污染物浓度在线监测装置、第一自动调节阀门、第二面源污染物浓度在线监测装置、第二自动调节阀门、第三面源污染物浓度在线监测装置、第三自动调节阀门、第一时间监控装置、第二时间监控装置进行控制。
18、可选地，所述沉淀塘还包括：第一功能植物，所述第一功能植物包括：沉水植物、浮叶植物和挺水植物；
19、所述农药净化渠采用砾石基质铺设，并将菌炭复合填料铺设于砾石基质的孔隙中。
20、可选地，所述氮磷净化渠采用生物炭基质铺设，并在所述氮磷净化渠内种植第三功能植物。
21、可选地，所述菌炭复合填料的制备方法为：
22、取ldh-秸秆生物炭置于三角瓶中，加入沼液混匀，121℃下灭菌25-30min,取出冷却至室温；向三角瓶中加入接种专性农药降解菌菌液的沼液，随后置于30-35℃、150-200r/min恒温摇床吸附固定8-12h后将混合液过200-300目筛网并用无菌水反复冲洗筛网上的材料后得到所述菌炭复合填料。
23、可选地，农药降解菌菌液的富集提纯方法为：
24、取若干农药土壤20-50g于150-200ml富集培养基中，富集培养后得到富集培养液，富集培养液按10-15％接种量接入含有80-120mg/l农药1、80-120mg/l农药2的无机盐培养基并以农药作为唯一碳源在恒温摇床中25-35℃，150-200r/min培养5-7d，后按10-15％接种量接入含有180-220mg/l农药1、180-220mg/l农药2的无机盐培养基中并在恒温摇床中25-35℃，150-200r/min培养5-7d，随后按10-15％接种量接入含有480-520mg/l农药1、480-520mg/l农药2的无机盐培养基并在恒温摇床中25-35℃，150-200r/min培养5-7d，再对降解菌进行提纯，筛选出预设优势菌种；其中，所述农药1和农药2为毒死蜱、丁草胺、草甘膦、三唑磷、吡蚜酮、戊唑醇中任意两种。
25、可选地，所述ldh-秸秆生物炭的制备方法为：
26、将水稻秸秆粉末置于浓度为0.2mol/l的fecl3·6h2o和浓度为0.4mol/l的mgcl2·6h2o溶液中，水稻秸秆粉末与溶液用量比为1-1.5g∶100-200ml；然后在室温下超声30-40min；随后将混合物置于磁力搅拌器上在60℃下老化2-2.5h后固液分离得到负载了ldh的水稻秸秆粉末；然后在60-70℃烘箱中烘干至恒重；最后，将干燥后的产物在石英管式炉中，在氮气烘托下于500-650℃热解2-3h制备而成；热解结束后，自然冷却至室温后取出生物炭，过100目筛，保存。
27、可选地，所述面源污染物负荷自动监测系统，基于沉淀塘的面源污染物浓度，控制农药净化渠的面源污染物浓度的消减速率包括：
28、待所述第二自动调节阀门关闭时所述第一自动调节阀门打开，每次开启时间为4-6h；
29、其中，沉淀塘中退水cod浓度高于40-45mg/l时，第一自动调节阀门开启高度为5-10cm；沉淀塘中退水cod浓度介于35-40mg/l时，第一自动调节阀门开启高度为10-15cm；沉淀塘中退水cod浓度介于30-35mg/l时，第一自动调节阀门开启高度为15-20cm；沉淀塘中退水cod浓度介于25-30mg/l时，第一自动调节阀门开启高度为20-25cm；沉淀塘中退水cod浓度介于20-25mg/l时，第一自动调节阀门开启高度为20-30cm；沉淀塘中退水cod浓度介于15-20mg/l时，第一自动调节阀门开启高度为30-35cm。
30、可选地，所述面源污染物负荷自动监测系统，基于农药净化渠的面源污染物浓度，控制氮磷净化渠的面源污染物浓度的消减速率包括：
31、待农药净化渠退水cod浓度低于15mg/l且第三自动调节阀门关闭时第二自动调节阀门打开，每次开启时间为4-6h；
32、其中，当总氮浓度大于2.5mg/l或总磷浓度大于0.5mg/l时，第二自动调节阀门开启高度为5-10cm；当总氮浓度介于2-2.5mg/l或总磷浓度介于0.4-0.5mg/l时，第二自动调节阀门开启高度为10-15cm；当总氮浓度介于1.5-2mg/l或总磷浓度介于0.3-0.4mg/l时，第二自动调节阀门开启高度为15-20cm；当总氮浓度介于1-1.5mg/l或总磷浓度介于0.2-0.3mg/l时，第二自动调节阀门开启高度为20-25cm；当总氮浓度介于0.5-1mg/l或总磷浓度介于0.1-0.2mg/l时，第二自动调节阀门开启高度为20-30cm；当总氮浓度低于0.5mg/l或总磷浓度低于0.1mg/l时，第二自动调节阀门开启高度为30-35cm。
33、可选地，所述面源污染物负荷自动监测系统，控制氮磷净化渠的面源污染物浓度的消减速率后包括：
34、当所述氮磷净化渠中的总氮浓度低于0.5mg/l且总磷浓度低于0.1mg/l时，开启第三自动调节阀门，每次开启时间为2-4h，第三自动调节阀门开启高度为50-70cm。
35、本发明的有益效果为：
36、本发明所提出的一种具备自动监测-调控功能的农田退水面源污染消减系统，农田退水通过沉淀塘、农药净化渠、氮磷净化渠后消减农药和氮磷效果极佳，性能稳定，设备简便高效，环保效能好、应用广，非常灵活、适用于农田退水处理工程化应用或现有工程改良。
37、本发明通过面源污染物负荷自动监测系统有效解决了废弃物高附加值利用问题，结合plc自动控制终端技术，应用自动控制原理中的自动监测、反馈、调控技术，具有良好的经济及环保效益，能有效缓解农业面源污染带来的环境压力。
1.一种具备自动监测-调控功能的农田退水面源污染消减系统，其特征在于，包括：沉淀塘、农药净化渠、氮磷净化渠和面源污染物负荷自动监测子系统；
2.根据权利要求1所述的具备自动监测-调控功能的农田退水面源污染消减系统，其特征在于，所述面源污染物负荷自动监测子系统包括：第一面源污染物浓度在线监测装置、第一自动调节阀门、第二面源污染物浓度在线监测装置、第二自动调节阀门、第三面源污染物浓度在线监测装置、第三自动调节阀门、第一时间监控装置、第二时间监控装置和控制终端；
3.根据权利要求2所述的具备自动监测-调控功能的农田退水面源污染消减系统，其特征在于，
4.根据权利要求2所述的具备自动监测-调控功能的农田退水面源污染消减系统，其特征在于，所述氮磷净化渠采用生物炭基质铺设，并在所述氮磷净化渠内种植第三功能植物。
5.根据权利要求3所述的具备自动监测-调控功能的农田退水面源污染消减系统，其特征在于，所述菌炭复合填料的制备方法为：
6.根据权利要求5所述的具备自动监测-调控功能的农田退水面源污染消减系统，其特征在于，农药降解菌菌液的富集提纯方法为：
7.根据权利要求5所述的具备自动监测-调控功能的农田退水面源污染消减系统，其特征在于，所述ldh-秸秆生物炭的制备方法为：
8.根据权利要求2所述的具备自动监测-调控功能的农田退水面源污染消减系统，其特征在于，所述面源污染物负荷自动监测系统，基于沉淀塘的面源污染物浓度，控制农药净化渠的面源污染物浓度的消减速率包括：
9.根据权利要求2所述的具备自动监测-调控功能的农田退水面源污染消减系统，其特征在于，所述面源污染物负荷自动监测系统，基于农药净化渠的面源污染物浓度，控制氮磷净化渠的面源污染物浓度的消减速率包括：
10.根据权利要求8所述的具备自动监测-调控功能的农田退水面源污染消减系统，其特征在于，所述面源污染物负荷自动监测系统，控制氮磷净化渠的面源污染物浓度的消减速率后包括：
