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1、农业资源与环境科学中国虐擘c 曼擅第2 2 卷第1 期2 0 0 6 年1 月h t t p:m t h c h i n a j o u r n a l n e t c n3 3 5农业面源污染的特性及防治对策崔键1,马友华1,赵艳萍1,董建军1,石润圭2。黄文星2(t 安徽农业大学资源与环境学院,安徽台肥2 3 0 0 3 6;z 安徽省农委环保站,安徽合肥2 3 0 0 0 0)摘要:随着点源污染得到逐步的治理,农业面源污染问题已引起了人们的板大关注。概述了农业面源污染的特征、污染途径、污染比重和污染概况,以滇池和太湖为例,介绍农业面源污染成功的调查、监测和防治方法。对巢湖农业面源污染提出
2、一些应对措施。关键词:农业面源污染;特性;防治;对策C h a r a c t e r i s t i ca n dC o u n t e r m e a s u r e sf o rC o n t r o la n dP r e v e n f i o no fM u l t i p l eA r e a-p o H u f i o ni nA g r i c u l t u r eC u iJ i a n l,V l aY o u h u a n l,动a oY a n p i n 9 1,D a n gJ i 皿h m l,S h iR u n g u i 2,H u a n gW e
3、n x i n 9 2(1 C o R e g eo f R e s o u r c e sa n dE r w i r o n m e n tS c i e n c e,A n h u iA g r i c 础u r a lU n i v e r s i t y,H e f e i2 3 0 0 36;2 E n v r o n m e n t a p r o t e c t i o ns t a t i o no f A 眦础删C o m m i t t e ei nA n h u ip r o v i n c e,H d e i2 3 0 0 0 0)A b s t r a c t:T
4、r a d i t i o n a l l y t h ep o i n ts o n r c ep o l l u t i o nw a sc o n s i d e r e da st h eI x l a i np o l l u t i o ns o n D=eo fs u r f a c ew a t e r h o w e v e r t h em u l t i p l ea r e a p o l l u t i o nh a sb e c o m em o r ea n dm o l ed e v a s t a t i n gd u et ot h ed e v e l o
5、 p m e n to fa g r i c u l t u r ep r o d u c t i o na n df o rt h ep o i n tp o l l u t i o nh a sb e e nf a t h e r e dw e l li nr e c e n td e c a d e s W h a t sm o r e t h em u l t i i p i ea r e a-p o l l u t i o nh a sb e e ni d e n t i f i e da sam a j o re n v i r o n m e n t a lp r o b l e
6、 m I nt h i sp a p e r,t h ec h a r a c-t e l ,t h ea p p r o a c h,t h ep o l l u t i o np r o p o r t i o na n dt h eg e n e r a ls i t u a t i o no ft h ea g r i c u l t u r a lm u l t i p l ea r e a p o i l u-t i o nw e r os t u d i e d,a n dw i t ht h ec a s ei nD i a n c h ia n dT a t h u,t h
7、es u c c e s s f u lw a y sa n dm e a n so fs u r v e y,i n s p o e m b i l i t ya n dc o n t r o la n dp r e v e n t i o nw e r ei n t r o d u c e d M e a n w h i l e t h ee O U i l t e r i n e a s u r o sf o rc o n t r o la n dp r e v e n t i o no fm u l t i p l ea r e a p o l l u t i o ni na g r
8、i c u l t u r ew e r es u g g e 8 t e di nC h a o h u K e yw o r d s:A g T i c u l t u r ea r e a-p o l l u t i o n,C h a r a c t e r i s t i cC o n t r o l,P r e v e n t i o n,C o u n t e r m e a s u r e s目前,根据许多国家的资料已证实,面源污染物已成为世界范围内地表水与地下水污染的主要来源,而农业是主要的面源污染来源。全球范围内来看,3 0 一5 0 的地球表面已受到面源污染的影响,并且在
9、全世界不同程度退化的1 2 亿h m 2 耕地中,约有1 2 由农业面源污染引起。东部湖泊的污染负荷输入量中,农业面源污染负荷入湖量已超过5 0,大理洱海流域面源氮、磷污染负荷分别占流域污染负荷的9 7 1 和9 2 5,农田过量施用化肥是造成非点源污染的主要原因。在荷兰、德国等畜牧业发达的欧洲国家,牛、猪、蛋鸡的饲料中,7 0 的氮没有被利用而是通过粪便排除,畜禽的粪便3 0 流失,尿液的6 0 流失,圈舍的冲洗水大约8 0 流失【2】。美国环保局在提交国会的报告中指出,大量的农田养分流失是造成内陆湖泊富营养化的主要原因,全国4 6 的河流和5 7 的湖泊受到农田径流的污染。在进入地表水体的
10、污染物中,4 6 的沉积物、4 7 的总磷、5 2 的总氮都是来自于农业径流污染t 3 。中国对面源污染问题的严重性认识较晚,但各类面源污染所造成的水环境质量恶化已日益明显和突出。就中国巢湖、滇池和太湖流域来看,1 9 9 5 年进入并滞留于巢湖中的污染物,6 9 5 的总氮和5 1 7 的总磷来自面源污染【4】;滇池外海的总氮和总磷负荷中,农业面源污染分别占5 3 和4 2 t 目。到2 0 0 5 年,该流域的污染负荷中,来自农业面源污染的总氮、总磷和化学需氧量(C O D)将分别占6 0-7 0、5 0 0 一6 0 和3 0 4 0。而在中国水体严重污染的流域,农田、农村畜禽养殖和城乡
11、结合部的生活排污是造成水体氮磷富营养化的主要原因,其贡献率超过来自工业和城市生活的点源污染。第一作者筒介:崔键,男,1 9 8 0 年出生,中共党员,河南省信阳人,2 0 0 0 年毕业于河南农业大学,安徽农业大学在读硕士研究生,研究方向:土壤资源利用与管理T e l:0 5 5 1 5 1 5 5 3 2 9,E m a i h c u i j i a n 0 0 8 e y o u-e o m 通讯作者:马友华,E-m a i l:y h m a 2 0 0 4 y a h o o t o mc a。收穰丑期:2 0 0 5 0 5-0 3,修回日期t 2 0 0 5-0 5-2 2。万方
12、数据C h i n e s eA g r i c u l t u r a lS c i e n c eB u l l e t i nV 0 1 2 2N o 12 0 0 6J a n u a r y3 3 6 h t t p:z n t b c h i n a j o u r n a l n e t-c n农业资源与环境科学在2 l 世纪,面对巨大的人口压力,中国农业土地资源的开发已接近超强度利用,化肥农药的施用成为提高土地产出水平的重要途径,因此,面源污染的控制关系到农业及区域社会经济的可持续发展。1 农业面源污染的定义面源污染,通常在比较正式的、学术性较强的文献中多称“非点源污染”(N
13、o n-p o i n tS o u r c eP o l l u t i o n)。它是相对于点源污染而言的,点源污染主要指工业生产过程中与部分城市生活中产生的污染物,这种污染形式具有排污点集中、排污途径明确等特征。而面源污染则有广义和狭义的两种理解,广义指各种没有固定排污口的环境污染,狭义通常限定于水环境的非点源污染。农业面源污染是指在农业生产活动中,氨素和磷素等营养物质、农药以及其他有机或无机污染物质,通过农田的地表径流和农田渗漏,形成的水环境的污染,主要包括化肥污染、农药污染、集约化养殖场污染。主要污染物是重金属、硝酸盐、N 地+、有机磷、六六六、C O D、D D T、病毒、病原微生
14、物、寄生虫和塑料增塑剂等。目前它已经成为了中国水体氮、磷富营养化的主要原因。2 农业面源污染的特点农业面源污染起因于土壤的扰动而引起农田中的土粒、氨磷、农药及其它有机或无机污染物质,在降雨或灌溉过程中,借助农田地表径流、农田排水和地下渗漏等途径而大量的进入水体,或因畜禽养殖业的任意排污直接造成水体污染。其特点 6 1 表现如下:2 1 分散性和隐蔽性与点源污染的集中性相反,面源污染具有分散性的特征,它随流域内土地利用状况、地形地貌、水文特征、气候、天气等的不同而具有空间异质性和时间上的不均匀性。排放的分散性导致其地理边界和空间位置的不易识别。2 2 随机性和不确定性大多数面源污染问题,包括农业
15、面源污染,涉及随机变量和随机影响。区分进入污染系统中的随机变量和不确定性对非点源污染的研究是很重要的。例如,农作物的生产会受到自然的影响(天气等)。因为降雨量的大小和密度、温度、湿度的变化会直接影响化学制品(农药、化肥等)对水体的污染情况。2 3 广泛性和不易监刹性由于面源污染涉及多个污染者,在给定的区域内它们的捧放是相互交叉的,加之不同的地理、气象、水文条件对污染物的迁移转化影响很大,因此很难具体监测到单个污染者的排放量。严格地讲,面源污染并非不能具体识别和监测,而是信息和管理成本过高。近年来,运用遥感(R s)、地理信息系统(G I S)可以对非点源污染进行模型化描述和模拟,为其监控、预测
16、和检验提供有力的数据支持。3 农业面源污染途径分析目前,由于化学农药、化肥的不合理使用,畜禽粪便污水是无害化处理滞后引起的农业面源污染,影响了土壤、水体和大气的环境质量。首先是累积于饮用水源和土壤中的化肥和农药对沿海省份的广大居民健康构成了威胁。其次是引起湖泊、河流、浅海水域生态系统的富营养化,水藻疯长,鱼类等水生动物因缺氧数量减少甚至全部死亡,引发赤潮。有关资料显示,在农业面源污染的诸多成因中,化学肥料、化学农药、蓄禽粪便及养殖废弃物、没有得到综合利用的农作物秸秆、农膜地膜、生产和生活用污水等都是造成污染的重要因子。3,1 化肥用量过高、肥料配比不合理和流失严重在过去的1 0 多年中,全国化
17、肥的施用量从1 9 9 0年的2 5 9 0 万t 增加到2 0 0 2 年的中国化肥年使用量4 1 2 4 万t,占全世界平均消费量的l 4,达4 0 0 k g h m 2,远远超过国际上为防止水体污染而设置的2 2 5 k g h m 2化肥使用安全上限。在肥料配比上,全国N:P:K 比例1:0 4 5:0 1 7,氮肥用量偏高,重化肥,轻有机肥,造成土壤酸化,地力下降等,化肥营养元素的流失构成了农业面源污染的最重要部分。中国的氮肥平均利用率约3 5,大约相当发达国家的1 2,剩余的部分除以氨和氮氧化物的形态进入大气外,其余大都随降水和灌溉进入水体,导致地下水中氮磷物质含量增高、江河湖泊
18、富营养化,成为重要农业面源污染物。致使相当一部分地区生产的蔬菜、水果中的硝酸盐等有害物质残留量超标,直接威胁人们身体健康。有关估算结果表明1 7 1,太湖流域氨素在1 1 流失率时,进入水环境的量每年为5 3 1 0 1 4 t;当流失率为2 0 时,进入水环境的量每年为9 6 5 4 7 5 2 t。磷素在5 流失率时,进入水环境的量每年为2 6 5 6 7 4 t;当流失率为7 时。进入水环境的量每年为3 7 1 9 4 0 t。氮素对水质污染的贡献率要大于磷素。目前,滇池流域年化肥使用量为8 5 万t,化肥的不合理施用,导致水体的富营养化。3 2 农药的污染农药使用水平不高,品种搭配不合
19、理,大量施用使农药尤其是高毒农药使用的残留,通过各种渠道汇流到水体中,引起水质污染。全国1 9 9 9 年农药使用达到 万方数据中国基学c 薹报第2 2 卷第1 期2 0 0 6 年1 月窭业资源与环境科学h t t p:z n t b c h i n a j o u r n a l n e t c n。3 3 7 1 3 2 2 万t,除3 0 4 0 被作物吸收外,大部分进入了带走了大罱的氮磷等营养物质,成为面源污染系统中水体、土壤及农产品中。土壤、水体和大量农产品受到不容忽视的重要组成部分。污染,并导致不少地区农I t l 生态平衡失调,病虫害越治滇池水土流失严重,池底淤积严重。昆咀市区
20、流入越严重,进入恶性循环。化学物质对生态环境产生的负滇池的9 条主要河流成为纳污、排污河道,雨季污水处效应越来越明显。理率低,水质污染严重,并进入外海,是导致滇池污染1 9 9 2 年度太湖流域每公顷耕地农药用量为的重要途径。在灌溉水量大的情况下,污染物质就会随8 0 7 2 k g,是全国平均用药水平的3 5 7 2 倍。按流失率着大水冲到河沟里,直接汇入湖泊,造成水体污染a8 0 计算,太湖流域每公顷耕地每年就会有6 4 k g 农3 6 生活污水和生产生活固体废弃物药流失到土壤、水和空气中嗍。同时,农药也是当前滇池农村基础设施落后,普遍缺乏基本的排水和垃圾重要的农业面源污染之一。清运处理
21、系统,随着农村经济的快速发展,农村生活所据统计,世界谷物产量每年因虫害损失1 4,病产生的废水和垃圾量日益增多,与此同时,随着农村生害损失1 0,草害损失1 1,而使用农药可挽回1 5 活水平的逐步提高,传统的农业生产中固体废弃物的3 0*o 的农作物产量损失,每投放一元农药可得到数十再利用方式在逐步弱化,大量蔬菜、秸秆等生产垃圾与元的直接经济效益。生活垃圾一起四处堆放,在雨水的冲刷下使大量的渗3 3 农村农膜等固体废弃物滤液排入水体。另外,由于中国农村和村镇有沿河沿湖农用地膜污染正在突现,并在不断加剧,1 9 9 9 年岸堆放垃圾的习惯,这些垃圾在暴雨时会被直接冲入全国农膜使用量比1 9 9
22、 1 年翻了一番多,达到1 2 5 9 万河道,从而形成更直接、危害更大的面源污染。t。北京市2 0 0 3 年末有耕地2 4,9 2 万h m 2,使用农膜2 0 0 1 年全国秸秆产生量7 多亿吨,利用率不足1 2 4 5 6 t,是全国单位面积平均用量的4 倍多,农用地膜1 5,由于综合利用水平低下,剩余秸秆被大量焚烧,属高分子有机化学聚合物,在土壤中非但不易降解,而其后果不但浪费了生物资源,还造成了严重的空气污且降解之后产生有害物质,逐年积累,污染土壤生态环染。境,同时大量的农膜在土壤中积累恶化土壤理化性状,4 农业面源污染的比例导致作物减产。2 0 世纪7 0 年代以来,发达国家的污
23、染控制经验滇池流域农村固体废弃物一年约为2 9 0 万t,废表明,随着对工业废水和城市生活污水等点源污染的水1 7 5 9 万t,目前,农村还没有固体废弃物、废水的处有效控制,面源污染,尤其是有农业生产和生活活动引理设施,其中绝大部分排入河道,最后进入滇池。起的农业面源污染,已经成为水环境污染的最重要的3 4 集约化养殖场污染来源【】l J。目前农业面源污染问题在全世界仍是严竣的:近年来中国畜禽养殖业发展迅猛,畜禽粪便产生美国的面源污染占污染总量的2 3,其中农业面源污量是工业固体废弃物的4 倍。从畜禽粪便的土地负荷染的贡献率为7 5 左右。而氮、磷营养元素是农业面来看,中国总体的土地负荷警戒
24、值已经达到一定的环源污染主要的污染物质。在丹麦2 7 0 条河流中9 4 的境胁迫水平。部分地区呈现出严重或接近严重的环境氮负荷、5 2 的磷负荷是来自于面源污染唧;荷兰来自压力水平。畜禽粪便主要污染物C O D、B O D、N I-N、于农业面源污染的总氮、总磷分别占水环境污染总量T P、T N 的流失量逐年增加,预计到2 0 1 0 年,它们的流的6 0 和4 0 叫。据估计,到2 0 2 0 年,O E C D 国家农失量分别为7 2 8 2 6 万t、4 9 8 8 3 万t、1 3 2 2 0 万t、4 1 9 5业总用水将增长1 5,从农业入河的氮和B O D 将至万t 和3 4
25、5 5 0 万t,其中总氮和总磷的流失量超过化少增加2 5(O E C D,2 0 0 1)。肥的流失量朋。世界银行的报道指出,中国地下水有将近5 0 被3 5 水土流失、传统灌溉等加重农业面源污染和生态农业面源污染。有专家估算,目前中国水体氮磷污染物环境的恶化中来自工业、生活污水和农业面源污染的大约各占农业耕种带来的扰动活动实际上会增加农田的侵1 3;中国地表水的面源污染也占很大比重,湖泊的氮蚀。9 0 以上的营养物流失与土壤流失有关【1 0】。水土流磷5 0 以上来自于农业面源污染,如太湖,农业面源失与农业面源污染是密不可分的,由于雨污分流技术氮量占人湖总氮量的7 7,磷占3 3 4。中国
26、的太湖、水平低,水土流失带来的泥沙本身就是污染物,而且泥巢湖流域等水域,引起太湖水体富营养化的氯、磷营养沙是有机物、金属、磷酸盐等污染物的主要携带者。水中,来自农业面源污染的分别占3 8 5、1 5 1,面源污土流失是导致发生面源污染的重要因素。流失的土壤染的贡献率已超过点源污染。三峡大坝库区1 9 9 0 年的 万方数据C h i n e s eA g r i c u l t u r a tS c i e n c eB u l l e t i nV 0 1 2 2N o I2 0 0 6J a n u a r y3 3 8 h t t p:z n t b c h i n a j o u r
27、n a l n e t c n农业资源与环境科学统计资料也表明,9 0 的悬浮物来自农田径流,N、P 大部分来源于农田径流;北方地区地下水污染严重。5 中国农业面源污染的研究概况5 1 面源污染的概况1 9 7 0 年代以来,面源污染及其治理成为国际环保界关注的新话题。在这方面国内外有不少研究,如营养元素的迁移、潜在危险评价、敏感性评价和富营养化评价等。如R i c h a r dM c d o w e U 等利用朗缪尔(t A n g m u i r)单层方程式计算的磷吸力,在不适合用草酰乙酸铵萃取测得磷的饱和度时,评估潜流中的磷流失可能性。SPB u c k 等人利用潜在危险评价中的误差树
28、(F a u l tt r e e)分析法,评估了过量的氮在随径流在河道中出现的可能性,从质的方面评价显示,对覆盖、营养物以及家畜的合理管理对于控制农业非点源污染是至关重要的;从量的方面评价了最佳管理措旌(B M P S)在对降低氮流失的可能性。1 9 9 0 年,舒金华,通过对中国1 4 个代表性湖泊营养化调查资料的分析,选取T P、B O D s、C o DM n、T N、S D、N H 4-N、P 0 4,7 个与叶绿素a(c h l a)极显著相关的参数作为评价园子,将湖泊营养化程度分为6 个级别。张淑荣悯等以水体富营养化限制因子P 为例,探讨并介绍了一种通过建立评价指标体系,计算农业
29、非点源污染的敏感指数,对农田系统非点源污染敏感性的空间分布进行评价的方法。高超”等以磷吸持指数(s D 作为土壤最大吸磷量的替代指标表征土壤的固磷能力,通过对比土壤的固磷能力和磷素水平评估了太湖地区不同类型土壤中的磷向水体释放的风险。现以滇池和太湖情况作以具体介绍:(1)滇池概况:滇池是中国著名的高原淡水湖泊,位于滇池盆地的最低凹地带,是昆明城市的主要饮用水源之一和昆明市及沿湖地区的唯一纳污水体。滇池流域属水质型缺水地区,水资源的供需平衡完全靠城市污水与农田回归水在滇池中循环重复利用才得以实现,重复利用率达3 6。刘润堂,许建中等农业面源污染对湖泊水质影响的初步分析表明:1 9 9 5 年以前
30、,蓝藻暴发频率为一年一次,1 9 9 5 年以后,水质状况日益恶化,其中草海关键水质指标高锰酸钾指数、总氨、总磷浓度分别超过规划水质目标0 3 2、5 1、4 4 5 倍。2 0 0 1 年调查分析和计算表明,每年从种植业流失的化肥中纯氮(N)达2 5 7 5 t,纯磷(P)达2 1 8 t,蔬菜和花卉地的单位面积氮流失量是水田和旱地的7-2 0倍。菜地年每公顷流失氮2 0 4 k g,水田的氮流失量最低,平均每公顷每年流失1 0 k。磷的流失也以蔬菜、花卉地为最高,蔬菜和花卉地的单位面积磷流失量是水田和旱地的9 1 0 倍。(2)太湖概况:目前,太湖水体富营养化问题十分突出。太湖水质污染的污
31、染源;工业污染、农业污染和生活污染。据调查分析,在太湖流域,来源于农田面源、农村畜禽养殖业、城乡结合部城区面源三大来源的总磷分别为2 0,3 2,和2 3,总氮分别为3 0,2 3 和1 9,贡献率超过来自工业和城市生活的点源污染彻。对滇池流域和其它流域的初步研究结果也获得同样的结论。2 0 0 0 年,太湖2 4 个监测点,全年期2 9 为中一富营养水平,7 1 为富营养水平:汛期4 为中一富营养水平,5 4 为富营养水平:非汛期2 9 为中一富营养水平,7 1 为富营养水平i 汛期好于非汛期。2 0 0 1 年从4月中旬开始,太湖沿岸就出现了大量蓝藻。比往年提前2 个月。全湖平均总磷0,0
32、 9 5m g L,总氮2 9 3 m g L 分别超2 0 0 0 年目标9 0 和1 9 3,富营养化问题仍然严重。2 0 0 3 和2 0 0 4 年采用田间实验与实地调查相结合的方法,研究了太湖一级保护区武进市雪堰镇水稻季节各种类型非点源氮、磷污染的负荷分配情况,初步确定了太湖一级保护区雪堰镇各种类型农业非点源氮污染的分配情况,其中农田捧放占7 2 7,其次为农村居民和城镇居民生活污水和人粪尿排放,分别占排放总量的1 8 9、7 2,养殖业目前不是雪堰镇主要的非点源污染源。雪堰镇各种类型农业非点源污染中,农田磷排放总量为1 3 1 3 k g,占排放总量的5 6 2;农村居民磷排放总量
33、为4 4 2k g,占排放总量的1 8 9;城镇居民磷排放总量为5 1 8k g,占捧放总量的2 2 2;养殖业磷排放总量为6 2 L E 8,占排放总量的2 7。5 2 农业面源污染的监测概况面源污染具有发生随机、来源和排放点不固定、污染负荷的时间和空间变化幅度大、监测、控制和处理困难而且复杂等特点,因而预测和模拟面源污染具有一定的难度。2 0 世纪7 0 年代以来,国外研究、发展了许多面源污染模型,2 0 世纪8 0 年代以来国内也开展了一些研究。施加春1 2 1 等以太湖流域的杭嘉湖平原为例,通过研究农业面源污染的成因和各种污染负荷情况,利用G I S 及其相关技术,特别是W e b G
34、 I S 技术(A r d M S、A r e S D E)的应用,研制建立了基于W e b G I S 的农业面源污染信息系统,为农业面源污染管理、规划和决策提供依据。该系统可实现用于发布有关农业面源污染的资料、信息、地图及提供查询检索服务;提供农业面源污染的现状与分布情况;建立农业面源污染的决策咨询系统,利用数学模型系统和辅助决策系统实现农业面源污染的分析、预测和评价。史志华阎等应用遥感与G I S 一体化的方法,研究设计了汉江中下游农业面源污染动态监测信息系统的结构、功能及数据库的组成,并建立了可运行的汉江中下游农业面源污染动态监测信息系统,在系统支持下可有效地实现汉江中下游农业面源污染
35、动态监测、最佳管理措施的选择以及区域农业面源污染综合治理规划。万方数据中国虐荤c 萋揠第2 2 卷第1 期2 0 0 6 年1 月农业资源与环境科学h t t p:z n t b c h i n a j o u r n a l n e t c n3 3 96 农业面源污染防治的经验对策与措施目前世界上一些发达国家和地区已把控制农业面源污染作为水质管理的必要组成部分。根据农业面源污染的组成,其解决措施主要是从两大方面入手:一是减少源头污染量,即减少化肥、农药的施用量,合理科学处理养殖场畜禽粪便及有效控制其他有机或无机污染物质。二是减少湖泊流域污水流入量,即减少地表径流和地下渗漏量,有效措施有减少
36、农田排水、进行流域水土保持和其他生态治理。目前发达国家对农业面源污染的主要控制技术有:(1)农田养分最佳管理:(2)有机农业或综合农业管理模式;(3)等高线条带种植;(4)农业水土保持技术措旌。现以滇池为例,介绍其防治农业面源污染的情况:(1)开发了村镇生活污水氮磷污染控制成套技术,包括人工复合生态床污水处理技术、地下渗滤污水处理技术、缺好氧低能耗生物滤池污水处理技术等,开发的新型地下渗滤技术突破了已有地下渗滤技术总氮去除率无法超越8 0 的技术难关,显著提高了处理能力。(2)开发出了农村固体废物无害化处理成套技术,包括加速木质纤维素降解的专性高效菌剂、集中式蔬菜废物、花卉秸秆和养殖废物的共堆
37、肥技术、农业固体废物有机一无机复合肥技术、分散式农户型双室固体废物堆沤肥技术等。在木质纤维素降解菌剂开发和多种农业固体废物共堆肥方面,形成重要技术创新。(3)以水土和氮磷流失控制型速生高效乔灌草品种的选育及种植模式的优选为基础,因地制宜研发了植被快速修复技术、生物篱技术、农林复合经营技术、植被快速恢复喷播技术和山地径流综合调控技术,开发了1 6 种种植模式及植被快速恢复地喷播技术。实现了多种水土保持技术模式的有效集成,形成了较完整的台地水土和氮磷流失控制技术体系。(4)开发了适合滇池流域面源污染控制的精准化施肥成套技术,包括区域性农田养分管理技术、养分平衡窗技术、P D A 智能化施肥技术产品
38、、经济实用型滴灌施肥技术等九项技术。其中,区域性养分管理技术、养分平衡窗技术和施肥通等均有重要技术创新。(5)开发暴雨径流和农田排灌水氮磷污染控制成套技术,包括具有将导流、阻隔与旋流分离组合为一体的多功能复合型旋流固液分离技术和复合人工湿地系统。通过填充介质和植物种类优选、系统结构和运行参数优化组合,采用强化布水方式构建的复合人工湿地系统具有抗冲击性强、整体投资少、操作简单、维护和运行费用低、易于管理等优点。开发的多功能复合型旋流分离设备,在结构优化方面有突出的创新,显著提高了降雨径流中的微米级颗粒的去除效率。(6)率先建立了可用于不同尺度流域面源负荷动态模拟的分布式I M P U L S E
39、 面源模型,开发了综合集成G I S 空间信息处理技术、数据库信息存储技术、面源污染负荷模拟技术及面源控制措施优化组合分析技术的决策支持系统N P S D S S,提出流域面源污染控制管理政策体系框架和系列面源污染管理办法和行动方案。项目的示范工程的建立与运行的成果表明,示范区内生活污水处理率达到9 0 0,6;总氮去除率达到8 5;总磷去除率达到8 0;示范区内进入滇池的污染负荷削减了5 0 以上,示范区的植被覆盖率达到了7 5,示范区内坝区单位面积土壤的氮磷化肥用量在1 9 9 9 年的基础上减少了5 0。7 巢湖农业面源污染防治的建议措施根据巢湖流域各环境保护监测站的1 9 8 6-1
40、9 9 5年巢湖水质监测数据统计:T N 的3 0 个数据中,仅1 9 9 1 年洪水期的1 个数据达到类,而类(或V 类)占1 5,超过V 类的达8 1。据中国2 0 0 0 年水资源公报:巢湖东半湖水质为类,西半湖水质为V 类,东西半湖均处于富营养状态。由此可见,巢湖流域的污染日益严重。污染来源主要是由于农业面源污染、工业污染源、生活污染源和水土流失等方面。流入到巢湖的营养性污染物中,来源于地表径流、水土流失等面源污染的氨占6 9 5 4,磷占5 1 7 1。面源污染己成为巢湖水体富营养化的主要原因。因此如果巢湖流域9 1 3 0 k 2汇水面积内的氮、磷面源污染源得不到有效控制,是很难以
41、改变巢湖富营养化的发展趋势。因此,为更快更好的防治巢湖农业面源污染,要尽快把R S、G I S 等技术引入面源污染模型研究,提高模型的有效性、实用性和可视性程度,也要学习发达国家通过税收的生态化或绿色化启动价格杠杆,使生产者或消费者的行为有利于环境保护的做法。并且,针对面源污染中存在的信息不对称和不确定性,加强对面源污染控制的动态模型和经济学理论研究,找出适合中国面源污染控制的政策措施。具体措施如下:7 1 科学施肥防治肥料污染根据气候、土壤类型,按作物对养分是吸收规律,科学预算作物需肥量中氮、磷、钾三要素配比。适时适量旌肥,以提高肥料的经济效益,并减少化肥在土壤中的淋失和污染。研究开发施用有
42、机无机复合肥及生物肥料,推广应用控释或缓释化肥,采取深施或混施、以水带氮,分次十分及平衡施肥等方法,避免化学肥料使用过量对农业生态环境的污染。7 2 合理施用农药加强对病虫草害的预报,做至旷治早、治小、治了”;科学施用农药,尽量选用药量小、高效、低毒、易降解的农药,禁止使用致畸、致癌、致突变的“三致?农药。7 3 发展生态农业防治农村面潭污染实施生态农业系统工程,推广无公害农产品及有 万方数据C h i n e s eA g r i c u l t u r a lS c i e n c eB u l l e t i nV 0 1 2 2N o 12 0 0 6J a n u a r y3 4
43、0 h t t p:z n t b c h i n a j o u m a l n e t c n农业资源与环境科学机食品,减少农药、化肥及生活污水对土壤、食品和水源等的污染。通过建i 掣三结合(池、圈、厕)沼气池,建立猪一沼一果 菜),猪一沼鱼(水禽)”等立体农业生态模式,推广农业先进适用技术,提高广大人民群众的综防意识,实施秸秆还田技术,有效地提高土壤质量和减少水域的污染,控制农业面源污染。7 4 畜禽养殖业污染防治根据国家环保总局畜禽养殖污染防治管理办 去:的有关要求划定畜禽禁养区,搬迁或关闭位于水源保护区、城市和城镇中人口集中地区的畜禽养殖场,停止审批新建、扩建规模化畜禽养殖企业;引导
44、畜禽养殖企业走生态养殖道路,减少禽畜废水直接向水体排放。实施品种改良和推广技术,畜禽养殖业搞好粗放型到集约型的转变,调整畜禽结构,进行产业化养殖。合理利用饲料添加剂,实行阶段饲养,提高管理水平,进行生态养殖,完善污染防治设施,落实畜禽废渣综合利用措施。从排污申报、排污收费、排污许可证和污染限期治理等方面下功夫,把巢湖附近畜禽养殖污染防治管理工作纳入法制化、规范化、程序化轨道。7 5 搞好生态环境的建设防治水土流失建立湿地生态保护区,整治农田,加大森林植被覆盖,营造湿地水生植被,建立缓冲带,沉水植物和浮叶植物可息浪,挺水植物可消浪,防浪林和护岸工程可挡浪,形成多层次梯度削减,多重阻隔的防浪体系。
45、根治风浪对湖岸的冲刷和淘蚀,可有效地保持水土流失。同时,水生植被可截留、吸收、消化区间径流和直接流入巢湖的氨磷及有机物,从而使巢湖水质有较大改善。据李俊然2 0 0 0 年研究结果表明:有林地控制的小流域中污染物的指标除C O D 外均低于由耕地控制的小流域。7 6 防治农业面源污染农民应该是“主力军”欧洲委员会环境总司司长凯瑟琳戴特别强调,高质量农业技术推广服务对控制农业面源污染至关重要,要“采取紧急行动”加强农技推广体系建设:将农业技术推广与经销化肥和农药等商业活动分离;引进对政府和私营农业技术推广人员的资格认证,提高他们的技能;通过农民专业技术组织促进农业生产技术;拓宽农民的培训方式;增
46、强所有农技推广人员的环境意识。据朱兆良院士课题组调查,在最近2 0 年间,只有不到1 5 的家庭接受过施肥培训。很多农民对农药带来的污染和危害有所了解,但不知道化肥也会造成污染。有9 0 的农民所购买的化肥的包装上没有施肥指导说明;不少化肥和杀虫剂包装上的说明不充分、不恰当。7 7 农业面源污染研究中新方法、新技术的应用Z 7 13 S 技术的应用G I S 的空间信息管理的综合分析能力、R S 的空间动态监测能力和G P S 的高精度定位能力,为农业面源污染的监控和治理提供高效的工具。7 7 2 元素示踪技术R a h n 等闻人1 9 9 5 年提供了一种确定面源污染的元素示踪技术,它利用
47、各种面源污染物固有的特成在水中选择若干元素进行跟踪分析,通过数学方法对元素见含量的比例进行处理,获取面源污染的信息以及面源对某污染物的分配。这样能更准确监测农业面源污染,达到及时控制的目的。参考文献1E n n i sL C o r w i n,e ta 1 N o n-p o i n tp o l l u t i o nm o d e l i n gb a s e d0 1 1G I S 册,S o l&W a t e r C o n s e r,1 9 9 8,(I):7 5-8 82苑韶峰,吕军流域农业非点潭污染研究概况土壤通报 2 0 e 4 a s(4):5 0 7 5 1 13贺缠
48、生,傅伯杰,陈利项非点源污染管理及控制环境科学1 9 9 8。1 9(5):8 弘9 14闫伍玖鲍祥潮湖流域农业活动与非点源污染的初步研究水土保持学报,2 0 0 1,1 5(3):1 2 9 1 3 25郭慧光,阿自申滇池富营养化及面源控制问题思考环境科学研究,1 9 9 9,1 2(5):4 3,4 46张宏艳非点源污染的经挤学研究进展上海经挤,2 0 0 3 1 0(1):3 8-4 07苑韶峰,吕军流域农业非点源污染研究概况土壤通报2 0 0 4,3 5(4):5 0 7 0 1 18王东胜杜强水体农业菲点源污染危害及其控制科学技术与工程。2 0 0 4,1 0(2):1 2 3 1
49、2 69燕惠民,谭济才,等,新时期农业环境监督管理探讨农业环境与发展,2 0 0 4,0 2 1(0 0 1):3 6-3 81 0王晓燕农业非点源污染及其控制管理农业面源污染与综合防治,2 0 0 4,01):1 01 1王欧,方炎农业面源污染的综合防治与补偿经济制的建立农业面源污染与综合防治 2 0 0 4,(i 1):1 8 1 91 2吕耀农业生态系统中氮素造成的非点源污染农业环境保护,1 9 9 8 1 吖1):3 5 3 91 3K r o n v a n g1 3,e ta 1 D i f f u s eN u 订i e ml o s s e si nd e n m a r kw
50、 a t e rS e i T e e h n o l(B)1 9 9 卵3:8 11 4B o e l 8 P C M N u t r i e n te r n i 镕i o n s f r o ma 口,i e u a u r e i n t h e N e m e l I d s:c a 呻e sa n d r e m e d i e s 田w a t e r S c iT e c l m o l(G B)1 9 9 6,3 3:1 8 3 1 9 01 5张淑荣胨利项傅伯杰农业区非点源污染敏感性评价的一种方法水土保持学于臣2 0 0 1,1 5(2):5 6-5 91 6高超,张桃林,