1、農(nóng)業(yè)面源污染現(xiàn)狀分析及治理技術(shù),主要內(nèi)容,農(nóng)業(yè)面源污染治理技術(shù)研究,農(nóng)業(yè)面源污染的危害,農(nóng)業(yè)面源污染介紹,農(nóng)業(yè)面源污染現(xiàn)狀,農(nóng)業(yè)面源污染未來發(fā)展趨勢,一、農(nóng)業(yè)面源污染,農(nóng)業(yè)面源污染又稱農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染，是指在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動中，氮素和磷素等營養(yǎng)物質(zhì)、農(nóng)藥、重金屬以及其他有機(jī)和無機(jī)污染物質(zhì)、土壤顆粒等沉積物，從非特定的地點(diǎn)，以不同的形式對大氣、土壤和水體等環(huán)境形成污染，尤其是通過農(nóng)田地表徑流和地下滲漏造成水域環(huán)境的污染。 農(nóng)業(yè)面源污染的特點(diǎn)是面廣、分散、隱蔽，來源多、增長快、處理率低。,一、農(nóng)業(yè)面源污染介紹,二、農(nóng)業(yè)面源污染現(xiàn)狀,二、農(nóng)業(yè)面源污染現(xiàn)狀,1 農(nóng)藥化肥污染 面對巨大的人口壓力，我國農(nóng)業(yè)土地

2、資源的開發(fā)已接近超強(qiáng)度利用，化肥農(nóng)藥的施用成為提高土地產(chǎn)出水平的重要途徑。過量施用農(nóng)藥、化肥帶來了嚴(yán)重的面源污染。,iagram,1990年,1995年,2000年,2004年,農(nóng)藥殘留會通過地表徑流流入溝渠荷塘，造成水體的污染，還殘留在食品中，帶來嚴(yán)重的食品安全問題。大量的廢氮廢磷流失嚴(yán)重污染了地下水，并使得湖泊、池塘和淺海水域生態(tài)系統(tǒng)富營養(yǎng)化，水藻生長過剩，水體缺氧，水生生物死亡。過量施用化肥還導(dǎo)致土壤肥力下降，為了維持農(nóng)田生產(chǎn)力，農(nóng)民會更加增施化肥，這種惡性循環(huán)造成了嚴(yán)重的面源污染。,惡性循環(huán)加重了污染,2 養(yǎng)殖業(yè)污染 隨著畜牧業(yè)的發(fā)展，農(nóng)村已經(jīng)建立了一大批養(yǎng)殖場，由于缺乏相應(yīng)的環(huán)境管理

3、機(jī)制，帶來了畜禽糞便廢棄物的隨意排放和污水污染問題。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每年畜禽糞便產(chǎn)生量相當(dāng)于工業(yè)固體廢棄物的 2.7 倍，而且其中含有的有機(jī)污染物遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過工業(yè)排放。水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)也對湖泊、水庫造成很大的污染 。,畜禽糞便堆積發(fā)酵后，會產(chǎn)生氨、硫化氫、甲基硫醇等有害氣體，嚴(yán)重影響空氣質(zhì)量； 其次糞便的淋溶性強(qiáng)，能通過地表徑流污染地表水和地下水；再者，糞便的大量堆積造成土質(zhì)過肥，直接腐蝕農(nóng)田，使其降低或失去生產(chǎn)能力。,3 農(nóng)膜污染 農(nóng)膜技術(shù)的推廣在實(shí)現(xiàn)了大幅度高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的同時(shí)，也產(chǎn)生了大量不溶解、不腐爛的廢舊殘留農(nóng)膜。目前我國農(nóng)膜產(chǎn)量達(dá)100 萬t，且每年以 10%的速度增長。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國農(nóng)膜年殘留量高達(dá) 35

4、 萬 t，殘膜率達(dá)42%，即有近一半的農(nóng)膜殘留在土壤中，這是一個(gè)極大的隱患。當(dāng)土壤中含廢農(nóng)膜過多時(shí)，會降低土壤的滲透功能，減少土壤含水量，造成土壤板結(jié)。殘膜會造成農(nóng)作物減產(chǎn)，并且農(nóng)膜中所含的微量環(huán)境荷爾蒙物質(zhì)還會對農(nóng)產(chǎn)品帶來污染，危害健康。,4 焚燒秸稈污染 由于技術(shù)支持不夠，秸稈利用率低，經(jīng)濟(jì)效益差，投入產(chǎn)出不合算，所以大多數(shù)秸稈是通過焚燒進(jìn)行處理。焚燒秸稈污染已經(jīng)影響到我國農(nóng)業(yè)和國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，是農(nóng)業(yè)面源污染的重要構(gòu)成因素。這樣既浪費(fèi)了秸稈中的有機(jī)營養(yǎng)物質(zhì)，又造成了嚴(yán)重的大氣污染。,5 居民生活污水和固體廢棄物污染 農(nóng)村自來水管的普及使居民的污水排放量大幅度增加。到 2010 年，全國村鎮(zhèn)

5、自來水普及率達(dá)到65%，人均用水約為 100 L/人/d，依此計(jì)算農(nóng)村年廢水量可能達(dá)到 200 億 t。由于沒有配套的排水管道和規(guī)定的去向，沒有污水處理系統(tǒng)，排向室外的污水或在街道上漫流，或沿排水明溝流到低洼處、溝塘水庫及河流。長此以往，嚴(yán)重污染了地表水，并通過入滲影響地下水質(zhì)。 隨著生活水平的提高，農(nóng)村居民生活垃圾越來越多，全國每年合計(jì)增加生活垃圾 273 萬t。生活垃圾利用率低，大部分都露天堆放，有很多甚至堆放在水池邊，這不僅占去了大片可耕地，還可能傳播病毒細(xì)菌，其滲漏液嚴(yán)重污染地表水和地下水，導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境惡化。,三、農(nóng)業(yè)面源污染的危害,對水環(huán)境的危害： 肥料中的氮素約10%40% 主要以

6、硝態(tài)氮的形式經(jīng)過土壤淋溶進(jìn)入地下水中，在大水漫灌的條件下，硝態(tài)氮淋洗大量增加，導(dǎo)致水資源的污染。畜禽糞便中的大量有機(jī)物會隨地表徑流進(jìn)入河流湖泊或溶到地下水中，嚴(yán)重污染地下水。生活污水的隨意排放使污染物隨地表徑流深入河道，污染水質(zhì)。地表水中的高濃度 N、P 元素還能引起水資源富營養(yǎng)化，高濃度的 COD、BOD 可能引起江河、湖水急速缺氧，導(dǎo)致水中生態(tài)平衡破壞。,對生態(tài)環(huán)境的污染,對土壤的危害： 由于化肥的利用率低，使得大量 N、P 殘留在土壤中，富集后容易流失。濫用化肥會污染農(nóng)田土壤，使土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)破壞，土壤孔隙堵塞，造成土壤保水保肥能力下降。農(nóng)用薄膜主要是難降解的聚乙烯化合物，殘留在土壤中會破

7、壞耕作層土壤結(jié)構(gòu)，使土壤孔隙減少，降低土壤通氣性和透水性，影響水分和營養(yǎng)物質(zhì)在土壤中的傳輸，使微生物和土壤動物的活力受到抑制。,對農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的危害,對居民生活的危害,四、農(nóng)業(yè)面源污染治理技術(shù)研究,1 農(nóng)村生活污水治理技術(shù) 2 生活垃圾和固體廢物的處理 3 農(nóng)膜的處理 4 農(nóng)業(yè)化學(xué)品減量化技術(shù) 5 污染物質(zhì)的生態(tài)攔截技術(shù),塔式蚯蚓生態(tài)濾池,1 農(nóng)村生活污水治理技術(shù),這種串聯(lián)疊層布置,增加了光照面積,有助于濾池填料表面植物生長,強(qiáng)化其根部對污水中污染物質(zhì)的吸附轉(zhuǎn)化及泌氧作用。污水經(jīng)過每一單元的吸附、轉(zhuǎn)化后,流入下一單元進(jìn)行凈化,這種集約化布置更便于濾池管理、維護(hù)。,該系統(tǒng)構(gòu)造簡單,如果能夠合理利用

8、地形,只需一次動力提升,隨后依靠重力自流即可,故能耗低,而且整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行過程中沒有藥劑消耗,通過控制柜來控制系統(tǒng)配水時(shí)間,運(yùn)行維護(hù)非常方便,可節(jié)省人力物力,適合村鎮(zhèn)污水處理造價(jià)低、運(yùn)行費(fèi)用少、低能耗或無能耗的要求。 示范工程的實(shí)際運(yùn)行結(jié)果表明,在表面水力負(fù)荷較高、平均進(jìn)水濃度較低的條件下,塔式蚯蚓生態(tài)濾池對總氮、總磷的平均去除率達(dá)72.4%、96.2%,二、生活垃圾和固體廢物的處理： 生活垃圾、農(nóng)作物秸稈、畜禽養(yǎng)殖廢棄物等是我國農(nóng)村主要的固體廢棄物。 1 農(nóng)作物秸稈 農(nóng)作物秸稈是農(nóng)村主要的固體廢棄物。主要方式還是以焚燒為主。 目前，農(nóng)作物秸稈的處理以還田為主, 包括部分還田或全量還田。 秸稈打

9、捆收獲后用作能源、建筑材料、工藝品等新型資源化方式也已形成一定的規(guī)模。,2 畜禽糞便 畜禽糞便資源化的主要途徑是農(nóng)肥化, 固體部分經(jīng)發(fā)酵后生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥, 再進(jìn)行還田以實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。液體部分目前主要處理方式包括厭氧發(fā)酵生產(chǎn)沼氣, 或直接進(jìn)入污水處理工程進(jìn)行凈化, 或與農(nóng)村的固體廢棄物如秸稈、生活垃圾等進(jìn)行聯(lián)合發(fā)酵。 3 生活垃圾 生活垃圾主要處理方法是對其進(jìn)行填埋、焚燒或者與其他固體廢棄物進(jìn)行發(fā)酵。,三、農(nóng)膜的處理 焚燒 通過撿拾和土壤耕作，將廢舊地膜和根茬集中到田間地頭，進(jìn)行焚燒。 丟棄 通過撿拾和耕耙土地，將廢舊地膜和根茬集中、丟棄于地頭、路邊、溝渠等地。 直接翻入耕地，主要是規(guī)模以上種植

10、戶或弱勞力種植戶。 因此，我們需要： 加強(qiáng)宣傳引導(dǎo) 加快制定有關(guān)殘膜回收的經(jīng)濟(jì)政策 大力推廣適期揭膜技術(shù) 采取人工和機(jī)械回收相結(jié)合的措施 研究開發(fā)新材料，尋找農(nóng)膜替代品 優(yōu)化耕作制度,四、農(nóng)業(yè)化學(xué)品減量化技術(shù) 氮肥運(yùn)籌優(yōu)化技術(shù): 在施氮量相等的情況下, 合理調(diào)整基追肥的分配比例, 但是此類研究一般局限于較短時(shí)間, 對于長期減量施肥對作物產(chǎn)量有何影響, 尚需進(jìn)一步探明。 種植制度優(yōu)化技術(shù): 比如稻麥輪作制中引入豆科綠肥, 既可降低旱季的施氮量, 又可補(bǔ)充稻季的氮素。在太湖地區(qū)進(jìn)行的水稻紫云英輪作試驗(yàn)結(jié)果表明, 冬季將小麥改為紫云英, 稻季不施用化學(xué)氮肥, 水稻產(chǎn)量可達(dá)到農(nóng)戶常規(guī)產(chǎn)量的95%左右,

11、 如果補(bǔ)充農(nóng)戶施氮量的 30%, 則可獲得與農(nóng)戶正常產(chǎn)量相當(dāng)?shù)漠a(chǎn)量, 或略有增產(chǎn)。 緩控釋等新型肥料技術(shù): 緩控釋肥料中養(yǎng)分的釋放與作物養(yǎng)分需求比較吻合, 養(yǎng)分的釋放供應(yīng)量前期不過多, 后期不缺乏, 具有“削峰填谷”的效果, 可以大大降低向環(huán)境排放的風(fēng)險(xiǎn)。但是目前緩控釋肥費(fèi)用相對普通化肥較高, 限制了其廣泛使用。 施加土壤改良劑控制 N、P 流失: 生物質(zhì)炭由于其良好的吸附性能、低廉的成本以及良好的生物親和性, 將其運(yùn)用于農(nóng)田營養(yǎng)鹽釋放控制, 受到研究人員的關(guān)注。在農(nóng)田表層 20 cm 的土壤施加 0.5%的生物質(zhì)炭, 可以減少15.2%的NH4+-N 損失量。,五、污染物質(zhì)的生態(tài)攔截技術(shù) 農(nóng)

12、業(yè)面源污染物質(zhì)大部分隨降雨徑流進(jìn)入水體, 在其進(jìn)入水體前, 通過建立生物(生態(tài))攔截系統(tǒng), 有效阻斷徑流水中的 N、P 等污染物進(jìn)入水環(huán)境, 是控制農(nóng)業(yè)面源污染物的重要技術(shù)手段。 結(jié)合太湖地區(qū)實(shí)際情況提出了生態(tài)攔截型溝渠系統(tǒng)。生態(tài)攔截型溝渠系統(tǒng)主要由工程部分和植物部分組成,它的兩側(cè)溝壁和溝底均由蜂窩狀水泥板組成,兩側(cè)溝壁具有一定坡度,溝體較深,溝體內(nèi)相隔一定距離構(gòu)建小壩減緩水速、延長水力停留時(shí)間,使流水?dāng)y帶的顆粒物質(zhì)和養(yǎng)分等得以沉淀和去除。,蜂窩狀混凝土板結(jié)構(gòu)示意圖,溝壁中的蜂窩狀水泥板孔直徑為8.0 cm,相鄰兩孔中心之間距離為20.0 cm,溝壁的設(shè)計(jì),溝底的設(shè)計(jì),溝底也由蜂窩狀水泥板構(gòu)成,整個(gè)溝底布局平整,溝體深1 m。其中田面水線為一般情況下田間水面的高度,它將整個(gè)溝體分為上、下兩個(gè)部分,其中上部為溝梗,高約25 cm,它能防止田面水溢流至 生態(tài)攔截溝渠。溝體深約1.0 m,上、下寬分別為1.4、1.0 m。,攔截壩構(gòu)建示意圖,它具有中位、底位兩個(gè)排水孔,根據(jù)需要可將攔截段的水位分為排干、半 滿和溢流3種狀態(tài),攔截壩的高度為30 cm。,輔助工藝：攔截壩 攔截箱,攔截箱是生態(tài)攔截型溝渠中的又一重要輔助成分,攔截箱由箱體、