農(nóng)村面源污染現(xiàn)狀分析與解決方法

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)展趨勢第一頁，共24頁。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)面源污染介紹第二頁，共24頁。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。iagram138.6萬t128.0萬t108.7萬t73.3萬t1990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。第三頁，共24頁。惡性循環(huán)加重了污染第四頁，共24頁。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。第五頁，共24頁。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。第六頁，共24頁。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。第七頁，共24頁。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)自來水普及率達(dá)到65%，人均用水約為100L/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。第八頁，共24頁。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。第九頁，共24頁。2化肥的不合理使用造成蔬菜中的硝酸鹽和亞硝酸鹽積累超標(biāo)，目前我國市場上的蔬菜超標(biāo)現(xiàn)象已經(jīng)相當(dāng)嚴(yán)重。另外長期使用農(nóng)藥會導(dǎo)致農(nóng)作物抗病蟲害能力減弱，害蟲的抗藥性增強(qiáng)，從而不得不加大農(nóng)藥用量，使農(nóng)產(chǎn)品中農(nóng)藥含量超標(biāo)。土壤中殘留的地膜會揮發(fā)出鄰苯甲酸-2-異丁脂，經(jīng)氣孔進(jìn)入葉肉組織而破壞阻礙葉綠素形成，降低光合作用，導(dǎo)致作物生長緩慢，產(chǎn)量下降。3飲用水水質(zhì)的變壞會引起一些疾病，影響居民的健康。在我國農(nóng)村，農(nóng)村人口中與環(huán)境污染密切相關(guān)的惡性腫瘤死亡率逐步上升。各種面源污染直接威脅到農(nóng)村人口的健康，還會通過水、大氣和食品等渠道最終影響城市人口。對農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的危害對居民生活的危害第十頁，共24頁。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)

第十一頁，共24頁。塔式蚯蚓生態(tài)濾池1

農(nóng)村生活污水治理技術(shù)第十二頁，共24頁。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)。第十三頁，共24頁。

該系統(tǒng)構(gòu)造簡單,如果能夠合理利用地形,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%,第十四頁，共24頁。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。第十五頁，共24頁。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。第十六頁，共24頁。三、農(nóng)膜的處理㈠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。㈡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。㈢直接翻入耕地，主要是規(guī)模以上種植戶或弱勞力種植戶。因此，我們需要：㈠加強(qiáng)宣傳引導(dǎo)㈡加快制定有關(guān)殘膜回收的經(jīng)濟(jì)政策㈢大力推廣適期揭膜技術(shù)㈣采取人工和機(jī)械回收相結(jié)合的措施㈤研究開發(fā)新材料，尋找農(nóng)膜替代品㈥優(yōu)化耕作制度第十七頁，共24頁。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,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20cm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。第十八頁，共24頁。五、污染物質(zhì)的生態(tài)攔截技術(shù)農(nóng)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8.0cm,相鄰兩孔中心之間距離為20.0cm溝壁的設(shè)計(jì)第十九頁，共24頁。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1m。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25cm,它能防止田面水溢流至生態(tài)攔截溝渠。溝體深約1.0m,上、下寬分別為1.4、1.0m。第二十頁，共24頁。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30cm。輔助工藝：攔截壩攔截箱第二十一頁，共24頁。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、基質(zhì)和植物組成