基于“4R”技术的紫色丘陵区农业面源污染防治体系

紫色丘陵区坡耕地是长江中上游地区水土流失最为严重的土地利用类型,它是三峡库区最主要的农业面源污染来源。基于农村面源污染治理的"4R"理论,系统总结了紫色丘陵区农业面源污染防治的技术体系。"4R"技术包括源头减量、过程阻断、养分再利用及生态修复。源头减量技术是农业面源防治最优对策,包括平衡施肥、氮肥运筹优化等减少肥料用量技术与节水灌溉、保水抗旱保护性耕作等减少排水量技术;过程阻断技术包括坡地农林复合经营系统、生物篱技术等农田内部的拦截技术和人工湿地塘、生态拦截沟渠等面源污染物离开农田后拦截技术;循环利用技术主要包括秸秆直接或间接还田技术,畜禽粪便农肥化技术,基于稻田湿地生活污水工程尾水净化技术等;生态修复技术包括水体修复的生态浮床技术及水生植物恢复技术等,河岸带修复的生态护坡技术及生物隔离技术等。该研究可为紫色丘陵区农业面源污染防治提供技术支持。     

江西省污染河流生态修复技术体系研究

经过调研、资料收集和综合分析,总结了江西省河流水生态面临的主要环境问题,提出了"高强度治污—自然生态恢复—流域水环境综合管理"的生态修复技术路线,并且在上述技术路线的指导下,探讨了适合江西省主要污染河流治理的水污染生态修复关键技术,以期为进一步指导河流水污染生态修复的试验与推广提供决策依据。     

植物在水体修复中的布置

水体的污染正直接影响着人类的生存环境和社会的可持续发展,而植物能有效地消减污染成分,恢复水生态系统,提高水体自净能力。在利用植物对污染水体进行修复时,植物的配置和布局要遵循区域分异、生态适应性原则,整体优化、功能需求原则,生物多样性、和谐共存原则等,布置在岸边、岸坡、消落带、水面、水底的植物在生态型、生活型上应有所不同。介绍了具体的布置方案。     

矩阵生态工程系统技术修复富营养化水体的优越性

生态修复技术是修复富营养化水体最值得推荐的一种无污染的绿色修复技术。本文阐述了矩阵生态工程系统技术按照仿生学原理和自然规律,依据物质守恒和能量守恒定律创造性地把水生植物、水生动物和水体中的微生物科学地有机组合在一起,同时把水生态修复和生态生产相结合达到在修复富营养化水体的同时产出财富和提供就业,实现生态效益、经济效益、社会效益和景观效益的和谐统一。     

水生植物修复沉积物中重金属污染的机制及影响因素研究进展

水环境中重金属主要富集在沉积物中,当它们在水体中积累到一定的限度就会对水体—水生植物—水生动物系统产生严重危害,因此水体沉积物重金属污染的修复是目前水生态环境的研究热点。而水生植物修复是水体沉积物重金属污染治理的新途径,就是将某种特定的植物种在重金属污染的沉积物上,而该种水生植物对沉积物中的重金属富集,然后将水生植物的地上部分收获并进行妥善处理后即可将该种重金属移出土体,达到重金属污染治理与生态修复的目的。本文主要介绍当前国内外水生植物修复重金属污染沉积物的机制、研究进展并重点介绍影响水生植物修复重金属污染的主要因素,同时简单阐述了水生植物修复沉积物重金属污染存在的问题并对其进行了展望,旨在为水体沉积物重金属污染修复与生态保护提供科学依据。     

3种浮床植物对关中地区2种污染源涝池水体净化效率研究

基于对植物修复空间特异性的理解,针对联通关中水系的涝池近年来出现的水体富营养化和黑臭现象,选取常见浮床植物美人蕉、水菖蒲和西伯利亚鸢尾,通过室外水培试验,探究其对涝池污染原水的净化效果,试验共持续35天。结果表明:(1)试验结束时,3种植物在株高、根长生物量均有显著增加,增长率表现为美人蕉水菖蒲西伯利亚鸢尾。(2)美人蕉、水菖蒲和西伯利亚鸢尾对水体中TN的平均去除率分别为56.18%,52.17%,60.76%,均显著高于对照组(P0.05);美人蕉和水菖蒲对水体中TP平均去除率分别为55.42%和58.32%,均显著高于对照组(P0.05),而西伯利亚鸢尾组与对照组无显著差异(P0.05),此外美人蕉和水菖蒲还能起到调节水体pH和DO的作用。(3)3种植物对水体中NH_3—N的平均去除率分别为76.98%,65.71%,78.94%,其中美人蕉组和水菖蒲组NH_3—N的主要去除途径为植物吸收和硝化反应,西伯利亚鸢尾组NH_3—N的主要去除途径主要是氨的挥发和硝化反应等,而对照组NH_3—N去除率高达60.55%的主要原因是氨的挥发;植物组及对照组中NO_3~-—N浓度随时间均呈现增加趋势,主要与各试验组中水体硝化反应及植物吸收效率的差异性有关。(4)3种植物中,水菖蒲适用于点源和面源2种污染源涝池水体的净化,美人蕉只适合用于面源污染涝池水体的净化,而西伯利亚鸢尾净化能力较差,生长适应性差,不适宜作为水生浮床植物推广。研究结果为涝池污染水体修复的浮床植物选择提供参考。     

二龙山流域水环境状况与控污保洁体系

流域水环境和水资源质量状况事关供水安全和经济社会发展稳定。以二龙山水库流域为例,指出了水资源环境挑战,分析了水环境面临的森林系统功能降低、洪旱灾害压力增加,水土流失、面源污染等7方面问题。按照流域总体规划,提出流域水环境建设应建立水环境保护生态补偿机制,从分水岭到水库分区构建山地森林生态体系、矿区工程植物措施、景区建设管理措施、河库湿地生态修复管护措施和小流域综合治理管理模式等配套措施,形成控制水污染保持水清洁的措施体系,恢复流域生态环境。     

沟渠在控制农业面源污染中的作用

农业面源污染日益严重,其中的N、P是造成农田附近水体富营养化的重要成因。沟渠是农田系统中的重要组成部分,它具有重要的水文功能和生态功能。将沟渠改建为生态沟渠,发挥它的截留沉淀、植物吸收、沉积物吸附和微生物降解作用,对去除农业面源污染中的N、P具有重要意义。沟渠可以单独的沟渠形式或与水塘等其它处理方式组成复合系统,实现对农业面源污染的控制。     

酸模浮床对污染水体净化效果及机理分析

以南京地区河道岸坡常见陆生植物酸模为试材,制成生态浮床,研究酸模浮床以及无植物浮床对污染水体氮磷的净化效果及其机理。结果表明:酸模对TN,NH4 -N去除率达92.40%,97.00%,为对照组去除率的4.47倍、1.10倍,其中酸模对NH4 -N的去除主要依靠水体微生物硝化反应,而对照组NH4 -N去除率较高的主要原因主要是氨的挥发引起;酸模组水体中NO3--N浓度出现先增高后降低的趋势,对照组则无显著变化;酸模对水体TP,COD去除效果明显,酸模组TP,COD浓度分别比初始降低了79.17%,86.63%,与对照组差异显著。结果表明,酸模对污染水体中氮磷具有良好的净化效果,可作为水体生态修复的优良物种而使用。     

生态沟渠对农田面源污染的消减机理及其影响因子分析

农业生产过程中肥料和农药的大量施用,造成农田面源污染问题日益突出,开发农田面源污染的减控技术对生态修复具有重要的意义。生态沟渠不仅兼具农田排水沟的过水功能,同时是有效消减面源污染且适合中国农情的重要生态措施之一。该研究阐述了生态沟渠对农田面源污染的消减机理（底泥吸附及植物阻抗作用、植物/微生物吸收作用、降解去除作用）;通过整理分析559组生态沟渠野外观测试验数据,剖析了污染物初始浓度、水力停留时间、植物种类、生物量这4个主要影响因子对农田排水中N、P及农药去除率的影响;进而采用多元线性回归模型将多因子影响与N、P及农药去除率之间建立定量关系。结果表明总氮和总磷的去除率随单一因子污染物初始浓度、水力停留时间或生物量增大而增大,但与植物种类没有显著关系（P>0.05）;且多元线性回归模型结果表明污染物初始浓度的对总氮/总磷去除率的贡献大于生物量。农药的去除率随水力停留时间、生物量增大而增大,随污染物初始浓度增大而减小,与植物种类没有显著关系（P>0.05）。研究可为生态沟渠的合理构建和设计提供理论和技术支撑。     

利用河流的环境容量控制太湖流域农村面源污染

太湖流域的水环境问题突出表现在太湖水体富营养化和流域河网水质恶化两个方面。从流域的污染构成来看,农村面源及其他污染已经成为该流域的主要污染源。控制农村面源污染的办法有如下3种:一是对农业区源头污染的控制,即通过推广科学的耕作方式,降低农田化肥施用量;二是在污染物向地表水体迁移的过程中加以截留和净化;三是对污染终端的治理。在污染物向大型河流、湖泊迁移的过程中,利用农村河流的环境容量,对污染物加以截留和去除,是控制农村面源污染的一条经济有效的途径。     

植物修复农田退水氮、磷污染研究进展

水环境污染是造成全球水资源水质性紧缺非常重要的因素。农业面源污染则是继工业源污染实施清洁生产得到有效治理之后水体污染主要的贡献者,特别是地表水中过量氮、磷的主要来源,受到越来越多的关注和重视。植物修复技术因其可以对受污染水体进行原位修复和避免二次污染等特点,逐渐被人们应用到污染水体的治理中。本文从植物修复农田退水氮、磷污染视角,综述了农田退水氮、磷在主要去除途径与影响因素方面所取得的研究进展,并针对植物修复农田退水实践中存在的问题,提出了继续强化植物组合对水污染负荷消减能力的研究,进一步扩展对植物的经济利用价值、生态景观价值和社会效益开展研究,以及深化植物修复从室内模拟到野外小区域示范、再到大区域的推广应用研究等建议,以期为进一步提升治理农田面源污染效果提供技术支撑。     

乡村河道生态修复技术评价与选择

[目的]探讨乡村河道生态修复技术综合评价方法,为乡村河道生态修复技术选择提供理论依据。[方法]采用模糊层次综合评价法,从经济效益、社会及生态环境效益、对河道基本功能的影响、污染情况、自然条件等5个方面,系统地构建了乡村河道生态修复技术评价的指标体系。[结果]合肥市派河紫蓬镇河段4种生态修复技术综合评价值分别为:植物修复85.058,河道曝气70.255,人工湿地73.456,生态浮床68.018,表明应选择植物修复技术进行生态修复。[结论]应用模糊层次分析法所建立的生态修复技术评价体系全面客观,结合所确定的选择标准可为乡村河道选择适宜的生态修复技术提供参考。     

浮床香根草对富营养化水体氮磷去除动态及效率的初步研究

采用浮床种植香根草技术初步研究了香根草对富营养化水体中主要养分氮、磷元素的去除动态及效率.试验结果表明,浮床香根草技术是一种潜在的利用植物修复富营养化水体的有效途径,这为发展利用浮床陆生植物治理富营养化水域提供了新的科学依据.     

适合地上匍匐茎水生植物的浮床设计及其对富营养化水体脱氮除磷的实效研究

采用分株繁殖获取空心莲子草、大聚藻、蕹菜幼苗,以根据地上匍匐茎植物独有的特点设计的新型网式浮床为载体,以400L大型水箱为容器,将这3种地上匍匐茎水生植物应用其中,探究地上匍匐茎水生植物在漂浮条件下对富营养化水体氮磷的真实净化能力,并与传统浮床的同类研究进行对比。结果表明,3种地上匍匐茎水生植物在网式浮床中生长状况良好,空心莲子草对氮的净化能力为0.643 0~1.563 3mg/(g·d),对磷的净化能力为0.012 7~0.142 0mg/(g·d);大聚藻对氮的净化能力为1.475 0~4.318 5mg/(g·d),对磷的净化能力为0.070 3~0.250 0mg/(g·d);蕹菜对氮的净化能力为3.114 5~4.505 0mg/(g·d),对磷的净化能力为0.179 0~0.372 5mg/(g·d);3种植物在网式浮床中对富营养化水体的净化能力均明显高于传统浮床同类研究结果。网式浮床能发掘地上匍匐茎水生植物对富营养化水体的净化潜力,比传统浮床更适用于地上匍匐茎水生植物。     

流域水环境治理的农村养殖废物污染控制技术探讨

流域农村养殖废物是区域水体的主要污染源,区域水体污染严重制约区域的经济建设和社会发展。本文针对农村养殖废物产生及污染水环境特点,结合我国流域水环境治理的具体实践,提出了资源化和生态控制养殖废物污染的工程措施及其发展方向。     

鄱阳湖区农村面源污染控制中最佳管理措施示范研究

鄱阳湖区农村面源污染问题日益严峻,已威胁到湖泊的水环境安全。结合该区域农村面源污染自身的变化特征,在星子县示范区内构建结构性最佳管理措施BMPs(best management practices)系统对区域内农村面源污染进行控制。结果表明,在监测期间该BMPs系统对COD,TP和TN的削减量分别为568.25,3.06和26.90kg。其中人工湿地对COD,TP和TN的单位面积削减量约达40,0.4和3.0g/m2,有较稳定的污染物去除能力;生态沟渠对各污染物单位面积削减量变化较大,与人工湿地相比虽有更强的污染物削减能力,但稳定性较弱。结合生态沟渠和三级表面流人工湿地的特点,建议通过引入适宜的植物至生态沟渠提高其处理污染物的稳定性。     

工程边坡生态修复目标与技术方法

工程边坡生态修复是工程建设项目生态修复的大难题,国家尚未提出针对工程边坡生态修复的目标要求,大量的工程边坡治理的技术目标主要是满足工程安全,未能从全面恢复生态功能的要求开展生态修复。根据生态文明建设和“碳达峰、碳中和”发展要求,结合大量工程实践提出：建设工程边坡治理应将安全、环保、生态三大目标统筹考虑;生态修复的目标不仅仅是绿化,而是按照生态学理论恢复和重建生态系统的基本功能;边坡生态功能修复的基本原则是安全优先、突出生态功能、注重景观、区域生态协调;基本途径是根据边坡的工程地质条件、气候环境条件及土壤条件,通过现代生态修复技术构建边坡植物立地条件,科学搭建边坡区域的植物群落,实现区域生态系统功能的修复。以修复边坡的森林生态功能为例,根据工程实践经验和国内相关研究成果,总结了边坡森林型生态系统重建模式和方法。     

农业面源污染及其控制技术研究

水环境面源污染的严重性已受到国内外普遍关注，面源污染业已成为国际上水环境问题研究的活跃领域。从农业面源污染的发生机理和农业面源污染的特点出发，通过分析农业面源污染与水体环境之间的关系，探讨了农业面源污染对水环境的影响。对于面源污染的控制，最佳管理措施（BMPs）现已得到广泛应用。其中，人工湿地、前置库、缓冲带、水陆交错带、水土保持和农业生态工程等是目前研究和应用较多的农业面源污染控制技术。     

川中丘陵区水源地滨岸缓冲带自然植被调查与分析

滨岸缓冲带是一种控制水土流失和面源污染、进行景观重建的新型生态工程措施,其技术的关键是植物物种的选择,而乡土植物是首选植物。对川中丘陵区农村饮用水水源地河库滨岸自然生长的植物进行了调查,分析了水源地栖息的常见植物的生活习性和群落特征,筛选出部分可以在水源地浅水区、岸边草地和防护林区域种植的优良本土修复植物,以用于水源地的水土保持、生态修复和景观重建。