农村面源污染治理的“4R”理论与工程实践——案例分析

农村面源污染问题日益突出,是当前水污染控制与水环境改善的重点和难点。“十一五”期间,在国家水专项的支持下,以农村面源污染治理的“4R”理论（源头减量-过程阻断-养分再利用-生态修复）为指导,选择江苏省无锡市的直湖港小流域龙延村为综合示范区进行了技术的集成与工程化应用,取得了良好效果。本文以此为典型案例,详细介绍了综合示范区的污染现状、“4R”技术的集成应用与衔接配套、各项技术应用的污染控制效果以及区域环境改善效果,并对“4R”理论的核心内涵以及未来的发展进行了总结和讨论。     

农业面源污染控制工程的“减源-拦截-修复”（3R）理论与实践

在点源污染逐步得到控制后,面源污染问题日益突出,在一定程度上已经严重影响到中国生态环境健康、良性发展,甚至在一定程度上制约了中国经济社会的可持续发展。结合30多年的面源污染控制经验,剖析了中国农业面源污染总体形势,并从农业面源污染产生、发展和发生的特征上,基于中国的经济发展模式提出了农业面源污染控制的策略性理论——“减源-拦截-修复”理论。在阐述了该理论后,从太湖流域和滇池流域典型区域农业面源污染控制的实践案例进行验证。期望“减源-拦截-修复”理论的建立,能从根本上扭转农业面源污染控制工程至今无策略性指导理论的局面,为中国乃至世界类似经济发展模式的地区农业面源污染控制提供有益指导。     

农业面源污染的生态修复

以苏州市吴中区东吴村生态渠塘氮磷拦截工程建设为研究对象,通过生态渠5 000 m2、生态塘10 000 m2、池塘清淤5 720 m3和渠塘护坡31 000 m2等工程建设,计算工程涵盖农田,径流所产生的N、P排放负荷。结果表明,193.4hm2农田TN、TP年径流排放净负荷分别为14 807.99 kg和557.05 kg,生态渠径流年截留负荷TN为7 107.84 kg,TP为295.24 kg;生态塘年减少径流排放负荷TN为7 700.15 kg,TP为261.81 kg,出水浓度TN为6.32≤15,TP为0.24≤0.5,均达到一级A排放标准。     

完善首都农村基础设施 治理农村面源污染

在全面分析北京市郊区农村发展中面源污染现状的同时,分析农村环境基础设施建设对改善农村环境的重要作用,根据农村面源污染类型,提出治理面源污染、完善基础设施的技术措施。     

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。     

农村面源污染治理对策研究

结合农村污染现状,详细介绍了控制农村面源污染的5种方法:垃圾收集坑、“三位一体”沼气池、生物净化公厕、厌氧-兼氧无能耗污水生物净化处理系统和人工湿地,并针对不同区域类型的农村面源污染,提出了相应的治理方案,对于开展农村面源污染治理具有较强的指导意义。     

植被缓冲带在水源地面源污染治理中的作用

在山地丘陵区遭遇高强度降雨时,常常发生水土流失;水流携带泥沙下泄,过量施入农田的肥料、农药等化学物质随之进入河流、水库、湖泊等地表水和地下水水体,进而造成水体富营养化等面源污染,危害水源地安全。为梳理植被缓冲带能够控制水土流失、阻控污染物移动、解决水源地面源污染问题,明确该项技术措施减少和治理水源地面源污染的机制,为水源地面源污染防治和水环境改善提供参考。在概括介绍植被缓冲带的类型、功能的基础上,对该项技术措施减少和治理水源地面源污染的机制进行讨论。植被缓冲带治理水源地面源污染的机制主要有:①植物在生长过程中自身对氮磷等物质的吸收;②利用植被固结土壤,减少水土流失;③植被覆盖、拦蓄能够延长径流在地面的停留时间而增加水分入渗、减少氮磷等物质随地表径流流失;④植物根系参与土壤中多种物理、化学和生物过程,加速碳、氮、磷等物质的形态转化。针对水源地面源污染特点和植被缓冲带的建设技术及其应用要点,提出相关建议,并对今后该技术的发展进行了展望。     

我国农业面源污染治理技术研究进展

随着我国经济社会的进一步发展,农业面源污染已经成为造成我国环境污染尤其是水环境污染的主要因素,农业面源污染治理技术的研究也越来越得到政府和科技工作者的重视。本文重点介绍了当前我国农业面源污染的状况、农业面源污染的成因及特征,并从农村生活污水的治理技术、农村生活垃圾的处理处置技术、农田径流生态拦截技术以及包括化肥减量化技术和农药减量化与残留控制技术为主的农业化学品减量使用技术等方面介绍了我国农业面源污染治理研究的发展现状,提出未来我国农业面源污染治理的系统控制思想和相关技术研究的趋势,包括系统控制与区域治理结合、技术研发与工程示范结合、面源污染控制与管理结合及建立健全国家级农业面源污染监测评价与预警体系等。     

美国农业面源污染控制生态补偿机制与政策措施

简要概述农业面源污染控制的环境经济相关理论,回顾了美国农业面源污染治理的历程及＂最佳管理实践措施＂,并分别从财政补偿、政策补偿、技术补偿、项目补偿四个方面分析研究美国生态补偿机制与政策措施的经验,从而提出对中国农业面源污染控制的启示。重视激励促进作用,运用多种有效手段,构建监督执行机制,完善技术保障体系等对中国农业面源...     

红壤坡面集水区水生态保护与修复试验研究

红壤坡地经果林开发产生的水土流失往往成为面源污染的载体,带来水环境污染。通过在江西水土保持生态科技园设置油茶园坡面径流小区和集水区沟道取样点,试验研究红壤坡面径流在集水区中水质的变化情况。结果表明：油茶园采用前埂后沟+反坡台地措施后侵蚀强度为微度,径流水质在Ⅲ类水水平以上,水保措施在坡地经济果木林开发的过程中可起到防控水土流失和面源污染的作用;坡面水土流失防治措施与湿地过滤带措施相结合,经“源-流-汇”系统治理,能达到水生态保护与修复的目的。     

洱海流域坡耕地面源污染治理技术与模式研究

针对洱海流域坡耕地氮、磷流失的现状,选择代表性较强的洱源县德源山生态基地,实施坡耕地面源污染治理技术模式研究,旨在为坡耕地面源污染治理提供技术支撑。     

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。     

大伙房水库上游面源污染分析与治理技术研究

大伙房水库属全国九大重点城市供水水源地之一,在分析水库上游农村生活和农业生产等面源污染现状的基础上,利用梯级净化技术设计提出面源污染治理方案,为改善水源地生态环境质量、强化大伙房水库上游面源污染治理提供一定技术指导。     

农业绿色高质量发展期面源污染治理的思考与实践

农业是中国经济平稳发展的基石,在保障了粮食安全的同时也造成了严重的面源污染。过去10a,中国面源污染治理虽取得一定成效,但农业源的贡献仍居高不下。该研究阐述了新时期农业面源污染治理面临的挑战,结合国家农业绿色发展的重大需求,提出了以"生态循环、流域统筹"为核心的农业面源污染治理新思路;分析了农业面源污染治理的卡脖子技术,提出了以"种养结合、产业链循环"为核心的污染治理实现路径;深入探讨了农业面源污染治理运维机制不通畅的原因,提出以"农民和农业企业为主力军"的多元主体治理及运维机制;结合典型案例,阐述了农业面源污染治理的实现路径和应用效果,以期为推动中国农业农村生态环境治理体系的现代化建设提供支撑。     

浅谈农业面源污染的危害与治理

农业面源污染主要是指在农业生产活动过程中,由于各种污染物以低浓度、大范围缓慢地在土壤圈内运动或从土壤圈向水圈扩散,致使土壤、含水层、湖泊、河流、滨岸、大气等生态系统遭到污染的现象,具有形成过程随机性大、影响因子多、分布范围广、潜伏周期长、危害大等特点。我国的农业面源污染主要有化肥污染、农药污染、白色污染等,严重影响饮水安全与食物安全,危及人民群众的身体健康。要从实施水土保持综合治理、科学合理施用化肥与农药、研发推广易降解的农膜等方面进行综合防治。     

“农业面源污染综合防治”专题导读

习近平同志在“十九大报告”中指出,“建设生态文明是中华民族永续发展的千年大计”,“加快生态文明体制改革,建设美丽中国”,“强化土壤污染管控和修复,加强农业面源污染防治”。根据生态环境部、农业农村部联合印发的《农业农村污染治理攻坚战行动计划》要求,着力解决养殖业污染和有效防控种植业污染是其中两项重要任务。为更好地宣传报道农业面源污染防治相关的研究成果,助力农业绿色发展,建设美丽乡村,本刊特策划“农业面源污染综合防治”专题。本期专题重点报道微塑料、化肥、农业固体废弃物、畜禽养殖污染防控及农田氮磷流失规律等方面的研究成果。董姝楠等针对环境与生态领域第二大科学问题——微塑料污染,总结归纳了其在土壤-地下水系统中迁移的影响因素及机制,并对未来研究进行展望,具有前瞻性和启示性,可为综合评判及预测微塑料在土壤-地下水中的污染风险提供理论依据;刘钦普等创新性地提出化肥施用强度和综合效率2个指标,并基于这2个指标比较研究了中国与英法美等欧美七国在化肥施用方面的差异,认为法国是化肥施用强度中等、综合效率高、粮食产量高、施肥安全的国家,为中国实现科学施肥、减量增效提供借鉴;吴汉卿等完整地评价了海河流域农田磷流失环境风险,识别出海河流域磷流失的关键源区,对流域尺度上农田磷流失研究的方法创新方面有所裨益,可为海河流域农田面源污染防治提供参考;丛宏斌等提出了切实可行支撑管理落地的农业固体废物污染风险识别方法和技术处理路径,对农业固体废物污染防治和处理利用具有一定的指导意义;李舒涵等利用先进的研究手段紫外吸收-三维激发发射荧光光谱仪分析了果园生态养鸡鸡粪可溶性有机物组分特征,研究了其对抗生素吸附淋溶的影响,可为果园养鸡模式推广及其抗生素污染风险防控提供参考依据;王贵云等分析了采用RZWQM2模型模拟牛场肥水施用下土壤水氮运移及玉米产量的可行性,为预测和评估土壤适宜的肥水施用提供有效的方法;田路遥等研究黏土层厚度对硝态氮迁移过程影响的规律,为阻控农田过量氮肥淋失进入含水层以及保护地下水水质提供科学依据;孙文青等针对研究较少的生态脆弱带高原河流区域开展研究,分析了雅鲁藏布江中下游水体中含氮化合物的分布特征和来源,对高原河流氮素污染控制和生态保护具有理论意义和参考价值。本专题集中刊发的8篇系列文章,分别来自河海大学、南京晓庄学院、中国农业大学、农业农村部规划设计研究院、西南交通大学、农业农村部环境保护科研监测所、中国科学院遗传与发育生物学研究所、西藏林芝高山森林生态系统国家野外科学观测研究站等机构,源于国家重点研发计划专项、公益性行业（农业）科研专项、国家自然科学基金项目等的研究成果,从污染源到水体,从机理模型到实用技术,从国内到国外,研究具有创新性、重要性、系统性、广泛性、实用性等特点,对解决养殖业污染和有效防控种植业污染具有重要参考价值,对促进农业可持续发展、农业绿色发展、推进农村人居环境整治、美丽乡村建设、生态文明建设等具有重要的理论意义和现实意义。     

青海省湟中县农村农业面源污染与防治对策

近年来,随着农业和农村经济的发展,农业面源污染日渐严重,农村环境污染问题日益突出。通过对青海省湟中县部分农村实地调研,分析农业面源污染的成因及危害,提出防治对策建议,以此呼吁重视并有效解决农村农业面源污染,使农村经济、环境协调发展。     

云南大理洱海流域农业面源污染防治和生态补偿实践

洱海是大理人民赖以生存和发展的"母亲湖",保护洱海是全州实现可持续发展的前提和基础,保护洱海就是保护大理发展的根基。"治湖先治污,治污先治源"。近年来大理州委、州政府及流域各级农业部门高度重视洱海农业面源污染防治及生态补偿工作,总结、提炼了一些成功的生态补偿经验和做法,特别是在种养结构调整、测土配方施肥、畜禽粪便资源化利用、农产品质量安全、稻田养殖生态鱼等方面实施了大量的以项目形式的生态补偿实践,同时在生态补偿的理论、政策、措施,补偿对象、补偿方式、补偿资金等方面作了初步探索,取得了明显成效,洱海流域农业面源污染控制初步实现了"控源、减排、循环、利用"的目标。本文通过总结大理州近年来以项目形式实施的农业生态补偿机制体制的经验,旨在为保护高原湖泊实施农业生态补偿提供科技支撑。     

中国农业面源污染防控研究进展与工程案例

农业面源污染具有发生分散、随机,排放不确定性,污染物浓度波动大、类型复杂,污染面广量大的特点,其综合防治一直是世界性难题。当前,我国面源污染防控首要的问题为污染“家底”不清,不同部门或研究学者对农业面源污染负荷估算差别大。基于几十年定位、全程的科学观测数据,本研究认为,虽然国家污染普查数据和很多学者的估算数据,均高估了种植业源排放量占面源污染总量的比例,但种植业源排放总量仍然很高,必须给予充分的重视和防控。结合中国30多年的面源污染防控经验,中国科学院南京土壤研究所学者提出了农业面源污染控制的3R（“减源—拦截—修复”）和4R策略（“源头减量—生态拦截—循环利用—生态修复”）,并伴随着防控技术升级和组合优化、技术产品化和装备化,逐渐完善扩展为4R+,为我国农业面源污染防控提供了理论支撑和应用指导,在一些典型地区进行工程化实施后,形成了农业面源污染防控的成功经验和案例。然而,农业面源污染防控的工作仍然面临着许多挑战,深入了解土壤与污染物之间的相互作用机制将尤为关键。此外,为实现资源的高效循环使用,还必须进一步提高氮、磷等关键污染物的净化与回收效率,确保在增加农业产值的同时降低对环境的污染...     

农业面源污染背景下三峡生态屏障区实施坡耕地治理项目的意义——以重庆市万州区为例

由于三峡生态屏障区内耕地承载力严重不足、生态环境极其脆弱、水土流失十分严重,造成了大范围的农业面源污染问题。为了治理坡耕地水土流失,"十二五"期间重庆市万州区实施了3个坡耕地水土流失综合治理项目。项目的实施提升了耕地数量和质量,提高了农业生产效率,控制了农业面源污染,促进了当地经济发展,为实现区域内经济发展、社会稳定、生态安全提供了有效保障。