植被覆盖治理面源污染(13篇)
植被覆盖治理面源污染(13篇)植被覆盖治理面源污染 农业面源污染的现状及处理方法 农业面源污染的现状及处理方法 1农田尾水 1.1农田退水的现状 世界人口的快速增长,导致人们对下面是小编为大家整理的植被覆盖治理面源污染(13篇),供大家参考。
篇一:植被覆盖治理面源污染
农业面源污染的现状及处理方法农业面源污染的现状及处理方法
1农田尾水
1.1农田退水的现状
世界人口的快速增长,导致人们对粮食的刚性需求与日俱增。通过多施化肥来提高产量和收益已成为绝大多数农民的定式思维和习惯。为了提高粮食单产,化肥、农药施用量逐年增加,但利用率却较低,未被利用的化肥和农药随地表径流、农田排水等流入地表水环境引起面源污染问题。较之工业源污染实施清洁生产得到有效治理,过量施肥导致的农田面源污染已成为水体污染最大的污染源,农业面源污染不仅影响水体质量,而且也阻碍农业持续、健康地发展,成为社会经济发展需要解决的热点和难点问题。
面源污染与点源污染是相对的。农业面源污染是指在农业生产过程中所产生
的溶解性或非溶解性的污染物,如泥沙、化肥、农药等,在降水或灌溉过程中,通过地表径流、农田排水等方式流入受纳水体而造成的面源污染。氮、磷是农业面源污染引起水体富营养化的主要限制性因子。据美国环保局调查,农业面源污染是导致美国40%的河流和湖泊水质不合格的主要污染源。在瑞典,农业源占流域中氮的来源的60%~87%。在荷兰,农业面源污染的总氮、总磷分别占流域污染总量的60%和40%~50%。相比之下,我国作为化肥的生产和应用大国,氮肥的使用居世界之首,农业面源污染问题亦不容乐观。据估计,在我国水体污染中,来自农业源的氮占到了水体污染的81%,磷占到93%。而农田生产中,又以水稻生产中不合理田间肥水管理方式导致的营养流失较大,其中氮肥的损失达30%~70%。我国水稻种植面积占总耕地面积的26.18%,种植区域广泛;而大面积的水稻种植区主要分布在秦岭黄河以南,占到70.19%。因此,由稻田直渗、侧渗、地表径流(含人工排水)等方式所带来的水体污染不可忽视。有研究表明,南方太湖流域稻季氮素环境排放总量与施氮量之间呈显著正相关,约占总施氮量的30%,其中径流和渗漏分别占到排放总量的25%和18%。而宁夏引黄灌区作为我国西北内陆大型人工灌区,有大小排水沟200多条,水
1.3农田尾水的处理状况
据调查,我国设市城市污水处理率已经从2006年的55.7%上升到2013年的99.1%,接近饱和;县城污水处理率从13.6%上升至82.6%,相比之下,长期以来对农村面源污染重视不够、投入很少,导致农田面源污染已成为水体污染最大的污染源。据《全国环境统计公报(2015)》显示,2015年农业源化学需氧量排放量高达1068.6万吨,占比全国废水中化学需氧量排放总量的48.06%;农业源氨氮排放量高达72.6万吨,占比全国废水中氨氮排放总量的31.6%。因此,农村农田退水的治理将是我国下阶段污水处理的“主战场”。
导致我国农田退水处理困难的原因主要有:1)我国是农业大国,但是生产技术相对落后,粗狂型的生产模式浪费了大量的化肥农药;2)我国现行家庭联产承包责任制的土地政策,导致难以实现有效统一的管理;3)长期以来,我国把主要精力放在工业废水和城镇生活污水的治理上,对农田退水的危害意识不足,导致了农业面源污染问题日益严重,成为了湖泊、河流水质退化的主要污染源。
2农田退水处理技术
农田退水中所含氮、磷污染物将沿着沟渠流向区域低位的湖泊或河流,是小流域中湖泊或河流水体污染的源。因此,在农田退水进入湖泊或河流之前,高效去除农田退水中过量的氮、磷营养物质成为确保湖泊和河流良好水质的关键。国际上,受污染水体的修复方法通常有物理、化学和生物-生态法3种。从应用趋势和综合环境效益角度,生物-生态方法是水体环境修复中最应推崇的举措之一。近年来,应用于处理农田尾水的工程性措施主要有生态沟渠技术、生态浮床技术、稳定塘处理技术、生态滤池技术、水生植物塘与人工湿地技术等。
2.1生态沟渠技术
生态沟渠是在农田系统中构建成一定的沟渠,是农田非点源污染排放物和
收纳水体之间的过渡带,在沟渠中配置多种植物,并在沟渠中设置辅助性工程设施,如透水坝、拦截坝等,对沟渠水体中氮、磷等污染物质进行拦截和吸附,其中包括沟渠基质吸附、植物吸收、底泥吸附,以及沟渠辅助物所产生的减缓流速和沉降泥沙等,从而达到净化水质的目的。植物是生态拦截沟渠塘的重要组成部分,可通过人工种植和自然演替的方式形成。因此,植物的筛选成为生态沟渠构建中最重要的环节,应筛选根系发达、净化效果好、生长适应能力强、无休眠或短休眠期、经济价值与景观效果好的植物,其目的在于增加生物多样性,适应本地环境,延长使用寿命,提高脱氮除磷的效果。
生态沟渠的显著优点是农田退水在排水过程中得到一定程度的净化,为后续的人工湿地系统减轻了处理负荷,有效的提高了处理效果。在工程中还可以充分利用现有的部分农田土质排水沟渠,引入生态护坡和水生植物,实现改造,可以节省部分资金。其缺点是由于排水在其中的流速较缓,因此其占地面积较硬质排水沟渠大,受地区气候条件的限制,春夏时节需要种植植物,秋冬季节需要对植物进行收割处置。
2.2生态浮床技术
生态浮床技术是运用无土栽培的原理,采用现代农艺和生态工程措施,将陆生或水生植物移栽到水面的一种水体污染治理技术,其原理是通过植物吸收、吸附、微生物降解等作用,达到净化水质的目的。该技术具有投资少、见效快、管理方便等优点,是一种行之有效的水体原位生态修复技术,广泛应用于富营养化的河道、水塘、湖泊等水体。生态浮床技术不仅能降低污染物浓度,同时也对浮游植物群落产生积极影响,研究表明3种生态浮床覆盖率下水体中的浮游植物群落结构复杂性和生物多样性指数均显著高于空白对照组,其中,26%覆盖率比39%覆盖率水体中的浮游植物生物多样性指数要高,群落结构更复杂,随后是13%覆盖率处理。
传统的生态浮床技术除注重净化效率外,更多考虑景观需求,投入成本无法得到补偿,因此,结合农业生产的实际需要,栽培适宜的经济作物,不仅可以实现对水质的改善,同时还可以通过收获水稻,产生一定的经济效益,补偿了一部分污染治理的投资成本。因此,在对农村面源污染及农业生产现状进行调查的基础上,采用当地能产生经济效益的植物构建生态浮床,改善水体水质、修复水体生态,达到因地制宜、节省投资的目的。
需要说明的是,生态浮床只能作为农村水环境生态修复中的一种“强化”技术,可以在短期内实现改善水质的修复目的,但并不是永久性的技术手段,而要持续稳定水质、促进水生态系统的良性发展,则需要利用构建长效的技术体系。
2.3生态滤池技术
生态滤池(MEEF)是利用水生微生物和人工填料上的生物膜形成的模仿自然生态系统来进行污水净化的一种水处理技术,污水中的颗粒物主要通过人工填料进行过滤,生物膜与微生物主要负责污水中的可溶性污染物。这种生态滤池污水处理技术实际上是模仿天然的生态系统,利用各种生态关系来进行水中污染物的处理和净化,是一个半自然生态系统。作为农田尾水处理终端,生态滤池的渗滤介质可以对尾水进流产生滞流作用,为随后的水分蒸腾提供时间,平均可减少33%的径流量,其截流作用对于水量控制的贡献最为突出。在生态滤池中,植被对于保持水流容量起到重要作用,因为作物根系的生长和衰老可用于对抗渗滤系统介质的压缩与堵塞,绝大部分悬浮固体和重金属污染物可以被有效去除。相对而言,N和P的去除随着生生态滤池设计结构的变化差异较大,现阶段研究也着重对有利于去除N、P污染的系统重构进行。在Bratieres
等人的研究中,上覆植被种类、渗透深度、渗透介质、渗透面积、进流污染浓度作为测试因素,被整合成125种测试组合分别接受最优化测试,结果表明植被选择对于N的去除至关重要,添加有机质对P的去除效率有很大提升。
2.4稳定塘处理技术
稳定塘是一种经过人工适当修整后设围堤和防渗层,主要通过微生物降解、沉降、转化、截滤等作用去除污染物。其有效水深在1-2m,由于藻类光合作用放氧和水表面的大气复氧而形成一个上部好氧区(距水面0.6m),而塘子底部较深形成了一个底部厌氧区,而在两者之间形成一个兼性区。这样就形成了一个厌氧-缺氧-好氧的一个体系,可以实现同步脱氮除磷。有机物的去除一般包括沉淀和絮凝、厌氧微生物的作用、好氧微生物的作用、浮游生物的作用和水生植物的作用,氮在稳定塘内的去除,主要是通过生物同化吸收转化为自身有机氮、氨氮的吹脱作用、形成生物沉淀以及硝化/反硝化等几种途径,磷元素去除涉及有机磷在微生物作用下分解氧化,菌藻及其他生物吸收无机磷合成新细胞,以及可溶性磷与不可溶性磷之间的转化等多种机制的共同作用。其对NH4+-N的去除易受环境温度、pH等因素影响,表现为温度和pH较高时,硝化/反硝化以及NH4+-N的挥发作用是TN的主要去除机制,若在冬季低温时,NH4+-N挥发作用则会受到抑制。稳定塘对P的去除主要是水生植物吸收和底泥对P的吸附/解吸等多种机制的共同作用。缺点是占地面积大、水力停留时间长、散发臭味、处理效果不稳定等。
稳定塘同时具有调蓄作用,因排水干渠来水包含了降雨形成的流量变化很大的地表径流,若不进行有效调节,将影响水质净化效果,甚至会对处理设施安全造成危害。因此,建设稳定塘净化调蓄系统,可以起到水量调蓄和水质净化的双重作用。
2.5人工湿地处理技术
人工湿地处理系统是利用人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用对污水进行处理的一种技术。绝大多数人工湿地由四部分组成:(1)土壤、砂、砾石等透水性基质;(2)芦苇、香蒲等适于在饱和水和厌氧基质中生长的植物;(3)微生物种群;(4)在基质表面流动的水体。人工湿地利用基质的土壤吸附作用、微生物的生物降解作用以及植物的吸收作用,来实现污水的高效净化、无害化与资源化。
湿地净化污染物的机理比较复杂,其主要净化机理除植物对悬浮性污染物的过滤吸附及吸收作用外,植物根系附近的微生物对有机物及氮磷营养物的去除起到了关键作用。特别在脱氮上,芦苇具有通过茎秆向根系供氧的能力,可在根系附近形成脱氮所必备的好氧和缺氧区域,促进湿地生态系统的硝化和反硝化作用进行,强化其净化能力。湿地系统还可以通过沉淀、过滤和吸附等作用直接去除不溶性污染物。植物的作用主要可以归纳为以下几种:直接吸收、利用污水中可利用态的营养物质,吸附、伏击重金属和一些有毒有害物质,部分挺水植物还有抑制藻类生长效应。
湿地与常规污水处理系统相比具有不可比拟的优点:只要有现成的土地,湿地的建设费和运行费用低,易维护,而且对污水处理厂难以去除的营养元素
都有较好的净化效果;比常规处理系统更加灵活,能更好地适应冲击负荷,可以充分利用当地的自然条件,达到治污和湿地保护的双重功效。
篇二:植被覆盖治理面源污染
盛年不重来,一日难再晨。及时宜自勉,岁月不待人。农业面源污染的危害与治理措施
摘要:农业面源污染已经成为我国农村生态环境恶化的主要原因之一,严重制约了农业和社会经济环境的可持续发展。推动农村经济又好又快发展,必须有效防止农业面源污染。概述了面源污染的定义,从土壤、水体、大气三个方面介绍了面源污染的危害。同时结合国外在农业面源污染方面的管理与控制经验,阐述了我国在政策措施、工程措施、农业措施、经济措施以及新技术的运用方面所做的努力,在此基础上提出了相应的建议。
关键词:农业面源污染;危害;治理措施
中图分类号:X52文献标志码
A
引言
面源污染为污染物以广域、分散和微量的形式进入地表及地下水体。与通过集中排污口排放的点源污染相比,面源污染起源于分散和多样的区域,地理边界与发生位置难以识别和确定,且具有不确定性、难检测性和随机性等特征,加之公众在农业生产过程中对施用化肥和农药等对环境造成的危害缺乏重视,所以与点源污染相比就加深了相应的研究和治理难度。农业面源污染已经成为我国农村生态环境恶化
的主要原因之一,严重制约了农业和社会经济环境的可持续发展。推动农村经济又好又快发展,必须有效防止农业面源污染。
一农业面源污染的定义
点源污染和面源污染是水体污染的两大主要来源。面源污染,是指溶解性或固体污染物在大面积降水和径流冲刷作用下汇入受纳水体而引起的水体污染。它又有广义和狭义两种解释,广义面源污染包括城市面源污染和农业面源污染,一般对于大多数水体来说,农业面源污染是最大的“贡献者”,所以狭义面源污染仅指农业面源污染。
二农业面源污染的危害
由于农业生产导致的面源污染已经成为环境污染的第一大污染源,20世纪70年代初,美国等一些发达国家为了使工业等点源污染的废水达到零排放标准,不惜投入巨资,大规模兴建污水处理厂,其结果仍然不能消除水污染,从而令人们意识到面源污染尤其是农业面源污染在环境污染中的贡献度是不容忽视的。农业面源污染的危害主要表现在以下几个方面:
2.1对土壤的危害:农户为了使农作物有更好的收成会只顾眼前利益施用大量的化肥和农药,其中的有毒物质就会进入土体,造成对土体性质改变,使其土壤肥力下降。土壤肥力的下降就会导致农产品产量的下降,农户就会继续加大
化肥和农药的施用量,从而形成恶循环,导致农产品质量也跟着下降,农田土壤生态环境更加恶化。
2.2对水体的危害:水是人类的生命之源,有研究表明,工业、生活污水以及面源污染对水体的污染各占l,3。可见,面源污染在水体污染中的贡献值是不容忽视的。面源污染对水体的污染主要表现为:
2.2.1加重水体的富营养化,使湖泊水质恶化。农业面源污染一直是富营养化的主要贡献者。水污染的核心问题是水体的氮和磷富营养化。研究表明,对于湖泊、水库等封闭水域,当水体内无机氮总量大于0.2mg/L时,磷酸盐磷浓度大于0.01mg/L时,就可能引起藻华现象的发生。水体一旦发生富营养化,藻类和其他水生生物异常繁殖,使水体浑浊,透明的降低,导致阳光入射强度和深度降低,DO值减小,大量的水生生物死亡,从而使水生生态系统和水功能受到严重阻碍和破坏。同时,因为水体富营养化,水体表明蓝藻、绿藻疯长,形成绿色浮渣,使水质更加恶化。
2.2.2淤积水体,降低水体功能由于面源污染的发生与区域间的降水密不可分,在发生水土流失的区域污染物就会随着泥沙进入水体,不但泥沙抬升河流与湖泊床水位,降低水体的蓄水能力,而且泥沙携带的污染物会污染水体,降低水体的环境承载力,造成水生生物的灭绝。
2.2.3污染地下水我国幅员辽阔,南北之间的水资源分配
有很大的差异,对于许多水资源匮乏的北方地区,生活用水主要是靠开采地下水。对于氮肥施用量大的地区,已经造成了严重的地下水硝酸盐污染。
2.3对大气的危害面源污染对于大气的污染主要表现在农药与化肥的过量施用上。例如,农业生产过程中施用的农药,在有风时进行飞机喷雾或喷粉时,其损失率可达到70%以上;这些空气中的残留农药通过空气流动向其他地区迁移,从而加剧农药中的有毒物质的扩散。
三农业面源污染的管理与控制措施
3.1国外农业面源污染的管理与控制措施
在农业面源污染的管理和控制技术方面,美国在上个世纪70年代推出的最佳管理措施最具代表性。BMPs自诞生以来就在欧美等地得到了广泛的应用,并且在面源污染的管理与控制方面积累了宝贵的经验。BMPs可以分为源头减少控制措施和末端治理控制措施。源头控制措施是从源头上控制污染物的来源,通过减少污染物的种类和数量来控制。主要包括建立暴雨蓄积池和稳定塘、生态排水沟渠、滨岸缓冲带以及人工湿地。除此之外,美国还通过农田最佳养分管理、有机农业或综合农业管理模式、等高线条带种植、农业水土保持技术措施等来完善美国的农业面源污染的治理。
欧美国家针对地下水硝酸盐非点源源污染主要采用源头控制的对策。在全流域范围内通过农田最佳养分管理等农
业措施对水源保护区农田轮作类型、施肥量、施肥时期、肥料品种、施肥方式的规定进行源头控制。
澳大利亚也通过制定最佳养分管理的指导方针来解决本地的农业面源污染。除此之外,还通过一系列的氮、磷流失的水文途径与过程的概念模型,径流、排水和养分流失的过程模型,土地管理、土壤与气候变量、养分总量和浓度之间的经验关系,利用地理空间信息建立一些面源污染方面的指标来完善对面源污染的治理。
3.2我国农业面源污染的管理与控制措施及建议
与国外相比,我国的农业面源污染污染的研究与治理起步比较晚,农业面源污染量大面广,污染控制难度大,需要从政策措施、工程措施、农业措施、经济措施以及新技术的运用等方面多管齐下,共同推进。
3.2.1政策措施及建议
我国农业面源污染污染的治理起步于20世纪80年代,起步初期至今,我国针对农业面源污染污染的污染现状,制定了一系列的法规与政策,同时国家环保总局于2002年和2003年分别发布了《畜禽养殖污染防治技术规范》和《畜禽养殖污染物排放?俗肌贰N?农村治理大规模畜禽养殖污染提供了依据。
虽然我国各部门在农业面源污染的法规政策方面做了很大的努力,但是这些法规与政策缺乏限定性的农业生产技术标准,相关规定可操作性不强,责任追究制度还
不完善。我国要吸取欧盟和其他国家的立法经验,制度农田管理制度,建立限制性的农业生产技术标准;完善环境管理制度,充分发挥政府的管理职能,制度及实施切实可行的环境管理制度。
3.2.2工程措施及建议
面源污染类型多样、区域空间特异性很大,因而对某一具体面源污染的治理应根据其污染特点,因地制宜地选择合理有效的治理措施。如对于小于250的坡耕地改造成梯田,是控制水土流失的有效途径。在污染农业区,特别是在处理农田灌溉水和村落污水的混合废水时,最佳措施就是使用人工湿地和氧化塘技术;在土地利用强度较大,施肥量大的湖滨农田区主要是使用生物净化和少废农田工程技术;在需要滞留泥沙,N、P等污染物时采用拦沙植物带技术;为了防止引起水体富营养化和水质恶化的土壤养分肥料、畜禽粪便、田间泥沙、大气降尘等进入河道水体就需要建立滨岸缓冲带。
在工程措施的选取中,要遵循以“源头控制”为主的原则,提高农业面源污染的源头控制能力,从根本上提高土壤的肥力。同时,工程措施要与生态景观相结合,在建设工程措施是要考虑到对生态环境的影响,不要让这些工程措施顾此失彼,得到少量的经济利益是在牺牲生态环境的代价之上。
3.2.3农业措施及建议
在农业措施方面,必须切实贯彻“高产、优质、高效、生态、安全”的指导思想及“低耗”、“无污染”的总原则,从农业生产的源头上减少农业生产活动对环境的影响。
科学的耕作管理耕作管理是通过降低污染物的迁移能力来控制面源污染。科学合理的耕作技术可以提高生产效率,减少水力、风力侵蚀,降低面源污染产生的风险。科学的耕作管理主要有等高线种植、免耕一少耕法、作物残茬覆盖以及合理轮作。
合理的养分管理作物产量受土壤中相对含量最少的养分所控制,作物产量的高低则随最小养分补充量的多少而变化。合理的养分调控措施不仅能够提高作物产量,还能够保持提高土壤肥力、保障农业持续发展。
我国要借鉴欧美等国家的相关经验,应积极推广农田最佳养分管理。积极发展生态农业,提倡减少农业化学品的投入与使用,对农业废弃物考虑综合利用。发展替代性环保农业投入品,促进农业面源污染的有效防治。积极推广成熟的高效施肥技术,加强农业生态系统中养分循环和优化养分的基础性研究。
3.2.4经济措施及建议
经济手段是建立在经济激励基础之上的一些政策手段。通常包括奖励、惩罚及市场创建,如排污收费、排污交易权、产品收税等。2007年9月,国家环保总局印发《关于开展生态补偿试点工作的指导意见》,这是我国中央政府首次对开
展生态补偿措施发布的指导性文件。江苏省在此文件引领下,率先在太湖流域上下游之间建立了经济补偿制度。
但是,由于经济基础及社会发展水平的限制,我国在经济政策的制定上与国外相比还存在着很大的差距。如《排污费征收使用管理条例》的税收主体并没有将面源污染者包括在内,我国排污收费制度本质上还是停留在控制点污染与末端治理上。在对水环境有害的产品进行税收时并没有制定全面详尽、切实可行的规章制度,并且许多对环境有害的产品还未列入税收之列。因此,为了弥补现有政策的不足,加强对面源污染方面的研究,制定切实有效的政策。
3.2.5新技术的运用及建议
计算机技术和卫星遥感技术的发展为面源污染研究提供了崭新的数据获取方式。以陆地卫星数据库、航空摄影、GIS和陆地资源信息系统为代表的“3S”技术在农业面源污染的机理研究和污染敏感性时空分布评价等方面取得了显著的成果。近年来,GIS在渗漏带污染物迁移、转化模拟中的应用越来越受到各国的关注。主要表现在集成能处理非稳定流系统中污染物的瞬时态模型到GIS中来评价面源污染物的渗漏潜力;面源污染研究所需的数据传统上都是靠搜集现有资料或野外实测获得,卫星遥感技术和全球定位系统的发展则提供了崭新的数据获取方式,并可以大大提高其准确度和精密度。通过卫星图片解译,可获取土壤、植被、地形地
貌、土地利用方式及水质的数字化信息。
我国科学家今后的努力方向应该是如何尽量融合“3S”技术,以提高数据的精确度,特别是要研究如何通过遥感影像精确提取水环境信息。将GIS技术融入到数学和空间模型中,实现多模型间的优势互补。AGNPS与GIS的结合估测土壤侵蚀率和侵蚀量也是当今的研究热点。
结语:随着对点源污染管理和控制的完善,无论是发达国家还是发展中国家,农业面源污染都是―个值得而且必须研究的重要领域。国外已经在非点源方面的研究也比较成熟,我国在积极借鉴国外经验的同时,也要结合我国的经济、地域以及社会发展等方面因地制宜的采取各种措施,形成?m合我们国家国情的控制与管理措施。
篇三:植被覆盖治理面源污染
**水库生态区面源污染综合整治工作方案样本
***公司
二零一六年九月
一、项目背景
**水库位于**区西北部,总库容4000万m3,是东江引水工程的输水枢纽,担负着**区、**区两区数百万人的饮水任务。依据《**市市人民政府关于调整**市市饮用水水源保护区的通知(*府〔2015〕74号)》,**水库水源保护区面积约28.12km2,一级保护区面积8.88km2,二级保护区面积19.23km2。果园是**水库水源保护区内主要土地利用类型,约占流域面积的50%。相关研究表明,果园面源污染是造成水库水质恶化的主要因素,其中N、P面源污染贡献率均占总污染量的80%以上,因此对面源污染进行有效治理是改善水库水质的关键。
根据相关研究,将**水库上游二级水源保护区,****三大子流域区划分为生态区和非生态区两大类型(图1-1)。其中,生态区面积12.38km2,包括三大子流域上游林地、草地、果园等生态植被覆盖区域;非生态区面积约4.11km2,主要包括水源三村居住、工业以及建设用地区域。经测算,生态区面源污染COD、氨氮和TP产生量分别为272.36t/a、49.52t/a、4.10t/a,分别占全流域面源污染负荷的53.78%、68.89%和39.35%,是**水库面源污染负荷的重要来源,严重威胁水库供水安全,若不采取有效措施,水库供水安全难以得到保障。
图1-1.**水库生态区、非生态区分布图
二、指导思想和工作目标
为积极落实国家“水十条”,“**市水十条”关于加强面源污染控制,保障饮用水源安全等相关要求,以**水库生态区面源为对象,以保障水库供水安全为目标,围绕农药化肥科学施用、残枝废弃物利用、生态沟渠系统、清水导排工程、宣传培训和长效保持机制等六大方面,实施生态区面源污染综合整治,为**水库面源污染控制和水质改善提供技术支撑和现实依据。
三、组织领导
成立以区环水、发改、城管、经促、规土、城改办、查违办等多个部门为成员单位的面源污染整治工作领导小组。区环水局牵头,统筹协调各相关部门,建立以治理目标为导向的工作责任制度,坚决完成面源污染防治工作目标和任务。**街道水源三村(**、**、**)是面源污染整治工作的责任主体和业主单位,要负责配合调查、统计、整治、提供服务等各项工作,确保生态区面源污染整治工作有序展开。领导小组下设综合管理办公室,**果场提供办公地点,负责具体工作实施,日常监管、巡查等任务。
四、工作内容与任务
(一)实施绿色控害技术
坚持“预防为主,综合防治”的方针,实施“农业防治、物理防治、生物防治及生态调控为主,化学农药防治为辅”的果树病虫害防治原则。建立生物有害检测预警体系,加强病虫预测预报;全面禁止高毒、高残留农药的使用,为农户统一低价(或无偿)提供高效低毒、低残留、环境友好型农药,指导农民科学使用,并实行农药使用安全间隔期管理。有效控制病虫害,保护果园生态环境,确保果品质量安全。同时,结合果园生草覆盖、天敌诱集带、杀虫灯等生物多样性调控与自然天敌保护利用等技术,改造病虫害发生源头及孳生环境,人为增强自然控害能力和果树抗病虫能力。在有效控制病虫害的前提下,最大限度的减少农药用量,确保饮用水源水质安全。
(二)推行科学施肥技术
生态区内果园大部分由果农散户种植,由于缺乏统一管理和科学指导,这部分果园仍采用传统的撒施法,即直接将肥料撒于果树下的土壤表面。这一施肥方式使得肥料吸收效率低,并导致大量肥料堆积在土地表面,当降雨发生时,均以溶解态和吸附态的形式伴随径流、泥沙进入地下和地表水体,最终汇入水库,造成环境和饮用水污染。因此,应指导果农改进施肥方式,将撒施改为土施,沟施、穴施或注入施肥等,有条件的可逐渐引入滴灌方式。同时,全面推行“测土”、5“测叶”等配方施肥技术,在流域范围内合理布设和建立土壤墒情监测点,定期发布土壤墒情报告,有针对性的指导农户按需施肥,减少化肥施用量,防治流域面源污染。
(三)开展废弃物综合利用
为实现分散种植果园植物残枝、废弃物的无害化处理和循环再利用,由政府相关部门购置小型植物粉碎机,对果农修剪的枝叶进行上门粉碎,并安排专业技术人员全程跟踪指导,对粉碎的残枝落叶添加酵素菌进行发酵,转化为生物有机菌肥后回施果园,实现果园植物废弃物的有机循环再利用,可改良土壤生态,增加土壤肥力,消除果园残枝、废弃物对环境的不利影响;对长期以来随意弃置的村庄周围、公路沿线、山间地头、沟渠旁边等地的残枝、废弃物,开展污染专项治理,切实解决好果树残枝、废弃物处理不当造成的污染问题。
(四)建立生态沟渠系统
果园是生态区的主要土地类型,同时也是区域面源污染的主要来源。因此,控制果园地表径流、避免其挟带的泥沙等污染物直接进入水库,对于削减入库面源污染具有重要意义。目前,**果场在面源污染控制方面采用了氧化塘、生态沟渠等先进工艺技术,取得了较好的成效,应在生态区全面推广这一做法。采用政府出资方式,综合考虑各片区、各分散果园地形地势与土地利用情况,充分利用现有沟渠、水塘或天然洼地,因地制宜,经适当修葺、改造或挖掘,修筑成氧化塘与生态沟渠系统,截留初雨径流、沉淀水土泥沙,使附着在土壤颗6粒上的营养物(主要为P)被截留在氧化塘中,有效减少水库面源污染负荷。利用氧化塘蓄积的地表水进行果园回用灌溉,提高农业灌溉效率和水资源利用率。综合考虑到实用、经济和安全等因素,氧化塘设计深度采用0.5~1米。经详细实地勘察与反复核算,结合控制区域初雨量和必要停留时间,测算出生态区需建设氧化塘8处,总容积3.6万立方米;建设生态沟渠5条,总长度3.4公里(详情见附件一)。
(五)实施清水导排工程
根据《**市市雨洪利用系统布局规划》及水规院相关研究,分别对**、**和**三大子流域实施清水导排工程,使生态区清洁基流和山洪水绕开建成区,直接排入前置库和水库,避免建成区面源及生活污水对清洁山水的影响。具体设计、施工与工程造价等,详见**市市水务规划设计院有限公司的相关设计文本。
(六)大力开展培训宣传
依托**区农业技术推广站或聘请第三方专业环保机构,进行果园面源污染治理技术指导,并对相关工作人员及农户开展技术培训,培养了一批懂绿色防控技术的生产管理、技术人员和种植农户。同时,加强对库区居民的宣传教育,提高其环境保护意识,制定规范,引导居民形成文明的生活习惯;在此基础上,逐步开展水源保护的公众参与,将反映公众利益的意见融入日常管理之中。邀请相关领域的专家组成顾问小组,对水库管理工作中的重大决策进行指导和科学论证。
(七)建立长效保持机制
从管理条例制定、奖惩机制建立、巡查力度加强和定期清理维护等四个方面,建立长效保持机制:
(1)制定管理条例。参照国家、省市相关法律规定,制定详细的《**水库饮用水源保护区管理条例》,明确各单位、各部门以及农户的权利责任、权利和义务,并遵照条例规定,严格落实执行。
(2)建立奖惩机制。为提高农户参与积极性,更好的防治面源污染,保障饮用水源水质安全,需建立有效的奖惩机制。由政府安排部分资金,对积极落实管理条例,配合整治工作的农户(或个人)予以表彰、奖励;对违反管理制度,违规使用化肥、农药,拒不配合整治工作,拒绝履行保护义务的农户(或个人),依法予以严厉惩处。
(3)加大巡查力度。由区环水、城管与**水库管理处等部门抽调精干人员,组建**水库水源保护区联合执法队,归综合管理办公室统一调配,加强对生态区的监督、巡查和执法力度,对违法事件,一经发现,严惩不贷,依法予以严肃查处。
(4)定期清理维护。委派专人定期对生态区氧化塘、生态沟渠系统等进行清理和维护,使氧化塘与生态沟渠系统长期发挥效力,有效防治面源污染。
五、经费预算
本项目经费包括氧化塘、生态沟渠,清水导排渠等建设工程经费,以及日常维护、管理办公经费两大部分。
(1)工程建设经费
①氧化塘、生态沟渠建设
根据工程量和工程施工难易程度,预计氧化塘、生态沟渠建设费用为279万元。
②清水导排渠工程建设
根据水规院《**区**河流域水环境综合治理工程可行性研究》,**河流域清水导排工程费用3932.80万元;
根据水规院《**区**河流域水环境综合治理工程可行性研究》,**河流域清水导排工程费用6615.35万元;
根据水规院《**区**河流域水环境综合治理工程可行性研究》,**河流域清水导排工程费用11333万元。
(2)日常维护、管理经费
①维护经费
根据氧化塘、生态沟渠,清水导排渠等每年清理维护次数,预计此项费用为35万元/年。
②日常办公经费
参照国家相关管理制度,初步估计**水库面源污染防治综合管理办公室,日常办公经费为50万元/年。
③农药、化肥费用
根据**果场农药、化肥使用情况,结合生态区分散果园种植面积,综合考虑农药、化肥市场价格,预计该项费用为450万元/年。
六、保障措施
(一)加强领导,落实责任。
高度重视**水库生态区面源污染综合整治工作,通过成立的专项工作小组,落实各单位责任制度;定期召开工作会议,全面统筹协调指导各责任单位工作,及时针对工作重点难点问题研究,加强与协助各单位相互配合,保证各项工作顺利推进。
(二)保障经费,落实工作。
设立专项资金,保证资金来源,确保资金投入。制定工作方案,细化工作任务,对任务完成情况进行督查,及时协调,加快工作推进,对工作不力的单位(或个人)问责,倒查追究责任。
(三)加强监督,及时协调。
对工作进度和效果进行监督;及时向社会公开工作进度,接受社会监督和评议,确保工作任务落到实处。对积极配合工作,按时完成工作任务的单位(或个人)给予表彰(奖励),对拒不配合工作,工作推进不力、工作任务完成不好的单位(或个人)实行责任追查,追究责任,并及时协调相关单位配合工作,加强工作监督力度。
(四)加强宣传,人人参与。
以微博、微信等亲民的形式,加大宣传教育力度,积极宣扬水库面源污染治理的重要意义、政策法规、突出成果和先进典型,让民众1积极参与饮用水库水源保护;对不按要求实施面源污染治理和非法排污、使用高度、高残留农药等违法违规行为予以曝光,营造良好氛围。
11附件一:
根据地形条件和现有沟渠情况,将**水库周边分散果园划分为13个区域,根据13个区域内的雨水自然流向,在低洼处设置8处氧化塘收纳初期雨水,其中两处利用现有池塘进行适当改造,6处根据初期雨水量新建氧化塘,并对自然沟渠进行适当改造将初期雨水导引到氧化塘内。受到场地限制,部分氧化塘及沟渠由人工进行挖掘改造。具体氧化塘及沟渠改造工程量如下表所示:
序号
片区编号
1#
3#
11#
4#
5#
6#
8#
9#
7#
10#
氧化塘编号
1-111-14-15-16-18-19-110-110-2氧化塘容积(m3)
沟渠长度(m)
10002003003203504508070705070备注
利用现有池塘改造
氧化塘机械开挖,沟渠人工改造
氧化塘机械开挖,沟渠人工改造
氧化塘机械开挖,沟渠人工改造
人工作业
氧化塘机械开挖,沟渠人工改造
人工作业
利用现有池塘改造
12
篇四:植被覆盖治理面源污染
氮流失形成的面源污染及防控措施研究1氮循环概述
1.1氮循环概念
氮循环就是指氮气、无机氮化合物、有机氮化合物在自然界中相互转化过程的总称[1-2],包括氨化作用、硝化作用、反硝化作用、固氮作用以及有机氮化合物的合成等[3]。
氮循环是可以循环往复、保持动态平衡的一个开放性的系统。但是由于人们不正当的农业生产活动,产生“氮饱和”现象,破坏了氮循环平衡,造成了严重的面源污染。农业生态系统氮循环过程中形成面源污染的主要因素有2个:一是由于施肥导致的氮素超标;二是除正常的氮输出外,由于自然条件(如降雨量、土壤性质)的改变以及人类活动破坏了氮循环的平衡。因此,研究氮循环中形成面源污染的原因,对治理面源污染具有重要的实践指导意义。
1.2氮循环过程
分子态、无机结合氮和有机结合氮这3种形式是自然界中氮元素的主要存在形式。自然界中的氮元素,一方面通过各种固氮作用使氮素进入物质循环,另一方面通过反硝化作用、淋溶沉积等作用使氮素重返大气,从而使氮循环处于一种动态平衡状态。其循环过程如图1所示。
2农业生态系统氮循环
氮循环不仅是地球化学循环的重要组成部分,也是农业生态系统中物质循环最重要最活跃的过程。为总结氮素循坏过程氮损失以及对环境的影响,李志博等[4]对生态系统中氮的循环进了大量研究,发现我国氮肥的利用率仅为30%~35%。朱兆良等[5-7]提出我国旱地的氮肥损失很大,平均在45%左右。
氮素是植物营养三要素中最为重要的。Keeneyetal[8-9]研究表明,农作物主要吸收利用硝态氮和铵态氮,不同作物吸收的情况不同,若有机态、无机态及分子态氮素物质相互转化不能达到平衡,作物就会因缺氮抑制其生长。因此在农业生产过程中,氮素这一养分的循环与平衡过程是影响农业生产水平的主要因素。我国各地的土壤性质各不相同,对于贫瘠、肥力低的土壤,无法提供足够的氮素使得作物更好地生长,必须人为地施用肥料以补充作物所需的氮素。但是不合理的施用氮肥,会导致氮肥的损失增加、利用率降低。这也是农业生态系统氮循环过程中氮素损失的主要途径之一,不仅会使参与再循环的氮素数量逐渐减少,而且还会对环境产生潜在的影响。据估计,我国农业中化肥氮的总损失可达到45%[5]。氮肥的损失不仅降低了经济效益,更重要的是会对环境产生负面影响。
氮循环是农业生态系统中物质循环的一个重要组成部分,也是影响土壤肥力
的最活跃因素之一。农业生产过程中氮循环过程的氮素来源主要有2种途径:一是生物固氮,即通过豆科作物和固氮生物固定空气中的氮;二是化学固氮,即通过化工厂将空气中的氮转化为氨,再制成各种氮肥供农业生产用。
2.1农业生态系统中氮素的输入
2.1.1大气中的氮沉降。以气态NO、N2O、NH3为主的干沉降和以NO3-和NH4+及少量可溶性有机氮为主的湿沉降是大气氮沉降的2种形态。除空气中自有的N2外,工业生产中煤、石油等燃料的燃烧会释放大量的含氮化合物,增加氮沉降。如果氮沉降过多,在降雨、灌溉过程中会增加氮,而其他营养物质随水淋失,从而导致营养失衡等问题。
2.1.2化肥的施用。通过施化肥向农田输入的氮素是农业生态系统中氮的主要来源。作物生长过程中所需的氮素主要以氨氮和硝态氮为主。此外,粪肥也是农业生态系统氮素主要来源。中国人口多,耕地面积少,要保证人们的温饱问题必须提高单位耕地面积的粮食产量。由于这一迫切需要,单位面积氮肥施用量不断增加。但是追加过多氮肥会引发诸多环境问题:一是施入过多氮肥,氮素进入土壤后经过反硝化过程会释放NO、N2O等温室气体。二是过量的氮素残留在土壤中,经雨水、灌溉冲洗后,流入河流、湖泊中,造成水体富营养化,而且还降低了氮素的利用率。例如稻田超量施肥,其对氮的吸收不到10%,其余流失于河道、湖泊和近海,成为富营养化的暗流[10]。程波、左海军等[11-12]调查发现,在农业集约化较高的地区,氮素会通过径流和水土流失流入湖泊河流,使水体的营养程度提高,造成污染,例如太湖。这不仅造成了氮肥的极大浪费和损失,也出现了肥效递减现象。三是氮素输入过多会破坏营养平衡,降低其他营养元素吸收效果等。
2.1.3生物固氮。生物固氮是将氮气转化为氨的过程,是农业生态系统里一个重要氮源,以豆科作物和根瘤菌的共生固氮为主,其固氮量可占生物固氮量的1/2[13]。
2.1.4秸秆、农田废弃物堆肥。利用作物秸秆或农田废弃物堆腐,作为肥料施用到农田中。堆腐后的秸秆和农田废弃物不仅可以有效地提高土壤有机质,减少水土流失,还可以降低各方面的能耗,减少化肥的施用,从而降低农业生产成本[14-15],这也是未来农业资源化发展的趋势。
2.2农业生态系统中氮素的输出
淋失、流失、农田硝化反硝化等氮素损失是农业生态系统中氮的主要输出途径。
2.2.1淋失作用。氮淋失是一个累积过程,残留在土壤中的肥料氮素随水(雨水和灌溉水)移动到作物根系无法吸收的地方,造成损失(主要是硝态氮)。影响氮淋失的因素有降雨、灌溉、施肥、土壤特性以及农耕技术等。
2.2.2氮流失。能溶解的矿质氮或以无机态和有机态形式吸附在土壤颗粒表面的氮随径流而流失的过程称为氮流失。影响氮流失的因素很多,如:径流、降雨、坡面坡度、植被覆盖情况、土壤结构与质地等。在众多影响因素中,降雨和径流是影响氮流失的决定性因素。当雨季到来时,长期的降雨或强度降雨均会导致过多的雨水量超过土壤所能承受的水分下渗量,此时就会产生地面径流,对土壤表层冲刷过程中造成氮流失[16]。我国对植被覆盖对营养元素流失及减少面源污染方面研究较为成熟。增大植被的覆盖度,能有效地降低水流速度,从而减少由径流造成的氮流失。
2.2.3农田硝化反硝化过程。农田生态系统中,由硝化转为反硝化过程中伴随着N2、NO、NO2、N2O等氮氧化合物气体的产生。熊正琴等[17]研究表明,N2O的增温效果是CO2的320倍、CH4的13倍,在平流层经过光化学反应形成NO造成臭氧层破坏。这就是农田中氮的主要流失途径。在硝化和反硝化过程中,氮损失量的多少取决于土壤温度和pH值(温度过高或过低都不利于硝化过程进行,硝化和反硝化过程分别需要在硝化菌和反硝化细菌的作用下进行反应,不同的微生物菌群需要适宜的温度和pH值,否则就会影响其反应过程)、土壤的物理性质(质地、结构等)、施肥状况、耕作及种植方式、灌溉等因素。
3氮循环过程形成面源污染的原因及途径
3.1面源污染的概念
面源污染又称非点源污染,指时间和空间上无法确定监测点,随机发生的污染物质通过不同途径以分散的形式污染受纳体。通过WolfemL、张维理等[18-19]对面源污染概念的解释,可总结面源污染有以下特点:不确定性、随机性、分散性、不易监测、空间异质性。
3.2氮循环过程形成面源污染的原因
3.2.1肥料的过度使用。现在市场上有很多合成的氮肥,农民使用该肥料可以增加农产品的产量,增加经济收入。但是由于农民的环境意识差,缺乏合理使用肥料的知识,为了获得更大的利益而大量使用氮肥,这导致了多余的氮素在土壤中富集。大量研究表明,中国氮肥的利用率一般在30%~35%,而发达国家平均利用率达50%~60%,比我国高15~30个百分点[20]。由于土壤中的氮不断积累,降低了氮素的利用率。例如农田超量施肥,而作物的吸收量较低,大量的氮素流失于河道、湖泊和附近的海域,从而导致水体富营养化。肥料的过度施用不仅造成氮肥的极大浪费和损失,也出现了肥效越来越低的现象。此外,过量的氮肥进入环境会导致地下水硝酸盐超标、地表水富营养化和向空气中排放出N2O、NH3等有害气体。
篇五:植被覆盖治理面源污染
页眉内容农业面源污染成因与控制措施
摘
要:农业面源污染是目前影响生态环境质量的重
要污染源,成为现代农业发展的瓶颈。有效防治农业面源污
染是实现中国农业可持续发展的基本保障。该文分析了农业
面源的成因,并提出了农业面源污染的控制措施。
关键词:面源污染;控制措施;环境
中图分类号
X592文献标识码
A文章编号
1007-7731(2016)10-0092-03TheCauseandControllingMeasuresofAgriculturalNon-PointSourcePollutioninChinaSuJunmei1etal.(1ShenzhenMachineryInstituteArchitecturalDesignCo.,Ltd.Xi"anCompany,Xi"an710075,China)
Abstract:Atpresent,agriculturalnon-pointpollutionistheimportantpollutionsourceofaffectingenvironmentalqualityanditbecomesthebottleneckofmodernizedagriculturaldevelopmentinChina.Thecontrolofnon-pointpollutioninagricultureistheprerequisiteofthesustainabledevelopment.Intheessay,thereasononagriculturalnon-Pointsourcepollutionwasillustrated,andsuggestionsforcontrollingnon-pointpollutioninagriculturewereputforward.
页眉内容
Keywords:
Non-pointPollution;
Controllingmeasure;
Environment1前言
污染源可分为点源和面源。
20世纪
90年代以前,人们
一直认为点源是造成环境污染的主因,对污染控制的研究也
主要集中在工业点源上。然而人们在长期对点源污染治理取
得显著成效但水环境质量状况并未得到明显的改善,由此开
始认识到面源污染的严重性
[1]。农业面源污染是相对于工业
和城市生活点源污染而提出的,主要指由农药、化肥、致病
菌等分散污染源引起的对水层、河岸、滨岸、大气等生态系
统的污染
[2]。农业面源污染问题由来已久,是当前我国现代
农业发展的瓶颈,也是近年来国内外环境领域普遍关注的一
个重要问题
[3],但与点源污染控制的相关研究相比,面源污
染的控制和研究还相当有限。
2农业面源污染的成因
农业面源污染来源广泛,农业土壤类型、气候、管理措
施和地形等因素均会影响其污染负荷。降雨径流是农业面源
污染水体的主要驱动力,是面源污染负荷产生的动力和输移
载体,下垫面地表污染物质类型及其积累数量是面源污染的物质基础
[1]。中国农业整体上的科技水平不高,其生态破坏
和环境污染问题日益明显。
2010年,中国《第一次全国污染
源普查报告》的数据显示,农业面源污染已超过点源污染,成为中国水环境污染的最大污染源。农业面源污染的主要成
因有以下几类
页眉内容
2.1农用化学品的滥用
随着耕地面积的不断减少,大量
的化肥、农药被使用以提高农作物产量。然而我国化肥和农
药利用效率总体偏低。据统计,我国单位播种面积化肥平均
施用量高达400kg,远高于发达国家每
hm2播种面积施肥量
225kg的环境安全上限
[4]。其中小麦、玉米和水稻的氮肥利
用率为28.3%、28.2%和26.1%,远低于欧美等发达国家
40%?
60%的水平[5];中国农药年产量
50万t,居世界第2位,年
农药施用量在
23万
t左右,平均施用量
2.33kg/hm2[6],而
且许多被禁止的农药依然在施用,农药的利用率低于
30%。
过量的化肥和农药被农作物低效率利用后,大量氮、磷养分
在土壤中盈余并以各种形式流失到环境中,导致了严重的农
业面源污染问题。
2.2禽畜养殖业的发展
随着禽畜养殖业的迅速发展,禽
畜养殖粪便和冲洗粪便污水排放量也随之增加。养殖废弃物
防治和管理技术相对滞后,畜禽粪便及冲洗污水大部分未经
无害化处理直接排放,携带了大肠杆菌、寄生虫卵等病源微
生物和大量的氮、磷等污染物进入周边土壤、空气,流向江
河湖泊,导致了水体、土壤和大气的污染。据调查,全国畜
禽粪便排放量约为工业固体废物排放量的2.4倍,其中畜禽
粪便COD排放超过工业废水与生活污水
COD排放量之和[7]。
2015年,国务院将畜禽养殖污染防治工作作为推进农村污染
防治的首要内容,纳入全国水环境污染防治计划,但是畜禽
养殖污染
页眉内容
面临诸多现实问题,如缺乏适合地区特点的实用型
畜禽养殖污染防治模式等,防治形势仍然严峻
[8]。
2.3农业生产和农村生活垃圾
农业生产垃圾主要有残
留农膜和农作物秸秆。
近年来,塑料地膜的使用量不断增加,农膜污染已成为农田污染的主要来源之一。据统计,我国农
膜年残留量高达35万t,残膜率达42%,有近1/2的农膜残
留在土壤中
[4]。由于使用的绝大部分农膜为不可降解地膜,在土壤中不易被降解,逐年积累,会污染土壤和水生态环境。
据统计,2012年农村产生生活垃圾约
2.8亿
t/a,所有行政
村中有生活垃圾收集点的约占
26%,对生活垃圾进行收集处
理的约占
10%[9]。长期以来,农村居民居住分散,大部分尚
未对农村生活垃圾进行集中处理,农户随意堆放或倾倒于河
道两侧,不仅占去了大片耕地,也导致水生态环境恶化,已
经危害到农村生态安全。
2.4水土流失与土壤侵蚀
水土流失和土壤侵蚀既是农
业非点源污染发生的重要形式,同时又是非点源污染物流失
的载体和造成水体污染的主要途径
[10]。过度垦植、不合理
的生产活动和土地利用方式都会导致水土流失和土壤侵蚀,水土流失不仅导致土地退化、耕地毁坏,还会造成河道、湖
泊的淤塞。水土流失和土壤侵蚀带来的径流和泥沙本身就是
一种面源污染物,其携带有机物、重金属、磷酸盐、氮等污
染物,会给受纳水体水质带来严重影响
[11]。水土流失和土
壤侵蚀对环境的危害主要表现在对当地和下游地表水和地
下水的污染。近些年
页眉内容
来,化肥、农药施用量及畜禽养殖的急
剧增加,导致水土流失引起的农业非点源污染问题日益突出
[10]。
2.5污水灌溉污染
我国北方地区由于严重缺
水,推广使用大量未经处理的污水直接进行农业灌溉,长期
的污水灌溉不仅会使土壤里的污染物不再被降解,而且不断
积累,在下雨或灌溉时直接渗透到地下水中,造成土壤、农
作物及地下水的严重污染。已有研究表明:某些长期污灌区
土壤重金属增加,地下水硝酸盐、生物致病体增加,特别是
部分污灌区深层地下水有机物含量高达
60种,带有致癌作
用的有机物达数十种之多
[12],给当地的土壤和水生态安全
造成了直接威胁。
3农业面源污染控制措施
3.1广泛宣传教育,提高农民环保意识
我国大部分地区
农业生产水平比较落后,从事农业生产的组织、单位及农民
的生态、环保、法律意识还不够强。建议充分利用电台、电
视、报刊、网络等大众媒体宣传农业面源污染的危害和成因,多层次、多形式地普及农业生态环境知识,让从事农业生产
的组织、单位及农民充分认识到农业面源污染对社会危害性
和污染防治的重要性,逐步树立起农业资源的忧患意识和环
境保护的参与意识。
3.2大力发展有机农业
发展有机农业是控制农业面源
污染的有效途径之一。其遵循自然和生态平衡规律,不施用
人工合成的农药、化肥、饲料添加剂等化学物质和基因工程
生物及其产物,采取作物秸
页眉内容
秆、畜禽粪肥、绿肥和作物轮作
以及各种物理、生物和生态措施,使农业得到可持续发展
[4]。大力发展有机农业,符合国家关于污染控制与生态环保
并重的环保战略要求,是农业面源污染防治的根本措施。
3.3做好水土保持工作
水土流失造成农业面源污染对
中国的生态安全构成重大威胁。其污染控制主要通过水土保
持措施来完成,一是对污染源系统的控制。通过改善土壤质
地、增强土壤团粒结构等表土稳定化措施或提高植被覆盖
度、增加土壤微生物种类等生物措施来减少污染源系统的通
量[11]。二是对污染物运移途径和过程的控制。通过降低地
面坡度,以渠道化手段分散径流或降低流速,减弱径流的侵
蚀力,从而减少雨水在地面溢流的数量
[3]。如拦沙坝、山塘、梯田等工程设施。
3.4加强农业面源污染控制研究
我国自然生态条件复
杂,面源污染类型多样,关于污染源和污染通量的研究较少,农业面源污染主要由降雨径流、土壤侵蚀、地表溶质溶出和
土壤溶质渗漏
4个过程组成
[13],其产生、迁移过程和机制
也非常复杂。
模型化是我国面源污染研究的主要方向,20世
纪
90年代以来已建立了一些流域农业面源污染经验统计模
型,通过受纳水体水质分析计算汇水区农业面源污染输出
量,目前已对三峡库区、西湖流域、千岛湖流域和汉江流域
等进行了模型研究
[13],然而由于各个区域的独特性和适用
性,应根据不同区域特点,建立特定的面源污染理论和控制
理论。另外,在研究农业面源对地表水影响的同时应加强农
业面源污染对地下水污染的页眉内容
研究。
3.5完善相关政策措施和法律法规
我国作为农药化肥
生产和使用大国,相关的法律法规建设却明显滞后。建议加
快农药化肥管理条例修订,制订和完善农产品生产和安全质
量标准、农产品基地环境质量和污染物排放标准;制定激励
政策以鼓励和引导增施新型高效肥料,推广节肥增效技术,完善无公害农产品等的奖励扶持政策
[13];逐步建立和完善
严格的农药施用监管制度,引导和处罚相结合的施肥管理制
度等
[14]。
3.6加大农业科技投入
大力推进农业现代化,统筹环保
和农业产能,加快转变农业发展方式,发展绿色农业,加大
农业科技投入。增施新型高效肥料,减少化肥的施用;利用
生物杂交、生物遗传技术培养出高产、抗病、固氮的农作物,加强病虫草害预测预报体系建设,选用抗病虫农作物或通过
物理技术、生物技术和基因技术来防治农作物病虫害;积极
开展秸秆饲料、秸秆沼气、秸秆肥料等多渠道综合利用技术;
重视对塑料农膜的污染防治,积极推广可降解地膜等。
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[14]郭鸿鹏,徐北春,刘春霞,等
.农药化肥规制:美国
经验及启示[J].环境保护,2015,43(21):
64-69.(责编:
徐焕斗)
篇六:植被覆盖治理面源污染
面源污染的概念与控制技术面源污染到底是什么?面源污染有哪些特点?如何判断?面源污染该如何介入与控制?相信有很多伙伴都有以上的困惑,那不如和小道融一起了解一波吧!
Part1.面源污染的概念和发生过程
一、面源污染到底是什么?
按照污染物的发生类型,可以把水污染分成点源污染和面源污染(非点源污染):
表1.面源污染与点源污染的特点&区别
1.来源分散:如果按照污染来源类型进行分类,可以根据不同的行业类型来源分成很多种,其中最主要的来源就是农业源和城市源。
图1.面源污染类型
2.随机性、潜伏性、滞后性和非连续性:由于面源污染的启动主要与降雨和降雨所形成的径流有关,因此面源污染具有潜伏性和滞后性,通常是晴天积累,雨天排放。面源的严重危害通常发生在暴雨之后,且对地表水和地下水都会造成影响。
图2.面源污染过程
3.发生机理复杂:面源污染发生机理复杂,因此无论是监测还是治理,都比点源污染要复杂和昂贵的多。
篇七:植被覆盖治理面源污染
龙源期刊网http://www.qikan.com.cn浅谈土地利用覆被变化对面源污染的影响作者:董
莉
来源:《科技传播》2010年第08期
摘要
土壤中营养物的流失,造成了面源污染,引起水体富营养化,对环境造成严重的破坏,而且污染破坏范围很广。土地利用/覆被变化(LandUse/CoverChange,LUCC)对区域生态环境的影响是目前土地利用变化研究的热点之一。土地利用方式不同,地表覆盖及人为干扰影响程度不同,直接影响土壤养分物质的输入和输出,进而影响土壤的养分贮量和养分有效性等肥力状况。结合数学模型的应用,研究LUCC对流域尺度上的元素输移过程以及对面源污染的影响,具有十分重要意义。
关键词
面源污染;土地利用;覆被变化
中图分类号X53文献标识码A文章编号1674-6708(2010)17-0028-031面源污染简介
面源污染也称非点源污染,是指溶解和固体的污染物从非特定地点,在降水或融雪的冲刷作用下,通过径流过程而汇入受纳水体并引起有机污染、水体富营养化等其它形式的污染[1]。农业非点源污染主要在农业生产活动中,氮素和磷素等营养物、农药以及其它有机或无机污染物,通过农田地表径流和农田渗漏形成地表和地下水环境污染[2]。据研究报道,我国的大多数水体污染都是由于氮磷负荷过大引起的[3-5]。
2土地利用覆被变化与面源污染的关系
土地利用作为人类利用土地各种活动的综合反映,是影响土壤肥力变化最普遍、最直接、最深刻的因素[6]。LUCC对营养元素输移影响的最主要途径是非点源污染[7]。从流域尺度研究氮、磷随地表径流的流失是目前国内外研究的热点[8]。大量研究表明,在农业高度集约、氮磷肥大量施用的农业集流区,农田土壤中氮磷的流失是造成地表水体富营养化的决定性因素。另外,不适当的土地利用方式导致土壤侵蚀和过量的氮磷随地表径流流失,形成大面积非点源污染[9]。
3耕作方式对土壤中氮磷流失量的影响
轮作、间作等对土壤的高强度利用,对土壤养分变化有显著影响。轮作方式使土壤N和有机质消耗增加,轮作提高了土壤氮、磷养分有效性及其活化率[10]。土地翻耕会明显增加径流中氮、磷流失量。氮、磷的流失以泥沙结合态为主,因此,进行保土耕作如布设水平条田、免耕种植可有效减少泥沙的流失,从而减少氮、磷的流失。即使不考虑土地利用差异,耕作方式对氮、龙源期刊网http://www.qikan.com.cn磷流失也有明显的影响。另外,梯田和鱼鳞坑造林等水土保持措施的应用也明显的减少了土壤的侵蚀[11]。但另一方面,耕作也导致了土壤质量的明显下降[12],裸地开荒容易造成土壤的流失,使土壤中的氮、磷随土壤流失进入水体,而有一定的植被覆盖的氮、磷流失量和泥沙量较低。
4不同覆被下土壤中养分特征
植被覆盖可以明显减少径流量和泥沙量,从而有效地控制农田氮磷污染物的流失[13]。蔡崇法[14]在对紫色土研究时就指出养分流失有随植被覆盖度增加而减少的趋势。
4.1有机质
土壤有机质是土壤的重要组成部分,是土壤肥力高低的重要指标之一,直接影响土壤的耐肥性、保墒性、缓冲性、耕性、通气状况和土壤温度等[15]。通过对不同覆被下土壤有机质的研究,发现不同覆被对土壤有机质和活性有机质各组分的影响差异显著,这些差别主要是由于凋落物的数量、质量以及各种管理措施不同所致[16]。随着弃耕地的恢复,土壤有机质有明显增加的趋势[17]。Celik研究了地中海高原土地利用类型变化对土壤性质的影响,结果表明牧场转化为耕地后土壤有机质含量降为原来的49%,各种土地利用类型下土壤有机质在各层之间差异不明显,林地和牧地间土壤有机质差异不明显[18]。
4.2PH
土壤酸碱性的形成决定于盐基淋溶和盐基积累过程的相对强度,受母质、生物气候及农业措施等条件的制约,是土壤肥力的重要影响因子之一[16]。土壤pH较低时土壤养分含量较高,反之则较低。袁菊等通过对贵州喀斯特生态脆弱区土壤的调查研究,结果表明,土地利用方式对土壤的理化性质影响最大,自然植被下的土壤理化性状较好,养分含量较高,而经开垦耕作后,土壤理化性质变化较大,PH值升高,土壤易于流失[19]。
4.3氮、磷、钾
N、P、K是植物生长所需的养分,也是在面源污染中产生的污染物。土壤全磷主要受成土母质、土壤质地等的影响,施肥虽然也有一定的影响,但相对较小。与全磷相比,土壤速效磷含量受人为耕作、施肥等措施的影响更为显著[20]。不同农业利用方式泥沙N,P富集的差异,实际上也是因为表层土壤结构,地表植被覆盖状况等不同而导致的。在不同土地利用方式下,土壤磷素的差异幅度较小。
Sanchez[21]、Lumbanraja[22]和Saikh[23]等人在国外不同地区的研究表明,不同植被类型及管理措施对土壤侵蚀程度不同,土壤全氮、速效磷、全磷都有不同程度的下降。黄土高原沟壑区淳化县境内泥河沟的流域内磷素含量不高,尤其是氮素缺乏,相对钾素含量比较丰富。随开垦年限的增加,土壤有机质、氮含量显著减少[24]。说明土地管理方式的改变导致养分的分布差异,对于土壤的改良效果存在明显差别[25]。国内一些学者的研究发现,群落的凋落物的增加,可以有效减少径流、有机质,全氮流失量,使得表层的养分含量增高,特别全氮尤为明显[26-29]。
龙源期刊网http://www.qikan.com.cn5土壤中氮磷等向径流中的迁移、转化
5.1沟渠中氮、磷的来源及存在形态
沟渠是农田非点源污染物迁移的通道,污染物的来源及成分受约于养分的存在形态,氮在沟渠中主要以有机氮、氨态氮(NH+4-N)和硝态氮(NO-3-N)的形式存在。沟渠中氮的存在主要有3个方面:不同物理化学状态下氨态氮的转化和平衡;土壤中氨态氮的挥发、淋溶和反硝化作用;有机态氮的矿化、硝化,无机氮的生物固定、硝化和氨化作用等。总氮(TN)的吸附性差、具有易溶性,使得通过渗滤或者优先流失的数量占输出负荷达79%。在沟渠中,大约44%左右的总氮(TN)以溶解性有机氮存在,大约15%的总氮(TN)以颗粒态存在。在地表径流中,磷主要以吸附态和溶解态存在,农田流失的磷主要是颗粒态。在降雨过程中,颗粒态磷随沟渠流量的增加而增加。
5.2沟渠中氮、磷的迁移转化形式
沟渠水体中N、P污染物通过水-土-微生物-水生生物中的迁移转化、吸附、截留、微生物代谢和植物吸收浓度不断降低,从而达到减小水体N、P污染负荷。土壤渗漏是硝态氮向沟渠快速迁移的重要途径。沟渠中磷的去除是通过植物的吸收、微生物的积累及湿地床的物理化学等几方面共同作用完成。Reddy研究人工湿地时发现,湿地中70%~87%的磷可能通过沉淀或吸附反应而截留。在磷的迁移中,水力作用是磷素迁移的主要动力,磷主要以溶解态迁移或者磷随泥土颗粒向水体迁移,其中颗粒态磷可以被水运输到较远的地方。
5.3数学模型的应用
沟渠模型属于污染物迁移转化模型的一部分,主要研究沟渠中农田氮、磷污染物的迁移和转化,并对其进行定性、定量描述,分析氮、磷污染物的主要来源和迁移特性,预计氮、磷污染物的迁移和转化通量及其对受纳水体(河流、湖泊)的影响,并估计不同的土地管理技术、措施和土地利用变化对沟渠产生污染负荷,进而估算流域水质的污染负荷和对环境影响,为流域规划和管理提供科学决策[30]。国外很多学者都在土壤养分的释放和传输方面建立了相关模型。Bruce等人[31]提出的土壤养分传输模型和Frere等人[32]提出的ACTMO及CREAMS模型的改进型
[33],Haith[34]在Ahuja[35]之后提出CNS模型,直到RonyWallach[36]等人建立了较为完善的养分传输扩散模型。国内一些学者[37-39]通过试验,也建立了相应的模型,这些模型均能很好地反映土壤养分水蚀流失,但它们大多为经验模型,对未能全面考虑到影响养分流失的外界因子,因此在实际运用时受到了一定的限制。
6结论
1)在土壤发生侵蚀时,径流与泥沙带走了土壤中的养分。土壤养分的流失不仅与地形条件、土壤性质及降雨因素有关,也与土地利用方式密切有关。
龙源期刊网http://www.qikan.com.cn2)增加地面覆盖防止水土流失进而对养分产生保蓄作用。在开荒过程中,由于破坏原有的植被覆盖,降低了地表覆盖率。减少土壤侵蚀和保蓄土壤养分,改善植被是根本措施。
3)数学模型的运用很大程度上促进了养分流失机理的研究,但是模型在应用时,应考虑实际情况,国外的经验模型在国内不一定实用。在对模型运算结果的分析,很少见到与实测量的比较,其可靠性存在一定的不足。
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篇八:植被覆盖治理面源污染
农业面源污染成因与控制措施(总17页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-CompanyOne1-CAL-本页仅作为文档封面,使用请直接删除
农业面源污染成因与控制措施
摘
要:农业面源污染是目前影响生态环境质量的重要污染源,成为现代农业发展的瓶颈。有效防治农业面源污染是实现中国农业可持续发展的基本保障。该文分析了农业面源的成因,并提出了农业面源污染的控制措施。
关键词:面源污染;控制措施;环境
中图分类号X592文献标识码A文章编号1007-7731(2016)10-0092-03TheCauseandControllingMeasuresofAgriculturalNon-PointSourcePollutioninChina
SuJunmei1etal.
(1ShenzhenMachineryInstituteArchitecturalDesignCo.,Ltd.Xi"anCompany,Xi"an710075,China)
Abstract:Atpresent,agriculturalnon-pointpollutionistheimportantpollutionsourceofaffectingenvironmentalqualityanditbecomesthebottleneckofmodernizedagriculturaldevelopmentinChina.Thecontrolofnon-pointpollutioninagricultureistheprerequisiteofthesustainabledevelopment.Intheessay,thereasononagriculturalnon-Pointsourcepollution22wasillustrated,andsuggestionsforcontrollingnon-pointpollutioninagriculturewereputforward.
Keywords:Non-pointPollution;Controllingmeasure;Environment
1前言
污染源可分为点源和面源。20世纪90年代以前,人们一直认为点源是造成环境污染的主因,对污染控制的研究也主要集中在工业点源上。然而人们在长期对点源污染治理取得显著成效但水环境质量状况并未得到明显的改善,由此开始认识到面源污染的严重性[1]。农业面源污染是相对于工业和城市生活点源污染而提出的,主要指由农药、化肥、致病菌等分散污染源引起的对水层、河岸、滨岸、大气等生态系统的污染[2]。农业面源污染问题由来已久,是当前我国现代农业发展的瓶颈,也是近年来国内外环境领域普遍关注的一个重要问题[3],但与点源污染控制的相关研究相比,面源污染的控制和研究还相当有限。
2农业面源污染的成因
农业面源污染来源广泛,农业土壤类型、气候、管理措施和地形等因素均会影响其污染负荷。降雨径流是农业面源污染水体的主要驱动力,是面源污染负荷产生的动力和输移载体,下垫面地表污染物质类型及其积累数量是面源污染的物质基础[1]。中国农业整体上的科技水平不高,其生态破坏和环境污染问题日益明显。2010年,中国《第一次全国污染源普查报告》的数据显示,农业面源污染已超过点源污染,成为中国水环境污染的最大污染源。农业面源污染的主要成因有以下几类。
农用化学品的滥用
随着耕地面积的不断减少,大量的化肥、农药被使用以提高农作物产量。然而我国化肥和农药利用效率总体偏低。据统计,我国单位播种面积化肥平均施用量高达400kg,远高于发达国家每hm2播种面积施肥量225kg的环境安全上限[4]。其中小麦、玉米和水稻的氮肥利用率为%、%和%,远低于欧美等发达国家40%~60%的水平[5];中国农药年产量50万t,居世界第2位,年农药施用量在23万t左右,平均施用量hm2[6],而且许多被禁止的农药依然在施用,农药的利用率低于30%。过量的化肥和农药被农作物低效率利用后,大量氮、磷养分在土壤中盈余并以各种形式流失到环境中,导致了严重的农业面源污染问题。
禽畜养殖业的发展4随着禽畜养殖业的迅速发展,禽畜养殖粪便和冲洗粪便污水排放量也随之增加。养殖废弃物防治和管理技术相对滞后,畜禽粪便及冲洗污水大部分未经无害化处理直接排放,携带了大肠杆菌、寄生虫卵等病源微生物和大量的氮、磷等污染物进入周边土壤、空气,流向江河湖泊,导致了水体、土壤和大气的污染。据调查,全国畜禽粪便排放量约为工业固体废物排放量的倍,其中畜禽粪便COD排放超过工业废水与生活污水COD排放量之和[7]。2015年,国务院将畜禽养殖污染防治工作作为推进农村污染防治的首要内容,纳入全国水环境污染防治计划,但是畜禽养殖污染面临诸多现实问题,如缺乏适合地区特点的实用型畜禽养殖污染防治模式等,防治形势仍然严峻[8]。
农业生产和农村生活垃圾
农业生产垃圾主要有残留农膜和农作物秸秆。近年来,塑料地膜的使用量不断增加,农膜污染已成为农田污染的主要来源之一。据统计,我国农膜年残留量高达35万t,残膜率达42%,有近1/2的农膜残留在土壤中[4]。由于使用的绝大部分农膜为不可降解地膜,在土壤中不易被降解,逐年积累,会污染土壤和水生态环境。据统计,2012年农村产生生活垃圾约亿t/a,所有行政村中有生活垃圾收集点的约占26%,对生活垃圾进行收集处理的约占10%[9]。长期以来,农村居民居住分散,大部分尚未对农村生活垃圾进行集中处理,农户随意5堆放或倾倒于河道两侧,不仅占去了大片耕地,也导致水生态环境恶化,已经危害到农村生态安全。
水土流失与土壤侵蚀
水土流失和土壤侵蚀既是农业非点源污染发生的重要形式,同时又是非点源污染物流失的载体和造成水体污染的主要途径[10]。过度垦植、不合理的生产活动和土地利用方式都会导致水土流失和土壤侵蚀,水土流失不仅导致土地退化、耕地毁坏,还会造成河道、湖泊的淤塞。水土流失和土壤侵蚀带来的径流和泥沙本身就是一种面源污染物,其携带有机物、重金属、磷酸盐、氮等污染物,会给受纳水体水质带来严重影响[11]。水土流失和土壤侵蚀对环境的危害主要表现在对当地和下游地表水和地下水的污染。近些年来,化肥、农药施用量及畜禽养殖的急剧增加,导致水土流失引起的农业非点源污染问题日益突出[10]。
污水灌溉污染
我国北方地区由于严重缺水,推广使用大量未经处理的污水直接进行农业灌溉,长期的污水灌溉不仅会使土壤里的污染物不再被降解,而且不断积累,在下雨或灌溉时直接渗透到地下水中,造成土壤、农作物及地下水的严重污染。已有研究表明:某些长期污灌区土壤重金属增加,地下水硝酸盐、生物致病体增加,特别是部分污灌区深层地下水有机物含量高达60种,带有致癌作用的有机物达数十种之多[12],给当地的土壤和水生态安全造成了直接威胁。
3农业面源污染控制措施
广泛宣传教育,提高农民环保意识
我国大部分地区农业生产水平比较落后,从事农业生产的组织、单位及农民的生态、环保、法律意识还不够强。建议充分利用电台、电视、报刊、网络等大众媒体宣传农业面源污染的危害和成因,多层次、多形式地普及农业生态环境知识,让从事农业生产的组织、单位及农民充分认识到农业面源污染对社会危害性和污染防治的重要性,逐步树立起农业资源的忧患意识和环境保护的参与意识。
大力发展有机农业
发展有机农业是控制农业面源污染的有效途径之一。其遵循自然和生态平衡规律,不施用人工合成的农药、化肥、饲料添加剂等化学物质和基因工程生物及其产物,采取作物秸秆、畜禽粪肥、绿肥和作物轮作以及各种物理、生物和生态措施,使农业得到可持续发展[4]。大力发展有机农业,符合国家关于污染控制与生态环保并重的环保战略要求,是农业面源污染防治的根本措施。
做好水土保持工作水土流失造成农业面源污染对中国的生态安全构成重大威胁。其污染控制主要通过水土保持措施来完成,一是对污染源系统的控制。通过改善土壤质地、增强土壤团粒结构等表土稳定化措施或提高植被覆盖度、增加土壤微生物种类等生物措施来减少污染源系统的通量[11]。二是对污染物运移途径和过程的控制。通过降低地面坡度,以渠道化手段分散径流或降低流速,减弱径流的侵蚀力,从而减少雨水在地面溢流的数量[3]。如拦沙坝、山塘、梯田等工程设施。
加强农业面源污染控制研究
我国自然生态条件复杂,面源污染类型多样,关于污染源和污染通量的研究较少,农业面源污染主要由降雨径流、土壤侵蚀、地表溶质溶出和土壤溶质渗漏4个过程组成[13],其产生、迁移过程和机制也非常复杂。模型化是我国面源污染研究的主要方向,20世纪90年代以来已建立了一些流域农业面源污染经验统计模型,通过受纳水体水质分析计算汇水区农业面源污染输出量,目前已对三峡库区、西湖流域、千岛湖流域和汉江流域等进行了模型研究[13],然而由于各个区域的独特性和适用性,应根据不同区域特点,建立特定的面源污染理论和控制理论。另外,在研究农业面源对地表水影响的同时应加强农业面源污染对地下水污染的研究。
完善相关政策措施和法律法规我国作为农药化肥生产和使用大国,相关的法律法规建设却明显滞后。建议加快农药化肥管理条例修订,制订和完善农产品生产和安全质量标准、农产品基地环境质量和污染物排放标准;制定激励政策以鼓励和引导增施新型高效肥料,推广节肥增效技术,完善无公害农产品等的奖励扶持政策[13];逐步建立和完善严格的农药施用监管制度,引导和处罚相结合的施肥管理制度等[14]。
加大农业科技投入
大力推进农业现代化,统筹环保和农业产能,加快转变农业发展方式,发展绿色农业,加大农业科技投入。增施新型高效肥料,减少化肥的施用;利用生物杂交、生物遗传技术培养出高产、抗病、固氮的农作物,加强病虫草害预测预报体系建设,选用抗病虫农作物或通过物理技术、生物技术和基因技术来防治农作物病虫害;积极开展秸秆饲料、秸秆沼气、秸秆肥料等多渠道综合利用技术;重视对塑料农膜的污染防治,积极推广可降解地膜等。
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篇九:植被覆盖治理面源污染
农业面源水环境污染治理要点摘要:随着我国现代化农村发展,越来越多的现代化化学物质进入农村,农村河湖水污染问题越来越突出,其中农业面源污染是农村河湖主要污染源之一。本文通过农业面源污染成因及入河湖路径分析,从管理手段和技术手段两方面提出了系统性的防治办法,从而减轻农业面源对水环境污染,减轻河湖水环境容量负荷。
关键词:源头控制;生态拦截沟渠;末端修复
1治理思路
面源污染是通过降雨和地表径流冲刷,将大气和地表中的污染物带入受纳水体,使受纳水体遭受污染的现象。为减少农业面源引起的水环境污染,根据农业面源引起水污染路径过程,分为三个阶段分别进行治理拦截。即从源头对污染源进行控制,在过程中对污染物阻断拦截,在末端对水体进行生态技术强化吸收拦截。
2治理方法
农业面源污染治理从非工程措施和工程措施两方面进行。首先,从源头上减轻农田农药化肥使用量;其次,对降雨和地表径流水体中污染物吸收拦截;最后,对收纳水体进行生态修复,通过系统性的污染拦截吸收及水环境修复措施从而达到防治水污染目的。
3源头控制
对于农业面源污染源,主要对生产过程中所使用的化肥、农药及塑料膜等污染物进行减量化。一般采用的手段可以分为管理措施和
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技术措施两方面。管理措施比如全面禁止使用剧毒高残留农药,推广使用生物农药和高效低毒低残留农药,发展生态农业和有机农业。积极推广测土配方施肥,大力推广使用有机肥、复合肥、新型缓释肥,有针对性地施用微肥。通过科学施肥合理减少农田养分投入,提高氮、磷养分利用率,从而减少农田面源污染。同时在农村推广发展绿色产业,推进农业产业化的发展思路,积极调整农业产业结构,促进农民生产生活方式的转变。技术措施比如化肥减量化、节水灌溉等。化肥减量化是从循环经济理念、养分平衡和施肥技术出发,科学制定环境友好的养分管理技术。通过合理减少农田养分投入,科学施肥,提高氮、磷养分利用率,从而减少农田面源污染。主要技术手段表现为精准化平衡施肥技术和养分平衡施肥技术。节水微灌属于先进的节水灌溉技术,能够仅对作物需水部位提供所需水量,由“浇地”转换为“浇作物”。适用于设施农业和经济作物,能适应所有地形和土壤,具有节水、增产效应,灌水均匀。能有效减少污染物转移,微灌技术可将肥料溶于水中,减少氨挥发、径流和淋溶损失,增加了肥料的利用率。通过布置节水微灌措施,从源头减少化肥施用,减少了部分排入水体的污染物。
4过程阻断
农业面源污染除了源头控制以外,还可针对面源污染物质进入水体过程中,通过建立生态拦截系统,阻断其进入水环境。此过程可以采用生态沟渠技术,依据生态学原理,通过对现有沟渠的生态改造和功能强化,在农田系统中构建带有种植条件的沟渠。在沟渠中配置
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多种植物,对沟渠水体中氮、磷等物质进行拦截、吸附,利用物理、化学和生物的联合作用对氮磷污染物进行净化和处理,从而阻断部分污染物进入水体,达到削减污染量的目的。生态沟渠通常由沉砂段(水入口)、泥质或硬质生态沟框架和植物组成。沉砂段位于农田排水出口与生态沟渠连接处,用于收集农田径流颗粒物。农田排出的灌溉废水或雨水首先经过生态沟渠前段沉砂段,污水中的大颗粒悬浮物被拦截沉淀。随着水流沿沟渠向下游流动,与植物不断接触,水中N、P等物质被沟渠中水生植物拦截吸附,出水水质得到提升。生态沟每隔一段距离设置排入大庄河的排口,影响排口距离的因素包括要保持适宜水位的沟内水量、保证应有的消减作用。生态沟渠多采用等腰梯形断面,以混凝土结构作为框架,在沟壁、沟底上布置方孔、圆孔或各种矩形、8字形的植草砖沟底,在孔洞中添塞土壤。通过设置不同的渠壁表面结构,局部对土壤固定稳定,以创造植物的基础生长条件。再选择适宜的植物组合,形成具有吸收、吸附降解功能的植物生态系统。渠底和渠壁上的土壤填充孔洞分布形式,主要影响植物种类选择和种植密度。渠壁水泥板采用钢筋混凝土结构,布置矩形或圆形的孔洞。沟渠中需要有足够的水力停留时间,才能保证氮、磷等污染物与植物能充分接触,有效吸收。要达到一定的降解效果,常见做法有两种。其一是在生态沟渠每隔一段距离设置拦截坝,水流经沟渠拦截坝处积聚溢流。水流速度的减缓延长了沟中水力停留时间,增强了植物系统的吸收吸附作用,同时部分泥沙得以沉降。拦截坝上设置控水闸板和一定高度排水口,可以根据需要维持水位在一定高度,从而针对
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不同植物生长要求形成不同的工作状态。其二是在沟渠中相隔一定距离并呈S形状放置一定数量的过滤箱。箱内可填塞对氮、磷具有较强吸附能力的吸附材料(如炉渣),同时在过滤箱中种植功能植物。水流受到过滤箱的阻碍,流速变小,停留时间得以延长。植物是生态拦截沟渠的重要组成部分。选择对氮、磷等污染物具有较强吸收能力,生长旺盛,具有一定的经济价值或易于处置利用,并可形成良好生态景观的植物。根据相关资料介绍,太湖宜兴稻区生态沟渠对氮、磷拦截效率评价可达40%以上。昆明蔬菜种植区生态沟渠对氮、磷拦截效率可达35%。
5末端强化
对面源污染路径的末端收纳水体,可以采用生态修复措施进行末端污染物强化吸收,从而减少污染物入河量。一般河湖采取的生态修复措施包括在河湖岸边设置生态护坡缓冲带,湖库前端设置前置库,生态湿地技术,水生动植物群落构建等。湖滨缓冲带是介于湖泊最高水位线和最低水位线之间的水、陆交错带,被称之为湖泊的“肝脏”,具有很强的解毒净化作用,在湖泊生态环境保护方面具有特殊功能。在湖泊水体与陆地之间的生态隔离带,能有效地拦截净化地表径流挟带的泥沙和其他污染物,并可以通过“促淤效应”增加氮、磷、悬浮物等污染物质的沉积输出,减轻湖泊的污染负荷。同时水生植被覆盖着平缓的“浪击带”,能够有效地“吸收”波浪的数量,消浪防蚀,稳定水体,从而防止底泥悬浮,减少沉积物中污染物质的释放,澄清水质,提高湖水透明度。且环湖湿地带是湖泊中生物多样性最为
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丰富的地带,为水禽和鱼类提供了栖息繁衍的良好生态环境。前置库原理是在水库上游入库河口附近建设拦水堤坝,即小型水库,拦截上游来水在小型水库内,通过延长水力停留时间,促进水中泥沙及营养盐的沉降,同时利用子库中大型水生植物、藻类等进一步吸收、吸附、拦截营养盐,改善水质。发挥多种水生植物联合净化作用,考虑水生动物作用,采用复合生物浮床技术,引进生物操纵的概念,构建以食物链为核心的(水生、陆生)生态系统。生态修复应采取自然恢复为主、与人工修复相结合的方法,措施包括土壤治理、湿地水系修复、植被恢复与多样性提升、水体生态修复、生物多样性恢复、入侵物种管理等。
6结语
农业面源污染水环境是一个综合性问题,且其在水环境污染物来源中占比较大,因此农业面源污染治理是十分必要的。农业面源污染治理需在对流域水体环境遭到破坏的原因进行综合分析的基础上,根据流域内的水系特点,从宏观角度结合水利发展和农业灌溉,以“减源-控污-截留-修复”为总体思路,在农田面源控制、水生态修复治理等板块实施一系列工程措施,并结合流域已实施的相关工程,使各类污染得到系统的控制和有效的治理,从而实现污染负荷削减,达到水污染防治目的。
参考文献
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篇十:植被覆盖治理面源污染
河流面源污染控制措施本项目河流面源污染已成为水体污染的主要原因,并有逐渐恶化的趋势。本项目河流面源污染控制措施主要从污染物输送入河前的源头控制和污染物集中入河的末端控制。
1、河流面源污染特征
(1)河流的面源污染主要是以降雨引起的雨水径流的形式产生,径流中的污染物主要来自于雨水对河流周边道路表面的沉积物、无植被覆盖裸露的地面、垃圾等的冲刷,污染物的含量取决于河流的地形、地貌、植被的覆盖程度和污染物的分布情况。因此,对面源污染的控制也可以理解成对河流周边降雨径流污染的控制。
(2)河流面源污染的突出特征是:污染源时空分布的分散性和不均匀性、污染途径的随机性和多样性、污染成分的复杂和多变性。
2、河流面源污染控制措施
本项目面源污染控制按污染物所处位置的不同,分为源头的分散控制和末端的集中控制。
2.1、源头分散控制措施
(1)污染物源头的分散控制,就是在各污染源发生地采取措施将污染物截留下来,避免污染物在降雨径流的输送过程中进行溶解和扩散,使污染物的活性得到激活。通过污染物的源头分散的控制措施可降低水流的流动速度,延长水流时间,对降雨径流进行拦截、消纳、渗透,减轻后续处理系统的污染处理负荷和负荷波动,对入河的面源污染负荷起到了一定的削减作用。
(2)河流周边地区绿地、道路、岸坡等不同源头的降雨径流的控制技术措施主要包括下凹式绿地、透水铺装、缓冲带、生态护岸等。在技术措施选用时,可依据当地的实际情况,单独使用或几种技术配合使用。
2.1.1、下凹式绿地控制措施
(1)对于河流周边入渗系数较低的绿地,为了更好的消纳地表径流,可采用下凹式绿地。现状绿地与周围地面的标高一般相同,甚至略高,通过改造,使绿地高程平均低于周围地面10cm左右,保证周围硬质地面的雨水径流能自流入绿地。
(2)绿地表面种植草皮和绿化树种,保证一定的景观效果;绿地下层的天然土壤改造成渗透系数大的透水材料,由表层到底层依次为表层土、砂层、碎石、可渗透的底土层,增大土壤的存储空间。
(3)根据实际情况,在绿地中因地制宜地设置起伏地形,在竖向上营造低洼面。在绿地的低洼处适当建设渗透管沟、入渗槽、入渗井等入渗设施,以增加土壤入渗能力,消纳标准内降水。渗透管沟可采用人工砾石等透水材料制成,汇集的雨水通过渗透管沟进入碎石层,然后再进一步向四周土壤渗透。这种既能保持一定的绿化景观效果,又能净化降雨径流的控制措施,具有工艺简单、工程投资少、不需额外占地等优点。
2.1.2、透水铺装控制措施
(1)河流两侧入流量、承担荷载较小的人行步道和滨河路路面,可以采取在路基土上面铺设透水垫层、透水表层砖的方法进行渗透铺装,以减少径流量,对于局部不能采用透水铺装的地面,可按不小于0.5%的坡度坡向周围的绿地或透水路面。
(2)对于车流量较大的滨河路,可适当降低路两侧的地面标高,在路两侧修建部分小型引水沟渠,对路面上的雨水由中间向两侧分流,使地表径流流入距离最近的下凹式绿地。
2.1.3、缓冲带控制措施
(1)坡地等高缓冲带相当于等高植物篱,在设计上强调对面源污染的控制,合理地设置缓冲带的位置是其有效拦截雨水径流、发挥作用的先决条件,可以根据实际地形确定,一般设置在坡地的下坡位置,与径流流向垂直布置,在坡地长度允许的情况下,可以沿等高线多设置几条缓冲带,以削减水流的能量。如果选址不合理,大部分径流会绕过缓冲带,直接进入受纳水体,其拦截面源污染物的作用就会大打折扣。
(2)水体周边缓冲带一般沿河道、湖泊水库周边设置,利用植物或植物与土木工程相结合,对河道坡面进行防护,为水体与陆地交错区域的生态系统形成一个过渡缓冲,强调对水质的保护功能,可以控制水土流失,有效过滤、吸收泥沙及化学污染、降低水温、保证水生生物生存、稳定岸坡。
(3)结合河流现有岸坡条件,在对地势、高程进行勘测后,选取适当位置设置不同形式的水陆缓冲带。合理的植被配制是实现缓冲带有效控制径流和控制污染的关键。根据所在地的实际情况,进行乔、灌、草的合理搭配,既要考虑灌、草植物的阻沙、滤污作用,又要安排根系发达的乔、灌以有效保护岸坡稳定,滞水消能。植物选择时要重视本地品种的使用,兼顾经济品种,尽可能照顾缓冲带经营者的利益。
2.1.4、生态护岸控制措施
(1)传统河岸防护工程多采用浆砌或干砌石、现浇混凝土或预制混凝土块体等结构形式,在河道护岸工程中采用较多的是直立式混凝土挡土墙,有植被覆盖的岸坡也多数为在天然土壤上种植草皮,土壤的抗冲刷、抗侵蚀能力较弱。暴雨径流形成后,在移动过程中携带
着土壤和堤岸上的污染物、沉积物,沿岸坡一泻而下或以地表漫流的形式,毫无阻拦地进入受纳水体。
(2)因此,通过固土护岸、增大土壤的渗透系数、重建和恢复水陆生态系统,尽可能地减少水土流失,提高岸坡抗冲刷、抗侵蚀能力,对降雨径流进行拦阻和消纳。
2.1.4.1、植草护坡技术控制措施
(1)植草护坡技术常用于河道岸坡的保护,以当地的牛毛草、早熟禾等草本植物为护坡植物,河柳等灌木为迎水坡脚防浪林的植物护坡技术。这一技术主要是利用植物地上部分形成堤防迎水坡面软覆盖,减少坡面的裸露面积和外营力与坡面土壤的直接接触面积,起消能护坡作用。
(2)利用植物根系与坡面土壤的结合,改善土壤结构,增加坡面表层土壤团粒体,有效提高了迎水坡面的抗蚀性,减少坡面土壤流失,从而保护岸坡和减少面源污染。
2.1.4.2、三维植被网护岸技术控制措施
(1)三维植被网技术最初用于山坡用公路路坡的保护,现在也被用于河道岸坡的防护。它是以热塑性树脂为原料,经挤出、拉伸焊接、收缩等一系列工艺制成的两层或多层表面呈凸凹不平网袋状的层
状结构孔网。网底层为一个高模量基础层,采用双向拉伸技术,具有一定的弹性和强度,可防止植被网变形,并能有效防止水土流失。
(2)网表面为一个起泡层,蓬松的网袋内有较大的容土空间,植草覆盖率高,这种三维结构保证草籽更好地与土壤结合。根据岸坡地形地貌、土质和区域气候等特点,在岸坡表面覆盖一层三维植被网,并按一定的组合与间距种植多种植物,通过植物的生长达到根系加筋、茎叶防冲蚀的目的。并可在坡面形成茂密的植被覆盖,在表土层形成盘根错节的根系,有效抑制暴雨径流对边坡的侵蚀,增加土体的抗剪强度,大幅度提高岸坡的稳定性和抗冲刷能力。
2.1.4.3、防护林护岸技术控制措施
(1)在河岸带种植树木或竹子,形成河岸防护林,其作用主要体现在3个方面:一是茎、叶的覆盖和栅栏作用,既避免雨滴、风力对土壤表面的直接侵蚀,又减缓了水流流速,减少了对土壤的冲刷;二是树木根系发达,穿扎力强,增加了土壤抗侵蚀的强度,减少了河岸的崩塌量和冲刷量;三是根、茎、叶的生长对土壤具有改良作用,增加了土壤有机质的含量,改善了土壤结构,增强了土壤的透水性,增强了土壤的抗侵蚀能力。
(2)暴雨径流经过防护林区时,在其阻滞作用下,流速大为减慢,减小了水流对土壤表层的冲刷,减少了水土流失。
2.1.4.4、植被型生态混凝土护坡技术控制措施
(1)植被型生态混凝土由多孔混凝土、保水材料、难溶性肥料和表层土组成。多孔混凝土由粗骨料、水泥、适量的细掺和料组成,是植被型生态混凝土的骨架;保水材料以有机质保水剂为主,并掺入无机保水剂混合使用,为植物提供必需的水分;表层土多铺设在多孔混凝土表面,形成植被发芽空间,减少土中水分蒸发,提供植被发芽初期的养分和阻止草生长初期混凝土表面过热。
(2)植被型生态混凝土具有较好的抗冲刷性能,上面的覆草具有缓冲功能,由于草根的锚固作用,抗滑力增加,草生根后,草、土、混凝土形成一体,更加提高了堤防边坡的稳定性。
2.2、末端集中控制措施
(1)少量经源头分散控制措施作用后仍存在的径流会汇流成一股,集中进入水体,因此,需要在汇流口实施面源污染的末端集中控制,进一步减少进入河流的污染物量。末端技术以人工湿地为主。
(2)在降雨径流的入河汇流口,多数以雨簸箕的形式出现,可以根据周边的环境,利用雨水入河口的小部分土地构建小型的人工湿地,在入河口底部通过堆积碎石、插种植物的方式拦截入河雨水中的污染物质,即在汇流口附近铺上碎石,使污水在流入河道前先经过碎石床,利用碎石上的生物膜对水体进行净化,对进入河中的径流作最后的过滤净化处理。湿地构建时考虑其美化景观功能,以各种观叶、观花的湿地植物为主,使建造的小型人工湿地与周边的环境相协调。
篇十一:植被覆盖治理面源污染
农业面源污染的现状及处理方法1农田尾水
1.1农田退水的现状
世界人口的快速增长,导致人们对粮食的刚性需求与日俱增。通过多施化肥来提高产量和收益已成为绝大多数农民的定式思维和习惯。为了提高粮食单产,化肥、农药施用量逐年增加,但利用率却较低,未被利用的化肥和农药随地表径流、农田排水等流入地表水环境引起面源污染问题。较之工业源污染实施清洁生产得到有效治理,过量施肥导致的农田面源污染已成为水体污染最大的污染源,农业面源污染不仅影响水体质量,而且也阻碍农业持续、健康地开展,成为社会经济开展需要解决的热点和难点问题。
面源污染与点源污染是相对的。农业面源污染是指在农业生产过程中所产生
的溶解性或非溶解性的污染物,如泥沙、化肥、农药等,在降水或灌溉过程中,通过地表径流、农田排水等方式流入受纳水体而造成的面源污染。氮、磷是农业面源污染引起水体富营养化的主要限制性因子。据美国环保局调查,农业面源污染是导致美国40%的河流和湖泊水质不合格的主要污染源。在瑞典,农业源占流域中氮的来源的60%~87%。在荷兰,农业面源污染的总氮、总磷分别占流域污染总量的60%和40%~50%。相比之下,我国作为化肥的生产和应用大国,氮肥的使用居世界之首,农业面源污染问题亦不容乐观。据估计,在我国水体污染中,来自农业源的氮占到了水体污染的81%,磷占到93%。而农田生产中,又以水稻生产中不合理田间肥水管理方式导致的营养流失较大,其中氮肥的损失达30%~70%。我国水稻种植面积占总耕地面积的26.18%,种植区域广泛;而大面积的水稻种植区主要分布在秦岭黄河以南,占到70.19%。因此,由稻田直渗、侧渗、地表径流〔含人工排水〕等方式所带来的水体污染不可无视。有研究说明,南方太湖流域稻季氮素环境排放总量与施氮量之间呈显著正相关,约占总施氮量的30%,其中径流和渗漏分别占到排放总量的25%和18%。而宁夏引黄灌区作为我国西北内陆大型人工灌区,有大小排水沟200多条,水稻生产上的大水大肥方式导致氮肥随农田沟渠退水流失进入黄河到达20%~65%;灌溉期排水沟水供学习参考
质总体为重度污染,劣吁类水质占70.0%。
1.2农田尾水的特点
农村面源污染具有排放年内变化量较大、路径随机、排放区域广泛等特征,同时,其产流、汇流具有较大的空间异质性,对区域内河道、水塘等水体的水环境质量影响较为严重,以太湖流域的直湖港为例,2007年全年水体中的总氮〔TN〕和总磷〔TP〕浓度分别平均高达8.98mg·L-1和0.35mg·L-1,其主要支流的龙延河近直湖港段,2021年下半年至2021年上半年分别平均达7.57mg·L-1和0.28mg·L-1。据统计,农村面源污染是造成直湖港流域水质恶化的主要因素,其中的总氮和总磷排放量分别占到总排放量的56.8%和65.6%。同时由于不合理的开发利用等原因,造成水系堵塞、淤积,更加剧了水体水质的恶化。
农田退水中氮和磷元素含量较高,是导致接受其水体富营养化的主要因素之
一。农田退水的氮、磷污染特征主要表现在4个方面:一是农田沟渠退水氮、磷污染发生与水稻整个生长季同步,且与田间施肥和灌溉时间保持高度一致。二是农田退水中氮、磷浓度指标不同程度地超过了地表水环境质量标准,到达中度污染、甚至重度污染水质标准。三是农田沟渠退水中氮、磷输出主要形态是氨氮、硝氮和可溶性磷酸盐;灌溉和降雨时,农田沟渠退水中氮、磷迁移转化规律相似,氨氮、总氮、可溶性磷和总磷均沿程和随时间呈指数递减变化,硝态氮呈二次多项式曲线变化。四是绝大多数农田退水并没有因其富集氮、磷养分回灌农田,而是自由排放流入地势低洼或下游的池塘、湖泊或河流,成为下游水体的污染源。农田退水中的氮、磷是湖泊、河流水质退化的主要奉献者。
供学习参考
1.3农田尾水的处理状况
据调查,我国设市城市污水处理率已经从2006年的55.7%上升到2021年的99.1%,接近饱和;县城污水处理率从13.6%上升至82.6%,相比之下,长期以来对农村面源污染重视不够、投入很少,导致农田面源污染已成为水体污染最大的污染源。据?全国环境统计公报(2021)?显示,2021年农业源化学需氧量排放量高达1068.6万吨,占比全国废水中化学需氧量排放总量的48.06%;农业源氨氮排放量高达72.6万吨,占比全国废水中氨氮排放总量的31.6%。因此,农村农田退水的治理将是我国下阶段污水处理的“主战场〞。
导致我国农田退水处理困难的原因主要有:1〕我国是农业大国,但是生产技术相对落后,粗狂型的生产模式浪费了大量的化肥农药;2〕我国现行家庭联产承包责任制的土地政策,导致难以实现有效统一的管理;3〕长期以来,我国把主要精力放在工业废水和城镇生活污水的治理上,对农田退水的危害意识缺乏,导致了农业面源污染问题日益严重,成为了湖泊、河流水质退化的主要污染源。
2农田退水处理技术
农田退水中所含氮、磷污染物将沿着沟渠流向区域低位的湖泊或河流,是小流域中湖泊或河流水体污染的源。因此,在农田退水进入湖泊或河流之前,高效去除农田退水中过量的氮、磷营养物质成为确保湖泊和河流良好水质的关键。国际上,受污染水体的修复方法通常有物理、化学和生物-生态法3种。从应用趋势和综合环境效益角度,生物-生态方法是水体环境修复中最应推崇的举措之一。近年来,应用于处理农田尾水的工程性措施主要有生态沟渠技术、生态浮床技术、稳定塘处理技术、生态滤池技术、水生植物塘与人工湿地技术等。
2.1生态沟渠技术
生态沟渠是在农田系统中构建成一定的沟渠,是农田非点源污染排放物和收纳水体之间的过渡带,在沟渠中配置多种植物,并在沟渠中设置辅助性工程设施,如透水坝、拦截坝等,对沟渠水体中氮、磷等污染物质进行拦截和吸附,其中包括沟渠基质吸附、植物吸收、底泥吸附,以及沟渠辅助物所产生的减缓流速和沉降泥沙等,从而到达净化水质的目的。植物是生态拦截沟渠塘的重要组成局部,供学习参考
可通过人工种植和自然演替的方式形成。因此,植物的筛选成为生态沟渠构建中最重要的环节,应筛选根系兴旺、净化效果好、生长适应能力强、无休眠或短休眠期、经济价值与景观效果好的植物,其目的在于增加生物多样性,适应本地环境,延长使用寿命,提高脱氮除磷的效果。
生态沟渠的显著优点是农田退水在排水过程中得到一定程度的净化,为后续的人工湿地系统减轻了处理负荷,有效的提高了处理效果。在工程中还可以充分利用现有的局部农田土质排水沟渠,引入生态护坡和水生植物,实现改造,可以节省局部资金。其缺点是由于排水在其中的流速较缓,因此其占地面积较硬质排水沟渠大,受地区气候条件的限制,春夏时节需要种植植物,秋冬季节需要对植物进行收割处置。
2.2生态浮床技术
生态浮床技术是运用无土栽培的原理,采用现代农艺和生态工程措施,将陆生或水生植物移栽到水面的一种水体污染治理技术,其原理是通过植物吸收、吸附、微生物降解等作用,到达净化水质的目的。该技术具有投资少、见效快、管理方便等优点,是一种行之有效的水体原位生态修复技术,广泛应用于富营养化的河道、水塘、湖泊等水体。生态浮床技术不仅能降低污染物浓度,同时也对浮游植物群落产生积极影响,研究说明3种生态浮床覆盖率下水体中的浮游植物群落结构复杂性和生物多样性指数均显著高于空白对照组,其中,26%覆盖率比39%覆盖率水体中的浮游植物生物多样性指数要高,群落结构更复杂,随后是13%覆盖率处理。
传统的生态浮床技术除注重净化效率外,更多考虑景观需求,投入本钱无法得到补偿,因此,结合农业生产的实际需要,栽培适宜的经济作物,不仅可以实现对水质的改善,同时还可以通过收获水稻,产生一定的经济效益,补偿了一局供学习参考
部污染治理的投资本钱。因此,在对农村面源污染及农业生产现状进行调查的根底上,采用当地能产生经济效益的植物构建生态浮床,改善水体水质、修复水体生态,到达因地制宜、节省投资的目的。
需要说明的是,生态浮床只能作为农村水环境生态修复中的一种“强化〞技术,可以在短期内实现改善水质的修复目的,但并不是永久性的技术手段,而要持续稳定水质、促进水生态系统的良性开展,那么需要利用构建长效的技术体系。
2.3生态滤池技术
生态滤池〔MEEF〕是利用水生微生物和人工填料上的生物膜形成的模仿自然生态系统来进行污水净化的一种水处理技术,污水中的颗粒物主要通过人工填料进行过滤,生物膜与微生物主要负责污水中的可溶性污染物。这种生态滤池污水处理技术实际上是模仿天然的生态系统,利用各种生态关系来进行水中污染物的处理和净化,是一个半自然生态系统。作为农田尾水处理终端,生态滤池的渗滤介质可以对尾水进流产生滞流作用,为随后的水分蒸腾提供时间,平均可减少33%的径流量,其截流作用对于水量控制的奉献最为突出。在生态滤池中,植被对于保持水流容量起到重要作用,因为作物根系的生长和衰老可用于对抗渗滤系统介质的压缩与堵塞,绝大局部悬浮固体和重金属污染物可以被有效去除。相对而言,N和P的去除随着生生态滤池设计结构的变化差异较大,现阶段研究也着重对有利于去除N、P污染的系统重构进行。在Bratieres等人的研究中,上覆植被种类、渗透深度、渗透介质、渗透面积、进流污染浓度作为测试因素,被整合成125种测试组合分别接受最优化测试,结果说明植被选择对于N的去除至关重要,添加有机质对P的去除效率有很大提升。
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2.4稳定塘处理技术
稳定塘是一种经过人工适当修整后设围堤和防渗层,主要通过微生物降解、沉降、转化、截滤等作用去除污染物。其有效水深在1-2m,由于藻类光合作用放氧和水外表的大气复氧而形成一个上部好氧区〔距水面0.6m〕,而塘子底部较深形成了一个底部厌氧区,而在两者之间形成一个兼性区。这样就形成了一个厌氧-缺氧-好氧的一个体系,可以实现同步脱氮除磷。有机物的去除一般包括沉淀和絮凝、厌氧微生物的作用、好氧微生物的作用、浮游生物的作用和水生植物的作用,氮在稳定塘内的去除,主要是通过生物同化吸收转化为自身有机氮、氨氮的吹脱作用、形成生物沉淀以及硝化/反硝化等几种途径,磷元素去除涉及有机磷在微生物作用下分解氧化,菌藻及其他生物吸收无机磷合成新细胞,以及可溶性磷与不可溶性磷之间的转化等多种机制的共同作用。其对NH4+-N的去除易受环境温度、pH等因素影响,表现为温度和pH较高时,硝化/反硝化以及NH4+-N的挥发作用是TN的主要去除机制,假设在冬季低温时,NH4+-N挥发作用那么会受到抑制。稳定塘对P的去除主要是水生植物吸收和底泥对P的吸附/解吸等多种机制的共同作用。缺点是占地面积大、水力停留时间长、散发臭味、处理效果不稳定等。
稳定塘同时具有调蓄作用,因排水干渠来水包含了降雨形成的流量变化很大的地表径流,假设不进行有效调节,将影响水质净化效果,甚至会对处理设施平安造成危害。因此,建设稳定塘净化调蓄系统,可以起到水量调蓄和水质净化的双重作用。
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2.5人工湿地处理技术
人工湿地处理系统是利用人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用对污水进行处理的一种技术。绝大多数人工湿地由四局部组成:〔1〕土壤、砂、砾石等透水性基质;〔2〕芦苇、香蒲等适于在饱和水和厌氧基质中生长的植物;〔3〕微生物种群;〔4〕在基质外表流动的水体。人工湿地利用基质的土壤吸附作用、微生物的生物降解作用以及植物的吸收作用,来实现污水的高效净化、无害化与资源化。
湿地净化污染物的机理比较复杂,其主要净化机理除植物对悬浮性污染物的过滤吸附及吸收作用外,植物根系附近的微生物对有机物及氮磷营养物的去除起到了关键作用。特别在脱氮上,芦苇具有通过茎秆向根系供氧的能力,可在根系附近形成脱氮所必备的好氧和缺氧区域,促进湿地生态系统的硝化和反硝化作用进行,强化其净化能力。湿地系统还可以通过沉淀、过滤和吸附等作用直接去除不溶性污染物。植物的作用主要可以归纳为以下几种:直接吸收、利用污水中可利用态的营养物质,吸附、伏击重金属和一些有毒有害物质,局部挺水植物还有抑制藻类生长效应。
湿地与常规污水处理系统相比具有不可比较的优点:只要有现成的土地,湿地的建设费和运行费用低,易维护,而且对污水处理厂难以去除的营养元素都有较好的净化效果;比常规处理系统更加灵活,能更好地适应冲击负荷,可以充分利用当地的自然条件,到达治污和湿地保护的双重成效。
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篇十二:植被覆盖治理面源污染
城市河流面源污染控制技术随着点源污染得到逐步治理,面源污染已成为水体污染的主要原因,并有逐渐恶化的趋势。主要讨论城市河流流域范围内的面源污染控制问题,从污染物输送入河前的源头控制和污染物集中入河的末端控制两方面,分别阐述了目前城市河流面源污染控制的技术性措施。
1问题的提出
近年来,随着点源污染逐步得到治理,面源污染对于水环境的危害性受到人们的普遍关注,面源污染研究已成为国际上环境问题研究的活跃领域。
20世纪60年代以来,美、日、英等一些发达国家开始农业面源污染研究,主要开展面源污染的分类特征研究、降雨-径流之污染物迁移转化过程的数学模型研究、大气层污染物通过输送与沉积进入地表水体的机理性研究、面源污染扩散与负荷的模型研究等。
我国面源污染研究起始于80年代,相继在北京、珠江流域的广州、辽河流域的沈阳、长江中下游流域的上海、杭州、苏州、南京等城市开展。在基础研究方面,清华大学开展了面源污染负荷估算及降雨径流过程、侵蚀过程、污染物迁移转化过程的模型研究。滇池、太湖、巢湖污染治理过程中也对面源污染作了较深入研究。但总体上面源污染研究的重点还是放在了基础研究、农业面源污染研究上,对面源污染控制的研究比较落后,尤其是城市面源污染控制研究仍相对薄弱。
2城市河流面源污染特征
城市河流的面源污染主要是以降雨引起的雨水径流的形式产生,径流中的污染物主要来自于雨水对河流周边道路表面的沉积物、无植被覆盖裸露的地面、垃圾等的冲刷,污染物的含量取决于城市河流的地形、地貌、植被的覆盖程度和污染物的分布情况。因此,对面源污染的控制也可以理解成对城市河流周边降雨径流污染的控制。
城市河流面源污染的突出特征是:污染源时空分布的分散性和不均匀性、污染途径的随机性和多样性、污染成分的复杂和多变性。
3城市河流面源污染控制技术
面源污染控制按污染物所处位置的不同,分为源头的分散控制和末端的集中控制。
3.1源头分散控制
污染物源头的分散控制,就是在各污染源发生地采取措施将污染物截留下来,避免污染物在降雨径流的输送过程中进行溶解和扩散,使污染物的活性得到激活。通过污染物的源头分散的控制措施可降低水流的流动速度,延长水流时间,对降雨径流进行拦截、消纳、渗透,减轻后续处理系统的污染处理负荷和负荷波动,对入河的面源污染负荷起到了一定的削减作用。
城市河流周边地区绿地、道路、岸坡等不同源头的降雨径流的控制技术措施主要包括下凹式绿地、透水铺装、缓冲带、生态护岸等。在技术措施选用时,可依据当地的实际情况,单独使用或几种技术配合使用。
3.1.1下凹式绿地
对于河流周边入渗系数较低的绿地,为了更多地消纳地表径流,可采用下凹式绿地。现状绿地与周围地面的标高一般相同,甚至略高,通过改造,使绿地高程平均低于周围地面10cm左右,保证周围硬质地面的雨水径流能自流入绿地。绿地表面种植草皮和绿化树种,保证一定的景观效果;绿地下层的天然土壤改造成渗透系数大的透水材料,由表层到底层依次为表层土、砂层、碎石、可渗透的底土层,增大土壤的存储空间。根据实际情况,在绿地中因地制宜地设置起伏地形,在竖向上营造低洼面。在绿地的低洼处适当建设渗透管沟、入渗槽、入渗井等入渗设施,以增加土壤入渗能力,消纳标准内降水。渗透管沟可采用人工砾石等透水材料制成,汇集的雨水通过渗透管沟进入碎石层,然后再进一步向四周土壤渗透。这种既能保持一定的绿化景观效果,又能净化降雨径流的控制措施,具有工艺简单、工程投资少、不需额外占地等优点。
3.1.2透水铺装
河流两侧入流量、承担荷载较小的人行步道和滨河路路面,可以采取在路基土上面铺设透水垫层、透水表层砖的方法进行渗透铺装,以减少径流量,对于局部不能采用透水铺装的地面,可按不小于0.5%的坡度坡向周围的绿地或透水路面。对于车流量较大的滨河路,可适当降低路两侧的地面标高,在路两侧修建部分小型引水沟渠,对路面上的雨水由中间向两侧分流,使地表径流流入距离最近的下凹式绿地。
3.1.3缓冲带
缓冲带技术的应用实践在15—16世纪的欧洲就已经开始,19世纪成型,20世纪30年代在美国就有规范的缓冲带的设计和应用。随着人类生态环境意识的发展,缓冲带的设计理念已从单纯的水土保持发展到在陆地生态系统中人工建立或恢复植被走廊,将自然灾害的影响或潜在的对环境质量的威胁加以缓冲,保证陆地生态系统的良性发展,提高和恢复生物的多样性,应用过程中,缓冲带在面源污染控制上发挥了重要作用。
坡地等高缓冲带相当于等高植物篱,在设计上强调对面源污染的控制,合理地设置缓冲带的位置是其有效拦截雨水径流、发挥作用的先决条件,可以根据实际地形确定,一般设置在坡地的下坡位置,与径流流向垂直布置,在坡地长度允许的情况下,可以沿等高线多设置几条缓冲带,以削减水流的能量。如果选址不合理,大部分径流会绕过缓冲带,直接进入受纳水体,其拦截面源污染物的作用就会大打折扣。
水体周边缓冲带一般沿河道、湖泊水库周边设置,利用植物或植物与土木工程相结合,对河道坡面进行防护,为水体与陆地交错区域的生态系统形成一个过渡缓冲,强调对水质的保护功能,可以控制水土流失,有效过滤、吸收泥沙及化学污染、降低水温、保证水生生物生存、稳定岸坡。
结合城市河流现有岸坡条件,在对地势、高程进行勘测后,选取适当位置设置不同形式的水陆缓冲带。合理的植被配制是实现缓冲带有效控制径流和控制污染的关键。根据所在地的实际情况,进行乔、灌、草的合理搭配,既要考虑灌、草植物的阻沙、滤污作用,又要安排根系发达的乔、灌以有效保护岸坡稳定,滞水消能。植物选择时要重视本地品种的使用,兼顾经济品种,尽可能照顾缓冲带经营者的利益。
3.1.4生态护岸
传统河岸防护工程多采用浆砌或干砌石、现浇混凝土或预制混凝土块体等结构形式,在城市河道护岸工程中采用较多的是直立式混凝土挡土墙,有植被覆盖的岸坡也多数为在天然土壤上种植草皮,土壤的抗冲刷、抗侵蚀能力较弱。暴雨径流形成后,在移动过程中携带着土壤和堤岸上的污染物、沉积物,沿岸坡一泻而下或以地表漫流的形式,毫无阻拦地进入受纳水体。
因此,国内外很多工程技术人员开始研究生态护岸技术,提出多种不同结构形式的生态型护岸技术,通过固土护岸、增大土壤的渗透系数、重建和恢复水陆生态系统,尽可能地减少水土流失,提高岸坡抗冲刷、抗侵蚀能力,对降雨径流进行拦阻和消纳。
(1)植草护坡技术。植草护坡技术常用于河道岸坡的保护,国内很多河道治理中都使用了这一技术。如吉林省西部嫩江流域治理工程中,以当地的牛毛草、早熟禾、翦股颖等8种草本植物为护坡植物,河柳等灌木为迎水坡脚防浪林的植物护坡技术。这一技术主要是利用植物地上部分形成堤防迎水坡面软覆盖,减少坡面的裸露面积和外营力与坡面土壤的直接接触面积,起消能护坡作用。利用植物根系与坡面土壤的结合,改善土壤结构,增加坡面表层土壤团粒体,有效提高了迎水坡面的抗蚀性,减少坡面土壤流失,从而保护岸坡和减少面源污染。
(2)三维植被网护岸技术。三维植被网技术最初用于山坡用公路路坡的保护,现在也被用于河道岸坡的防护。它是以热塑性树脂为原料,经挤出、拉伸焊接、收缩等一系列工艺制成的两层或多层表面呈凸凹不平网袋状的层状结构孔网。网底层为一个高模量基础层,采用双向拉伸技术,具有一定的弹性和强度,可防止植被网变形,并能有效防止水土流失。网表面为一个起泡层,蓬松的网袋内有较大的容土空间,植草覆盖率高,这种三维结构保证草籽更好地与土壤结合。根据岸坡地形地貌、土质和区域气候等特点,在岸坡表面覆盖一层三维植被网,并按一定的组合与间距种植多种植物,通过植物的生长达到根系加筋、茎叶防冲蚀的目的。并可在坡面形成茂密的植被覆盖,在表土层形成盘根错节的根系,有效抑制暴雨径流对边坡的侵蚀,增加土体的抗剪强度,大幅度提高岸坡的稳定性和抗冲刷能力。
(3)防护林护岸技术。在河岸带种植树木或竹子,形成河岸防护林,其作用主要体现在3个方面:一是茎、叶的覆盖和栅栏作用,既避免雨滴、风力对土壤表面的直接侵蚀,又减缓了水流流速,减少了对土壤的冲刷;二是树木根系发达,穿扎力强,增加了土壤抗侵蚀的强度,减少了河岸的崩塌量和冲刷量;三是根、茎、叶的生长对土壤具有改良作用,增加了土壤有机质的含量,改善了土壤结构,增强了土壤的透水性,增强了土壤的抗侵蚀能力。暴雨径流经过防护林区时,在其阻滞作用下,流速大为减慢,减小了水流对土壤表层的冲刷,减少了水土流失。
(4)植被型生态混凝土护坡技术。植被型生态混凝土是日本首先提出的,并在河道护坡方面进行了应用。近几年,我国也开始进行植被型生态混凝土的研究。植被型生态混凝土由多孔混凝土、保水材料、难溶性肥料和表层土组成。多孔混凝土由粗骨料、水泥、适量的细掺和料组成,是植被型生态混凝土的骨架;保水材料以有机质保水剂为主,并掺入无机保水剂混合使用,为植物提供必需的水分;表层土多铺设在多孔混凝土表面,形成植被发芽空间,减少土中水分蒸发,提供植被发芽初期的养分和阻止草生长初期混凝土表面过热。
经验表明,很多植被草都能在植被型生态混凝土上很好生长,紫羊毛、无芒雀麦还表现出了较好的耐碱性、耐旱性。应用中还发现植被型生态混凝土具有较好的抗冲刷性能,上面的覆草具有缓冲功能,由于草根的锚固作用,抗滑力增加,草生根后,草、土、混凝土形成一体,更加提高了堤防边坡的稳定性。
3.2末端集中控制
少量经源头分散控制措施作用后仍存在的径流会汇流成一股,集中进入水体,因此,需要在汇流口实施面源污染的末端集中控制,进一步减少进入河流的污染物量。末端技术以人工湿地为主。
在降雨径流的入河汇流口,多数以雨簸箕的形式出现,可以根据周边的环境,利用雨水入河口的小部分土地构建小型的人工湿地,在入河口底部通过堆积碎石、插种植物的方式拦截入河雨水中的污染物质,即在汇流口附近铺上碎石,使污水在流入河道前先经过碎石床,利用碎石上的生物膜对水体进行净化,对进入河中的径流作最后的过滤净化处理。湿地构建时考虑其美化景观功能,以各种观叶、观花的湿地植物为主,使建造的小型人工湿地与周边的环境相协调。
4结语
由于目前我国城市面源污染治理技术尚未形成标准,国家应加大城市面源污染控制研究的力度,给予足够的重视和投入。一方面依靠科研部门,研究和探索更加生态环保、可操作性强的面源污染控制技术;另一方面重视法规、政策、管理和教育等非技术性措施的建设,达到技术性措施和非技术措施的协调与互补,使城市面源污染逐步得到控制。
参考文献
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9王文野,王德成.城市河道生态护坡技术的探讨[J].吉林水利,2002,(11):24—26.
篇十三:植被覆盖治理面源污染
城市河流面源污染控制技术随着点源污染得到逐步治理,面源污染已成为水体污染的主要原因,并有逐渐恶化的趋势。
主要讨论城市河流流域范围内的面源污染控制问题,从污染物输送入河前的源头控制和污染
物集中入河的末端控制两方面,分别阐述了目前城市河流面源污染控制的技术性措施。
1问题的提出
近年来,随着点源污染逐步得到治理,面源污染对于水环境的危害性受到人们的普遍关
注,面源污染研究已成为国际上环境问题研究的活跃领域。
20世纪60年代以来,美、日、英等一些发达国家开始农业面源污染研究,主要开展面
源污染的分类特征研究、降雨-径流之污染物迁移转化过程的数学模型研究、通过输送与沉积进入地表水体的机理性研究、面源污染扩散与负荷的模型研究等。
大气层污染物
我国面源污染研究起始于
80年代,相继在北京、珠江流域的广州、辽河流域的沈阳、长江中下游流域的上海、杭州、苏州、南京等城市开展。在基础研究方面,清华大学开展了
面源污染负荷估算及降雨径流过程、侵蚀过程、污染物迁移转化过程的模型研究。
湖、巢湖污染治理过程中也对面源污染作了较深入研究。
滇池、太
但总体上面源污染研究的重点还是
尤其是城市面源
放在了基础研究、农业面源污染研究上,对面源污染控制的研究比较落后,污染控制研究仍相对薄弱。
2城市河流面源污染特征
城市河流的面源污染主要是以降雨引起的雨水径流的形式产生,自于雨水对河流周边道路表面的沉积物、径流中的污染物主要来
无植被覆盖裸露的地面、垃圾等的冲刷,污染物的因此,对面源污
含量取决于城市河流的地形、地貌、植被的覆盖程度和污染物的分布情况。
染的控制也可以理解成对城市河流周边降雨径流污染的控制。
城市河流面源污染的突出特征是:
污染源时空分布的分散性和不均匀性、机性和多样性、污染成分的复杂和多变性。
污染途径的随
3城市河流面源污染控制技术
面源污染控制按污染物所处位置的不同,分为源头的分散控制和末端的集中控制。
3.1源头分散控制污染物源头的分散控制,就是在各污染源发生地采取措施将污染物截
留下来,避免污染物在降雨径流的输送过程中进行溶解和扩散,使污染物的活性得到激活。
通过污染物的源头分散的控制措施可降低水流的流动速度,延长水流时间,对降雨径流进行
对入河的面源污染负荷
拦截、消纳、渗透,减轻后续处理系统的污染处理负荷和负荷波动,起到了一定的削减作用。
城市河流周边地区绿地、道路、岸坡等不同源头的降雨径流的控制技术措施主要包括下
凹式绿地、透水铺装、缓冲带、生态护岸等。在技术措施选用时,可依据当地的实际情况,单独使用或几种技术配合使用。
3.1.1下凹式绿地对于河流周边入渗系数较低的绿地,为了地消纳地表径流,可采用下
凹式绿地。现状绿地与周围地面的标高一般相同,甚至略高,通过改造,使绿地高程平均低
于周围地面10cm左右,保证周围硬质地面的雨水径流能自流入绿地。绿地表面种植草皮
和绿化树种,保证一定的景观效果;绿地下层的天然土壤改造成渗透系数大的透水材料,由
表层到底层依次为表层土、砂层、碎石、可渗透的底土层,增大土壤的存储空间。根据实际
情况,在绿地中因地制宜地设置起伏地形,在竖向上营造低洼面。
在绿地的低洼处适当建设
渗透管沟、入渗槽、入渗井等入渗设施,以增加土壤入渗能力,消纳标准内降水。渗透管沟
可采用人工砾石等透水材料制成,汇集的雨水通过渗透管沟进入碎石层,然后再进一步向四
周土壤渗透。这种既能保持一定的绿化景观效果,简单、工程投资少、不需额外占地等优点。
又能净化降雨径流的控制措施,具有工艺
3.1.2透水铺装河流两侧入流量、承担荷载较小的人行步道和滨河路路面,可以采取在
路基土上面铺设透水垫层、透水表层砖的方法进行渗透铺装,采用透水铺装的地面,可按不小于
以减少径流量,对于局部不能
0.5%的坡度坡向周围的绿地或透水路面。对于车流量较
在路两侧修建部分小型引水沟渠,对路面上的大的滨河路,可适当降低路两侧的地面标高,雨水由中间向两侧分流,使地表径流流入距离最近的下凹式绿地。
3.1.3缓冲带缓冲带技术的应用实践在
15—16世纪的欧洲就已经开始,19世纪成型,20世纪30年代在美国就有规范的缓冲带的设计和应用。随着人类生态环境意识的发展,缓
冲带的设计理念已从单纯的水土保持发展到在陆地生态系统中人工建立或恢复植被走廊,自然灾害的影响或潜在的对环境质量的威胁加以缓冲,保证陆地生态系统的良性发展,将
提高
和恢复生物的多样性,应用过程中,缓冲带在面源污染控制上发挥了重要作用。
坡地等高缓冲带相当于等高植物篱,在设计上强调对面源污染的控制,合理地设置缓冲
带的位置是其有效拦截雨水径流、发挥作用的先决条件,可以根据实际地形确定,一般设置
在坡地的下坡位置,与径流流向垂直布置,在坡地长度允许的情况下,可以沿等高线多设置
几条缓冲带,以削减水流的能量。如果选址不合理,大部分径流会绕过缓冲带,直接进入受
纳水体,其拦截面源污染物的作用就会大打折扣。
水体周边缓冲带一般沿河道、湖泊水库周边设置,利用植物或植物与土木工程相结合,对河道坡面进行防护,为水体与陆地交错区域的生态系统形成一个过渡缓冲,强调对水质的保护功能,可以控制水土流失,有效过滤、吸收泥沙及化学污染、降低水温、保证水生生物
生存、稳定岸坡。
结合城市河流现有岸坡条件,在对地势、高程进行勘测后,选取适当位置设置不同形式
的水陆缓冲带。合理的植被配制是实现缓冲带有效控制径流和控制污染的关键。
根据所在地
的实际情况,进行乔、灌、草的合理搭配,既要考虑灌、草植物的阻沙、滤污作用,又要安
排根系发达的乔、灌以有效保护岸坡稳定,滞水消能。植物选择时要重视本地品种的使用,兼顾经济品种,尽可能照顾缓冲带经营者的利益。
3.1.4生态护岸传统河岸防护工程多采用浆砌或干砌石、现浇混凝土或预制混凝土块体等结
构形式,在城市河道护岸工程中采用较多的是直立式混凝土挡土墙,数为在天然土壤上种植草皮,土壤的抗冲刷、有植被覆盖的岸坡也多
在移动过
毫无阻
抗侵蚀能力较弱。暴雨径流形成后,程中携带着土壤和堤岸上的污染物、沉积物,沿岸坡一泻而下或以地表漫流的形式,拦地进入受纳水体。
因此,国内外很多工程技术人员开始研究生态护岸技术,提出多种不同结构形式的生态
型护岸技术,通过固土护岸、增大土壤的渗透系数、重建和恢复水陆生态系统,尽可能地减
少水土流失,提高岸坡抗冲刷、抗侵蚀能力,对降雨径流进行拦阻和消纳。
(1)
植草护坡技术。植草护坡技术常用于河道岸坡的保护,国内很多河道治理中都使
用了这一技术。如吉林省西部嫩江流域治理工程中,以当地的牛毛草、早熟禾、翦股颖等
种草本植物为护坡植物,河柳等灌木为迎水坡脚防浪林的植物护坡技术。
用植物地上部分形成堤防迎水坡面软覆盖,这一技术主要是利
减少坡面的裸露面积和外营力与坡面土壤的直接
接触面积,起消能护坡作用。利用植物根系与坡面土壤的结合,改善土壤结构,增加坡面表
层土壤团粒体,有效提高了迎水坡面的抗蚀性,源污染。
减少坡面土壤流失,从而保护岸坡和减少面
(2)
三维植被网护岸技术。三维植被网技术最初用于山坡用公路路坡的保护,现在也
被用于河道岸坡的防护。
它是以热塑性树脂为原料,经挤出、制成的两层或多层表面呈凸凹不平网袋状的层状结构孔网。
拉伸焊接、收缩等一系列工艺
网底层为一个高模量基础层,采
用双向拉伸技术,具有一定的弹性和强度,可防止植被网变形,并能有效防止水土流失。网
表面为一个起泡层,蓬松的网袋内有较大的容土空间,植草覆盖率高,这种三维结构保证草
籽更好地与土壤结合。根据岸坡地形地貌、土质和区域气候等特点,在岸坡表面覆盖一层三
维植被网,并按一定的组合与间距种植多种植物,通过植物的生长达到根系加筋、茎叶防冲
蚀的目的。并可在坡面形成茂密的植被覆盖,在表土层形成盘根错节的根系,有效抑制暴雨
径流对边坡的侵蚀,增加
土体的抗剪强度,大幅度提高岸坡的稳定性和抗冲刷能力。
(3)
防护林护岸技术。在河岸带种植树木或竹子,形成河岸防护林,其作用主要体现
在3个方面:一是茎、叶的覆盖和栅栏作用,既避免雨滴、风力对土壤表面的直接侵蚀,又
减缓了水流流速,减少了对土壤的冲刷;
二是树木根系发达,穿扎力强,增加了土壤抗侵蚀
的强度,减少了河岸的崩塌量和冲刷量;三是根、茎、叶的生长对土壤具有改良作用,增加
了土壤有机质的含量,改善了土壤结构,增强了土壤的透水性,增强了土壤的抗侵蚀能力。
暴雨径流经过防护林区时,在其阻滞作用下,流速大为减慢,减小了水流对土壤表层的冲刷,减少了水土流失。
(4)
植被型生态混凝土护坡技术。植被型生态混凝土是日本首先提出的,并在河道护
坡方面进行了应用。近几年,我国也开始进行植被型生态混凝土的研究。
植被型生态混凝土
由多孔混凝土、保水材料、难溶性肥料和表层土组成。多孔混凝土由粗骨料、水泥、适量的细掺和料组成,是植被型生态混凝土的骨架;
保水材料以有机质保水剂为主,并掺入无机保
水剂混合使用,为植物提供必需的水分;
表层土多铺设在多孔混凝土表面,形成植被发芽空
间,减少土中水分蒸发,提供植被发芽初期的养分和阻止草生长初期混凝土表面过热。
经验表明,很多植被草都能在植被型生态混凝土上很好生长,紫羊毛、无芒雀麦还表现
上面
出了较好的耐碱性、耐旱性。应用中还发现植被型生态混凝土具有较好的抗冲刷性能,的覆草具有缓冲功能,由于草根的锚固作用,抗滑力增加,草生根后,草、土、混凝土形成
一体,更加提高了堤防边坡的稳定性。
3.2末端集中控制少量经源头分散控制措施作用后仍存在的径流会汇流成一股,入水体,因此,需要在汇流口实施面源污染的末端集中控制,量。末端技术以人工湿地为主。
在降雨径流的入河汇流口,多数以雨簸箕的形式出现,入河口的小部分土地构建小型的人工湿地,集中进
进一步减少进入河流的污染物
可以根据周边的环境,利用雨水
在入河口底部通过堆积碎石、插种植物的方式拦
截入河雨水中的污染物质,即在汇流口附近铺上碎石,使污水在流入河道前先经过碎石床,利用碎石上的生物膜对水体进行净化,对进入河中的径流作最后的过滤净化处理。
湿地构建
时考虑其美化景观功能,以各种观叶、观花的湿地植物为主,使建造的小型人工湿地与周边
的环境相协调。
4结语
由于目前我国城市面源污染治理技术尚未形成标准,的力度,给予足够的重视和投入。一方面依靠科研部门,国家应加大城市面源污染控制研究
研究和探索更加生态环保、可操作
性强的面源污染控制技术;另一方面重视法规、政策、管理和教育等非技术性措施的建设,达到技术性措施和非技术措施的协调与互补,使城市面源污染逐步得到控制。
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