農(nóng)業(yè)面源水環(huán)境污染治理要點(diǎn)

時(shí)間:2022-09-13 10:58:36

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農(nóng)業(yè)面源水環(huán)境污染治理要點(diǎn)

摘要:隨著我國現(xiàn)代化農(nóng)村發(fā)展,越來越多的現(xiàn)代化化學(xué)物質(zhì)進(jìn)入農(nóng)村,農(nóng)村河湖水污染問題越來越突出,其中農(nóng)業(yè)面源污染是農(nóng)村河湖主要污染源之一。本文通過農(nóng)業(yè)面源污染成因及入河湖路徑分析,從管理手段和技術(shù)手段兩方面提出了系統(tǒng)性的防治辦法,從而減輕農(nóng)業(yè)面源對水環(huán)境污染,減輕河湖水環(huán)境容量負(fù)荷。

關(guān)鍵詞:源頭控制;生態(tài)攔截溝渠;末端修復(fù)

1治理思路

面源污染是通過降雨和地表徑流沖刷,將大氣和地表中的污染物帶入受納水體,使受納水體遭受污染的現(xiàn)象。為減少農(nóng)業(yè)面源引起的水環(huán)境污染,根據(jù)農(nóng)業(yè)面源引起水污染路徑過程,分為三個(gè)階段分別進(jìn)行治理攔截。即從源頭對污染源進(jìn)行控制,在過程中對污染物阻斷攔截,在末端對水體進(jìn)行生態(tài)技術(shù)強(qiáng)化吸收攔截。

2治理方法

農(nóng)業(yè)面源污染治理從非工程措施和工程措施兩方面進(jìn)行。首先,從源頭上減輕農(nóng)田農(nóng)藥化肥使用量;其次,對降雨和地表徑流水體中污染物吸收攔截;最后,對收納水體進(jìn)行生態(tài)修復(fù),通過系統(tǒng)性的污染攔截吸收及水環(huán)境修復(fù)措施從而達(dá)到防治水污染目的。

3源頭控制

對于農(nóng)業(yè)面源污染源,主要對生產(chǎn)過程中所使用的化肥、農(nóng)藥及塑料膜等污染物進(jìn)行減量化。一般采用的手段可以分為管理措施和技術(shù)措施兩方面。管理措施比如全面禁止使用劇毒高殘留農(nóng)藥,推廣使用生物農(nóng)藥和高效低毒低殘留農(nóng)藥,發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)和有機(jī)農(nóng)業(yè)。積極推廣測土配方施肥,大力推廣使用有機(jī)肥、復(fù)合肥、新型緩釋肥,有針對性地施用微肥。通過科學(xué)施肥合理減少農(nóng)田養(yǎng)分投入,提高氮、磷養(yǎng)分利用率,從而減少農(nóng)田面源污染。同時(shí)在農(nóng)村推廣發(fā)展綠色產(chǎn)業(yè),推進(jìn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展思路,積極調(diào)整農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),促進(jìn)農(nóng)民生產(chǎn)生活方式的轉(zhuǎn)變。技術(shù)措施比如化肥減量化、節(jié)水灌溉等。化肥減量化是從循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念、養(yǎng)分平衡和施肥技術(shù)出發(fā),科學(xué)制定環(huán)境友好的養(yǎng)分管理技術(shù)。通過合理減少農(nóng)田養(yǎng)分投入,科學(xué)施肥,提高氮、磷養(yǎng)分利用率,從而減少農(nóng)田面源污染。主要技術(shù)手段表現(xiàn)為精準(zhǔn)化平衡施肥技術(shù)和養(yǎng)分平衡施肥技術(shù)。節(jié)水微灌屬于先進(jìn)的節(jié)水灌溉技術(shù),能夠僅對作物需水部位提供所需水量,由“澆地”轉(zhuǎn)換為“澆作物”。適用于設(shè)施農(nóng)業(yè)和經(jīng)濟(jì)作物,能適應(yīng)所有地形和土壤,具有節(jié)水、增產(chǎn)效應(yīng),灌水均勻。能有效減少污染物轉(zhuǎn)移,微灌技術(shù)可將肥料溶于水中,減少氨揮發(fā)、徑流和淋溶損失,增加了肥料的利用率。通過布置節(jié)水微灌措施,從源頭減少化肥施用,減少了部分排入水體的污染物。

4過程阻斷

農(nóng)業(yè)面源污染除了源頭控制以外,還可針對面源污染物質(zhì)進(jìn)入水體過程中,通過建立生態(tài)攔截系統(tǒng),阻斷其進(jìn)入水環(huán)境。此過程可以采用生態(tài)溝渠技術(shù),依據(jù)生態(tài)學(xué)原理,通過對現(xiàn)有溝渠的生態(tài)改造和功能強(qiáng)化,在農(nóng)田系統(tǒng)中構(gòu)建帶有種植條件的溝渠。在溝渠中配置多種植物,對溝渠水體中氮、磷等物質(zhì)進(jìn)行攔截、吸附,利用物理、化學(xué)和生物的聯(lián)合作用對氮磷污染物進(jìn)行凈化和處理,從而阻斷部分污染物進(jìn)入水體,達(dá)到削減污染量的目的。生態(tài)溝渠通常由沉砂段(水入口)、泥質(zhì)或硬質(zhì)生態(tài)溝框架和植物組成。沉砂段位于農(nóng)田排水出口與生態(tài)溝渠連接處,用于收集農(nóng)田徑流顆粒物。農(nóng)田排出的灌溉廢水或雨水首先經(jīng)過生態(tài)溝渠前段沉砂段,污水中的大顆粒懸浮物被攔截沉淀。隨著水流沿溝渠向下游流動,與植物不斷接觸,水中N、P等物質(zhì)被溝渠中水生植物攔截吸附,出水水質(zhì)得到提升。生態(tài)溝每隔一段距離設(shè)置排入大莊河的排口,影響排口距離的因素包括要保持適宜水位的溝內(nèi)水量、保證應(yīng)有的消減作用。生態(tài)溝渠多采用等腰梯形斷面,以混凝土結(jié)構(gòu)作為框架,在溝壁、溝底上布置方孔、圓孔或各種矩形、8字形的植草磚溝底,在孔洞中添塞土壤。通過設(shè)置不同的渠壁表面結(jié)構(gòu),局部對土壤固定穩(wěn)定,以創(chuàng)造植物的基礎(chǔ)生長條件。再選擇適宜的植物組合,形成具有吸收、吸附降解功能的植物生態(tài)系統(tǒng)。渠底和渠壁上的土壤填充孔洞分布形式,主要影響植物種類選擇和種植密度。渠壁水泥板采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),布置矩形或圓形的孔洞。溝渠中需要有足夠的水力停留時(shí)間,才能保證氮、磷等污染物與植物能充分接觸,有效吸收。要達(dá)到一定的降解效果,常見做法有兩種。其一是在生態(tài)溝渠每隔一段距離設(shè)置攔截壩,水流經(jīng)溝渠攔截壩處積聚溢流。水流速度的減緩延長了溝中水力停留時(shí)間,增強(qiáng)了植物系統(tǒng)的吸收吸附作用,同時(shí)部分泥沙得以沉降。攔截壩上設(shè)置控水閘板和一定高度排水口,可以根據(jù)需要維持水位在一定高度,從而針對不同植物生長要求形成不同的工作狀態(tài)。其二是在溝渠中相隔一定距離并呈S形狀放置一定數(shù)量的過濾箱。箱內(nèi)可填塞對氮、磷具有較強(qiáng)吸附能力的吸附材料(如爐渣),同時(shí)在過濾箱中種植功能植物。水流受到過濾箱的阻礙,流速變小,停留時(shí)間得以延長。植物是生態(tài)攔截溝渠的重要組成部分。選擇對氮、磷等污染物具有較強(qiáng)吸收能力,生長旺盛,具有一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值或易于處置利用,并可形成良好生態(tài)景觀的植物。根據(jù)相關(guān)資料介紹,太湖宜興稻區(qū)生態(tài)溝渠對氮、磷攔截效率評價(jià)可達(dá)40%以上。昆明蔬菜種植區(qū)生態(tài)溝渠對氮、磷攔截效率可達(dá)35%。

5末端強(qiáng)化

對面源污染路徑的末端收納水體,可以采用生態(tài)修復(fù)措施進(jìn)行末端污染物強(qiáng)化吸收,從而減少污染物入河量。一般河湖采取的生態(tài)修復(fù)措施包括在河湖岸邊設(shè)置生態(tài)護(hù)坡緩沖帶,湖庫前端設(shè)置前置庫,生態(tài)濕地技術(shù),水生動植物群落構(gòu)建等。湖濱緩沖帶是介于湖泊最高水位線和最低水位線之間的水、陸交錯(cuò)帶,被稱之為湖泊的“肝臟”,具有很強(qiáng)的解毒凈化作用,在湖泊生態(tài)環(huán)境保護(hù)方面具有特殊功能。在湖泊水體與陸地之間的生態(tài)隔離帶,能有效地?cái)r截凈化地表徑流挾帶的泥沙和其他污染物,并可以通過“促淤效應(yīng)”增加氮、磷、懸浮物等污染物質(zhì)的沉積輸出,減輕湖泊的污染負(fù)荷。同時(shí)水生植被覆蓋著平緩的“浪擊帶”,能夠有效地“吸收”波浪的數(shù)量,消浪防蝕,穩(wěn)定水體,從而防止底泥懸浮,減少沉積物中污染物質(zhì)的釋放,澄清水質(zhì),提高湖水透明度。且環(huán)湖濕地帶是湖泊中生物多樣性最為豐富的地帶,為水禽和魚類提供了棲息繁衍的良好生態(tài)環(huán)境。前置庫原理是在水庫上游入庫河口附近建設(shè)攔水堤壩,即小型水庫,攔截上游來水在小型水庫內(nèi),通過延長水力停留時(shí)間,促進(jìn)水中泥沙及營養(yǎng)鹽的沉降,同時(shí)利用子庫中大型水生植物、藻類等進(jìn)一步吸收、吸附、攔截營養(yǎng)鹽,改善水質(zhì)。發(fā)揮多種水生植物聯(lián)合凈化作用,考慮水生動物作用,采用復(fù)合生物浮床技術(shù),引進(jìn)生物操縱的概念,構(gòu)建以食物鏈為核心的(水生、陸生)生態(tài)系統(tǒng)。生態(tài)修復(fù)應(yīng)采取自然恢復(fù)為主、與人工修復(fù)相結(jié)合的方法,措施包括土壤治理、濕地水系修復(fù)、植被恢復(fù)與多樣性提升、水體生態(tài)修復(fù)、生物多樣性恢復(fù)、入侵物種管理等。

6結(jié)語

農(nóng)業(yè)面源污染水環(huán)境是一個(gè)綜合性問題,且其在水環(huán)境污染物來源中占比較大,因此農(nóng)業(yè)面源污染治理是十分必要的。農(nóng)業(yè)面源污染治理需在對流域水體環(huán)境遭到破壞的原因進(jìn)行綜合分析的基礎(chǔ)上,根據(jù)流域內(nèi)的水系特點(diǎn),從宏觀角度結(jié)合水利發(fā)展和農(nóng)業(yè)灌溉,以“減源-控污-截留-修復(fù)”為總體思路,在農(nóng)田面源控制、水生態(tài)修復(fù)治理等板塊實(shí)施一系列工程措施,并結(jié)合流域已實(shí)施的相關(guān)工程,使各類污染得到系統(tǒng)的控制和有效的治理,從而實(shí)現(xiàn)污染負(fù)荷削減,達(dá)到水污染防治目的。

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作者:馬莉 單位:中國電建集團(tuán)貴陽勘測設(shè)計(jì)研究院