精简版农业面源污染研究进展.ppt

农业面源污染研究进展,一、农业面源污染概述二、农业面源污染来源三、农业面源污染控制技术四、农业面源污染预测模型五、我国农业面源存在的问题,报告提纲,一、农业面源污染概述,农业面源污染是指不合理使用化肥、农药、过度的禽畜水产养殖以及农膜残留、农作物秸秆、农村生活污水、垃圾等废弃物造成的水体、土壤、生物和大气污染。,一、农业面源污染概述,与农业面源污染相关的文献总量年度变化规律图,一、农业面源污染概述,农业面源污染特点 分散性和隐蔽性 随机性和不确定性 不易监测性,一、农业面源污染概述,分散性和隐蔽性：面源污染随流域内土地利用状况、地形地貌、水文特征、气候、天气等的不同而具有空间异质性和时间上的不均匀性。排放的分散性导致其地理边界和空间位置的不易识别。,一、农业面源污染概述,随机性和不确定性：降雨量的大小和密度、温度、湿度的变化会直接影响农业生产，进而影响化学制品（农药、化肥等）的使用和对水体的污染。,一、农业面源污染概述,不易监测性：由于面源污染涉及多个污染者，在给定的区域内它们的排放是相互交叉的，加之不同的地理、气象、水文条件对污染物的迁移转化影响很大，因此很难具体监测到单个污染者的排放量。,一、农业面源污染概述,一、农业面源污染概述,我国人多资源少 耕地面积不断减少2007年全国耕地面积为18.26亿亩人均耕地面积1.38亩,一、农业面源污染概述,增加农业产量 过量使用化肥、农药、饲料添加剂,二、农业面源污染来源,1983-2005年我国化肥施用量（折纯万吨）与单位农作物播种面积施肥量（公斤/亩）,2006年我国农用化肥施用量(折纯)4766万吨我国单位播种面积化肥用量为400kg hm-2，是世界平均水平3倍，发达国家防止水体污染安全上限值225kg hm-2 氮肥当季利用率仅为30%左右，磷肥20%,二、农业面源污染来源,我国农田化肥氮在当季作物收获时的去向及其对环境的影响,2006年我国农田化肥氮通过损失进入环境的数量达到508.9万吨,二、农业面源污染来源,2006年我国农药使用量达146万吨，其中高毒农药占70我国农药单位面积用量为世界平均水平的2倍，有效利用率只有30左右，比发达国家低20个百分点大部分农药在土壤、流水、空气中流失,二、农业面源污染来源,2006年我国出栏猪6.8亿头，牛0.6亿头，羊3.3亿只，家禽101.8亿只目前全国畜禽粪便年排放量超过40亿吨，是工业有机污染物的4.1倍畜禽粪便进入水体的流失率为2-8%，液体排泄物则可能达到50%畜禽粪便发酵产生大量有害气体污染大气，畜禽养殖场中检测出的有害气体有近200种饲料添加剂导致畜禽粪便中Cu、Zn普遍较高，进而通过有机肥进入食物链,二、农业面源污染来源,2006年我国农用塑料薄膜用量176.2万吨，其中地膜95.9万吨，农膜年残留量高达45万吨,二、农业面源污染来源,我国每年秸秆产量7亿吨左右目前每年约有30%的农作物秸秆被废弃,二、农业面源污染来源,全国农村每年产生生活污水约80多亿吨，生活垃圾约1.2亿吨,二、农业面源污染来源,二、农业面源污染来源,农业部：2007年我国投入2.3亿元全面启动农业污染普查全面摸清种植业、畜禽养殖业、水产养殖业和农村生活产生的主要污染物种类、产生量、排放量及去向,三、农业面源污染控制技术,测土配方施肥,三、农业面源污染控制技术,新型肥料,三、农业面源污染控制技术,生物农药指用来防治病虫草等有害生物的生物活体及代谢产物和转基因产物，包括微生物农药、转基因植物农药、生物化学农药等。,三、农业面源污染控制技术,免耕、少耕法可大大减少土壤侵蚀和土壤有机碳的流失，亦相应的减少了氮和磷的流失量。间套复种技术的使用，可以利用不同作物对营养物需求比例的差异，充分利用土壤养分，减轻养分残余对周围水体造成的富营养化程度，调节土壤中各养分的比例，避免土地板结和盐碱化。,三、农业面源污染控制技术,保护性耕作,前置库技术于桥水库、滇池、太湖,三、农业面源污染控制技术,前置库技术是利用水库的蓄水功能，将因表层土地中的污染物(营养物质)流失而产生的径流污水截留在水库中，经物理、生物作用强化净化。,缓冲带,三、农业面源污染控制技术,有效过滤从农田流失的沉积物、营养物质和杀虫剂通过泥沙沉降、反硝化作用、植物吸收等作用对地表径流起到阻滞作用有效减少地表和地下径流中固体颗粒的养分含量,多水塘系统,多级水田逐级利用技术,三、农业面源污染控制技术,等高植物篱,三、农业面源污染控制技术,小流域农田生态系统非点源污染控制生态治理示意图,三、农业面源污染控制技术,治理前小流域,三、农业面源污染控制技术,治理后小流域,生态拦截型沟渠系统主要由工程部分和植物部分组成，它的两侧沟壁和沟底均由蜂窝状水泥板组成，两侧沟壁具有一定坡度，沟体较深，沟体内相隔一定距离构建小坝减缓水速、延长水力停留时间，使流水携带的颗粒物质和养分等得以沉淀和去除。,三、农业面源污染控制技术,生态拦截沟渠,人工湿地技术,三、农业面源污染控制技术,人工湿地作为农田和水体之间的一个过渡带，能够有效截留来自农田地表和地下径流的固体颗粒物，氮、磷和其他化学污染物，然后通过土壤吸附，植物吸收，生物降解等一系列作用，降低进入地表水中的氨氮化合物的含量，降低面源污染形成的危险性和稳定性。另外湿地生态工程具有投资少，运行费用低，易于维护管理，运行比较稳定，处理效果好的特点。,三、农业面源污染控制技术,农村“一池三改”技术是以农户为单元，以沼气为纽带，以可再生能源开发和生态农业技术推广为手段，改造厨房、改建厕所、改造栏圈。,三、农业面源污染控制技术,北方“四位一体”能源生态模式是在农户庭院内建日光温室，在温室的一端地下建沼气池，沼气池上建猪圈和厕所，温室内种植蔬菜或水果。该模式以太阳能为动力，以沼气为纽带，种植业和养殖业相结合。,普兰店“四位一体”,沼气池,沼气池出料口,三、农业面源污染控制技术,西北“五配套”能源生态模式是由沼气池、厕所、太阳能暖圈、水窖、果园灌设施等五个部分配套建设而成。,三、农业面源污染控制技术,南方“三结合”生态农业模式是以农户为基本单元，利用房前屋后的山地、水面、庭院等场地，建设畜禽舍、沼气池、果园等几部分，同时使沼气池建设与畜禽舍和厕所相结合，形成养殖-沼气-种植三位一体庭院经济格局。,小型人工湿地,三、农业面源污染控制技术,效果：污水COD的去除率达55%-75%，氨、氮的去除率达90以上，达到国家污水排放标准。特点：1、不受地形制约，既可单独建造，也可几户联台建造；2、投资不大，一户三口之家建设费用约2000元：3、运行维护简单，每隔2-3年清洗一次即可；4、处理后的污水可浇花种草，对分散的农村农户家庭非常适用。,集水池及植物,三、农业面源污染控制技术,将生活污水通过管道暗渠化集中排放，在管道汇集口建造简易处理池，采取“三级过滤”和微生物处理技术，对污水进行生态净化除害处理，然后用来灌溉庄稼或供牲畜饮用。,微生物净化池,过滤池里的净化链,湛江市马六良村,三、农业面源污染控制技术,高效藻类塘 与传统稳定塘相比，高效藻类塘具有停留时间短、占地面积小、费用低等优点，非常适合在经济相对落后、缺乏环保专业人员的农村地区。,蚯蚓生态滤池,三、农业面源污染控制技术,优点：集初沉池、曝气池、二沉池、污泥回流设施以及供氧设施等于一身，大幅度简化了污水处理流程；运行管理简单方便；滤床内增殖的蚯蚓可作为家禽饲料，蚯蚓粪可作为农肥和土壤改良剂使用。缺点：蚯蚓的生活习性受温度影响明显，低于或高于一定温度会冬眠或夏眠，故在蚯蚓冬眠或夏眠时处理效果不是很理想，滤池的填料易发生堵塞。,组合工艺,三、农业面源污染控制技术,污水首先进入厌氧发酵池进行厌氧发酵，同时进行硝化液回流脱氮处理；后提升进入分五格串联的接触氧化池，采用跌水充氧技术提供好氧反应的需氧量。在接触氧化池内，对有机污染物进行好氧降解和充分硝化；接触氧化池出水部分回流到前端厌氧池进行脱氮，部分进入后续潜流式人工湿地或生态净化塘，进一步去除氮、磷等营养物质。,三、农业面源污染控制技术,Living Machine系统在美国、加拿大、英国、澳大利亚等国家流行。先将污水通过无氧设备进行厌氧消化，然后对污水进行曝气使氨氮在好氧细菌的作用下分解为硝化物，接着进入生物综合池接受生态系统的处理，最后进入湿地通过植物根系和微生物的作用，将硝化物转化为氮气。,农村生活污水处理技术方案推荐表,农村生活污水处理技术方案推荐表（续）,四、农业面源污染预测模型,四、农业面源污染预测模型,农业面源污染模型通过对整个流域系统及其内部复杂污染过程的定量描述，分析面源污染产生的时间和空间分布特征，识别其主要来源和迁移途径，预报污染负荷量及其对水体的影响，并评价土地利用变换以及不同管理措施对面源污染和水质的影响，为流域规划和管理提供决策支持。,四、农业面源污染预测模型,AGNPS模型已经成功的应用于我国南方的一些小流域，结果显示该模型在这些地区的农业面源负荷估算及评价中的应用潜力。但是该模型为单事件模型，因此后开发出AnnAGNPS连续模拟模型。,四、农业面源污染预测模型,SWAT模型利用大量的流域基础数据，作为输入来模拟预测具有多种土壤类型、土地利用和管理条件的大面积复杂流域，包括水的运动、泥沙的运动、植物生长过程和营养物质的循环等物理过程。,五、我国农业面源问题,五、我国农业面源问题,研究起步晚 治理措施地区差异大 治理成本高 农民环保意识薄弱,谢 谢,