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2022
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国内外传统农业面源污染处理4大技术
农业面源污染具有分散、随机、难监测等特点。面源污染主要以扩散的方式发生,一般与气象事件的发生有关, 加之流域内土地利用状况、地形地貌、水文特征、气候、土壤类型等的不同, 导致面源污染时空分布的不均一性。农业污染处理技术不像工业污染处理起来方便，当前的农业污染处理技术主要是从生态治理的角度出发。
一、农村生活污水生态治理技术
国内在消化、吸收国外先进技术的基础上, 对生活污水处理技术进行了集成及创新, 尤其针对我国农村分散式生活污水处理, 开展了技术研究与工程实践, 取得了较好进展。
人工湿地污水处理系统
澳大利亚科学和工业研究组织(CSIRO)研制的“FILTER”污水处理系统则是一种“过滤、土地处理与暗管排水相结合的污水再利用系统”。其特点是过滤后的污水都汇集到地下暗管排水系统中, 并设有水泵, 可以控制排水暗管以上的地下水位以及处理后污水的排出量。“FILTER”系统对生活污水的处理效果好, 其运行费用低, 特别适用于土地资源丰富、可以轮作休耕的地区, 或是以种植牧草为主的地区。
蚯蚓生态滤池处理系统
近年在法国和智利发展起来的一项针对农村生活污水的处理技术, 该工艺仅通过向土壤处理系统中接种蚯蚓, 改善生态滤池的处理环境, 提高污水处理效率, 适宜用于农村生活污水处理。李军状等采用塔式蚯蚓生态滤池处理系统对集中型农村生活污水进行处理, 该系统对COD、NH4 -N、TN 和TP 的平均去除率分别为86.7%、91.3%、72.4%和96.2%。不过, 如何长期保持蚯蚓良好的活性, 是该技术面临的一个重要问题。另外, 对蚯蚓生态滤池处理系统的长期运行效果, 尚需检验。
稳定塘处理系统
美国加州大学伯克利分校的Oswald 提出的, 是一种利用天然净化能力的生物处理构筑物的总称, 主要利用菌藻的共同作用处理废水中的有机污染物。Babu 等的研究证明, 其建造的藻类稳定塘的主要除N 机理是硝化−反硝化、藻类对N 的利用以及矿化作用。赵学敏等对滇池流域大清河生物稳定塘系统中的水质净化效果进行了分析, 结果表明, 生物稳定塘系统对TN、TP、NH4 -N、BOD5 和COD 的去除率分别达29.29%、48.68%、33.68%、68.14%和71.25%。
生物膜处理技术
生物膜法就是利用微生物分解功能,采取人工措施来创造更有利于微生物生长和繁殖的环境, 使微生物大量繁殖, 以提高对污水中有机物的氧化降解效率。改进后的“一体化生物膜技术”处理农村生活污水进行了实际应用, 监测结果表明, 其对COD、BOD、NH4 -N、TN、TP 和SS平均去除率分别为75.6%、85.9%、86.7%、63.9%、69.3%和85.5%。
二、生活垃圾和农业废弃物处理技术
生活垃圾、农作物秸秆、畜禽养殖废弃物等是我国农村主要的固体废弃物, 实现农村固体废弃物的资源化是当前农村生态环境建设的重要内容。
生活垃圾
目前的主要处理方式以“村收集−镇转运−县(市)集中处理”为主, 大部分被集中填埋或焚烧, 少部分与农作物秸秆、畜禽养殖废弃物等进行堆肥化处理。高温堆肥过程中如何减少N的损失是高温堆肥要解决的关键技术。
农作物秸秆
农作物秸秆的处理以还田为主, 包括部分还田或全量还田。随着作物收获机械的改进, 秸秆全量还田已成为主要还田方式。此外, 秸秆打捆收获后用作能源、建筑材料、花卉盆钵等新型资源化方式也已形成一定的规模。
畜禽粪便
畜禽粪便资源化的主要途径是农肥化,固体部分经发酵后生产优质有机肥,再进行还田以实现循环利用。液体部分目前主要处理方式包括厌氧发酵生产沼气, 或直接进入污水处理工程进行净化, 或与农村的固体废弃物如秸秆、生活垃圾等进行联合发酵。其中沼液的安全处置是当前急需要解决的关键问题。
三、农业化学品减量化技术
化肥减量化技术
氮肥运筹优化技术：目前，在太湖地区水稻产区通过两年连续试验,消减50%的施氮量(相对于常规施氮量)并未显著影响水稻产量。在巢湖地区根据蔬菜地养分供应能力和甘蓝的营养特性, 运用减量平衡施肥技术, 使肥料施用量减少30%, N、P、K 肥利用率分别提高27.3%、23.4%和23.5%。
种植制度优化技术: 比如稻麦轮作制中引入豆科绿肥, 既可降低旱季的施氮量, 又可补充稻季的氮素。在太湖地区进行的水稻−紫云英轮作试验结果表明, 冬季将小麦改为紫云英, 稻季不施用化学氮肥, 水稻产量可达到农户常规产量的95%左右, 如果补充农户施氮量的30%, 则可获得与农户正常产量相当的产量, 或略有增产。
缓控释等新型肥料技术: 缓控释肥料中养分的释放与作物养分需求比较吻合, 养分的释放供应量前期不过多, 后期不缺乏, 具有“削峰填谷”的效果,可以大大降低向环境排放的风险。
施加土壤改良剂控制N、P 流失: 生物质炭(bio)由于其良好的吸附性能、低廉的成本以及良好的生物亲和性, 将其运用于农田营养盐释放控制,受到研究人员的关注。
农药减量化与残留控制技术
在化学农药减量施用方面, 当前主要发展趋势是由化学农药防治逐渐转向非化学防治技术或低污染的化学防治技术。近年来伴随着基因工程和分子生物学的发展, 构建高效工程菌是当前研究的热点, 将高效降解农药酶的基因构建到载体上, 经转化获得工程菌, 以期提高具降解作用的特定蛋白或酶的表达水平, 从而提高降解活性。但是目前的研究仍然存在不足, 大多数研究以实验室研究为主。
四、污染物质的生态拦截技术
农业面源污染物质大部分随降雨径流进入水体,在其进入水体前, 通过建立生物(生态)拦截系统, 有效阻断径流水中的N、P 等污染物进入水环境, 是控制农业面源污染物的重要技术手段。国外主要是设置宽广的生物隔离带来控制N、P 的径流迁移, 如加拿大一种“草地−树木过滤带系统”, 可以显著降低径流的污染物含量。国内生态拦截技术的生态沟渠的农田规划和设计标准、两侧及岸边植物品种筛选及空间配置技术、水生经济植物的品种筛选及空间配置技术、浮床植物的肥药管理技术、浮床植物残体的再利用技术以及植物的高效N、P利用机制等的研究还需要进一步拓展和深化。
2023-09-21
2023-09-18
2023-09-17
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