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农业非点源污染与防治技术评价及治理模式研究

孙嘉  
【摘要】:水环境污染的形式主要有点源污染和非点源源污染,在点源污染被有效控制的情况下,农业非点源污染已经成为造成水环境污染的主要原因之一。并且农业非点源污染所造成的环境污染制约了农村社会经济的发展,是亟待解决的一个重要环境问题。本文研究依据农业非点源污染输出估算对我国的农业非点源污染现状进行分析,为农业非点源污染的科学治理提供一个宏观依据;针对现有主要农业非点源污染治理技术进行综合评价,从措施选择的角度为非点源污染治理提供参考。在此基础上针对典型区域存在的重点农业非点源污染问题进行治理模式及治理技术研究,为相关区域的农业非点源污染治理提供科学依据。研究结果表明:(1)本文研究对我国农业非点源污染物的空间分布、主要来源类型和污染程度进行分析。结果显示:我国年农业非点源污染物产生总量达到10.81×106t/a,31个省市年平均非点源污染物产生量达到3.18×105t/a。 TN输出量的平均值为1590.47kgN·km-2·yr-1,TP输出量的平均值为340.78kg P·km-2·yr-1。我国主要的农业非点源污染物来源类型包括:化肥畜禽污染、化肥施用污染、农村畜禽养殖污染、化肥生活污染。根据内梅罗指数计算结果显示,我国21个省市农业非点源污染程度属于极重度或重度。(2)本文研究对15种农业非点源污染治理技术进行分类与综合评价。依据“源头-过程-末端”治理体系将常见治理技术分为源头治理技术、过程治理技术及末端治理技术。从处理效果、硬件要求、外界条件及经济效益4个方面综合考虑并结合评价得分,建议在源头治理技术中优先选择“一池三改”技术;在过程治理技术中优先选择土地处理技术;在末端治理技术中优先选择好氧生物膜法。(3)本文研究选取北京门头沟地区东灵山流域进行基于侵蚀控制的非点源污染治理研究。结果显示研究区域平均土壤侵蚀模数为2685t.hm-2.a-1,流域整体属于中度侵蚀,流域内地形地貌因子及植被覆盖度因子是区域侵蚀控制的关键因素。(4)山西岚漪河岚县河段农业非点源污染来源为化肥施用所产生的N、P污染物,流域内3-6号河段为非点源污染物重点控制河段。流域内典型草本植被缓冲带在18m宽度条件下对TN的去除率最高为85%;草本及草灌缓冲带在12m宽度条件下对TP的去除效果较为接近。流域内1、2、7、8、10河段植被带宽度建议为18.97m;3、4、5、6号河段植被带宽度建议为28.01m;9号河段植被缓冲带宽度建议为12.85m。(5)3种吸附材料中,高岭土对氨氮和磷的吸附能力要优于膨润土和沸石粉。生态减污袋中砂土与高岭土最佳配比为1:1的重量百分比,其低温条件下对水体中氨氮及磷的去除效果最好分别达到67%和38%。


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