【摘 要】
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农业面源污染的来源广泛且迁移转化过程复杂,已成为我国农业、农村水污染控制工作中的重难点所在。《第二次全国污染源普查公报》结果显示,农业源总氮、总磷排环境量占比46.5%和67.2%,这一数据在我国降雨径流易发和水土流失敏感的丘陵山区进一步提升。但由于对农业面源来源认知不清,加之技术和应用模式不完善,致使农业面源污染成为我国农村环境整治和乡村振兴战略实施的严重阻碍。为此,本文首先基于实地调查分析了谭
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农业面源污染的来源广泛且迁移转化过程复杂,已成为我国农业、农村水污染控制工作中的重难点所在。《第二次全国污染源普查公报》结果显示,农业源总氮、总磷排环境量占比46.5%和67.2%,这一数据在我国降雨径流易发和水土流失敏感的丘陵山区进一步提升。但由于对农业面源来源认知不清,加之技术和应用模式不完善,致使农业面源污染成为我国农村环境整治和乡村振兴战略实施的严重阻碍。为此,本文首先基于实地调查分析了谭家河丘陵区小流域氮磷流失来源,并针对农田氮磷流失研发了新型生态拦截沟渠技术。且围绕技术长久使用缺乏内动力的问题,构建了农业面源污染防治的“产业治污”模式,污染治理的同时带动产业发展。具体研究结果如下:1.以湖北省十堰市竹山县谭家河流域为例,对农业面源污染进行调查分析。调查数据表明,该区域种植业规模较大,农田每公顷化肥施用量不高,但地区间差异极大,个别区域每公顷高达1224.26 kg,并且每年产生大量秸秆等农业废弃物;畜禽养殖业规模较小,基础设施差,对粪污收集处理力度不足。区域畜禽粪污土地承载力分析表明,该流域畜禽存栏量远小于畜禽粪污土地承载力,农田满足对畜禽粪污消纳能力。因此,农田氮磷流失防治是治理重点。2.以载铁生物炭为填料,构建了新型生态拦截沟渠。载铁生物炭以氯化铁(Fe Cl3·6H2O)为铁源,通过浸渍法制备工业级铁改性椰壳生物炭,以袋兜形式填至生态沟渠中。XRD、XPS、FT-IR、SEM和EDS结果表明,该方法可使铁以氧化铁(Fe2O3)形式成功负载于生物炭上。通过室内吸附实验结果拟合得出,载铁生物炭对氮和磷的最大饱和吸附量分别为4.87 mg/g和2.47 mg/g,与Langmuir和准二级反应动力学模型相符合。在p H为3-11时,材料吸附氮磷的性能受p H影响较小。新型生态拦截沟渠实际应用结果表明,其能够对径流中的氮磷进行有效拦截,强化原有生态沟渠效果,氮磷去除率最高可达77.46%和60.24%。改性生物炭还田盆栽实验表明,该吸附剂吸附饱和后还田能够促进鸡毛菜生长。3.结合湖北省竹山县典型流域农业面源污染综合治理试点项目,构建了农业面源污染防治技术应用的“产业治污”模式并进行了示范。示范统计结果表明,“产业治污”模式以产业发展为核心带动污染治理,着重于农业废弃物资源回收利用,能够解决农业面源污染治理难实施、难监管、难持续的问题,能够实现环境效益与经济效益并举,为我国丘陵地区面源污染治理提供具有参考价值的控制模式范例。
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