小流域面源污染特征及防治研究
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小流域面源污染特征及防治研究
摘要:面源污染是造成江河水体污染的主要来源之一。随着点源逐步受到控制和治理,面源污染日益突出。文章探讨了小流域面源污染的基础特征和影响因素,探讨了小流域面源污染的防治对策。
关键词:面源污染;防治措施;特征
1 小流域面源污染的形成因素与基础特征
流域是地面水和地下水天然汇集的区域,是水土流失和开发治理的基本单元。流域大小的划分是相对的,根据水利部规定,我国目前水土保持工作中的小流域概念,是指面积小于50km2的流域。
1.1 小流域面源污染的形成因素
由于农业面源污染危害是一个慢性积累过程,在短时间内很难看出其受害症状。各级政府在抓农业生产、农民工转移、农村小城镇建设时,重点放在短时间内能增量增收、影响大、见效快的经济作物种植上。对农业面源污染的危害,无论是在认识程度、舆论引导,还是在政策配套、资金投入上都有差距。在中国大部分地区,受传统农业耕种习惯的影响及自然生态条件的限制,顺坡种植、开荒种植现象普遍存在,使得各流域内水土流失严重,大量的水土流失带着污染物进入水体,造成水环境污染。各地都在大力调整农业产业结构,以肉禽蛋奶为特征的养殖业(包括畜牧业、水产业)得到快速发展,养殖方式由纯粹的自然喂养向以饲料添加剂为特征的快速喂养转变,造成畜禽养殖和水产养殖污染。而目前国内耕地面积较少,人均耕地仅占0.09hm2的水平,人地矛盾突出,土地垦殖强度大,增大了耕地的承载压力。过度垦殖,导致大量化肥农药进入地表水环境。化肥仍然以单一含量的常规产品生产为主,高含量的复合肥产品研究和开发不够,品种类型少,特别是高含量的生物有机肥更少。已研制开发的生物有机肥产品,肥效不理想,价格偏高,农民难以接受。农药还是以化学农药为主,以杀虫剂为主。农业生产上虽禁止使用高毒高残留农药,但实际生产中所需要的高效、低毒、低残留农药见效慢,效果不达标,价格高,生产上难以推广。化学农膜研制较多,而有机农膜(如淀粉膜)则研制较少,缺乏突破性,价格高,生产中不好示范推广。同时,一般小流域内水流速度缓慢,水体自净能力弱,更是起到了集聚污染物的作用。
1.2 小流域面源污染的基础特征
面源污染与流域降雨过程密切相关,受流域水文循环过程的影响和支配,面源污染具有发生的随机性、污染物排放及污染流径的不确定性和广泛性、污染的时空差异性,污染物的来源和排放点不固定,形成过程的复杂性,导致其监测、控制和处理复杂而困难。
2 小流域面源污染的防治与管理措施
2.1 政策措施
2.1.1 合理规划流域农业结构和布局
流域面源污染与农业发展结构、布局不合理有很大关系,必须做好各个流域地区内的农业发展规划,特别是安排好城市郊区的农业产业结构与布局。根据当地实际情况,调整畜禽养殖和水产养殖结构,发展效益高、污染轻的特种养殖。同时调整农业种植结构,合理安排粮食作物与经济作物的比例,以食物链原理为指导,实行种植业和养殖业相结合的套养,在生产的每个阶段都注意防止污染,使废物最少化,并将每个环节产生的副产品与废物及时回收,综合利用。
2.1.2 大力发展以有机农业为主导的绿色产业
有机产品是高安全产品,有机产业经过70多年的发展,现已成为一种全球性的产业。目前中国的生态农业已经进入一个新的阶段,正在从点向面推广,由县级规模向地区、省级范围扩展。生态农业的核心,就是使农业生产中的能量和物质合理的流动,形成良性循环。有机农业是生态农业的表现形式,研究区域应积极推广应用生态农业,倡导绿色产品的有机食品,使当地农业生产在品质上不断提高的同时,通过微生物、生物和化学系统的最佳整合,控制病虫害,减少农药的使用,对环境的影响程度达到最小。
2.2 管理措施
2.2.1 科学合理的施肥制度
小流域的农业污染源在很大程度上是农药化肥的流失,如果施用农药化肥比例不当,随着降雨产生的径流,将大量肥料流失到下游造成污染。农药化肥的流失,主要受施肥量、施用时间、使用方法等因素的影响,根据研究区域的土壤类型、种植类型,进行试验研究,经济合理施肥,改进施肥方法,减少养分流失,提高肥料利用率。推广高效无污染的绿色肥料和有机肥料,推广使用有机肥、复合肥和作物专用肥。大力推广秸秆还田技术,禁止焚烧秸秆,秸秆还田面积应达80%以上,减少排人流域的污染物质。
2.2.2 农田的适当利用方式
水土流失与区域土地利用状况密切相关,不当的农田利用方式,造成泥沙和氮磷污染物的流失,这是很多小流域面源污染的主要来源。传统耕作方式不利于水土保持,而免耕和少耕能够降低径流中的悬浮物量,减少土壤中的养分流失,同时有效防止农业面源污染的形成。应对农民进行技术指导,将传统耕作变为保护性耕作,有利于减少污染物流失。除了耕作方式外,灌溉方式也是造成面源污染的因素之一。灌溉的方式主要有沟灌、淹灌和喷灌,三者相比,使用喷灌可以大大降低径流产生,能使灌溉水量减少31%~36%,地表排水量减少78%~
90%,负荷量也随之减少,由此有效控制面源污染发生率。调整土地利用方式,修水平条、挖鱼鳞坑、降低坡地,也是控制小流域面源污染的有效途径。因此应充分发挥小流域的山区优势,提高林地的覆盖率,适当减少水土流失比较严重的坡耕地和果园面积,优化小流域土地的利用结构。在农田区,通过研究地表和地下径流规律,在适宜的地方,增加一些草地和林地,也可较好的减少农田中土壤养分的流失。在水土流失严重地区,应采取乔、灌、草结合,针、阔叶树种混交等生物措施及适当的工程措施,控制水土流失。
2.2.3 增强农民的环保意识
农业面源污染,主要是农民不当的生产和生活方式造成的,涉及到整个农业生产和千家万户,具有广泛性、分散性和隐蔽性,治理难度较大。因此要在各级政府的农业发展规划中,引入农业环境评价体系及循环经济的概念和方法;充分利用广播、电视和报刊等新闻媒体的舆论作用,加大对面源污染的基本知识以及其治理技术、政策法规的宣传力度,增强全民生态环境意识与参与意识;改善投资环境,鼓励和促进畜禽和生产生活排放物的资源化综合利用及无害化厕
所、固定垃圾收集中转站和农村沼气等农业环境治理工程的建设。
2.3 工程措施
水土流失既是农业面源污染的主要污染源,又是农业面源污染的主要载体,因此控制水土流失,开发利用水土资源,建立有机、高效的农林牧业生产体系,可以有效控制小流域面源污染。主要工程措施包括坡耕地改造措施和林草措施。
2.3.1 坡耕地改造措施
加强流域水土治理,陡坡地和20°以上坡地开垦的坡耕地逐步退耕还林,并采取封育保护的治理措施,通过设置封、禁标牌及障碍物,提醒人们保护生态环境,在封禁区内,不存在农地,不允许放牧,其余的坡耕地修建成水平梯田,或采取水土保持耕作等措施加以治理。通过改造,使坡度减缓、土层加厚、土壤渗透力增强、地表径流减少、冲刷减轻,达到保土、保水、保肥、增产
的效果,从而达到逐渐控制面源污染的目的。
2.3.2 林草措施
在坡度缓的地方,坡脚采用植物护坡,选用生长快、根系发达、作用大的草本,且注重植物多样性。在缓坡地,营造水土保持林,在退耕地、撂荒地、沟坡、梯田田埂、废弃地,种植水土保持草,来更好的拦截径流泥沙携带的污染物。
在农田处修建沟垄、田埂、沟渠等简易工程,同时周围合理的建设固土