农田面源污染防治技术指南资料下载.pdf
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中国环境科学研究院、中国科学院大学、江苏省农业科学院。
i目录1总则.11.1适用范围.11.2规范性引用文件.11.3术语和定义.22农田面源污染产生过程、污染特征及控制策略.52.1产生过程.52.2主要污染物及其性质.52.3产生规律.62.4污染特征.72.5控制原则与策略.73农田面源污染诊断方法与技术.93.1污染物识别.93.2污染物向水体迁移途径诊断.93.3优先控制污染物确定.93.4污染物向水体迁移关键时期诊断.103.5农田面源污染重点控制区识别与确定.103.6农田面源污染监测方法与技术.104农田面源污染源头控制技术.144.1土地利用规划与空间布局.144.2化肥减量化技术.154.3种植制度优化.18ii4.4土壤耕作优化.194.5土壤调理剂施用.204.6氨挥发控制技术.214.7节水灌溉技术.224.8农作物秸秆利用技术.254.9农药减量化与残留控制技术.275农田面源污染过程阻断技术.295.1生态田埂技术.295.2生态拦截带技术.305.3生态拦截沟渠技术.306农田面源污染末端强化技术.326.1前置库技术.326.2生态排水系统滞留拦截技术.336.3人工湿地技术.347投资与估算.368维护管理.378.1二次污染防治.378.2防止淤积.37附件案例.3811总则1.11.1适用范围适用范围本技术指南规定了种植业相关的最佳管理实用技术,主要包括农田面源污染诊断方法与技术、农田面源污染源头控制技术、农田面源污染过程阻断技术、农田面源污染末端强化技术等。
本技术指南适用于水质较好湖泊(含水库)流域的农田种植业污染控制,其他流域的农田种植业污染控制可参照执行。
1.21.2规范性引用文件规范性引用文件本指南内容引用了下列文件中的条款。
凡是不注日期的引用文件,其有效版本适用于本指南。
GB/T16453.1-2008水土保持综合治理技术规范坡耕地治理技术GB3838-2002地表水环境质量标准GB50288-1999灌溉与排水工程设计规范GB/T50363-2006节水灌溉工程技术规范GB5084-2005农田灌溉水质标准GB/T8321-2009农药合理使用准则HJ555-2010化肥施用环境安全技术导则HJ556-2010农药使用环境安全技术导则SL18-2004渠道防渗工程技术规范TD/T1012-2000土地开发整理项目规划设计规范21.31.3术语和定义术语和定义1.3.11.3.1氨挥发氨挥发土壤中的铵态氮转化为氨气而进入大气的过程。
1.3.21.3.2大气沉降大气沉降指大气中氮、磷、重金属及有机污染物等直接沉降或通过雨雪等方式沉降到陆地和水体的过程,包括干沉降和湿沉降两种。
1.3.31.3.3等高种植等高种植在山坡同等高度的土地上种植农作物。
等高种植可减轻降雨对山坡上土壤的冲刷。
1.3.41.3.4过程阻断技术过程阻断技术指在污染物向水体迁移的过程中,通过一些物理的、生物的以及工程的方法等对污染物进行拦截阻断和强化净化,延长其在陆域的停留时间,最大化减少其进入水体的污染物量。
1.3.51.3.5缓释肥料缓释肥料由化学法或物理法制成能延缓养分释放速率,可供植物持续吸收利用的肥料。
1.3.61.3.6缓释氮肥缓释氮肥由于化学成分改变或表面包涂半透水性或不透水性物质,而使其中有效氮素慢慢释放,保持肥效较长的氮肥。
31.3.71.3.7基肥基肥播种前或移栽前施入土壤的肥料。
1.3.81.3.8硝化抑制剂硝化抑制剂某些能抑制硝化菌活性,降低或延缓铵态氮向硝态氮的转化,从而减少氮素以硝酸盐态淋溶损失的物质。
1.3.91.3.9土壤土壤淋溶淋溶降水或灌溉导致土体水下渗,上方土层中的某些矿物盐类或有机物质溶解并转移到下方土层中的过程。
1.3.101.3.10农田面源污染农田面源污染指农业生产活动中的氮素和磷素等营养物、农药以及其它有机或无机污染物,通过农田地表径流和农田渗漏等途径污染地表和地下水环境。
1.3.111.3.11农田废弃物资源化农田废弃物资源化指对农业生产、农产品加工、畜禽养殖业和农村居民生活排放的废弃物进行资源化利用,通常资源化方式有肥料化、基质化和能源化等。
1.3.121.3.12农药废弃物农药废弃物指农药使用过程中产生的废包装物及在贮运等过程中失效的农药。
41.3.131.3.13生态拦截生态拦截依据生态学原理,采用生物技术、工程技术等措施对农田径流中的氮、磷等物质进行拦截、吸附、沉积、转化及吸收利用,从而对农田流失的氮磷等进行有效拦截,达到控制养分流失,实现养分再利用。
1.3.141.3.14生态沟渠生态沟渠依据生态学原理,在农田系统中构建的沟渠。
在沟渠中配置多种植物,并在沟渠中设置透水坝、拦截坝等辅助性工程设施,对沟渠水体中氮、磷等物质进行拦截、吸附,从而净化水质。
1.3.151.3.15土壤吸附作用土壤吸附作用污染物在土壤中于固、液两相间分配达到平衡时的吸附性能。
1.3.161.3.16土壤调理剂土壤调理剂又称土壤改良剂,指加入土壤中用于改善土壤的物理和(或)化学性质,及其生物活性的物料。
1.3.171.3.17微灌技术微灌技术指利用微灌设备组装成微灌系统,将有压水输送分配到田间,通过灌水器以微小的流量湿润作物根部附近土壤的一种局部灌水技术。
52农田面源污染产生过程、污染特征及控制策略2.12.1产生过程产生过程种植业生产过程中为保证农作物生产和收获,经常使用大量肥料(化肥、有机肥)和农药等农用化学品,造成这些农用化学品在土壤中大量累积。
在降雨及灌溉的驱动下,肥料中的氮磷及农药中的有机组分等通过径流、淋溶、侧渗向水体迁移;
肥料中的氮和农药中的有机组分通过挥发进入大气,随后又通过大气干湿沉降向水体迁移;
农田废弃物大量堆积产生的污染物随径流、淋溶、侧渗向水体迁移。
2.22.2主要污染物及其性质主要污染物及其性质农田种植业生产过程中产生的污染物主要包括氮、磷、农田废弃物和残留农药等,造成我国土壤及水体污染的农药主要是有机氯(滴滴涕、六六六、毒杀酚等)和有机磷(甲胺磷、对硫磷、敌敌畏等)两大类。
2.2.12.2.1溶解性溶解性氮(氨氮、铵态氮、硝态氮、有机氮)、磷(无机磷和有机磷)、农药等可溶于水,其主要以水为载体,通过径流、淋溶、下渗和侧渗等途径进入地表水和地下水。
2.2.22.2.2吸附性吸附性氮(氨氮、铵态氮、硝态氮、有机氮)、磷(无机磷和有机磷)、农药等被土壤颗粒物吸附,通过土壤流失随径流迁移至水体,污染水6体。
通常,土壤对无机磷酸盐吸附能力较强。
2.2.32.2.3挥发性挥发性部分污染物,如氨氮、农药等具有挥发性,可通过挥发进入大气,随后通过干湿沉降进入水体。
2.2.42.2.4时空变异性时空变异性农田面源污染物向水体的迁移主要受降雨、灌排等的驱动,具有明显的不确定性和时空变异性。
2.32.3产生规律产生规律农田面源污染产生量受降雨的强烈影响,降雨量越大、降雨强度越高,污染产生量就越大。
水是农田面源污染向水体迁移的载体。
降雨产生地表径流或淋溶时,溶于水中的污染物向水体迁移。
降雨强度越大,径流量越大,农田向水体迁移的污染量越多。
农田面源污染产生量受施肥量和施肥时间的强烈影响,施肥量越高,污染产生的风险越大。
施肥一周内是农田面源污染的高风险期,施肥一周以后则风险较低。
农田面源污染发生受土壤类型、耕作方式及肥料种类等的影响。
旱地主要以淋溶和氨挥发损失为主,稻田以径流和氨挥发损失为主。
粗质地土壤漏水、漏肥,污染物以淋溶方式迁移的风险大。
石灰性等碱性土壤氨挥发风险大。
温度越高氨挥发量越大。
速效氮肥如尿素、碳铵等流失风险较大,而有机肥和缓控释肥相对较小。
72.42.4污染特征污染特征农田面源污染面广量大,污染主体多,污染源分散且隐蔽,污染发生的时间和空间具有随机性和不确定性,难监测、难量化。
因此,农田面源污染控制的难度较大。
农田面源污染不仅包括氮、磷等无机物污染,还包括农药带来的有机污染,呈复合污染特征。
加上农业生产经营的多样化,使得农田面源污染难以像点源污染治理那样制定统一的技术标准和措施。
因此,农田面源污染难以治理。
农田面源污染物具有量大和低浓度特征,难治理、成本高、见效慢。
农田面源污染物主要是氮和磷,排放的大部分污染物在进入水体后浓度相对较低,总氮浓度一般低于10mg/L,总磷浓度一般低于2mg/L。
由于浓度低,污染物来源多而分散,造成治理难度加大,传统的脱氮除磷工艺去除效率较低、成本高且见效慢。
农田面源污染监管难。
我国农业涉及人口众多,生产主体庞大(千家万户),涉及管理部门多(农业、环保、林业等),协调管理困难。
2.52.5控制原则与策略控制原则与策略2.5.12.5.1控制原则控制原则遵循总量控制原则。
采取源头控制、过程阻断、末端强化相结合原则。
遵循污染中氮、磷与水的资源化利用原则。
与农村生态文明建设相结合原则。
82.5.2.2.5.2.控制策略控制策略农田面源污染控制应对面源污水实行分区、分级、分时段综合处理和控制。
分区控制即划分不同污染风险区进行控制,根据农田距离河湖的位置进行风险区的划分。
离河湖近的区域应严格实行总量控制,可适当减少农产品产量,发展生态循环农业,政府可采取一定的生态补偿措施;
其它地区要兼顾产量和环境,发展高产高效低污农业。
分级控制,即根据不同区域污染水体的重要性以及污染途径的贡献进行优先排序分级控制,如北方旱作区地下水硝酸盐超标严重,应重点控制渗漏,以氨挥发和径流控制为辅;
南方地表水体富营养化严重,应重点控制径流,以氨挥发和渗漏控制为辅;
农药污染严重的区域则以农药控制为主。
分段控制,即根据污染发生过程中污染的严重程度进行分段控制,应重点对雨季进行控制,对污水进行收集与处理;
降雨时应重点控制初期径流(此时污染物浓度较高)。
施肥季应注重施肥一周内的污染防控,此期为污染的高风险期。
93农田面源污染诊断方法与技术农田面源污染诊断主要涉及探明某区域农田面源污染主要污染物、面源污染物向水体迁移途径、发生强度、时空规律及其关键影响因素等,这些信息对选择农田面源污染防治技术,制定科学、合理、低成本、可持续、高效的农田面源污染控制措施与方案具有重要参考价值。
3.13.1污染物识别污染物识别通过采集典型时期农田径流水、沟渠水、淋溶水样,分析其污染物种类,监测从农田挥发的污染物种类,结合对污染受纳水体利用途径、土壤性质、环境要素(降雨等)和施肥等,来综合判断区域内污染物种类。
3.23.2污染物向水体迁移途径诊断污染物向水体迁移途径诊断在获
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