国内外农村非点源污染研究之比较
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中国农村面源污染的基本状况、影响及发展趋势中国农村面源污染的基本状况、影响及发展趋势一、有关概念和情况介绍根据水污染的来源,人们把水体的污染源划分为:点源、面源和内源。
点源主要来自于工业和生活污水的集中排放;面源污染的来源比较广泛,其中以来自农田的面源污染最为突出,是相对于污染集中、有固定排污口的点污染而言的,又称面源污染;内源主要指水系沉积物的释放。
所谓农村面源污染又称农村非点源污染,它实际上就是一种水污染,是人们从事农业生产和生活活动时所产生的污染物,如农田中的土粒、氮素、磷素、农药及其他有机或无机污染物质,在降水或灌溉过程中,通过农田地表径流、农田排水和地下渗漏进入水体,引起水质污染的过程。
典型的农村面源污染包括农田径流(化肥、农药流失)、水土流失、村镇生活污水、农村固体废弃物及畜禽养殖等造成的污染。
据估计,来自农村面源污染约占河流和湖泊营养物质负荷总量的60~80%。
从20世纪70年代以来,发达国家的污染控制经验表明,随着对工业废水和城市生活污水等点源污染得到有效控制,农村面源污染尤其是农村面源污染已经取代点源成为水环境污染的最重要来源,是目前发达国家实现水质控制目标的难点和关键。
根据美国、日本等国家的研究,即使在点源污染全面控制(达到零排放)之后,江河的水质达标率仅为65%,湖泊的水质达标率为42%,海域水质达标率为78%。
1998年,美国的农村面源污染量占污染总量的2/3,其中农业的贡献率为75%左右,美国EPA将农村面源污染列为全美河流和湖泊的第一污染源。
1998年,联合国教科文组织对近20年来世界饮用水源减少的原因进行分析,发现50%是因为河流、湖泊、地下水的质量受到了严重的威胁,而这与农村面源污染密切相关。
经济合作与发展组织(OECD) 1987年的报告中就提出,在成员国中,硝酸盐与农药是最大的分散污染源,欧洲国家也得出相似的结论(何萍,1999)。
目前,中国各类农村面源污染所造成的水环境质量恶化问题日益明显和突出。
《农业非点源污染控制与管理政策研究——以平湖市为例的政策模拟与设计》篇一一、引言随着农业的快速发展和人口的不断增长,农业非点源污染问题日益突出,对生态环境和人类健康造成了严重影响。
平湖市作为我国农业大市,其农业非点源污染问题尤为突出。
因此,本文以平湖市为例,研究农业非点源污染控制与管理政策,以期为其他地区提供借鉴和参考。
二、平湖市农业非点源污染现状及成因分析(一)现状平湖市农业非点源污染主要包括化肥、农药、畜禽养殖等污染物,通过农田径流、农田排水等方式进入水体,对水环境造成严重污染。
(二)成因分析1. 农业生产方式落后:传统农业生产方式导致化肥、农药等过度使用。
2. 法律法规不健全:缺乏完善的法律法规和监管机制,导致农业非点源污染问题难以得到有效控制。
3. 农民环保意识不强:农民对农业非点源污染的危害认识不足,缺乏环保意识。
三、农业非点源污染控制与管理政策设计原则(一)科学性原则:遵循科学规律,制定符合实际情况的政策措施。
(二)可持续性原则:政策设计应注重长远发展,保护生态环境和人类健康。
(三)综合治理原则:综合运用法律、行政、经济等手段,实现农业非点源污染的有效控制。
四、平湖市农业非点源污染控制与管理政策模拟与设计(一)完善法律法规体系1. 制定和完善相关法律法规,明确农业非点源污染的责任主体和责任内容。
2. 强化执法力度,严厉打击违法排放和过度使用化肥、农药等行为。
(二)推广科学施肥技术1. 推广科学施肥技术,减少化肥使用量,提高化肥利用率。
2. 鼓励农民使用有机肥和生物肥料,降低土壤污染。
(三)加强畜禽养殖污染治理1. 实施畜禽养殖场污染治理工程,建立完善的污水处理设施。
2. 鼓励农民采用生态养殖模式,减少畜禽养殖对环境的污染。
(四)提高农民环保意识1. 加强环保宣传教育,提高农民的环保意识和责任感。
2. 开展环保知识培训,引导农民科学种植、养殖。
五、政策实施与评估(一)政策实施1. 制定详细的实施方案和时间表,明确责任主体和任务目标。
农业非点源污染研究现状与发展趋势张水龙 庄季屏(中国科学院沈阳应用生态研究所,110015)C urrent Situation andD evelopment Tendency of Researches of Non -Point Source Pollution in A -griculture.Zhang Shuilong,Zhuang Jiping (I nstitute of A pp lied Ecology ,A cademia Sinica,Sheny ang 110015).Chinese Jour nal of Ecology ,1998,17(6):51-55.Four r esearch aspects of agricultural non-point source pollution at home and abr oad,i.e.,mecha -nism of occurence,expansion and transformation;impact on w ater environment;modelling;and control and management ar e reviewed.T heir development tendency is also discussed.Based on analy -si s of the current situation the w ays of resear ch suitable to actual conditio n in China ar e proposed.Key words:agr icultur al,non-point source pollution,current research situation,dev elo pmenttendency.作者简介:张水龙,男,28岁,博士研究生。
农村非点源污染的生态工程技术应用论文1.1 农村非点源污染的特点农村非点源污染主要具有三个特点,随机性、不确定性和空间差异性。
由于农村的非点源污染和该地区的降雨状况有紧密的联系,污染物会随着雨水流入不同的位置,污染状况是很随机的。
再有污染物的污染途径是不确定的,污染物的成分非常冗杂,会随着不同的载体到不同的地方,最终形成污染源。
有些污染物是可以用眼睛看得见的,但有些污染物是可以溶解在空气中、雨水里,既无法用眼睛看到也无法用手摸到,所以治理起来是非常的困难的。
1.2 农村非点源污染的污染源1.2.1 农业生产中的化肥污染随着农业生产的进展,为了提高农作物的产量,在农作物种植过程中会使用大量的化肥,如今中国的化肥使用量是世界上最多的国家,由于化肥的大量使用,化肥中的氮元素和磷元素会随着水土流失进入水体,随着水体的流淌,对水体四周的环境造成污染。
1.2.2 农业生产中的农药污染在农业生产过程中,为了防止农作物收到害虫和其他的灾难,会在植物生长的过程中使用农药。
农药的使用提高了农作物的.产量,但是却给环境造成了污染。
农药中有大量的有毒物质,会对土壤、水体造成严峻的污染,农药中的有毒物质还会随着水体流到其他地方,对水体周边的动植物造成影响。
1.2.3 居民生活废弃物的污染在居民生活的过程中会产生肯定的垃圾,生活垃圾、人和家畜的粪便、生活中产生的废水,这些垃圾会对环境造成污染。
有些居民会把家畜的粪便当作肥料施放到农田中,家畜的粪便和化肥比起来盐分含量比较低,但是由于运输不便利,所以就会把大量的家畜粪便施放到肯定范围内的农田中,导致农田土壤中含有大量的盐分,盐分不能充分的被利用,就会随着农田流失流入到水体中,造成污染。
2 农村非点源污染的环境影响2.1 导致水体富养分化近几年,通过对农村的河流、水库等水体环境的讨论,发觉农村水体的养分化现象特别严峻,水中含有大量的磷元素和氮元素,这就会导致水体消失藻华现象。
农村的非点源污染是导致这一现象的主要缘由,在农村的农业生产过程中,化肥的大量使用,化肥中氮元素和磷元素随着降雨和水土流失流入水体中,造成水体的养分化现象。
某地区非点源污染特征与控制研究随着城市化进程的加速和经济的快速发展,非点源污染问题日益凸显,成为重要的环境问题之一。
非点源污染,指的是经济活动等不可控因素引起的污染,如农业、城市道路、建筑施工和雨水径流等,其污染物的种类和浓度具有时空变异性。
本文针对某地区的非点源污染特征和控制方法进行研究。
一、非点源污染特征1.农业污染农业污染是一种主要的农村非点源污染,包括化肥、农药、畜禽粪便等。
目前,我国的农业生产已进入高产、高投入阶段,养殖业的规模也日益扩大,农药和化肥的使用量也在不断增加。
这使得农药、化肥等化学物质残留在土壤和农田渗漏到地下水,导致土地肥力下降,影响农作物的生长和发展,带来极大的经济和环境问题。
2.市政排污城市道路、建筑施工等市政排污是城市非点源污染的主要来源。
城市排放的污水、废水、废气和固体废物都会对周边环境产生一定的污染,尤其是雨水径流。
雨水径流会在流经城市的过程中携带许多有害物质进入水体中,造成水体污染,导致水质下降,甚至危及人类健康。
3.人为活动污染人类活动污染是造成非点源污染的重要因素,如旅游、交通等活动。
旅游活动通常在几个月的旅游季节里吸引了大量的游客,人数多,垃圾又多,往往不能及时清理,造成环境的恶化。
交通方面,随着城市车辆的增加,道路交通也参与到城市非点源污染中来,各种有毒有害废气的排放令空气中充斥着各种有害物质,产生破坏性。
二、非点源污染控制方法非点源污染控制措施包括源头减排和污染治理两方面。
在控制农业污染方面,可以统一配合农技员给予农民农业环境保护指导,合理施肥喷药,建设生态农业示范基地,发展有机农业等。
在控制城市非点源污染方面,可以在城市建设中注重绿化,加强地下管网建设,提高污水处理效率,加强垃圾分类处理,推广清洁能源等。
针对人为活动污染可以从立法、监管两方面加强管控,对垃圾、废水、排污等行为进行严格管理,完善相关法律制度和信息采集管理,加强技术支持和公众宣传教育,形成国家、地方、部门协同的机制。
农业非点源污染及其防治技术1.引言20 世纪70 年代以来,发达国家的污染控制经验表明,随着对工业废水和城市生活污水等点源污染的有效控制,非点源污染尤其是农业生产和生活活动引起的农业非点源污染,已经成为水环境污染的最重要的来源。
目前,农业非点源污染问题在全球仍十分严峻。
美国的非点源污染占污染总量的2/3,其中农业非点源污染的贡献率为75%左右。
而N、P营养元素是农业非点源污染主要的污染物质。
在丹麦270 条河流中94%的氯负荷、52%的磷负荷来自于非点源污染;荷兰来自于农业非点源污染的总氮、总磷分别占水环境污染总量的60%、40%。
农业非点源污染影响了全球陆地面积的30%~50%。
据统计,到2020年,经济合作与发展组织(OECD)国家农业总用水将增长15%,从农业入河的氮和生化需氧量(BOD)将至少增加25%。
中国农业非点源污染的局面也非常严峻。
据中国农业信息网公布数据核算,中国2005 年使用化肥4766 万t(折纯),按当年农作物播种面积计算,农作物的平均化肥施用量为306.5 kg/hm2,是世界化肥平均用量的3 倍之多。
但中国化肥的利用率很低,其中氮肥的利用率为30%~35%,磷肥为10%~20%,钾肥35%~50%。
到2005年,东部湖泊的污染负荷输入量中,农业非点源污染负荷入湖量已超过50%;大理洱海流域非点源氮、磷污染负荷分别占流域污染负荷的97.1%和92.5%;滇池外海流域的污染负荷中,来自农业非点源污染的总氮、总磷和化学需氧量分别占污染总负荷的60%~70%、50%~60%和30%~40%。
农田过量使用化肥是造成非点源污染的主要原因。
世界银行的报道指出,中国地下水有将近50%被农业非点源污染。
此外,中国受农业非点源污染影响的耕地面积已近2000 万hm2。
至2005 年,农业非点源污染已占中国全部污染的1/3,并有继续恶化的趋势。
因此,加强对农业非点源污染防治技术的研究已迫在眉睫。
17 科学时代・2007年第01期社科经济 SHE KE JING JI在水环境污染研究中,按照污染的发生类型,通常将水环境污染源分为点源和非点源。
点源污染最简单明确的定义是:污水在排放点通过排污管网直接进入水体。
相对于点源污染,在一个区域内如农田、没有排污管网的村镇上,通过地表径流、土壤渗滤进入水体中的氮和磷养分、农药等污染物即属于非点源污染。
国内外关于水环境污染的大量研究表明,当作为点源污染的工业污水和达到集中处理的城市生活污水等得到有效控制,非点源污染在水体污染中的比重不断增加,影响日益突出。
有研究认为,20世纪90年代全球30%~50%的陆面是受到非点源污染的影响[1]。
由于非点源污染形成过程受区域地理条件、气候条件、土壤条件、土壤结构、土地利用方式、植被覆盖和降水过程等多种因素的影响,因而具有随机性大、分布范围广、形成机理模糊、潜伏性强、滞后发生和管理控制难度大的特点[2]。
因此,非点源污染研究已成为水污染研究与控制的重要课题之一。
1 国外农业非点源污染研究国外非点源污染研究追溯起来,源于农业污染水质问题。
二十世纪60年代,美、英、日等一些发达国家率先起步,70年代以后在世界各地逐渐受到重视。
其中以美国研究历史较长。
70年代初进行的非点源的研究主要限于非点源污染特征、影响因素、单场暴雨和平均污染负荷输出等方面的初步研究,也有早期的农药输移和径流模型[3]。
70年代末期,为了满足水质规划的目的,开始使用数学模型进行定量评价农业污染水质现状,影响因素和宏观特征研究由相关因素分析和时空分异分析转向与非点源污染控制密切相关的主控因子和关键源区的空间分析。
80年代以来,非点源污染的研究涉及的地域更广、类型也更多样,因素分析和污染迁移机理更加深入。
非点源污染模型研究向实用方向发展,一些新的应用性模型广泛应用于农业非点源污染研究中。
随着计算机和卫星遥感技术的发展和进步,以陆地卫星数据库、航空摄影、GIS和陆地资源信息系统为代表的3S技术与非点源污染模型结合,广泛应用于非点源污染预测、管理措施改变对农业非点源污染的影响评价。
90年代后,美国内外农村非点源污染研究之比较文/冯 庆[摘 要]非点源污染研究是水污染研究与控制的重要课题之一。
国外农村非点源污染研究广泛涉及了流域内农业生产所致的非点源污染及技术控制和管理手段的多种综合控制对策措施;在我国,近年来,农村非点源污染的管理与控制、农村村镇的非点源污染研究工作、借助社会学的研究方法以及农村生活污水、垃圾的研究受到重视。
通过国内外研究的对比,指出今后我国非点源污染研究应重视发生于农村村镇的非点源污染、非点源污染的管理与控制对策的建立、以及注重社会学研究在非点源污染研究中的应用等。
[关键词]农业非点源污染 农村村镇非点源污染国水土保持局在对过去非点源污染模型十多年的应用经验进行总结的基础上对几大模型的预测能力进行了客观的评价。
与非点源污染负荷估算相关的流域开发方向、非点源污染管理模型和非点源污染风险评价成为本时期应用模型研究的最新突破点。
与非点源污染控制相关的影响因子研究也层出不穷[4]。
由此可见,国外农村非点源污染研究广泛涉及了流域内农业生产所致的非点源污染的特征、影响因素、污染负荷及流失、输移和径流中污染物的迁移转化机制,并进行影响评价、风险评价与预测、控制和管理研究与应用,借助3S新技术,向推广应用型和寻找新的非点源污染影响因子发展。
而发生在乡村聚落的非点源污染则较少涉及。
在控制对策方面,涉及了技术控制和管理手段的多种综合措施。
利用生态工程措施控制非点源污染是目前采取的有效手段。
国外大量修建人工湿地和恢复自然湿地,将之作为处理暴雨径流实现非点源污染控制的重要手段之一[5]。
美、法、德、以色列等发达国家相继开展了土壤渗滤相关研究,并应用于实际工程,取得了一定的成果[6]。
起源于70年代后期的美国的“最佳管理措施”,是最具代表性的管理和控制方面的研究,在这期间逐步发展与成型,并大量应用于农业非点源污染的控制中。
该措施是多部门合作并注重教育和推广服务,通过制定合理的政策法规,鼓励农场主采用先进的科学的农田管理方式。
在美国,已经实行的一些政策法规如:降低农产品税收、增加对化肥和农药的税收、设立专项基金鼓励农民采用最佳管理措施等,也已取得明显的效果。
法律方面,清洁水法规(The Clean Water Act)、联邦政府安全饮用水标准(Federal Safe Drink-ing Water Act)及有关的项目等这些与非点源污染控制有关的联邦法律发挥了重要的作用[7]。
2 我国农业非点源污染研究我国农业非点源污染研究始于80年代初的湖泊、水库富营养化调查和河流水质规划研究,先后在于桥水库、滇池、太湖、鄱阳湖、巢湖、三峡库区等湖泊、水库流域及沱江内江段、晋江流域、北江浈水流域、淮河淮南段、辽河铁科学时代KEXUESHIDAI岭段进行探索性的研究,较好地把握了非点源污染负荷发生状况,为湖泊、河流的水质规划与流域规划提供了可靠的依据,也为非点源污染研究积累了有益的经验[8]。
从1980-1990年,我国农村非点源污染研究仅是农业非点源的宏观特征与污染负荷定量计算模型的初步研究。
基于受纳水体水质分析,计算汇水区农业非点源污染输出量的经验统计模型这一时期发展较快并广泛应用。
如应用美国通用土壤流失方程(USLE),定量地研究了于桥水库受纳水体的非点源负荷量,在农村非点源污染研究中已注意到土壤侵蚀与水环境污染之间的关系[9]。
进入90年代,研究更加活跃。
农药、化肥污染的宏观特征、影响因素研究和黑箱经验统计模式继续在农业非点源污染研究中占重要席位。
此时,尹澄清等根据我国南方湖泊的实际情况,提出控制非点源污染物输入水体的“多水塘系统”对策,初步探索了农村水环境非点源污染防治工作[10]。
90年代末,GIS与简单模型结合进行土壤侵蚀模拟,也取得了很大的进展。
将农业非点源污染负荷模型与3S技术结合、与水质模型对接用于流域水质管理成为研究的新生长点。
近年来,非点源的管理与控制工作受到普遍关注,在生态技术控制农村非点源水污染方面作了大量的研究,并开始了从环境经济及环境社会学的角度研究非点源污染问题,工程与非工程性措施的结合成为非点源污染防治的突出特点。
因人工湿地基建费用低,运行成本低,维护技术低,氮磷去除效果显著,因而在生态技术控制农村非点源水污染研究中受到重视。
通过对滇池村镇生活污水和农业固体废物资源化处理技术设施建设和维护的农户支付意愿的调查、评估,运用社会学方法探讨了农业非点源污染治理实行收费政策的可能性及收费标准[11]。
此外,在太湖流域农村及华北高产农区等地,也有相关研究。
以福建省九龙江流域为例,还提出了畜禽养殖税(费)、排污权交易,化肥和农药施用税(费)、补贴、促险,退耕补贴、水保押金、流域共同治理基金、排污配额交易等环境经济手段及其应用形式,并分析论证了其实施后的费用效果和可行性[12]。
洪大用等(2004)从社会学的角度解析了中国农村面源污染加剧且治理难度大的深层社会原因,探讨了正在推进的城镇化进程对于农村面源污染控制的积极意义和局限。
2000年以来,以清华大学为主的课题组在滇池流域开展了系统的面源污染控制技术研究与示范,并在示范区取得明显效果。
以及1999年开始的由广东省生态环境与土壤研究所承担的“珠海非点源污染及其控制研究”项目;2003年科技部支持的武汉市“汉阳地区城市水体的面源污染控制技术与工程示范”等成果,为我国未来大规模开展面源污染控制,在决策、技术和工程等多个方面提供了有益的借鉴。
此外,在防治对策研究方面,由于农村非点源污染与水土流失的密不可分,可以认为,我国已开展多年的水土保持工作是有丰硕成果的,采取的多项水土保持措施对抑制土壤侵蚀发挥了积极作用。
对非点源污染防治工作的开展具有重要的指导意义。
3 我国农村村镇非点源污染研究伴随我国农村社会经济迅速发展所带来的日益严重的生态环境问题,在非点源污染研究方面,研究者注意到,无排水系统的农村生活污水及垃圾所造成的非点源污染的影响日益突出,农村村镇非点源污染成为农村非点源污染的重要组成部分。
据计算,上海市郊生活污水和人粪尿的等标排放量占总P值的21%,仅次于畜禽粪尿所占比重[13];在滇池流域,农村生活污水及农村固体废弃物对氮、磷流失的贡献率分别为5%和6%[14];1997年,江苏太湖地区向水体累计排放TN的各污染源中,生活污水及人粪尿占了32%[15]。
然而,这段时期对生活非点源的研究主要结合农村非点源污染的总体调查分析而展开,多采用排污系数计算的方法对污染负荷进行估算。
针对于生活污水、垃圾产生的非点源污染的专项研究始于近几年。
夏立忠(2003)等通过对太湖地区典型小城镇研究监测表明,小城镇及周边农村居民点的降雨地表径流己是水体氮磷负荷的重要非点源污染源,尤其是农村居民点TN、TP浓度显著高于交通干道商业区和镇居民区。
陈能汪等(2004)通过对福建九龙江村庄汇水区定点水质监测分析,总结了生活污水水质特性与排污特征,定量估算了九龙江流域农村生活污水营养盐污染负荷。
高良敏等(2005)特别以太湖流域农村厕所为研究对象,分析了农村厕所的类型,得出了各类型厕所使用的比例以及厕所污水直接或间接排向河流的比例,并通过水质监测表明农村地区厕所污水对环境的污染问题已是面源污染的重要组成部分。
刘永德(2005)等则以太湖流域的一个行政村为研究对象,依托新建的生活垃圾收集系统的运行和对村民的社会经济状况调查,分析了该村的生活垃圾产生特征及影响因素。
除此之外,也有较多的关于农村生活垃圾问题及其资源化利用、以及生活污水的专项研究。
4 国内外农村非点源污染研究评价对比国内外的研究,可见,我国非点源污染虽起步晚,但发展迅速。
并且不难发现,国外农村非点源污染研究几乎没有涉及农村生活型的如农村垃圾、污水等所致的非点源污染,国内学者结合我国国情对农村非点源污染有全面的考虑。
究其原因,在国外大都把农村垃圾、污水等作为点源排放而加以控制。
而在我国农村,地域广阔、村镇分布分散,由于大部分农村地区无配套的排污管网,伴随人口及经济的增长,农村生活污水及生活垃圾问题日益突出,生态环境恶化,也对水环境造成严重影响。
加之国情所限,在今后相当长的一段时期,村镇产生的污染物仍将会以非点源排放。
发生在我国农村村镇的这部分非点源污染,作为有别于国外的农业非点源类型,理应得到足够重视并展开相应研究及控制管理工作。
其次,对于我国的非点源污染研究,由于目前国内水污染控制重点仍主要放在点源治理上,还缺乏针对非点源污染的专门的治理手段,管理和控制措施分散于其它环境治理工作中,因而尚未有系统有效、因地制宜的非点源污染管理与治理对策建立。