1、我們畢業啦其實是答辯的標題地方農村水體修復的“4R”理論與工程實踐演講人XXX一 概述二 源頭減量三 過程阻斷四 養分再利用五 生態修復CONTANTS一 概述 隨著工業廢水和城市生活污水等點源污染得到有效控制，農村面源污染已經取代點源成為水環境污染的最重要來源。 水環境污染已成為制約我國經濟發展，影響居民生活水平最嚴重的問題。水環境污染主要表現為兩種污染形勢，一種是點源污染，另一種是面源污染。1.1 引言1.2 水環境現狀生活污水排放口工業廢水排放1.2 水環境現狀城市面源污染暴雨后的水質1暴雨后的水質21.2 水環境現狀稻田施肥稻田噴藥土地爺的求饒追逐利潤1.2 水環境現狀復合肥氮肥磷肥1

2、.2 水環境現狀豬場泥鰍飼料水產泥鰍塘生豬飼料1.2 水環境現狀豬場廢水曝氣裝置1沼液澆灌沼液豬場廢水曝氣裝置21.3 農村面源污染來源與特征農村面源污染具有以下特征：（1）污染來源的分散性、復雜性以及溯源的困難性。（2）污染物排放的不確定性和隨機性。（3）污染物以水為載體，其產流、匯流特征具備較大的空間異質性。（4）污染物具有量大和低濃度特征，難治理，成本高，見效慢。 典型的農村面源污染包括農田徑流（化肥、農藥流失）和滲漏、農村地表徑流、未處理的農村生活污水、農村固體廢棄物及小型分散畜禽養殖和池塘水產養殖等造成的污染。1.4 農業面源治理的“4R”理論 農村面源污染治理的“4R”理論，即源頭

3、減量（Reduce）、過程阻斷（Retain）、養分再利用（Reuse）和生態修復（Restore）。 “4R”控制技術體系是以污染物削減為根本，從污染物的入手，根據治理區域的污染匯聚特征進行，通過對減少污染物的入水體量，并對水體進行，從而實現水質改善的目的。二 源頭減量2.1 源頭減量的途徑 農村面源污染因其污染源的高度分散性及污染排放的時空不確定性等特征，使得從源頭上控制污染物的產生變得尤為重要。源頭減量是減少面源污染的根本所在。 源頭減量可以通過減少肥料用量或者減少排水量兩種途徑實現。 （1）減少肥料用量，可采用基于目標產量和肥料效應函數的氮肥優化技術、按需施肥技術、平衡施肥技術、有機無

4、機配合技術或者使用新型緩控釋肥等技術，也可通過改變輪作制度等來實現。 （2）減少排水量，則需要對水分進行優化管理，旱地采用水肥一體化技術，水田采用節水灌溉技術，坡耕地采用保護性耕作等技術等。2.2 源頭減量的技術 源頭減量技術主要有以下幾種：1、基于增效原理的優化施肥技術；2、有機肥替代減量技術；3、基于種植制度/輪作制度調整的源頭減量技術；4、節水灌溉及水肥一體化技術；5、其他技術。（包括免耕技術、覆蓋技術、橫壟耕作技術等）2.2.1 基于增效原理的優化施肥技術油菜花的平衡施肥木桶原理（1）平衡施肥技術 平衡施肥技術也稱測土配方施肥技術，其在作物需肥規律、土壤供肥特性與肥料效應的基礎上，統籌

5、考慮了氮磷鉀3種大量元素及微量元素的供應，從而使土壤養分的供應能夠全面滿足作物生產的需要，提高肥料利用率，減少肥料損失。2.2.1 基于增效原理的優化施肥技術緩控釋肥包裝包衣緩控肥（2）新型緩控釋肥技術 新型緩控釋肥通過對傳統肥料外層包膜處理來控制養分釋放速度和釋放量，使其與作物需求相一致，可顯著提高肥料利用率。2.2.2 有機肥替代減量技術畜禽糞便秸稈 這類技術多以農業廢棄物如秸稈、處理過的畜禽糞便、沼液沼渣、菌渣、綠肥等富含一定 N、P養分的有機物料來替代部分化肥，利用有機物料中養分緩慢釋放的特點，達到減少化肥用量，減少面源污染排放的目的。2.2.2 有機肥替代減量技術沼液 這類技術多以農

6、業廢棄物如秸稈、處理過的畜禽糞便、沼液沼渣、菌渣、綠肥等富含一定 N、P養分的有機物料來替代部分化肥，利用有機物料中養分緩慢釋放的特點，達到減少化肥用量，減少面源污染排放的目的。沼渣2.2.3 基于種植制度/輪作制度調整的源頭減量技術輪作培訓 60%以上的設施菜地在夏季期間處于揭棚狀態，而揭棚期（69 月）又恰逢降雨高峰期，加上設施菜地土壤硝態氮高殘留現象普遍，導致該期土壤硝態氮淋失嚴重，為氮流失的高峰時期。該期種植填閑作物，可有效吸收土壤根層氮素，減少徑流損失；同時植物的蒸騰作用減少了土壤剖面中的水分，減少了硝酸鹽隨水分的下移；深根系的填閑作物還可通過根系的下扎將土壤下層養分像泵一樣抽上來，

7、從而顯著減少了土壤淋洗的風險。輪作模式2.2.4 節水灌溉及水肥一體化技術水肥一體化流程 農田氮磷等養分的流失是以水為載體，對于旱地，水分還是影響肥料有效性的重要因素，因此農田水分管理對控制農業面源污染的流失起著不可忽視的作用。在旱作和蔬菜生產中，多采用大水畦灌、隨水沖肥的方法，造成氮素養分向深層土壤淋失，氮素利用率降低。優化灌溉管理，發展水肥一體化技術（滴灌、噴灌），可有效提高水肥利用率，減少氮磷流失，并緩解土壤次生鹽漬化問題。水肥一體化應用三 過程阻斷3.1 過程阻斷的種類 農村面源污染因其排放路徑的隨機性、排放區域的廣泛性以及排放量大面廣等特征，即使在實施源頭控制后，仍然不可避免地有一部

8、分污染物隨各排放途徑輸移，對下游水體水質造成很大的影響，因此，實施過程阻斷技術，高效阻斷污染物輸移是農村面源污染治理技術中非常重要的一環。 過程阻斷技術包括以下幾種：（1）生態攔截溝渠技術；（2）人工濕地技術；（3）稻田消納技術；（4）近河道端的生態丁型潛壩攔截技術；（5）前置庫技術；（6）其他攔截技術。（包括緩沖帶等）3.1.1 生態攔截溝渠技術生態溝渠1 生態攔截溝渠技術就是面源污染過程阻斷技術中的重要代表。該技術主要是通過對現有排水溝渠的生態改造和功能強化，或者額外建設生態工程，利用物理、化學和生物的聯合作用對污染物主要是氮磷進行強化凈化和深度處理，不僅能有效攔截、凈化農田污染物，還能匯

9、集處理農村地表徑流以及農村生活污水等，實現污染物中氮磷等的減量化排放或最大化去除。生態溝渠23.1.1 生態攔截溝渠技術原生態生態溝渠 生態攔截溝渠技術就是面源污染過程阻斷技術中的重要代表。該技術主要是通過對現有排水溝渠的生態改造和功能強化，或者額外建設生態工程，利用物理、化學和生物的聯合作用對污染物主要是氮磷進行強化凈化和深度處理，不僅能有效攔截、凈化農田污染物，還能匯集處理農村地表徑流以及農村生活污水等，實現污染物中氮磷等的減量化排放或最大化去除。3.1.2 人工濕地技術 人工濕地是 20 世紀 70 年代發展起來的新型污水處理和水環境修復技術，為由土壤或人工填料（如碎石等）和生長其中的水

10、生植物所組成的獨特的土壤-植物-微生物-動物生態系統。人工濕地1人工濕地23.1.3 稻田消納技術 稻田具有雙重性的特點，作為農業生產系統，需要大量肥料投入來確保高產，保障我國糧食安全，從而導致部分氮磷流失，成為面源污染物的發生源；但是，稻田作為一個天然的人工濕地系統，包含其周邊河流及溝渠在內的水文單元，均可以被用來處理面源污水，作為面源氮磷和低污染水的匯流消納場所，起到“匯”的功能。稻田消納技術稻田圖3.1.4 近河道端的生態丁型潛壩攔截技術 生態丁型潛壩是借鑒水利工程中丁字壩的設計思路，結合生態浮床、人工濕地的基本原理而開發設計的，其主要設置在河道支浜承納污水的端頭，作為陸-水界面的交接斷

11、面，對進入水體后的面源污染物進行有效攔截。生態丁型壩3.1.5 前置庫技術 前置庫技術是利用水庫的蓄水功能，將污水截留在水庫中，經物理、生物作用強化凈化后，排入所要保護水體。水庫1水庫2四 養分再利用 It was the best of times, it was the worst of times; it was the age of wisdom, it was the age of foolishness. 4.1 養分再利用種類 農業廢棄物以及農村廢水中的氮磷進入水體會成為水系污染源，但進入農業生產系統就是作物必需的大量營養元素。因此，對這些氮磷養分進行循環利用，是控制農村面源污染

12、的有效途徑之一，也是農村面源污染治理的“4R”控制技術中不可或缺的一個環節。 養分再利用技術包括以下幾種：（1）畜禽糞便氮磷養分農田回用技術；（2）農作物秸稈中氮磷養分的農田回用技術；（3）農村生活污水、農田排水及富營養化河水中氮磷養分的稻田處理技術。4.1.1 畜禽糞便氮磷養分農田回用技術 該養分包括畜禽糞便、固體有機肥、養殖肥水和沼液。畜禽糞便固體有機肥4.1.1 畜禽糞便氮磷養分農田回用技術 該養分包括畜禽糞便、固體有機肥、養殖肥水和沼液。養殖肥水沼液4.1.2 農作物秸稈中氮磷養分的農田回用技術 該養分包括秸稈直接還田、基于堆肥化處理的秸稈間接還田、基于能源利用的秸稈間接還田和其他還田

13、（如食用菌渣還田）。秸稈直接還田堆肥處理間接還田4.1.2 農作物秸稈中氮磷養分的農田回用技術 該養分包括秸稈直接還田、基于堆肥化處理的秸稈間接還田、基于能源利用的秸稈間接還田和其他還田（如食用菌渣還田）。能源利用秸稈間接還田裝置4.1.3 農村生活污水、農田排水及富營養化河水中氮磷養分的稻田處理技術 該養分包括農村生活污水、農田排水及富營養化河水。農村生活污水農田排水4.1.3 農村生活污水、農田排水及富營養化河水中氮磷養分的稻田處理技術 該養分包括農村生活污水、農田排水及富營養化河水。富營養化河水五 生態修復It was the best of times, it was the wors

14、t of times; it was the age of wisdom, it was the age of foolishness. 5.1 生態修復的種類 生態修復技術的應用需與生態攔截技術和養分利用技術相協調，要以不同功能和目標需求為導向，注重采用組合技術工藝進行修復，以提高水環境生態修復的效果。 生態修復技術包括以下幾種：（1）生態浮床技術；（2）水生植物恢復技術；（3）以土壤生物工程為主的生態護坡技術；（4）其他技術。（包括適度清淤、食藻蟲引導的生態修復技術等）5.1.1 生態浮床技術 生態浮床技術是運用無土栽培的原理，采用現代農藝和生態工程措施，將陸生或水生植物移栽到水面的一種水體污染治理技術，其原理是通過植物吸收、吸附、微生物降解等作用，達到凈化水質的目的。生態浮床生態浮床裝置5.1.2 水生植物恢復技術 水生植物的生態功能方面，國內外研究較為深入，主要集中在水生植