農(nóng)業(yè)面源污染又稱農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染，是指在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活活動(dòng)中，溶解的或固體的污染物，如氮、磷、農(nóng)藥及其他有機(jī)或無機(jī)污染物質(zhì)，從非特定的地域，通過地表徑流、農(nóng)田排水和地下滲漏進(jìn)入水體引起水質(zhì)污染的過程。農(nóng)業(yè)面源污染具有以下特征：
(1)污染來源的分散性、復(fù)雜性以及溯源的困難性;
(2)污染物排放的不確定性和隨機(jī)性;
(3)污染物以水為載體，其產(chǎn)流、匯流具有較大的空間異質(zhì)性;
(4)污染物具有量大和低濃度特征，難治理，成本高，見效慢。
針對(duì)農(nóng)業(yè)面源污染的特征，楊林章等[1]提出了“4R”控制技術(shù)體系，即源頭減量(Reduce)、過程阻斷(Retain)、養(yǎng)分再利用(Reuse)和生態(tài)修復(fù)(Restore)技術(shù)，四者之間相輔相成，構(gòu)成完整的技術(shù)體系鏈。
農(nóng)村4R技術(shù)簡(jiǎn)化架構(gòu)圖
源頭減量(Reduce)技術(shù)
農(nóng)村生產(chǎn)生活方式的改變來實(shí)現(xiàn)面源污染產(chǎn)生量的最小化。
針對(duì)高度集約化的農(nóng)田，可根據(jù)作物高產(chǎn)養(yǎng)分需求規(guī)律以及土壤供肥特征等進(jìn)行肥料優(yōu)化管理，采用新型緩控釋肥或新的按需施肥技術(shù)，提高肥料利用率，減少化肥用量;也可通過種植制度等的調(diào)整如改稻麥輪作為稻-綠肥輪作、稻-蠶豆輪作或稻-休閑來減少化肥投入量;也可通過施用肥料增效劑、土壤改良劑等增加土壤對(duì)養(yǎng)分的固持，從而從源頭上減少養(yǎng)分流失。
針對(duì)果園的養(yǎng)分流失，可采用桃園生草覆蓋技術(shù)，既減少了土壤的地表徑流，也可增加桃園有益昆蟲的數(shù)量，增加生物多樣性而減少桃樹病蟲害的發(fā)生，減少農(nóng)藥用量。
針對(duì)分散畜禽養(yǎng)殖和農(nóng)村固廢，改傳統(tǒng)的養(yǎng)殖方式為生態(tài)養(yǎng)殖方式，如改變傳統(tǒng)的水沖圈養(yǎng)豬方式為生物發(fā)酵床養(yǎng)殖，并加強(qiáng)對(duì)畜禽糞便以及農(nóng)村固廢的管理和無害化處理，減少露天堆放，從而減少污染的發(fā)生。
針對(duì)陸域水產(chǎn)養(yǎng)殖，可采用優(yōu)化投餌方式，并循環(huán)用水，實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖廢水的循環(huán)利用，從而達(dá)到污染物的零排放或最小排放。
針對(duì)村鎮(zhèn)地表徑流，通過增加地面的透水性能，如設(shè)置生態(tài)吸水路面等，減少地表徑流的源頭發(fā)生量。
過程阻斷(Retain)技術(shù)
過程阻斷技術(shù)指在污染物向水體的遷移過程中，通過一些物理的、生物的以及工程的方法等對(duì)污染物進(jìn)行攔截阻斷和強(qiáng)化凈化，延長(zhǎng)其在陸域的停留時(shí)間，最大化減少其進(jìn)入水體的污染物量。
目前常用的技術(shù)有兩大類：
一是農(nóng)田內(nèi)部的攔截，如稻田生態(tài)田埂技術(shù)(通過適當(dāng)增加排水口高度、田埂上種植一些植物等阻斷徑流)、生物籬技術(shù)、生態(tài)攔截緩沖帶技術(shù)、設(shè)施菜地增設(shè)填閑作物技術(shù)(夏天蔬菜揭棚期種植甜玉米等填閑作物對(duì)殘留在土壤中的多余養(yǎng)分進(jìn)行回收利用，阻斷其滲漏和徑流)、桃園生草技術(shù)(果樹下種植三葉草等減少地表徑流量)。
另一大類是污染物離開農(nóng)田后的攔截阻斷技術(shù)，包括生態(tài)攔截溝渠技術(shù)、人工濕地塘技術(shù)、生態(tài)護(hù)岸邊坡技術(shù)、土地處理系統(tǒng)等。這類技術(shù)多通過對(duì)現(xiàn)有溝渠塘的生態(tài)改造和功能強(qiáng)化，或者額外建設(shè)生態(tài)工程，利用物理、化學(xué)和生物的聯(lián)合作用對(duì)污染物主要是氮磷進(jìn)行強(qiáng)化凈化和深度處理，不僅能有效攔截、凈化農(nóng)田污染物，還能匯集處理農(nóng)村地表徑流以及農(nóng)村生活污水等，實(shí)現(xiàn)污染物中氮磷等的減量化排放或最大化去除。
養(yǎng)分再利用(Reuse)技術(shù)
循環(huán)利用技術(shù)即將污染物中包含的氮磷等養(yǎng)分資源進(jìn)行循環(huán)利用，達(dá)到節(jié)約資源、減少污染、增加經(jīng)濟(jì)效益的目的。
對(duì)達(dá)標(biāo)排放的農(nóng)村生活污水尾水以及河道低污染水，可回灌農(nóng)田尤其是稻田，通過植物的吸收以及土壤等的吸附固持，實(shí)現(xiàn)低污染水中氮磷養(yǎng)分的再利用，不僅能控制污染，又能減少化肥投入，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)和環(huán)境的雙贏。如低污染水的稻田凈化技術(shù)，即利用稻田對(duì)旱地排水以及農(nóng)村生活污水尾水等低污染水進(jìn)行凈化處理，稻季只需補(bǔ)充正常施肥量的30%~40%左右即可保證達(dá)到農(nóng)戶的正常產(chǎn)量，可減少養(yǎng)分環(huán)境排放。
此外，還可對(duì)旱地(果園和菜地)的徑流進(jìn)行收集，回灌到稻田中去，實(shí)現(xiàn)養(yǎng)分的循環(huán)利用。針對(duì)陸域水產(chǎn)養(yǎng)殖，可采用水產(chǎn)養(yǎng)殖污水序批式置換循環(huán)再利用技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)陸域水產(chǎn)養(yǎng)殖用水的內(nèi)循環(huán)，基本實(shí)現(xiàn)污染的零排放。農(nóng)村固體廢棄物和生活垃圾等，其中的有機(jī)部分可采用無害化堆肥技術(shù)，畜禽糞便可采用肥料化、沼氣化等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)廢棄物中養(yǎng)分資源的循環(huán)再利用。
生態(tài)修復(fù)(Restore)技術(shù)
生態(tài)修復(fù)是農(nóng)村面源污染治理的最后一環(huán)，也是農(nóng)村面源污染控制的最后一道屏障。狹義的講，其主要指對(duì)水體生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)，通過一些生態(tài)工程修復(fù)措施，恢復(fù)其生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，包括岸帶和護(hù)坡的植被、瀕水帶濕地系統(tǒng)的構(gòu)建、水體浮游動(dòng)物及水生動(dòng)物等群落的重建等，從而實(shí)現(xiàn)水體生態(tài)系統(tǒng)自我修復(fù)能力的提高和自我凈化能力的強(qiáng)化，最終實(shí)現(xiàn)水體由損傷狀態(tài)向健康穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)化。
目前常用的技術(shù)有河岸帶濱水濕地恢復(fù)技術(shù)、生態(tài)浮床技術(shù)、水產(chǎn)養(yǎng)殖污水的沉水植物和生態(tài)浮床組合凈化技術(shù)等。針對(duì)農(nóng)村河道的低污染水，以水稻作為浮床植物，采用水稻組合生態(tài)浮床修復(fù)水體技術(shù)，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)生態(tài)浮床處理效率不穩(wěn)定、應(yīng)用過程中成本無法部分補(bǔ)償?shù)娜秉c(diǎn)。通過多種技術(shù)的應(yīng)用組和，可以達(dá)到農(nóng)村面源污染的有效控制。
更廣義的講，生態(tài)修復(fù)是指農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的整體修復(fù)，通過生態(tài)工程措施恢復(fù)和提高系統(tǒng)的生物多樣性，從而實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的健康良性發(fā)展。
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