农业生态环境保护(三):农业面源污染防控技术进展
时间:2024-10-12 14:04:07

摘要:本文详细分析农业面源污染的成因、危害,并深入阐述源头控制、过程阻断和末端治理的综合防控技术体系及其应用实例,强调学术交流在技术发展中的推动作用,为农业面源污染防控提供全面的技术参考。


正文

农业面源污染作为影响农业生态环境质量的关键因素,其产生的原因多种多样,所带来的危害也不容小觑。在农业生产过程中,化肥和农药的不合理使用是面源污染的主要成因之一。农民为追求农作物高产,往往过度施用化肥,导致大量氮、磷等营养元素流失到土壤和水体中。例如在一些水稻种植区,过量施用氮肥,不仅造成肥料利用率低下,还使得稻田排水中氮素含量超标,引起周边水体富营养化,藻类大量繁殖,破坏水生态平衡。同时,农药的滥用不仅直接杀伤害虫天敌,还会使部分农药残留在土壤和农产品中,威胁食品安全。

畜禽养殖废弃物的无序排放也是重要污染源。随着养殖业规模化发展,大量畜禽粪便未经有效处理直接排放。如一些小型养殖场缺乏完善的粪便处理设施,粪便堆积产生的氨气、硫化氢等有害气体污染空气,而其中富含的氮、磷等物质渗入土壤和水体,造成土壤污染和水体恶化。


源头控制技术实例

生态种植模式:绿色防控技术在果园中的应用

原理:采用生物防治、物理防治等绿色手段替代化学农药防治病虫害。例如利用害虫的天敌昆虫来控制害虫种群数量,在果园中释放捕食螨来防治红蜘蛛等害虫。同时,利用太阳能杀虫灯诱捕害虫成虫,减少害虫的繁殖基数。通过种植驱避植物,如在果园周边种植薄荷、薰衣草等,驱赶害虫。

优点:减少化学农药的使用量,降低对环境的污染;保护害虫天敌,维持果园生态平衡;提高农产品的安全性和品质。缺点:绿色防控技术前期投入成本较高;生物防治效果受环境因素影响较大,稳定性相对较差。应用:在某脐橙果园实施绿色防控技术后,化学农药使用量减少了 70% 以上,红蜘蛛等害虫得到有效控制。同时,果园内的生态环境得到改善,吸引了更多的鸟类等有益生物栖息,脐橙的品质也得到了市场的高度认可,经济效益显著提升。

生态养殖模式:发酵床养殖技术在养猪场的应用

原理:在猪舍内铺设一定厚度的垫料,如稻壳、木屑等,并添加有益微生物菌剂。猪的排泄物直接排放在垫料上,通过微生物的发酵作用,将粪便快速分解转化为无害物质,同时减少氨气等有害气体的排放。例如在某小型养猪场采用发酵床养殖技术。

优点:实现养殖废弃物的原位处理,减少污染排放;降低猪舍内氨气浓度,改善养殖环境;节省清粪劳动力成本。缺点:发酵床的日常管理要求较高;需要定期补充垫料和菌剂;不适用于大规模养殖企业。应用:该养猪场使用发酵床养殖技术后,猪舍内氨气浓度明显降低,猪的发病率减少,生长速度加快。同时,养殖废弃物经过发酵处理后成为优质的有机肥料,可以用于周边农田施肥,实现了资源的循环利用。


过程阻断技术实例

生态沟渠在农田排水中的应用

原理:通过对传统农田排水沟渠进行生态化改造,在沟渠内种植水生植物,如菖蒲、水葱等,并设置拦污栅、沉淀区等设施。当农田排水流经生态沟渠时,水生植物的根系能够吸收水中的氮、磷等营养物质,同时沉淀区可以沉淀泥沙和部分污染物。拦污栅则能够拦截较大的固体废弃物,防止其进入水体。例如在某平原地区的农田,建设了生态沟渠系统。

优点:有效减少农田排水中的污染物含量,降低水体富营养化风险;具有一定的景观价值,改善农田生态景观;成本相对较低,易于建设和维护。缺点:在冬季等低温季节,水生植物生长缓慢,净化效果会受到一定影响;需要定期清理沟渠内的沉积物和枯萎植物。应用:经过生态沟渠处理后,排入周边河流的农田排水中氮、磷含量显著降低,河流的水质得到明显改善,水生态系统逐渐恢复稳定,同时也为周边居民提供了更加优美的乡村环境。

缓冲带在农田与水体交界处的应用

原理:在农田与河流、湖泊等水体之间设置植被缓冲带,一般种植草类、灌木等植物。缓冲带能够减缓地表径流的流速,使径流中的泥沙和污染物在通过植被时得到过滤和沉淀。同时,植被的根系可以固定土壤,减少土壤侵蚀,防止农田中的化肥、农药等污染物直接流入水体。例如在某山区的梯田附近,设置了缓冲带。

优点:显著降低农田面源污染对水体的影响;保护水体岸坡,减少水土流失;为野生动植物提供栖息场所,增加生物多样性。缺点:占用一定的土地面积;初期建设需要投入一定的人力和物力。应用:在雨季时,缓冲带有效地拦截了泥沙和污染物,减少了梯田中化肥和农药对下游水体的污染。同时,缓冲带内逐渐形成了小型的生态系统,吸引了多种鸟类和昆虫栖息,丰富了当地的生态景观。


末端治理技术实例

人工湿地处理养殖废水技术

原理:人工湿地通过模拟自然湿地的生态系统,利用湿地植物、微生物和基质的协同作用来处理养殖废水。废水在湿地中流动时,植物的根系吸收废水中的氮、磷等营养物质,微生物进行分解和转化污染物,基质则通过吸附、过滤等作用去除污染物。例如某中型养殖场建设了人工湿地处理系统。

优点:处理效果好,能有效去除多种污染物;运行成本低,维护相对简单;具有生态景观功能。缺点:占地面积较大;受气候条件影响,冬季处理效果可能下降。应用:经过人工湿地处理后,养殖废水的化学需氧量(COD)、氨氮等指标大幅降低,达到了排放标准或可回用标准。处理后的水可以用于养殖场内的冲洗等环节,实现了水资源的循环利用,同时人工湿地也成为了养殖场周边的一道生态风景线。

沼气池处理畜禽粪便技术

原理:将畜禽粪便投入沼气池,在厌氧条件下,微生物分解粪便中的有机物产生沼气,同时使粪便中的有害物质得到降解。产生的沼气可作为能源用于照明、取暖、做饭等,沼液和沼渣则是优质的有机肥料。例如在某农村养殖集中区,推广了沼气池建设。

优点:实现废弃物资源化利用,提供清洁能源;减少畜禽粪便对环境的污染;沼肥有助于改良土壤。缺点:沼气池建设和管理需要一定技术;沼液和沼渣的储存和运输需要配套设施。应用:养殖户利用沼气满足了日常生活中的部分能源需求,降低了能源开支。沼液和沼渣施用于农田后,土壤肥力增加,农作物产量提高,同时减少了化肥的使用量,降低了农业面源污染风险。


在农业面源污染防控技术不断发展完善的过程中,学术交流起到了不可或缺的推动作用。科研人员通过撰写论文将研究成果、实践经验以及新技术、新方法进行总结分享,借助 “论文发表” 在农业和环境等领域的学术期刊上广泛传播。“杂志投稿通道” 为科研人员提供了展示成果的平台,使更多同行能够了解相关研究进展。而 “论文快速投稿” 则加速了信息的交流与共享,有利于激发更多的创新思路和合作机会,进一步推动农业面源污染防控技术的发展与应用,为保护农业生态环境贡献力量。


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