農業面源污染研究進展農業面源污染研究進展2一、農業面源污染概述三、農業面源污染理論研究四、農業面源污染控制技術五、農業面源污染治理案例分析報告提綱2一、農業面源污染概述報告提綱3農業面源污染定義面源污染(DiffusedPollution,DP)，也稱非點源污染(Non-pointSourcePollution，NPS)，是指溶解和固體的污染物從非特定地點，在降水或融雪的沖刷作用下，通過徑流過程而匯入受納水體（包括河流、湖泊、水庫和海灣等）并引起有機污染、水體富營養化或有毒有害等其他形式的污染。農業面源污染（AgriculturalNon-pointSourcePollution，ANPS)在農業生產過程中發生的面源污染，具體為：農業生產生活過程中，農田、村鎮的泥沙、營養鹽、農藥及其它污染物，在降水、灌溉、排污的過程中，通過地表徑流、壤中流、排水和地下滲漏，使大量污染物進入受納水體（河流、湖泊、水庫、海灣）所引起的污染。農業面源污染是面源污染的一種，是污染源來自于農業生產生活過程的面源污染。農業面源污染概述3農業面源污染定義面源污染(DiffusedPolluti4據《第一次全國污染源普查公報》，農業污染源化學需氧量、總磷、總氮排放量分別占全國排放總量的44%，67%和57%。面源污染是農業污染發生的主要形式，農業面源污染已經成為我國流域性水體污染重要來源。農業面源污染是主要污染源為什么要研究農業面源污染？農業面源污染概述4據《第一次全國污染源普查公報》，農業污染源化學需氧5農業面源污染危害毒害型污染物污染水體環境（農藥、除草劑及降解產物，重金屬、有毒有機物等）水體環境惡化營養型污染物污染水體環境（N、P、TOC等）“水華”“赤潮”現象滇池、太湖等農業面源污染的最直觀表現水生動植物被毒害農業生態系統退化土壤養分流失農業面源污染概述5農業面源污染危害毒害型污染物污染水體環境水體環境惡化營養6農業面源污染主要來源：農田種植、畜禽養殖、農村生活是農業面源污染的主要來源。農業面源污染概述6農業面源污染主要來源：農田種植、畜禽養殖、農村生活是農業面7“莊稼一枝花，全靠肥當家”肥料在農業生產中主要起補充流失養分、改善土壤性質、調節養分平衡和提高土壤肥力在作用。肥料的作用農業面源污染概述農田源——現代農業生產方式的必然產物7“莊稼一枝花，全靠肥當家”肥料在農業生產中主要起補充流失8養分歸還學說（1）隨著作物的每次收獲必然要從土壤中去走大量養分；（2）如果不正確的歸還養分給土壤，地力必然會逐漸下降；（3）要想恢復地力就必須歸還從土壤中取走的全部東西；（4）為了增加作物產量就必須以施肥方式補充植物從土壤中取走的養分。肥料是保障農業生產高效平穩運行的基礎！！！肥料的作用8養分歸還學說肥料是保障農業生產高效平穩運行的基礎！！！肥料9常用肥料分類肥料化學肥料農家肥料：如廄肥、人糞尿、綠肥等。氮肥磷肥鉀肥復合肥料農業生產中使用的肥料種類豐富，可以說是豐富充足的肥料保障了農業生產的正常進行9常用肥料分類肥料化學肥料農家肥料：如廄肥、人糞尿、綠肥等。10農田源——化肥使用量大效率低農田源氮的去向比例環境影響徑流5%地表水富營養化淋洗2%地下水硝酸鹽污染表觀硝化-反硝化N2O-N1.1%酸雨、破壞臭氧層、溫室氣體氨揮發11%大氣污染、酸雨

我國農田化肥氮在當季作物收獲時的去向及其對環境的影響自然狀態下20%左右的氮肥會流失進入環境肥料及化肥應用是農業生產中的革命性技術，我們用世界7%的耕地養活了22%的人口，但實際上我們卻消耗了35%的化肥。我國單位播種面積化肥用量為400kghm-2，是世界平均水平3倍，發達國家為防止水體污染安全上限值225kghm-2。農業面源污染概述10農田源——化肥使用量大效率低農田源氮的去向比例環境影響徑11農田源——化肥施用過程不合理效率低為了使農作物達到最高的產量，這三種化肥需要最佳的使用比例氮肥：磷肥：鉀肥=2:1:1

中國與世界氮磷鉀最佳使用施用量及比例對比氮肥主要的功能在於長葉子及制造葉綠素，以供光合作用產生碳水化合物，增進作物的產量。磷肥主要的功能在于能量的制造和運移，是組成ATP的重要元素，對開花及結果影響很大。鉀肥主要的功能為維持細胞內電解質平衡與細胞膨壓，且為蛋白質合成及五十多種酵素催化作用所必需。農業面源污染概述11農田源——化肥施用過程不合理效率低為了使農作物達到最高的121998年至2012年中國的農藥用量增長了5倍，2012年我國共生產使用農藥約234.2萬噸（折合有效成分）。農田源——農藥使用量大效率低我國農藥單位面積用量為世界平均水平的2倍，有效利用率只有30％左右，比發達國家低20個百分點。234.2萬噸×（1-30%）=163.9萬噸/年農藥在土壤、流水、空氣中流失

農業面源污染概述121998年至2012年中國的農藥用量增長了5倍，213農田源——農藥品種多，成分復雜目前，擁有農業部登記證的農藥企業大概約有2500家，可生產原藥300多類，制劑3000多種，增加了環境風險與治理難度。農業面源污染概述13農田源——農藥品種多，成分復雜目前，擁有農業部登記證的農14養殖源——最大的農業面源污染源

據第一次污染源普查公報，我國農業污染排放主要來自于畜禽養殖業，其COD、TN、TP排放量占農業源污染物排放總量96%、56%、38%。養殖源農業面源污染概述14養殖源——最大的農業面源污染源據第一次污染源普查公15養殖源——畜禽養殖主要污染物構成畜禽養殖COD排放量構成比例畜禽養殖氨氮排放量構成比例農業面源污染概述15養殖源——畜禽養殖主要污染物構成畜禽養殖COD排放量構成16農村生活源——農村環境質量提升的主要障礙我國13.3億總人口中有9.3億分布在；其中鎮鄉建成區人口為1.67億，村莊人口約為7.63億；全國村鎮有1.9萬個建制鎮、1.5萬個集鎮(鄉)、60多萬個行政村和250多萬個自然村。農業面源污染概述農村經濟發展迅速，生活水平高，但農村的環境建設與經濟發展不同步，農村水環境污染嚴重。農村的“臟亂差”現象對人群健康的存在威脅。16農村生活源——農村環境質量提升的主要障礙我國13.3億總17農村生活源——來源多樣，成分復雜村落地表徑流農村生活垃圾村鎮生活排水農業固體廢棄物農業面源污染概述17農村生活源——來源多樣，成分復雜村落地表徑流農村生活垃圾18農業面源污染概述農業面源污染特點：固有特點

分散性和隱蔽性

隨機性和不確定性

不易監測性

我國農業面源污染特征

區域性明顯

治理難度大18農業面源污染概述農業面源污染特點：19分散性和隱蔽性：面源污染隨流域內土土地利用狀況、地形地貌、水文特征、氣候、天氣等的不同而具有空間異質性和時間上的不均勻性。排放的分散性導致其地理邊界和空間位置的不易識別。19分散性和隱蔽性：面源污染隨流域內土土地利用狀況、地形地貌20隨機性和不確定性：降雨量的大小和密度、溫度、濕度的變化會直接影響農業生產，進而影響化學制品（農藥、化肥等）的使用和對水體的污染。20隨機性和不確定性：21不易監測性：由于面源污染涉及多個污染者，在給定的區域內它們的排放是相互交叉的，加之不同的地理、氣象、水文條件對污染物的遷移轉化影響很大，因此很難具體監測到單個污染者的排放量。21不易監測性：22氣候、地形、人口、生活方式等使得中國農業面源污染在發生方式，單位負荷量，遷移條件等方面存在較大差異。農業面源污染的發生及產生原因主要表現為南北差異。農業面源污染概述農業面源污染區域性明顯22氣候、地形、人口、生活方式等使得中國農業面源污染在發生方23經濟發達地區及傳統種植區化肥使用量偏大，畜禽養殖多集中在中東部地區。污染負荷區域分布不均全國化肥施用量分布全國畜禽養殖量分布農業面源污染概述農業面源污染區域性明顯23經濟發達地區及傳統種植區化肥使用量偏大，畜禽養殖多集中在24氣候類型南北差異顯著，干濕變化東西差別明顯農業面源污染區域性明顯區域氣候特點、降水造成農業面源污染發生環境條件迥異24氣候類型南北差異顯著，干濕變化東西差別明顯農業面源污染區25農業面源污染區域性明顯南方：河網密布，湖泊眾多，農業耕作精細、畜禽養殖業發達。面源污染以平原河網、庫（湖）為主，一年四季均可發生，以生活、養殖、農田排水為主要負荷來源，人均用水量大。北方：相對干燥，河流水量小，雨熱同期，面源污染發生多隨降雨侵蝕產生，冬季少發，農田侵蝕、養殖廢棄物為主要負荷來源，人均用水量少，溫度限制作用明顯。區域差異主要表現為南北差異！25農業面源污染區域性明顯南方：河網密布，湖泊眾多，農業耕作26中國面源污染治理難點農業面源污染有效控制的難點：污染負荷增長速度快：以養殖源為列，2001年至2010年，豬規模化養殖場年均增幅25%，奶牛28%，肉牛17%，蛋雞22%，肉雞20%。化肥、農藥使用量持續增加，農村生活水平提高污水、垃圾量增加。治理難度大：我國地域廣闊，氣候變化明顯，加之面源污染的發生特點、區域特點等造成治理困難，缺乏完善可行的技術體系，同時面源污染發生分散隨機，集中治理成本高。監管困難：缺乏類似工業源的較為全面成熟的監控體系，不宜安裝監控設備等。污染物特征不典型，難以確定污染物流向。26中國面源污染治理難點農業面源污染有效控制的難點：27中國面源污染治理難點農業面源污染治理瓶頸：管理方面：缺乏資金保障、缺乏科學規劃、缺乏高效組織、缺乏技術標準、缺乏長效管理。技術方面：現有污水廠的技術工藝不適合分散的面源污染處理，需要研究和總結真正適合農村的分散型污水處理技術；收集處理成本過高。在管理方面：缺乏相應的規程、規范、準則和標準等；在機制方面：缺乏有效的農村污水處理設施的投資與長期運營機制。27中國面源污染治理難點農業面源污染治理瓶頸：28一、農業面源污染概述二、農業面源污染理論研究三、農業面源污染控制技術四、農業面源污染治理案例分析報告提綱28一、農業面源污染概述報告提綱29農業面源污染發生機理中國農業面源污染產生的機制原因面源污染估算模型介紹農業面源污染理論研究29農業面源污染發生機理農業面源污染理論研究30農業生態系統的養分循環特點：發生機理1、養分輸入率與輸出率高（大出大進）2、庫存量較低，流量大，周轉快3、養分保持能力弱，容易流失4、養分供求不同步N、P等營養物質易流失發生面源污染農業生態系統養分循環30農業生態系統的養分循環特點：發生機理1、養分輸入率與輸出31氮（N）循環發生機理N氮（N）是生命組成的必須元素，在農業生產中是植物體內氨基酸、蛋白質主要組成成分，也是植物進行光合作用起決定作用的葉綠素的組成部分。31氮（N）循環發生機理N氮（N）是生命組成的必須元素，在農32發生機理農田生態系統的氮循環32發生機理農田生態系統的氮循環33農業生態系統中的氮損失氮的流失途徑：1、揮發損失（NH3-N）,即由于有機質的燃燒分解或其他原因導致氨的揮發損失，發生條件pH≥7。2、氮的淋失（NO3-N）,主要是硝態氮由于降雨或灌溉淋溶損失，以旱地輕質土壤為主。3、反硝化脫氮（NOX）水田中活土壤通氣不良時，硝態氮受反硝化作用變成游離氮，導致氮損失；4、徑流，徑流沖刷溶解部分氮；5、土壤侵蝕流失；6、畜禽糞便，養殖過程中畜禽糞便的損失。發生機理33農業生態系統中的氮損失氮的流失途徑：發生機理34氮化學性質活潑，在農業面源污染中，氮多以溶解態進入水體環境，形成污染。農業面源污染中氮污染的治理，即是通過特定的技術手段減少氮的進入量或通過反硝化作用減少水體中溶解態氮的含量。氮污染機理含氮化合物物在天然水中循環過程發生機理34氮化學性質活潑，在農業面源污染中，氮多以溶解態進入水體環35磷（P）循環發生機理35磷（P）循環發生機理36農田生態系統的磷循環發生機理36農田生態系統的磷循環發生機理37農田生態系統磷素循環的特點在石灰性土壤上（+Ca）Ca(H2PO4)2?H2O→CaHPO4?2H2O→CaHPO4

↓↓Ca10(PO4)6?(OH)2←Ca8H2(PO4)6?5H2O在酸性土壤上Ca(H2PO4)2?H2O

Al(Fe)PO4↓

總體趨勢是磷的溶解性由逐步下降。磷（P）污染機理+Al、+Fe發生機理37農田生態系統磷素循環的特點磷（P）污染機理+Al、+Fe381、農田中磷的流失從農田流失的磷素主要以DRP（非溶解態磷）和PP（顆粒結合態磷）形式存在，其中大部分是PP（占80%以上），這部分磷可以被水流運輸至較遠的地區而輸出農田，因而是磷素流失的主要方式。2、畜禽糞便中磷的流失

畜禽糞便中磷主要為磷脂、無機態磷、酸容性磷和殘留磷。1）糞肥還田，侵蝕過程中磷損失2）堆肥、儲存過程中雨水沖刷3）養殖廢水沖洗直排磷（P）污染機理發生機理381、農田中磷的流失磷（P）污染機理發生機理39

此外，施入土壤中的磷還會通過各種吸附機制（包括非專性吸附與專性吸附）和陰離子交換、異成分溶解等方式被固定；在旱地上，磷肥顆粒還會被難溶的Fe(OH)3膠膜所包裹，形成閉蓄態磷，使其難以釋放。綜上所述,土壤中的磷很難象NO3-、Cl-、SO4=那樣隨重力水下移而進入地下水。磷（P）污染機理例證1：英國洛桑試驗站的試驗表明，土壤施磷100年后，磷仍然集中在0-40cm土層內，向下移動很少。發生機理39 此外，施入土壤中的磷還會通過各種吸附機制（包括非專性40例證2：土壤溶液中的磷濃度只要能達到0.3mg/l就能滿足大多數作物的需要，但多數土壤卻達不到，而需要施肥來補充，因為磷在土壤中很難溶解。磷（P）污染機理例證3：在太平洋沿赤道的許多鳥島上，歷經成千上萬年形成的鳥糞磷礦，其中的磷就來自鳥糞與鳥類的骨骼，如果磷很容易隨水移動，那么在多年雨水和海浪的洗刷下，磷早已不復存在，何來的磷礦呢？科學研究已充分證明，農田中的磷可以進入地表水，其主要途徑是地表徑流，包括如水田排水等。發生機理40例證2：磷（P）污染機理例證3：科學研究已充分證明，農田41貧營養中營養富營養N﹤0.10.1~0.3﹥0.3P﹤0.0010.001~0.01﹥0.01水體中氮、磷濃度與營養化水平的指標（mg/l）湖泊生物生產力的限制因子是磷，天然湖泊缺磷的現象較為常見，磷從土壤流失對湖泊的生物生產力具有促進作用；換言之，磷的流失是導致水體富營養化的主導因子。發生機理41貧營養中營養富營養N﹤0.10.1~0.3﹥0.3P﹤42水華發生條件：充足的營養物（N、P）+適宜的環境條件(溫度、湍流程度、光照等)美國弗羅里達州磷礦池問題：磷足夠是否就能發生水華現象磷嚴重超標發生機理42水華發生條件：充足的營養物（N、P）+適宜的環境條件(溫43面源污染發生機理中國農業面源污染產生的機制原因面源污染模型介紹農業面源污染理論研究43面源污染發生機理農業面源污染理論研究44機制原因宏觀層面——“追求增長”的發展觀傳統農業現代農業中國農業目前“只要增長不發展”，環境成為產量持續增加、收入穩定提高過程中可“忽略”的成本。集約程度環境友好度44機制原因宏觀層面——“追求增長”的發展觀傳統農業現代農業45宏觀層面——“二元”社會結構助推農業面源污染城鄉二元經濟結構：一般指以社會化生產為主要特點的城市經濟和以小生產為主要特點的農村經濟并存的經濟結構。“二元”結構主要包括：城鄉二元經濟結構、城鄉二元社會結構城鄉二元社會結構：一般是指城市居民和農村人口因為戶籍或居住地制度的區別在勞動收入、消費、教育生活等方面存在著巨大的差異而形成了兩個相對獨立的社會單位。城鄉“二元”差異現實存在機制原因45宏觀層面——“二元”社會結構助推農業面源污染城鄉二元經46大量農村人口構成了對環境資源的巨大壓力；農民經濟狀況相對較差，生存壓力巨大，無力顧及污染控制；勞動密集型的小規模農業生產增加了面源污染的控制難度；農業相關人員素質較低，掌握環境知識的能力較弱，環境保護意識較差；農村的環境保護長期受到忽視，環保政策、環保機構、環保人員及環保基礎設施均供給不足。宏觀層面——“二元”差異產生環境問題機制原因46大量農村人口構成了對環境資源的巨大壓力；宏觀層面——“二47微觀機制——農戶生產行為生存和發展的壓力。農戶自我核算，迫于升級，需要從農業中獲得較高的收益，從而不斷增加農藥、化肥投入，給農業環境帶來污染。農業經營行為短視化。農戶不管農業和環境是否可持續，只保證當年的收益水平。土地產權使用權周期短現有土地承包制度、使用權制度周期短不穩定，短期經營明顯。農民兼業化農民職業轉化頻繁，迫于生計。農民（農忙時）——農民工（農民工）環境意識淡泊。農業生產過程中漠視環境作用。缺乏公共服務支持導致施肥施藥操作違規。多憑“經驗”進行經營，農藥、化肥企業為圖經濟利益大量推銷。機制原因47微觀機制——農戶生產行為生存和發展的壓力。農戶自我核算，48面源污染發生機理中國農業面源污染產生的機制原因面源污染估算模型介紹農業面源污染理論研究48面源污染發生機理農業面源污染理論研究49面源污染模型介紹面源污染負荷產生過程面源污染的發生和程度與水文過程密切相關面源污染與土壤侵蝕是一對密不可分的共生現象發生過程受土地利用方式、人類活動強度等影響面源污染模型基本都由水文過程模型、土壤侵蝕模型和污染負荷模型三個基礎模塊組成49面源污染模型介紹面源污染負荷產生過程面源污染的發生和程50流域水文過程模擬面源模型介紹流域水文模擬就是對流域內發生的水文過程進行的數學模擬計算。流域水文模型根據結構和參數的物理完整性，可分為概念性模型和分布式物理模型。常見模型包頓（Boughton）模型（澳大利亞）薩克拉門托（Sacramento）模型（美國天氣局水文辦公室）水箱（Tank）模型（日本）新安江模型（中國）HEC模型（美國陸軍工程兵團水文中心）SCS模型50流域水文過程模擬面源模型介紹流域水文模擬就是對流域內發生51蒸散發模型Horton（1919）建立了截留總損失與植被蓄水能力和蒸發之間的關系

Horton模型假定已知在降雨開始時正確與否取決于植被特性、降雨特性、前期降雨等，同時計算中沒有考慮雨強與雨量。面源模型介紹流域水文模擬基礎模型Green-Ampt模型下滲模型

Horton模型Kostiakov模型Philip模型Holtan模型51蒸散發模型Horton（1919）建立了截留總損失52

推理公式

Hamon模型降雨徑流模型

SCS模型AGNPS,SWAT等經典面源污染模型基礎徑流過程模型面源模型介紹52推理公式降雨徑流模型SCS模型AGNPS,S53侵蝕產沙模擬土壤侵蝕產沙模型可分為經驗模型——USLE、RUSLE和MUSLE概念模型——ANSWERS、CREAMS物理模型——WEPP、EUROSEM/KINEROS、EUROSEM/MIKE、SHE、LISEM、EPIC

土壤侵蝕與產沙過程模擬面源模型介紹53侵蝕產沙模擬土壤侵蝕產沙模型可分為土壤侵蝕與產沙過程模擬54經驗模型MusgraveUSLEMUSLERUSLE

概念模型A=EI·K·LS·C·P·SSF

CREAMSANSWERSANSWERS-MODANSW

概念模型介于經驗模型和物理模型之間，相對經驗模型而言，概念模型的進步之處在于引進了質量和能量守恒定律，但其主要缺點是缺乏對土壤侵蝕過程的物理描述，參數率定往往失真土壤侵蝕與產沙過程模擬面源模型介紹54經驗模型Musgrave概念模型A=EI·K·LS55物理模型WEPP模型WEPP模型土壤侵蝕過程包括分離、搬運和沉積。坡面侵蝕包括細溝和細溝間侵蝕WEPP模型認為土壤侵蝕過程由降水和徑流過程共同決定采用模塊化結構，共有9個功能模塊EUROSEM模型由歐盟開發屬于動態分布式模型，通過對土壤侵蝕過程的物理描述，并以分鐘為時段模擬次降雨條件下地塊或小流域侵蝕過程土壤侵蝕與產沙過程模擬面源模型介紹LISEM模型以PCRasterGIS軟件為基礎，程序代碼完全由GIS命令構成以PCRaster系統為基礎，將流域在空間離散化為一系列大小相等的柵格單元，對降雨侵蝕過程等時間間隔分割，按照時間步長分時段模擬侵蝕程模型運行需要大量表、圖以及文件EPIC模型美國德克薩斯農工大學黑土地研究中心和美國農業部草地、土壤和水分研究所等研制EPIC模型由氣象模擬、水文學、侵蝕泥沙、營養循環、農藥殘留、植物生長、土壤溫度、土壤耕作、經濟效益和植物環境控制等模塊組成，含有300多個數學方程55物理模型WEPP模型土壤侵蝕與產沙過程模擬面源模型56模型基本結構降雨徑流模擬土壤侵蝕模擬污染物遷移轉化模擬水質模型非點源污染模型水質模型污染物遷移轉化模型土壤侵蝕模型降雨徑流模型非點源污染模型基本結構面源污染常用模型面源模型介紹56模型基本結構非點源污染模型水質模型污染物遷移轉化模型57AGNPS模型概況基于方格框架組成的流域分布式事件模型由水文、侵蝕、沉積和化學傳輸四大模塊組成原理包括水文、侵蝕和化學物質遷移三個部分，其中營養物質考慮引起水體污染的主要因子氮和磷以網格為基本運行單位，通過網格間逐步演算的方法推算至流域出口AGNPS模型輸入參數包括流域總體特征值和單元級參數

面源模型介紹面源污染常用模型57AGNPS模型概況面源模型介紹面源污染常用模型58AnnAGNPS模型概況一種連續模擬模型以日為基礎連續模擬一個時段內每天及累計的徑流、泥沙、養分、農藥等輸出結果，可用于評價流域內非點源污染長期影響按流域水文特征將流域劃分為一定的分室，即按集水區來劃分單元，使模型更符合實際是AGNPS模型的升級應用原理采用SCS-CN徑流曲線方程計算地表徑流量，并按每日的耕作、土壤水分和作物情況，相應調整曲線數主要由數據輸入和編輯模塊（數據準備模塊）、污染物負荷計算模塊、數據輸出和顯示模塊（污染負荷輸出）3部分組成包括23類參數，約500余個參數面源污染常用模型面源模型介紹58AnnAGNPS模型概況面源污染常用模型面源模型介59HSPF模型概況美國國家環保局于1980年研制可以自動提取模擬區域所需要的地形、地貌、土地利用、土壤、植被、河流等數據進行非點源污染負荷的長時間連續模擬，并把模擬結果與所存儲的實測數據進行比較，以驗證模型原理分為三個主模塊和五個應用模塊主模塊模擬透水地面的水量和水質過程（PERLND模塊）模擬不透水地面的水量和水質過程（IMPLND模塊）模擬河流和混合型水庫的水質過程（RCHRES模塊）應用模塊分別可以復制文件，生成圖表文件，顯示表格，進行頻率、持續時間、變化范圍分析和統計，轉換時間系列的格式面源模型介紹59HSPF模型概況面源模型介紹60SWAT模型概況由美國農業部（USDA）的農業研究中心（AgriculturalResearchService，ARS）JeffArnonld博士研發采用日為時間連續計算，是基于GIS基礎之上的分布式流域水文模型

最廣泛應用模型加入估計徑流洪峰流速的SCS徑流曲線以及產沙MUSLE,與河道演算模型相融合SWATSWRRBGLEAMSCREAMS田間尺度非點源污染模型考慮了氣候、土壤和管理措施等因素的相互作用和EPIC模型的作物生長模塊相結合，以d為時間步長SWAT94.2、SWAT96.2、SWAT98.l、SWAT99.2、SWAT2000,SWAT2005面源模型介紹60SWAT模型概況最廣泛應用模型加入估計徑流洪峰流速的61

SWAT（SoilandWaterAssessmentTool）模型可用于預測土地管理措施對于具有多種土壤類型、土地利用和管理措施的大面積復雜流域中徑流、泥沙負荷及營養物質流失的長期影響。隔水層降水(P)蒸散發（Ea）入滲土壤含水量變化補給淺層地下水淺層地下水蒸發地表徑流（Qsurf）壤中流（Qlat）淺層含水層非飽和帶回歸流（Qgw）SWAT模型面源模型介紹61SWAT（SoilandWaterAssessm62SWAT主要特點物理概念模型輸入參數簡單計算效率高可以對流域進行長期模擬面源模型介紹62SWAT主要特點物理概念模型輸入參數簡單計算效率高可以對63模型結構SWAT可以對流域內一系列復雜的物理過程進行模擬，例如水循環和營養物遷移轉化等。流域內泥沙、營養物的產生與遷移等都是建立在流域內水循環的基礎之上。三大子模塊水文過程子模型污染負荷子模型土壤腐蝕子模型面源模型介紹63模型結構SWAT可以對流域內一系列復雜的物理過程進行模擬64模型詳細結構面源模型介紹64模型詳細結構面源模型介紹65SWAT中陸面水循環表達式表示土壤水最終含量mmH2O土壤水初始含量mmH2O表示第i天的降水量mmH2O表示第i天地表徑流量mmH2O第i天蒸發量mmH2O第i天的下滲量mmH2O,第i天壤中流量mmH2O第i天的基流量mmH2O,面源模型介紹65SWAT中陸面水循環表達式表示土壤水最終含量mmH2O土66土壤侵蝕與泥沙輸運模塊在SWAT中，對由降雨及地表徑流產生的流沙量的計算采用MUSLE（Modifiedversionofuniversalsoillossequation），即改進通用土壤流失方程。改進了流沙產量預測的準確度，并且可以預測單次降雨事件中的產沙量sed為泥沙日產量,ton；Q為表面徑流量，mm/ha；qpeq為地表徑流峰值流速，m3/s；areahru為水文響應單元面積（ha）；K為土壤侵蝕系數；C為作物經營管理系數；P為水土保持系數；LS為地形系數；GFRG為粗糙系數。面源模型介紹66土壤侵蝕與泥沙輸運模塊在SWAT中，對由降雨及地67污染負荷子模型SWAT模型能追蹤流域內幾種形式的氮和磷的遷移和轉化。營養物質通過地表徑流和壤中流進入河道，并在河道中下游輸移。面源模型介紹67污染負荷子模型SWAT模型能追蹤流域內幾種形式的氮和磷的68SWAT空間數據庫數據種類1流域的數字高程圖(DEM):用來劃分子流域和尋找出流路徑。2土地利用類型圖:主要用來計算植被生長、耗水和地表產匯流。3土壤類型圖:用來計算壤中流和淺層地下水量。面源模型介紹68SWAT空間數據庫數據種類1流域的數字高程圖(DEM):69模型文件組成輸入輸出控制文件運行控制流域參數氣象數據模型自帶數據庫子流域及HRU參數文件輸出文件面源模型介紹69模型文件組成輸入輸出運行控制氣象數據模型自帶子流域及HR70SWAT模型界面Arcview中的SWAT模塊SWAT操作界面ArcView3.x

AVSWAT200x

ArcGISArcSWAT200x

MapWindowMWSWAT

面源模型介紹70SWAT模型界面Arcview中的SWAT模塊SWATA71SWAT模型應用示例界面平臺：ArcGIS9.2SWAT版本：ArcSWAT2.1.6參數自動率定軟件：SWAT-CUP利用SWAT模型進行徑流模擬軟件下載與安裝SWAT-CUP：

http://www.eawag.ch/forschung/siam/software/swat/indexArcSWAT：

/面源模型介紹71SWAT模型應用示例界面平臺：ArcGIS9.2利72流域DEM、植被圖、土壤類型圖及土壤屬性表、日降水、最高最低氣溫、太陽輻射、風速、空氣相對濕度等氣象數據、氣候統計數據、觀測徑流、管理措施、水庫、濕地等具體信息SWAT模型應用示例——數據處理模型輸入數據集：模型輸入數據處理：植被類型采用SWAT的編碼，制作植被類型檢索表；土壤屬性表按格式導入模型數據庫的usersoil表中，同時制作土壤類型檢索表；氣象數據格式整理；氣候統計數據按格式導入模型數據庫的userwgn表中，制作氣象站檢索表面源模型介紹72流域DEM、植被圖、土壤類型圖及土壤屬性表、日降水、最高73SWAT模型應用示例——模型參數提取73SWAT模型應用示例——模型參數提取74SWAT模型應用示例——模型參數提取74SWAT模型應用示例——模型參數提取75子流域文件HRU參數文件SWAT模型應用示例——模型參數提取75子流域文件HRU參數文件SWAT模型應用示例——模型參數76初始參數模擬結果與實測值相比：峰值太高；基流略低。SWAT模型應用示例——模擬結果76初始參數與實測值相比：SWAT模型應用示例——模擬結果77控制多級匯流面積的河道結點查看模擬結果查看output.rch文件SWAT模型應用示例——模擬結果提取77控制多級匯流面積的河道結點查看模擬結果查看output78由于輸入數據存在著不確定性，因此需要將輸入數據的范圍限定在合理范圍內，對參數進行率定。模型的參數率定過程，一般是指通過讓參數取值適合當前流域具體情況，使模型的模擬輸出值與實際觀測值之間達到最小的誤差。該過程通常是進行水文模擬時所需經歷的重要環節。參數率定可以根據經驗知識手工進行，也可基于一定的數學方法通過計算機自動進行。SWAT模型應用示例——參數率定序號參數名稱參數含義1CN2初始CN2值2ESCO土壤蒸發深度調節因子3EPCO植被蒸騰吸水調節因子4OV_N坡面漫流的曼寧系數5LAT_TTIME壤中流運行時間（天）6SLSOIL壤中流坡長（m）7ALPHA_BF基流消退系數8GW_DELAY地下水滯后時間（天）9GWQMN基流產生的水位閾值（mm）10GW_REVAP地下水上行補給系數11REVAPMN發生上行補給的水位閾值（mm）12RCHRG_DP深層地下水補給系數13SHALLST淺含水層初始水深（mm）78由于輸入數據存在著不確定性，因此需要將輸入數據的79參數敏感性分析Sensitivityanalysisstudiesthe“sensitivity”oftheoutputofasystemtochangesintheparameters,inputvariablesorinitialconditionsSWAT模型應用示例——參數敏感性分析79參數敏感性分析Sensitivityanalysis80通過參數敏感性分析，選擇敏感參數參數默認值范圍調整后的參數CN2D*(0.8~1.2)D*0.81D*ESCO0.950.01~10.40SMTMP0.5-5~53.9ALPHA_BF0.0480~10.041GWQMN0.00~500040.2RCHRG_DP0.050~10.29CH_K20.00~150115.2D*為模型默認參數值，隨HRU不同而不同。SWAT模型應用示例——參數率定80通過參數敏感性分析，選擇敏感參數參數默認值范圍調整后的參81采用所需的目標方程（總徑流量、徑流序列吻合度等），對模型參數進行自動率定SWAT模型應用示例——參數率定81采用所需的目標方程（總徑流量、徑流序列吻合度等），對模型82

定義情景分析法是一種將預測主題與環境變化有機結合起來的定性與定量相結合的預測方法，在充分考慮外部環境變化對事件影響的基礎上，通過對環境的研究，識別出影響事件發展的外部因素，然后詳盡分析在環境因素影響下事件的未來可能狀態及各種狀態出現的條件、途徑，并提出適應各種狀態的對策優點（1）通過情景分析法及時預見經濟事件未來發展中的瓶頸及問題，有利于決策者預先采取防范性措施減弱或消除其影響（2）使決策者及早預見經濟事件的未來發展機會（3）對未來可能出現突發事件的影響作出迅速而靈活的反應（4）了解環境因素的相互關系及經濟事件的作用機制，以便更好地適應環境的變化（5）使決策者掌握決策的風險程度情景分析與模擬SWAT模型應用82定義情景分析與模擬SWAT模型應用83現狀美好的前景暗淡的前景政策選擇沖突不確定因素歷史經驗驅動力過去現在未來情景分析的基本概念SWAT模型應用83現狀美好的暗淡的政策選擇沖突歷史經驗驅動力過去現在未來84非點源污染產生和遷移轉化影響因素分析找出關鍵因子和指標構建情景模型模擬關鍵因子的影響分析參考國內外研究情景構建方法情景分析與模擬的一般程序關鍵因子種類

（1）自然因子（2）土壤性狀況地形地表植被狀況,社會因子降雨土地利用狀況管理因素（3）其他數字高程模型（DEM）的分辨率流域內降雨的不均勻性模擬計算中亞流域的劃分SWAT模型應用——情景分析程序84非點源污染產生和遷移轉化影響因素分析找出關鍵因子和指標構85一、農業面源污染概述二、農業面源污染理論研究三、農業面源污染控制技術四、農業面源污染治理案例報告提綱85一、農業面源污染概述報告提綱86農業面源污染的控制是系統工程86農業面源污染的控制是系統工程87農業面源要素特點發生方式源對水環境的影響匯遷移過程理念、技術支撐、解決方案農業面源污染控制治理流程調查研究方案分析實施應用87農業面源要素特點發生方式源對水環境的影響匯遷移過程理念、88農業面源對水環境造成的污染類型主要有兩個方面，一為營養型污染物污染，二為毒害型污染物污染。營養型污染主要為農田、養殖、堆肥、村鎮生活過程中的N、P等營養元素的流失產生的污染，毒害型污染主要為農業生產過程中使用的農藥及化肥中重金的流失等。農業面源污染控制技術營養型污染毒害型污染88農業面源對水環境造成的污染類型主要有兩個方面，一為營養型89營養型面源污染控制技術源匯遷移過程化肥面源緩釋肥料技術添加劑肥效調整技術改進化肥施用技術水土保持技術生態溝渠阻控技術遷移過程凈化技術工程措施生物措施89營養型面源污染控制技術源匯遷移過程化肥面源緩釋肥料技術水90緩釋肥料以緩釋氮肥為主！營養類面源消減技術緩釋肥料技術90緩釋肥料以緩釋氮肥為主！營養類面源消減技術緩釋肥料技術91氮素化肥由于利用率較低，而且容易污染環境，根本原因就是其水溶性強，肥效發生快，與作物吸收速率不同步。因此，研制開發具有緩慢釋放功能的氮肥一直是肥料界多年來主攻的方向。緩釋肥料技術緩釋氮肥緩釋氮肥合成有機氮肥包膜氮肥緩溶性無機氮肥天然有機質基體氨化氮肥營養類面源消減技術91氮素化肥由于利用率較低，而且容易污染環境92開發經濟實用型緩釋氮肥是當前肥料及環境領域亟待解決的問題，其關鍵是緩釋材料的選擇，其次是加工工藝和應用技術的研究也應進一步加強。緩釋肥料技術緩釋氮肥緩釋氮肥主要類型為合成有機氮肥和包膜肥料。合成緩釋氮肥:脲甲醛、亞異丁基二脲，亞丁烯基二腺、草酰胺等。

包膜肥料有:硫磺包膜肥料、聚合物包膜肥料、石蠟包膜肥料、磷酸鎂銨包膜肥料(如緩效碳酸氫銨)等。營養類面源消減技術92開發經濟實用型緩釋氮肥是當前肥料及環境領域亟待解決的問題93添加劑調整技術氮肥的添加劑調整，主要是通過添加劑的加入調整氮肥的釋放和轉化速率。常用氮肥添加劑：硝化抑制劑和脲酶抑制劑硝化作用指氨在微生物作用下氧化為硝酸的過程，反應類型為好氧反應，主要通過硝化細菌進行。在農業領域中常發生在通氣良好的土壤和堆肥過程中。由于硝酸根具有較強的遷移性，硝化反應不利于氮肥肥效的保持。營養類面源消減技術93添加劑調整技術氮肥的添加劑調整，主要是94硝化抑制劑

硝化抑制劑主要通過抑制土壤中亞硝化細菌的活性，減緩NH4+轉化為NO2－的進程，減少氮素損失，提高氮肥利用率。同時還可降低蔬菜和牧草中的NO3－和NO2－的含量，改善品質，保障農產品安全。

硝化抑制劑種類繁多，但研究應用較為廣泛的僅有2—氯—6—（三氯甲基）吡啶，簡稱CP。添加劑調整技術營養類面源消減技術94硝化抑制劑添加劑調整技術營養類面源消減技術95硝化抑制劑必須具備的條件是：①只對土壤中的亞硝化細菌有抑制作用，而對有益微生物無害；②能與氮肥均勻混合，且不影響肥料的理化性質與肥效，施用方便；③能隨土壤溶液移動，不易分解、流失，有相當持久性；④用量少（占肥料N的2%）、效率高，價廉；⑤殘留量低，對農產品安全，對環境無不良影響。

添加劑調整技術目前，硝化抑制劑的應用效果尚不穩定，需要進一步深入研究。營養類面源消減技術95硝化抑制劑必須具備的條件是：添加劑調整技術目前，硝化抑制96

脲酶抑制劑脲酶抑制劑主要抑制土壤中脲酶的活性，延緩尿素在土壤中的水解進程，從而減少氨的揮發與毒害作用。脲酶抑制劑是一大類化合物，最常用的是氫醌（對苯二酚）。添加劑調整技術營養類面源消減技術96脲酶抑制劑添加劑調整技術營養類面源消減技術97脲酶抑制劑必須具備的條件是：①對土壤中的脲酶有明顯抑制作用；②在土壤中能隨尿素一起移動；③性質穩定，作用持久；④用量少、效果明顯，成本低；⑤對人、畜和作物安全，對環境無不良影響。適用條件：在酸性土壤上，無須使用脲酶抑制劑；在氮肥深施或氨揮發量小的土壤上，脲酶抑制劑效果不顯著。添加劑調整技術營養類面源消減技術97脲酶抑制劑必須具備的條件是：添加劑調整技術營養類面源消減98施肥改進技術一、推廣平衡施肥 氮、磷肥投入過大，鉀肥投入不足，是我國農田養分投入的現狀。我國農業上普遍存在偏施氮肥的現象，加劇了氮素的損失，帶來嚴重的環境壓力。國家類別N:P2O5:K2O世界（平均）1:0.39:0.26發達國家1:0.42:0.42發展中國家1:0.39:0.18中國1:0.42:0.14不同國家N、P2O5、K2O投入比據中科院南京土壤所設在安徽省懷遠縣的砂礓黑土實驗站研究，偏施氮肥時，玉米對氮肥的利用率為52%，而在氮磷鉀肥配施時，則提高到59%。營養類面源消減技術98施肥改進技術一、推廣平衡施肥國家類別N:P2O5:K2O99二、氮肥深施技術國家一直提倡氮肥深施，但因為其費時費工，普及率一直不高，若配合機械作業，則有望大面積推廣。三、適時施肥作物對養分的吸收具有階段性，在作物吸收養分最多和最快的時期（營養最大效率期）施肥，可提高肥料利用率，這對氮肥的追肥尤其重要。四、水肥耦合，以水調肥幾乎所有的化肥都需要溶解后才能發揮肥效，但水分過多也會造成養分損失，因此必須加強農田水分管理，以有效調節肥料中養分的轉化與釋放。發展液體肥料與灌溉施肥技術，將是今后施肥技術發展的方向之一。施肥改進技術營養類面源消減技術99二、氮肥深施技術施肥改進技術營養類面源消減技術100水土保持技術常見水土保持技術：一、退耕還湖、退耕還林、封山育林、植樹種草，改善農田生態環境狀況二、在坡地上建設緩沖溝，在河床沿線建設防護林帶，提倡按等高線利用（如水平梯田），禁止順坡耕翻三、改進水生作物的水土管理，減少人為性排水造成的徑流損失四、培肥土壤，增強土壤保肥保水能力等。等高植物籬多級水田逐級利用魚鱗坑營養類面源消減技術100水土保持技術常見水土保持技術：等高植物籬多級水田逐級利101遷移過程凈化技術農田外排水收集處理河道沿岸生物阻隔沿河緩沖帶與凈化濕地營養類面源消減技術101遷移過程凈化技術農田外排水收集處理河道沿岸生物阻隔沿河102“匯”凈化技術——工程措施前置庫技術于橋水庫、滇池、太湖前置庫面源污染綜合處理技術是利用水庫的蓄水功能，將因表層土地中的污染物(營養物質)淋溶而產生的徑流污水截留在水庫中，經物理、生物作用強化凈化后，排人所要保護水體。地表徑流生活污水生態河道植物柵生態透水壩礫石床系統生態庫塘系統強化凈化子系統收集與調節子系統回用與調節子系統出水攔截與沉降子系統營養類面源消減技術102“匯”凈化技術——工程措施前置庫技術前103人工濕地技術人工濕地作為農田和水體之間的一個過渡帶，能夠有效截留來自農田地表和地下徑流的固體顆粒物，氮、磷和其他化學污染物，然后通過土壤吸附，植物吸收，生物降解等一系列作用，降低進入地表水中的氨氮化合物的含量，降低面源污染形成的危險性和穩定性。另外濕地生態工程具有投資少，運行費用低，易于維護管理，運行比較穩定，處理效果好的特點。“匯”凈化技術——工程措施營養類面源消減技術103人工濕地技術人工濕地作為農田和水體之間的一個過渡帶，能104“匯”凈化技術——生物措施水生“綠肥”該方法主要利用水生綠肥凈化水體水生綠肥主要有：水葫蘆、水花生、水浮蓮和綠（紅）萍，合稱“三水一萍”。水生綠肥以水體中營養物為生，可起到凈化水體的作用，通過打撈便將營養物移出水體，既可用做綠肥，也是優質的青飼料，近年來，水生綠肥用作沼氣原料也取得了良好效果。利用水生綠肥凈化水體符合循環經濟的要求。水生“綠肥”在大力推崇“綠色食品”、“有機食品”的今天，是優良的肥料來源滿足綠色農業生產的需要。營養類面源消減技術104“匯”凈化技術——生物措施水生“綠肥”營養類面源消減技105水浮蓮水葫蘆水花生“匯”凈化技術——生物措施營養類面源消減技術105水浮蓮水葫蘆水花生“匯”凈化技術——生物措施營養類面源106“匯”凈化技術——生物措施種養殖相結合該方法主要通過對可共生的動植物的綜合利用，通過食物鏈加環，延長食物鏈豐富食物網，充分利用進入水體中的N、P等營養物，降低水體中營養元素的含量，同時合理利用空間起到循環增效的效果。 南方地區最常見的綠色種養殖模式為“桑基魚塘”、“稻田魚”和“稻田蟹”模式，此外，“林下鵝”、“山地雞”等模式將“源”控制與“匯”消減相結合也是有效的污染負荷消減方法。。桑基魚塘模式稻田立體養殖營養類面源消減技術106“匯”凈化技術——生物措施種養殖相結合桑基魚塘模式稻田107“匯”凈化技術——生物措施稻田魚模式林下鵝模式稻田養蟹模式山地雞模式營養類面源消減技術107“匯”凈化技術——生物措施稻田魚模式林下鵝模式稻田養蟹108有毒有害類面源污染消減技術有毒有害面源污染物農藥重金屬Pb、Cd、Hg、As、Cr、Cu、Ni、Zn殺蟲劑、殺螨劑、殺鼠劑、殺軟體動物劑、殺菌劑、殺線蟲劑、除草劑、植物生長調節劑等。108有毒有害類面源污染消減技術有毒有害面源污染物農藥重金屬109有毒有害面源污染物主要為農藥及重金屬等，該類面源污染物產生的面源污染問題，不僅導致土壤、水體和大氣的污染，還會產生生物多樣性減少、食品安全、人類健康危害等系列問題。在農業領域有毒有害類污染物中的農藥主要來至農業中使用，重金屬多來至農藥、化肥和有機肥中的殘留。有毒有害面源污染的特殊性109有毒有害面源污染物主要為農藥及重金屬等，該類面源污染物110源匯遷移過程農藥面源農業替代防治技術（農業、生物、物理）農藥環境安全性評價技術農藥地下水遷移阻斷技術生態溝渠阻控技術生態氧化塘處理技術受損土地修復技術等農藥面源污染控制技術110源匯遷移過程農藥面源農業替代防治技術（農業、生物、物理111111農藥產品問題農藥品種不足，且結構不合理（高效低毒農藥普及不足）農藥劑型落后（乳油、可濕性粉劑為主）產品質量有待提高（純度、理化指標）農藥使用不科學、不規范濫用、不當用藥（單一、過量用藥）防治時期不準（不與蟲情結合）安全環保意識差（以高毒代替高效）農藥的有效利用率低施藥器械落后錯誤的施藥方法施藥技術缺乏針對性（不根據蟲情施藥）農藥面源污染產生原因毒害型面源消減技術111111農藥產品問題農藥面源污染產生原因毒害型面源消減技112我國飲用水水質相關標準中規定了25種農藥限值，但沒有提出農藥污染的總量控制值，對具體防治規定和措施也很不完善。農藥的面源污染產生原因毒害型面源消減技術112我國飲用水水質相關標準中規定了25種農藥限值，但沒有提113113農藥面源污染控制原則源頭控制：科學用藥，選擇高效、低毒、低殘留的化學農藥；優化農藥使用結構，改善用藥技術和方法，盡量減少化學農藥的用量；阻斷遷移過程：農藥使用過程環境介質之間污染的遷移，減少農藥對人體健康和生態環危害；加快末端降解：縮短農藥殘留環境時間，減少環境殘留。毒害型面源消減技術113113農藥面源污染控制原則源頭控制：科學用藥，選擇高效114114病蟲草害綜合防治技術選擇適當的農藥品種制定科學的施用方法控源修復阻斷地表水土壤地下水聯合修復：物理（吸附）化學（氧化）生物（植物、微生物…）控制和消減環境農藥殘留減少農藥使用量降低農藥環境遷移促進農藥殘留降解農藥面源污染控制技術策略毒害型面源消減技術114114病蟲草害綜合防治技術控源修復阻斷115115農業防治技術農業防治是綜合防治技術的基礎，在病蟲草害的控制中占有重要地位，農業防治措施主要為：選用抗蟲抗病作物品種：培育抗病、抗蟲品種，減少化學農藥使用量。耕作制度：耕翻土壤可以深埋或暴曬土壤，致使部分害蟲死亡；可以減少病蟲害的寄主和隱匿場所；可以滅草和誘發雜草；合理輪作和套作可減輕某些蟲害的發生。毒害型面源消減技術115115農業防治技術農業防治是綜合防116合理水肥調控：提供良好的營養條件達到壯苗、壯株提高抗病能力的作用。其他農業措施：合理密植、調節設施栽培中溫度、濕度、通風等。農業防治技術毒害型面源消減技術116合理水肥調控：提供良好的營養條件達到壯苗、壯株提高抗病117生物防治技術①以有益動物治蟲利用生物之間的相互依存、相互制約的關系，采用有益生物或生物代謝產物來防治病蟲害、雜草等有害生物的方法。②微生物治蟲

細菌、真菌、病毒為主要的微生物殺蟲劑。草蛉白僵蠶Bt赤眼蜂瓢蟲青蛙毒害型面源消減技術117生物防治技術①以有益動物治蟲利用生物之間的相互依存、相118③以抗生素或激素治蟲

井崗霉素、春雷霉素、多抗霉素；性引誘劑、綜外激素、聚外激素、警外激素、避外激素等。④植物農藥—轉基因品種抗蟲植物；耐除草劑作物。生物防治技術毒害型面源消減技術118③以抗生素或激素治蟲④植物農藥—轉基因品種生物防治119119物理防治技術利用各種物理手段或機械設備來防治作物病蟲害的技術。人工捕殺：捕殺鼠害、人工除草、去除病葉、病株；誘殺：糖漿誘殺、燈光誘殺、色板誘殺、聲誘聲控。毒害型面源消減技術119119物理防治技術利用各種物理手段或機械設備來防治作物120高溫：種子殺菌、悶棚滅菌；微波：空間電場病害防治技術、土壤連作障礙電處理技術、種子等離子體消毒技術。物理防治技術毒害型面源消減技術120物理防治技術毒害型面源消減技術121農藥環境安全性評價技術隨著農藥環境毒理學學科的形成和發展，農藥環境安全性評價技術也取得顯著進步。WHO和FAD設有專門的農藥殘留聯合委員會，對農藥的各種毒性和在環境中的殘留進行研究和評價。美國、俄羅斯等國家也提出農藥環境毒理學的評價方法。毒害型面源消減技術121農藥環境安全性評價技術隨著農藥環境毒理學學科的形成和發122122農藥環境安全評價指標環境毒理試驗魚、蚤、藻、鳥、蜂、蠶、蚯蚓、土壤微生物、天敵、植物敏感性。環境行為試驗光解、水解、土壤降解、吸附與解吸、淋溶、揮發、富集，蒸氣壓、水溶性、分配系數。122化學農藥環境安全評價試驗方法及分級標準，是目前我國農藥登記管理的核心內容。毒害型面源消減技術122122農藥環境安全評價指標環境毒理試驗122化學農藥環123重金屬面源污染控制技術毒害型面源消減技術重金屬面源源匯遷移過程高濃度肥料技術液體肥技術土壤清潔技術生物凈化技術高成本、低濃度，少有應用123重金屬面源污染控制技術毒害型面源消減技術重金屬面源源匯124重金屬面源污染控制技術高濃度磷肥不僅有效磷含量高，而且雜質明顯降低，因此隨著磷肥施用進入土壤的重金屬、氟和放射性物質也大量減少，對土壤的污染也大大減輕。高濃度磷肥同時也是加工高濃度復混肥的重要原料。高濃度磷肥技術液體肥技術液體肥純度高，肥效快，作物易吸收，負荷國際肥料消費高濃度、復合化、液體化、緩效化的方向發展。同時液體肥利用采用配方施肥、滴灌等方法施用，能減少肥料使用量并避免固體肥料中穩定劑成分中重金屬殘留的問題。毒害型面源消減技術124重金屬面源污染控制技術高濃度磷肥不僅有效磷含量高，而且125一、用清潔土壤治理污染土壤主要方法：客土法→：將外源的清潔土壤摻入污染土壤；洪淤法（覆蓋法）：利用洪水攜帶的清潔泥砂沉積在污染土壤表面。換土法?：用外源的清潔土壤更換污染土壤；翻土法?：將下層的清潔土壤與表層的污染土壤均勻摻混；二、清洗法在受到重金屬污染的土壤上，加入合適的絡合劑或施入有機肥，增加重金屬的水溶性，通過灌水、排水等措施將重金屬向下層土壤遷移或移出土壤，適用與輕質土壤。淹水栽培也有類似作用。毒害型面源消減技術重金屬面源污染控制技術土壤清潔技術125一、用清潔土壤治理污染土壤毒害型面源消減技術重金屬面源126三、隔離法用各種防滲材料，如水泥、石板、塑料板、黏土等，把污染土壤與清潔土壤或水體分開，減少或阻止污染物擴散。用于污染嚴重、易于擴散且污染物又可在一段時間后分解的情況下。四、電化法在水分飽和的黏土中插入電極，通入低強度直流電，利用同性相斥、異性相吸的特性，使污染物定向遷移、積聚，而后加以清除。該法使用的電極最好是石墨電極，電極間距和插入深度根據需要而定。使用此法處理含Pb100mg/kg的土壤，可將Pb降至5-10mg/kg。毒害型面源消減技術126三、隔離法毒害型面源消減技術127土壤重金屬治理其他方法

1、改變土壤用途對于污染嚴重而又一時難以恢復的土壤，可改種非糧食作物如改種棉花、花卉等經濟作物或改作苗圃等；也可作為種子繁殖田等。2、調節土壤理化性質a、氟和許多重金屬在酸性條件下活性較強，通過施用石灰等堿性物質可降低它們的活性，減輕污染；b、將還原性毒物較多的礦毒性稻田改作旱地，種植旱作物；c、在污染土壤中施用褐藻土等吸附性較強的物質，吸附污染重金屬等。毒害型面源消減技術127土壤重金屬治理其他方法1、改變土壤用途毒害型面源消減技128生物凈化技術毒害型面源消減技術

自然界存在一類對重金屬具有超量吸收功能的植物，如羊齒類、鐵角蕨對土壤鎘的吸收能力很強，香蒲對鉛鋅具有很強的忍耐和吸收能力等。這些超積累植物吸收的重金屬絕大部分都積累在根系，因此在收獲時必須連根拔除才能將污染物移出土壤，對收獲物也應妥善處理，如有的國家采用灰化的方法從灰分中回收重金屬，并稱其為“綠色冶金”。羊齒類植物鐵線蕨128生物凈化技術毒害型面源消減技術自然界存在一129有應用價值“超積累植物”必備條件1、即使在污染物濃度較低時也有較高的積累速率；2、能在體內積累高濃度污染物；3、能同時積累幾種重金屬；4、生長快，生物量大；5、具有抗病蟲害能力。除去從自然界尋找發現超積累植物并加以利用外，采用人工培育的方法培育超積累植物也是一條有效的途徑。同時針對農民偏施氮肥的習慣，培育耐高氮的作物新品種，也是提高氮肥利用率，減少氮素污染的途徑之一。反過來，利用一些植物拒絕或超低量吸收重金屬的特性，將其種植在污染土壤上，并保證所收獲的農產品符合安全標準，也是合理利用土壤的一種有效方式。毒害型面源消減技術129有應用價值“超積累植物”必備條件毒害型面源消減技術130高效藻類塘技術高效藻類塘高效藻類塘(HighRateAlgaePond,HRAP)是由美國加州大學伯克利分校Oswald教授提出并發展的一種傳統穩定塘的改進形式。它通過連續攪拌裝置促進污水的完全混合、調節塘內O2和CO2的質量濃度、均衡塘內水溫以及促進氨氮的吹脫，這些特征強化了塘內藻類和細菌之間的協同作用，所以高效藻類塘內有著比一般穩定塘更加豐富的生物．與傳統穩定塘相比，高效藻類塘具有停留時間短、占地面積小、費用低等優點，非常適合在經濟相對落后、缺乏環保專業人員的農村地區用于農村生活污水的集中處理及回用。治理技術130高效藻類塘技術高效藻類塘治理技術131蚯蚓生態濾池生態濾池技術在生態濾池中引入蚯蚓等物種，利用蚯蚓的活動增加濾池通透性以通氣供氧和清除未完全分解的有機物以免造成濾池堵塞以及促進含氮有機物硝化-反硝化過程。優點：生態濾池處理系統集初沉池、曝氣池、二沉池、污泥回流設施以及供氧設施等于一身，大幅度簡化了污水處理流程；運行管理簡單方便，蚯蚓對濾池中生物污泥的取食可以削減剩余污泥，省去污泥處理構筑物及其運行費用；濾床內增殖的蚯蚓可作為家禽飼料，而產生的蚯蚓糞中含有較豐富的有機物和氮、磷、鉀等營養成分，可作為農肥和土壤改良劑使用。缺點：但由于蚯蚓的生活習性受溫度影響明顯，低于或高于一定溫度會冬眠或夏眠，故在蚯蚓冬眠或夏眠時處理效果不是很理想，濾池的填料易發生堵塞。治理技術131蚯蚓生態濾池生態濾池技術在生態濾池中引入蚯蚓等物種，利132組合工藝生態濾池組合應用技術污水首先進入厭氧發酵池，進行厭氧發酵，以降低后續接觸氧化反應的有機負荷，同時進行硝化液回流脫氮處理；經過厭氧處理的污水經泵提升進入接觸氧化池，接觸氧化池共分五格串聯，充分利用污水提升后的部分水頭，采用跌水充氧技術提供好氧反應的需氧量，以降低運行成本，實現低能耗污水處理。在接觸氧化池內，對有機污染物進行好氧降解和充分硝化；接觸氧化池出水部分回流到前端厭氧池進行脫氮，部分進人后續潛流式人工濕地或生態凈化塘，進一步去除氮、磷等營養物質。治理技術132組合工藝生態濾池組合應用技術污水首先進入厭氧發酵池，進133LivingMachine系統LivingMachine系統在美國、加拿大、英國、澳大利亞等國家流行開來。先將污水通過無氧設備進行厭氧消化，有效處理農村生活污水中負荷較高的有機物，然后對污水進行曝氣使氨氮在好氧細菌的作用下分解為硝化物，接著進入生物綜合池接受生態系統的處理，最后進入濕地通過植物根系和微生物的作用，將硝化物轉化為氮氣。整套生態系統包括“有益細菌、真菌、植物、蝸牛、蚌類和魚類等”，這些生物能降解和吸收水中的各類污染物。這一技術的神奇之處是生物學家們深入了解各類生物的生存特性，從而使之有效率、有目的地用以清潔污水。當然，通過該系統后的水尚未達到飲用水的級別，但水的有害物質和富營養化得到了很好的改善。治理技術133LivingMachine系統LivingMach134小型人工濕地小型人工濕地農戶在宅后面地下建有一座水泥砌起的池子．每座2-3立方米不等。該技術通過一座集“沉淀、生化、清水”三功能于一體的三格池，對污水進行生化處理．池子上方栽種根系發達的花草植物，吸收污水中分解的有機物，從而凈化污水。效果：污水COD的去除率達55％-75％，氨、氮的去除率達90％以上，達到國家污水排放標準。特點：1、不受地形制約，既可單獨建造，也可幾戶聯臺建造；2、投資不大，一戶三口之家建設費用約2000元：3、運行維護簡單，每隔2-3年清洗一次即可；4、處理后的污水可澆花種草，對分散的