减轻白马湖周边农业面源污染的对策研究

摘要

近年来，白马湖周边地区的农业面源污染日益加剧，其所含的氮、磷污染物进入大气、土壤和水体后，对水环境和生态系统造成了严重的破坏。根据野外实地考察，白马湖周边农业面源污染来源主要包括种植业、养殖业、农村生活污水等方面。农业面源污染的发生与发展过程历经“源—流—汇”3个阶段。针对这3个阶段，本文提出了非点源污染的源头控制技术、对污染物向附近水体传递过程中的截留控制技术、末端污水净化处理技术。白马湖流域是水稻种植区，这一地区农田分布着纵横交错的灌溉渠道和排水沟道。排水沟道作为农业和农村生活污水的最初汇聚地，是农业面源污染物进入河流的通道。因此，研究沟道系统中氮、磷的迁移转化是农田面源污染控制和治理的关键。
　　为有效阻控农田土壤流失氮、磷污染物通过排水沟道进入周围水体，在总结国内外农田面源污染控制技术的基础上，本文设计出一种在农田排水沟中的新型生态过水堰，在不影响农田沟道日常排水的前提下，能够截留净化污水，减少土地使用面积。首先在人工开挖的排水沟道中构建生态过水堰的试验装置，然后在静态条件下采用正交试验，以CODcr、TN、NH4+-N、NO3--N、TP的去除率为考察指标，将过水堰的槽长A、砂石粒径B、填充率C、填充物D作为4个影响因素，分析过水堰对农业废水中氮、磷污染物的截留去除机理，探讨影响过水堰净化能力的主要因素及最优水平组合。
　　本次试验结果表明:生态过水堰对氮、磷污染物具有较好的截留去除能力，沟道中的污染物浓度随着水力停留时间而降低。对正交试验结果运用极差分析、方差分析、矩阵分析法，得出砂石粒径B对过水堰净化农田污水的影响最大，各影响因素主次顺序为砂石粒径B＞填充率C＞填充物D＞槽长A，生态过水堰对污染物去除率较好的最优水平组合为A3B1C3D1，即槽长3m，砂石粒径0.8～1.2mm，填充率为65％的竹片。因此在白马湖周边的农田排水沟道中构建生态过水堰，可以有效拦截农田流失的养分和减少农田氮、磷污染物质向下游水体扩散迁移，同时本文研究结果为生态过水堰在农村地区的推广应用提供了理论依据和技术支撑。

目录

摘要

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究意义

1．2 农业面源污染及其特征

1．2．1 农业面源污染概念

1．2．2 农业面源污染特征

1．3 国内外研究现状及存在问题

1．3．1 国外研究进展

1．3．2 国内研究进展

1．3．3 存在问题

1．4 主要研究内容及技术路线

1．4．1 研究内容

1．4．2 技术路线

2 白马湖环境问题及成因分析

2．1 自然概况

2．1．1 地理位置与范围

2．1．2 地形地貌

2．1．3 水文气象特征

2．1．4 生物资源

2．2 水资源状况

2．2．1 主要河流

2．2．2 水功能区划

2．3 主要水生态环境问题

2．3．1 渔业养殖过度开发

2．3．2 农业面源无序排放

2．3．3 湖泊管理体制不够健全

2．4 白马湖周边农业面源污染成因分析

2．4．1 种植业污染源

2．4．2 畜禽养殖业污染源

2．4．3 水产养殖业污染源

2．4．4 农村生活污染源

2．5 本章小结

3 白马湖周边农业面源污染防治对策

3．1 农业面源污染的危害

3．1．1 农业面源污染对水环境的影响

3．1．2 农业面源污染对土壤环境的影响

3．1．3 农业面源污染对大气环境的影响

3．2 农业面源污染治理对策

3．2．1 农业面源污染源头控制技术

3．2．2 农业面源污染径流拦截技术

3．2．3 农业面源污染末端处理技术

3．2．4 农业面源污染管理建议

3．3 本章小结

4 新型生态过水堰及其效果分析

4．1 试验场概况

4．2 生态过水堰结构

4．3 正交试验方案

4．3．1 正交试验基本理论

4．3．2 试验设计

4．3．3 人工污水配制

4．3．4 试验装置设计

4．4 试验过程

4．4．1 生物膜培养

4．4．2 水样采集

4．4．3 水样检测

4．5 结果与分析

4．5．1 各方案氮、磷随时间变化规律

4．5．2 污染物拦截效果分析

4．6 本章小结

5．1 结论

5．2 创新点

5．3 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间参加的科研项目

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