非点源污染研究现状.ppt

《非点源污染研究现状.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《非点源污染研究现状.ppt（29页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、非点源污染,国内外研究概况,一 研究历史 二 国内概况 三 国外概况 四 分区分级体系 五 我国研究重点 六 存在的主要问题 七 新技术的应用 八 研究前景,对非点源污染的研究, 始于20 世纪60 年代, 在美、日、英等一些发达国家率先兴起,一些学者在非点源污染的定量化研究中依据因果分析和统计分析的方法建立模型, 20世纪70年代以后, 在世界各地逐渐受到重视, 近年来取得不少进展。 从20世纪80年代以来,模型构建从经验型转入机理型。,非点源污染,研究历史,的,我国开始对农村非点源污染开始于80年代，主要对湖泊、水库富营养化调查和河流水质规划研究, 先后在于桥水库、滇池、太湖、鄱阳湖、巢湖

2、、镜泊湖、三峡库区等湖泊, 水库流域及沱江内江段、晋江流域、北江浈水流域、淮河淮南段、黄河兰州段、渭河宝鸡段、辽河铁岭段进行了探索性研究, 内容涉及非点源负荷评价, 模型的介绍与应用, 模型与地理信息系统综合技术等, 这都为非点源污染的深入研究积累了宝贵的经验。80年代以后进展迅速, 研究的主要领域包括非点源污染的特征、负荷、地域范围、机理以及相关的影响因子等。,非点源污染,的,研究历史,太湖,“蓝藻门”事件,我国农业非点源污染研究起步较晚，在80年代开始的河流、湖泊、水库富营养化调查和水质规划研究中发现地面水富营养化已十分普遍，进一步研究证实，造成水体富营养化的氮、磷营养元素的污染负荷非点源

3、高于点源。已有文献报道：非点源量占总污染量的三分之二，而农业活动对非点源污染的贡献率高达75。我国从环境保护的角度研究农业非点源污染的历史并不长，但研究土壤养分径流损失和农用化学物质进人土壤中迁移转化行为及作用机理却有多年的历史。,我国研究概况,一 农业非点源污染,土壤和农业化学家对这方面的问题十分重视并取得不少成果，开展的农业非点源污染研究内容主要包括两个方面； 一是化肥、农药及畜禽粪便等经土壤通过不同途径进人水体对受纳水体造成的污染影响，包括探讨受纳水体的环境容量和研究农业非点源对水体产生的危害。其中国内研究较多的是对地表水富营养化和地下水硝态氮污染的问题， 二是有关农业非点源污染产污机理

4、与影响因素的探索。,我国研究概况,由于了解农业非点源污染的产污机理是进行治理与开展模拟监测的前提，近年来有许多学者对农业非点源污染的形成过程、影响因素及计算方法进行了较为深入的研究，一致认为非点源污染形成分为四个连续的动态过程，即降雨径流过程、土壤侵蚀过程、土表溶质溶出过程和土壤溶质渗漏过程。国内学者提出的蓄满产流、超渗产流及综合产流理论用于区域农业非点源污染计算，结果比较适合我国的国情。,我国研究概况,我国研究概况,二 城市非点源污染,我国真正意义上的城市非点源污染研究起始于对北京城市径流污染的研究,随后上海、杭州、苏州、南京、成都等城市也逐渐开展起来。我国城市非点源污染研究起步较晚,且仅局

5、限于城区径流污染的宏观特征和污染负荷定量计算模型的研究。其中污染负荷定量计算模型研究的方向有径流量与污染负荷相关性分析、水量单位线和污染物负荷的研究以及地表物质累积规律等。,随着计算机技术的高速发展以及研究实践的需要,遥感技术以及人工模拟实验技术都已运用到城市非点源污染研究领域。到20世纪90年代后,分雨强计算城区径流污染负荷为城市径流污染负荷定量计算提供了新的研究方法。目前,利用3S技术进行非点源污染研究的成果不断出现,为非点源污染研究提供了有力的支持,也提高了非点源污染的负荷计算精度。,二 城市非点源污染,我国研究概况,漂亮的城市,“华丽”的转身,国外研究概况,美国最早在1930年提出非点

6、源污染与洪水密切相关, 并在之后制订了一系列“防洪法”。 但对农业非点源污染的全面认识和研究始于20 世纪60 年代。最初的研究是对污染的因( 降雨径流) 和果( 非点源污染物输出) 的观测资料进行分析, 建立相关关系来计算污染的负荷。 60 年代以来,日、英等一些发达国家也开始了农业非点源污染的研究,主要研究非点源污染的分类特征。 到70 年代初, 美国、加拿大提出了基于土地利用的污染问题研究。 进行的非点源的研究主要限于非点源污染特征、影响因素、单场暴雨和平均污染负荷输出等方面的初步研究，也有早期的农药输移和径流模型。,进入70 年代中期, 非点源污染问题受到各国普遍关注和重视。非点源污染

7、模型迅速发展, 从简单的经验统计模型提高到复杂的机理模型, 从长期平均污染负荷输出或单场次暴雨分析上升到连续的时间序列响应分析, 并且针对非点源污染的管理开发研制了大量的实用模型。例如, Hydrocomp 公司的PTR- HSP- ARM- NPS 等模型对污染物理化学过程进行了深入的研究, 加大了对非点源污染过程的广泛监测。在管理方面, 这个时期逐步形成和使用BMP (Best ManagementPractices) 来控制和管理非点源污染。,国外研究概况,80 年代以来，非点源污染的研究涉及的地域更广、类型也更多样，因素分析和污染迁移机理更加深入。非点源污染模型研究向实用方向发展，一些

8、新的应用性模型广泛应用于农业非点源污染研究中。随着计算机和卫星遥感技术的发展和进步，以陆地卫星数据库、航空摄影、GIS 和陆地资源信息系统为代表的3S技术与非点源污染模型结合，广泛应用于非点源污染预测、管理措施改变对农业非点源污染的影响评价。,国外研究概况,在控制对策方面，国外大量修建人工湿地和恢复自然湿地，将之作为处理暴雨径流实现非点源污染控制的重要手段之一。 美、法、德、以色列等发达国家相继开展了土壤渗滤相关研究，并应用于实际工程，取得了一定的成果。,控制对策,控制对策,起源于70年代后期的美国的“最佳管理措施”，是最具代表性的管理和控制方面的研究，在这期间逐步发展与成型，并大量应用于农业

9、非点源污染的控制中。该措施是多部门合作并注重教育和推广服务，通过制定合理的政策法规，鼓励农场主采用先进的科学的农田管理方式。,控制对策,在美国，已经实行的一些政策法规如：降低农产品税收、增加对化肥和农药的税收、设立专项基金鼓励农民采用最佳管理措施等，也已取得明显的效果。法律方面，清洁水法规(The Clean Water Act)、联邦政府安全饮用水标准(Federal Safe Drink-ing Water Act)及有关的项目等这些与非点源污染控制有关的联邦法律发挥了重要的作用。,分区分级体系的建立,全国非点源污染分区分级体系以全国水资源分区为基础,一 标准：,二 分区等级：,全国非点源

10、污染分区分级体系包括5级,非点源污染一级区为中国主要十大流域;主干河流自然流域分区作为非点源污染的二级区,共80个;在二级区基础上,依据非点源污染产生的水文气候特征,划分三级区共214个;在三级分区内,以影响非点源污染产生、迁移和转化的产汇流条件、社会经济结构、地形条件等为指标,划分非点源污染的四级分区322个;五级分区以非点源污染类型为标准进行划分。,全国非点源污染分区分级体系,我国各一级区的污染严重区域及主要污染类型,我国近期开展 非点源污染研究的重点,一 土壤侵蚀对非点源污染质运移和水质影响的过程及其机理。 通过对地表径流和侵蚀泥沙中农业化学物质(主要为硝态氮、氨态氮、速效磷及有害重金属

11、) 的分析测试, 阐明侵蚀过程对农业非点源污染物运移的影响及其污染物运移对水质的影响, 并从理论上对影响机理进行深入剖析。 二 结合我国水蚀预报模型的研发, 研发污染物运移的预测预报模型。 非点源污染物运移的载体是径流和泥沙。因此,建议将我国水蚀预报模型的研究与非点源污染物运移的预测预报研究相结合。国外这方面的成功经验可供我们借鉴。 三 制定全国统一的农业污染物危险性评价的指标体系。 结合全国水土保持监测网格建设, 建立我国农业非污染物运移的监测网。在此基础上, 建立适合中国国情的农业非点源污染的数据库及评价指标体系, 为国家决策和宏观管理提供支撑。,我国农业面源污染存在的主要问题,一 国情限

12、制 二 化肥、农药的难以替代性 三 缺乏对点源和面源污染进行分类控制 四 末端控制仍为目前流域治理建设工程的主体 五 各流域进行农业面源污染控制的科技基础性工作严重 不足 六 流域治理中缺少对农村和农业面源污染源头控制的监督体系和奖惩措施,新技术的应用,1.GIS 在非点源污染研究中的应用 GIS用于环境模型研究，使模型的三维显示、空间分析能力、空间模拟能力得到加强；另一方面，GIS的介入，使环境模型的检验、校正更加容易，而GS的空间表现能力会使环境模型的视觉效果有质的飞跃，从而有助于模型质量的改进和提高。GIS 在非点源污染研究中的应用，本质上也是GIS 与非点源污染模型结合(集成)的问题。

13、目前GIS与水质模型集成，在促进模型改进和标准化，以及进行模型间的比较等方面扮演越来越重要的角色。,2.RS 技术在非点源污染研究中的应用 GIS与RS 结合后，通过RS 图像可在较大的范围内，调查区域土地利用现状、植被覆盖、水土流失的分布、面积及程度，可以准确、快速、连续地提出区域水土流失的主要指标，进而给 GIS提供数据库的及时新，确保系统的现势性，特别在污染监测方面具有其它类型数据所无法代替的优越性。因此RS与GIS相结合，既可以保证GIS具有高效和稳定的信息源，又可以对遥感信息进行实时处理、科学管理和综合分析，实现监测、预测和决策的目的。,新技术的应用,3.GPS 在非点源污染研究中的

14、应用 GPS和GIS的结合，极大地拓宽了GIS的应用范畴，也彻底改变了有关专题图在传统制作上手工绘制、成图慢、精度低、投入高的缺点。考虑到RS的成像原理、图像的分类方法本身固有的误差和其他误差的影响，使得遥感判读的区域界线不很明确，因此RS与GPS结合，能够精确地确定水土流失的区域边界。,新技术的应用,研究前景展望,1 非点源污染有关模型的研究将继续深入 在人们逐渐认识到各类非点源污染模型推广应用的局限性情况下，研究不同气候水文条件下的非点源污染模型，而后统一集成开发为由专家系统控制、GIS支撑的非点源污染模型软件将成为未来非点源污染模型和计算机软件开发的主流。,2 新技术的应用将向广度和深度

15、发展 GIS 的空间信息管理的综合分析能力、RS空间动态监测能力及GPS的高精度定位能力，为解决测什么、怎么测、在哪里测这些问题奠定了良好的的技术基础。目前国际上“3S”的研究和应用已走向集成，是生态环境科学等研究领域的重要发展方向之一。“3S”整体集成技术也将是今后非点源污染研究中应用的主要研究手段，而“3S”自身的融合技术仍将是当前和今后研究的重点。,3 理论研究与管理实践的接轨是必然趋势 以美国为例，这种接轨体现在三个层面：技术层面上，主要是完善城市污水管理体系，建人工沉积塘，采用湿地处理以及水体生态修复工程等；经济层面上，学术界以量化非点源污染为基础，结合微观经济学方法展开费用效益分析，从而进行政策手段的设计和有效性评价；政策层面上，美国国会结合研究进展，积极立法。,