随着点源污染得到逐步治理,农业面源污染对水体污染的贡献凸显。农业面源污染是当前农村地表水污染的主要贡献者,影响着水环境质量和生态安全。近二十多年来,我国在农业面源污染的控制与治理方面开展了大量工作。本刊特邀中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所李红娜研究员,基于《中国农业面源污染控制与治理技术发展报告(蓝皮书)》一书,从农业面源水环境问题、技术需求及发展现状方面提炼系列推文,供从事相关研究的人员学习、参考。
一、概述
在制度政策方面,“十五”期间国内主要关注滇池和水环境,而国外主要关注水污染和流域管理;“十一五”期间,国内比较关注水环境、关键源区和水体富营养化,而国外则比较关注流域管理和最佳管理措施;“十二五”期间,国内外都比较关注水体富营养化。支撑技术方面,“十五”期间国内主要关注GIS和污染评价,而国外主要关注水质和模型;“十一五”期间,国内除了继续关注污染评价外,还比较关注小流域和风险评价,而国外则比较关注GIS;“十二五”期间,国内比较关注SWAT,而国外除了关注SWAT外,还比较关注氮、磷等营养成分。
1、技术发展历程
通过收集整理近20年国内外在农业生产污染、农村生活污染以及其所导致的流域污染三个领域所制定的污染治理相关管理政策文献,从制度体系和支撑技术两个角度对国内外管理政策演变过程进行分析。
1.1 三大领域研究关注度演变历程
通过文献调研分析可知,国内外研究关注度占比最高的都是生产污染领域,但不同的是,国内生活污染领域相比流域污染领域得到了更多的关注和研究,而国外的学者更偏向于研究流域污染。
农业生产污染、农村生活污染和流域污染三个领域的国内发文总量呈现出持续上升的良好趋势。农业生产污染、农村生活污染和流域污染三个领域的国外研究起步时间更早,同时期的研究成果也更为丰富。1999—2011年,国外发文数量大体上保持着上升的发展趋势;2011年至今,国外发文增长速度较上一阶段明显放缓,研究成果数基本趋于平稳状态。国外文献中的各领域发文占比较国内情况而言,各领域文献占比比例更为稳定,增减幅度更小:20年来,生产领域的贡献度均在64.47%(2018年)以上,最高值不超过74%。波动最大的年份是2000年,且近两年来发文占比下降明显。生活污染领域的发文贡献度的最高值出现在2007年,比例为10.26%。流域污染领域的发文占比一直在20%~27%,较为稳定,无明显起伏。
1.2 制度政策与支撑技术研究关注度演变历程
农业生产污染领域,“十五”期间,国内对制度体系的研究保持较高的关注度,而国外则对支撑技术的研究保持着较高的关注度。从“十一五”开始,国内对制度体系的关注逐渐减少,发文占比在逐阶段下降,说明国内从“十一五”开始重视从支撑技术层面寻求解决农业生产污染;相反,国外从“十五”到“十三五”期间,制度政策和支撑政策的发文占比基本保持稳定,制度政策仅为支撑政策的一半左右,说明国外一直很重视支撑技术的研究。值得注意的是,国内对制度体系的关注热度下降趋势在“十二五”期间得到减缓,“十二五”期间仅比“十一五”期间下降了2.19%,说明在这段期间内国内也试图寻求从制度体系层面去解决污染问题。
农村生活污染领域,“十五”和“十一五”期间国内和国外在制度政策、支撑技术两领域发文占比基本相同,同时保持着同样的增速。但是,在“十二五”期间,国内在制度政策发文占比上继续保持着较高增速;回看国外发文情况,“十二五”期间制度政策发文占比有所下降,甚至达到了最低值28.75%,
流域污染领域,国内和国外都较为重视支撑技术的研究,从“十五”到“十二五”期间,一直都是支撑技术的发文占比远高于制度政策。但是,国内外也有不同点,国内制度政策的发文占比基本呈下降趋势,于“十二五”期间略有回升;而国外制度政策的发文占比略有上升,支撑政策的发文占比略有下降。
1.3 制度政策与支撑技术关注热点演变历程
农业生产污染领域:制度政策方面,“十五”期间国内主要关注畜禽污染和可持续发展,而国外主要关注氮磷等面源污染和可持续发展,共同点都是较多关注了可持续发展;“十一五”期间,国内除了关注畜禽污染,还比较关注氮磷等面源污染,而国外除了继续关注氮磷等面源污染外,也比较关注重金属等土壤污染;“十二五”期间,国内新的关注热点为生态补偿,而国外新的关注热点为地下水和灌溉。支撑技术方面,“十五”期间国内主要关注GIS和监测,而国外主要关注水质和模型;“十一五”和“十二五”期间,国内除了关注GIS外,还比较关注污染评价和风险评价,而国外除了继续关注水质和模型外,也比较关注氮磷、土壤、硝酸盐和GIS。
农村生活污染领域:制度政策方面,“十五”期间国内主要关注农村生活污水,而国外主要关注再循环系统和脱氮除磷;“十一五”期间,国内除了关注农村生活污水以外,还比较关注农村生活垃圾,而国外则比较关注废水回收;在“十二五”期间,国内外都比较关注人工湿地。支撑技术方面,“十五”期间国内主要关注农村生活污水,而国外主要关注农村地区;“十一五”期间,国内除了关注农村生活污水外,还比较关注人工湿地和稳定塘,而国外则比较关注废水处理、生活污水和人工湿地;“十二五”期间,国内比较关注新农村建设和农村生活垃圾,而国外则比较关注营养成分和废水回收。
流域污染领域:制度政策方面,“十五”期间国内主要关注滇池和水环境,而国外主要关注水污染和流域管理;“十一五”期间,国内比较关注水环境、关键源区和水体富营养化,而国外则比较关注流域管理和最佳管理措施;“十二五”期间,国内外都比较关注水体富营养化。支撑技术方面,“十五”期间国内主要关注GIS和污染评价,而国外主要关注水质和模型;“十一五”期间,国内除了继续关注污染评价外,还比较关注小流域和风险评价,而国外则比较关注GIS;“十二五”期间,国内比较关注SWAT,而国外除了关注SWAT外,还比较关注氮磷等营养成分。
2、技术发展现状
2.1 研究关注度现状
在农业生产污染领域,“十三五”期间,对制度体系的关注降到了最低值35.68%,与之相对应,国内对支撑技术的关注热度达到最高峰,此时与国外基本达到同等关注水平。
农村生活污染领域,国内制度政策发文占比在“十三五”期间达到了最高值56.62%,一度超过了支撑政策发文占比,国外制度政策占比虽然在“十三五”期间有所回升,但整体上制度政策发文占比还是远低于支撑政策发文占比;这种情况可能与国外的农村人居环境整治比国内开展得早有关,“十五”期间国外的农村生活污染已基本得到了有效治理。
流域污染领域,“十三五”期间,国内的制度政策发文占比持续下降,而国外的制度政策发文占比却在这段时期内持续上升。虽然国内外都较为重视支撑技术对流域污染的治理,但国外明显在“十三五”期间增加了对制度体系研究的热度。
2.2 研究关注热点现状
农业生产领域,制度政策方面,“十三五”期间,国内开始关注重金属等土壤污染,而国外除了前几个阶段的热点关注外,还比较热衷于研究农业的最佳管理措施。支撑技术方面,“十三五”期间,国内比较关注重金属和土壤,而国外则比较关注营养成分和重金属。
农村生活领域,制度政策方面,“十三五”期间,国内比较关注污水处理设施和人居环境,而国外则比较关注灰水和可持续性。支撑技术方面,“十三五”期间,国内比较关注农村生活垃圾,国外则比较关注废水回收。
流域污染领域,制度政策方面,“十三五”期间,国内比较关注小流域和总量控制,而国外则比较关注水质和污染沉淀。支撑技术方面,“十三五”期间,国内比较关注水质量和污染负荷,而国外则延伸了“十二五”对SWAT和硝酸盐等营养成分的关注度。
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水处理
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