农业面源污染的监测技术与控制措施

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朱金来1,胡晓亮2,宣然然3

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摘要

农业面源污染作为影响生态环境的重要因素,其监测与控制是保障农业可持续发展的关键。本文围绕农业面源污染的监测技术与控制措施展开研究,探讨污染源识别追踪、污染因子定量监测及扩散过程动态监测的技术路径,分析源头减量、过程拦截与末端治理的具体措施。研究表明,科学的监测技术为污染治理提供精准依据,系统的控制措施可有效削减污染负荷,二者协同应用对改善农业生态环境、推动绿色农业发展具有重要实践意义,为农业面源污染综合治理提供参考。


关键词

农业面源污染;监测技术;控制措施;源头减量;生态治理

正文


1引言

农业面源污染源于农业生产中的化肥农药施用、畜禽养殖废弃物排放等环节,具有分散性、隐蔽性、累积性特点,易造成水体富营养化、土壤质量下降等问题,威胁生态环境与农产品安全。开展农业面源污染的监测技术与控制措施研究,是破解农业发展与生态保护矛盾的必然要求,对于推进农业绿色转型、保障生态系统健康具有重要意义。本文聚焦污染监测的技术方法与控制的关键环节,从污染源识别、污染过程追踪到源头削减、过程拦截与末端治理,探索科学有效的实践路径,为农业面源污染的系统治理提供思路。

2农业面源污染的监测技术

2.1污染源的识别与追踪技术

污染源的识别与追踪技术旨在精准定位农业面源污染的来源及其传播路径,为针对性治理提供依据。通过整合土壤采样分析与农田调查,明确化肥农药过量施用、畜禽粪便随意堆放等主要污染来源,区分种植区与养殖区的污染贡献差异。利用同位素标记技术追踪氮、磷等元素的迁移轨迹,判断其是否来自农田排水或养殖废水。

结合地理信息系统绘制污染源分布图谱,标注污染风险较高的区域,如低洼农田、养殖场周边等。同时,通过分析流域内不同子区域的污染特征,识别污染扩散的关键节点,如沟渠入口、小型水库等。这些技术的综合应用,能够清晰呈现污染源头与扩散路径的关联,为制定差异化治理方案奠定基础。

2.2污染因子的定量监测方法

污染因子的定量监测方法聚焦于准确获取农业面源污染中主要污染物的含量及变化情况。针对水体中的氮、磷等营养物质,采用光谱分析技术进行快速检测,结合实验室化学分析验证结果,确保数据的准确性。对于土壤中的残留农药,运用色谱技术分离并定量,明确其在不同土层中的分布特征。

在田间设置监测点,定期采集降水径流与地下渗水样本,分析污染物浓度随时间的变化规律。通过建立污染因子与农业生产活动的关联模型,评估不同种植方式、施肥量对污染负荷的影响。这些方法的应用,能够量化污染程度,为判断污染等级、制定控制标准提供数据支撑。同时,引入便携式检测设备实现田间原位测定,减少样本运输过程中的误差,提升监测效率。针对大气沉降带来的农业面源污染补充,采用被动采样技术收集大气中的氮素湿沉降,结合定期监测数据掌握其输入规律。通过整合多介质、多时段的监测结果,构建污染因子的时空分布图谱,更全面地反映污染的动态变化特征,为精准评估污染风险、优化治理策略提供更细致的依据[1]

2.3污染扩散过程的动态监测手段

污染扩散过程的动态监测手段用于实时捕捉农业面源污染在不同环境介质中的迁移转化规律。借助传感器网络布设,实时监测农田排水、地表径流中的污染物浓度,结合水文监测数据,分析污染随水流的扩散速度与范围。利用无人机遥感技术定期获取流域植被覆盖与土壤湿度信息,推断污染扩散对周边生态的影响。

在流域尺度建立数学模型,模拟不同气象条件下污染的扩散路径,预测可能受影响的区域。通过长期跟踪监测,记录污染在土壤-水体-大气系统中的转化过程,识别关键转化节点。这些手段的综合运用,能够动态掌握污染扩散态势,为及时采取干预措施、降低污染影响提供技术支持[2]

3农业面源污染的控制措施

3.1源头减量的调控方式

源头减量的调控方式致力于从农业生产的初始环节减少污染物质的生成,通过优化生产体系降低污染输出。在种植业中,推广精准施肥技术,结合土壤养分检测结果与作物生长需求,制定个性化施肥方案,避免盲目过量施用化肥导致的养分流失。倡导农药减量增效技术,采用生态调控、生物防治等绿色防控手段替代化学防治,优先选用低毒、低残留农药,配合科学施药方法减少农药用量。

在养殖业中,推行标准化养殖模式,通过改进饲料配方提高养分利用率,减少粪便中氮、磷等污染物的含量。建立养殖废弃物资源化利用体系,将粪便经无害化处理后转化为有机肥,实现种养循环,降低废弃物直接排放带来的污染风险。同时,通过调整农业产业结构,扩大生态友好型作物种植比例,减少高污染风险作物的种植面积,从生产源头构建污染防控的第一道防线。

3.2过程拦截的技术应用

过程拦截的技术应用聚焦于在污染物质迁移过程中进行有效阻断,通过构建生态拦截系统减少污染扩散。在农田与水体交界处设置宽幅植被缓冲带,选择耐湿、吸附能力强的本土植物品种,形成乔、灌、草相结合的立体植被带,利用植物吸收、土壤吸附及微生物降解作用,截留地表径流中的养分和农药。

在坡耕地地区,推广等高种植、梯田修筑等水土保持措施,减缓地表径流速度,增加水分下渗时间,减少水土流失携带的污染物。在田间沟渠中种植水生植物,设置生态堰坝,通过减缓水流、增强沉降作用,降低沟渠排水中的污染负荷。

对于养殖区,建设沉淀池、氧化塘等预处理设施,利用物理沉淀和生物净化作用,减少养殖废水中的悬浮物和可溶性污染物。同时,在农业集中区推广生态沟渠网络,将分散的农田排水和养殖废水引入生态处理系统,通过多级拦截提升污染去除效果,有效遏制污染物质向周边环境的迁移。

3.3末端治理的优化措施

末端治理的优化措施针对已进入环境的污染物质进行净化处理,降低其对生态系统的危害。对于农田排水和养殖废水集中排放区域,建设人工湿地系统,利用基质、植物和微生物的协同作用,进一步去除水中的氮磷、有机物等污染物,提升出水水质。在小型流域出口处设置生态沟渠,通过填充吸附材料和种植净化植物,强化对流域汇水的净化效果。

针对污染较为严重的土壤,采用生物修复技术,接种功能微生物或种植超富集植物,吸收转化土壤中的残留污染物。定期对受污染水体进行生态疏浚,清除底泥中的营养物质,减少二次污染风险。同时,结合水体生态修复,投放有益藻类和水生动物,构建健康的水生态系统,增强环境自身的净化能力,实现末端污染的长效治理[3]

4结语

农业面源污染的监测技术与控制措施是推动农业绿色发展的重要支撑。本文通过梳理污染源识别、污染因子定量及扩散过程动态监测的技术路径,以及源头减量、过程拦截、末端治理的控制体系,揭示了“监测-控制”协同推进的治理逻辑。实践表明,精准的监测技术为污染治理提供了科学靶向,系统的控制措施能有效削减污染负荷,二者结合可破解农业生产与生态保护的矛盾。未来需进一步强化技术集成与模式创新,提升监测的实时性与控制的长效性,兼顾治理效能与农户可接受度。通过持续优化实践路径,为农业面源污染综合治理提供更具操作性的方案,助力实现农业生态环境改善与可持续发展的统一。

参考文献

[1]范进根.农业面源污染治理的现状及常用技术措施探讨[J].农村实用技术,2025(5):111-112.

[2]高良萍.农业面源污染控制与农村环境保护措施分析[J].中文科技期刊数据库(全文版)自然科学,2025(1):068-071.

[3]张靖懿.农业面源污染防控技术及措施分析[J].中文科技期刊数据库(全文版)农业科学,2025(2):143-145.


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