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流域面源氮污染物补排识别及综合管控关键技术与应用
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  • 公布年份:
    2018
  • 中图分类:
    X52
  • 关键词:
  • 成果简介:
    “良好生态环境是实现中华民族永续发展的内在要求,是增进民生福祉的优先领域”。“着力打好碧水保卫战”的关键任务是减少污染严重水体和不达标水体。氮是中国环境水体的主要污染因子,农业面源是中国流域水环境氮的主要来源,一般通过地表和地下径流两种途径进入环境水体,有效控制农业面源氮污染物的地下水补排,是进一步提升流域水环境质量的关键。课题组多年来在国家水体污染控制与治理科技重大专项、国家自然科学基金重点项目及国家“863”计划等课题的持续资助下,发挥水文学及水资源、地下水科学与工程及环境工程学科优势,以深度截留农业面源氮污染负荷为目标,率先提出了以“优控识别、分级防控、分区治理”为核心的“地下水-地表水氮污染补排识别与优控管理技术”、构建了以“源头阻控、输移阻断”为核心的“农业面源氮污染地表水-地下水一体化控制技术”。主要创新性成果如下: (1)针对流域尺度农业面源分布广、发生具有不确定性、难以控制等特征,构建了以“优控识别、分级防控、分区治理”为核心的地下水-地表水氮污染补排识别与优控管理技术。将流域尺度的氮污染防治缩减至不同等级的优先控制区内,实行分区分治,大幅度提高了流域面源氮污染综合防控的针对性、经济性和有效性。 (2)以小麦秸秆等农业废弃物为基料,增加凹凸棒土、硅藻土等矿物材料及零价铁,研发了具有内核、外壳双层结构的原位修复复合功能系列材料,包括缓释碳源复合功能材料、缓释氧及双固定化功能材料。与同类材料相比,实现了长效缓释、微生物亲和良好、二次污染低,原位修复工程应用效果显著,具有良好的环境效益、经济效益及推广价值。 (3)以“源头阻控、输移阻断”为核心,有效集成以硝化抑制和吸附固持为一体的氮污染物高效复合阻控技术、多形式渗透式反应墙与河滨缓冲带相耦合的浅层地下水氮污染输移阻断技术,构建了农业面源氮污染地表水-地下水一体化控制技术。与相关技术相比,实现了基于农田水分循环过程的氮污染物层层削减及地下水与地表水水质的双重改善。 该项目成果的科学性、系统性、功能性及经济有效性等均处于国内外领先水平,共获得国家发明专利12项,发表学术论文论著20余篇。相关成果已被纳入水利部部署的《淮河流域水资源保护规划》,为淮河流域及该省农业面源污染防控、水功能区达标管理等提供了重要的科学指导;研发技术在国家现代农业综合示范核心区进行了规模化集成示范,工程效果显著,第三方评估综合评分为优;研发的以缓释碳源复合功能材料为核心的地下水污染修复工艺及快速施工技术,为地下水渗透式反应墙修复技术在中国的应用提供了成功范例,对于污染场地地下水修复及毒害污染物控制的工程设计及实施具有重要参考价值。有关成果被江苏省水文水资源勘测局、江苏远鸿新材料科技有限公司等多家单位推广应用,近三年来,新增利润4630.94万元,新增税收388万元,节支总额14615.36万元,取得了显著的经济、环境和社会效益。
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