運用政策和科技創新深化 “五水共治”工作的探討

陳劍平，沈阿林

運用政策和科技創新深化 “五水共治”工作的探討

陳劍平，沈阿林*

（浙江省農業科學院，浙江 杭州 310021）

水是生命之源、生產之要、生態之基，關系經濟社會發展、關乎百姓民生。本文系統分析浙江省水資源狀況以及環境治理中存在的主要問題，總結浙江省農科院 “十一五”以來在治污水、保供水和抓節水方面所取得的科研進展。在此基礎上，針對下階段治水工作所面臨的技術短缺和政策困局，提出應圍繞污染源控制和水體治理2個關鍵，整合科研資源，開展8個方面的研究，破解重大關鍵技術，實現技術創新；在制定區域污染物排放總量控制目標，建立新的農業管理政策，實行污染物排放交易制度等方面，強化政策創新。

五水共治；水環境狀況；技術創新；政策創新

“五水共治”是浙江省委省政府作出的全面治水，修復浙江江河溪湖，重建浙江生態環境的重要部署，是全省以 “五水共治” 為突破口，深化體制機制改革，促進經濟轉型，推動產業升級的重大決策。從2014年年初全省上下全面推進 “五水共治”工作以來，各級政府動用巨資，實施河道清淤、截污納管、關停污染企業等治水工程措施，黑河、臭河和垃圾河得到了明顯改觀。但是，清河容易凈水難，在初步完成清河行動以后，下一步將面臨更為艱巨的 “凈水” 任務，各級政府都將遇到如何凈化水質和維持長效的工程技術難題。我們在分析浙江省水環境狀況、治理與管護存在的主要問題基礎上，結合浙江省農業科學院的科研優勢，提出科技創新和政策創新推進 “五水共治” 下階段治水工作的若干建議。

1 浙江省水環境狀況以及治理和管護存在的主要問題

1.1 水資源短缺加劇

浙江省境內水系發達，有錢塘江、甌江、靈江、苕溪、 甬江、 飛云江、 鰲江、 京杭運河 （浙江段）等8大水系，30余個100萬m3以上的湖泊。浙江省地處亞熱帶季風氣候區，降水充沛，年降水量為1 600 mm左右，多年平均水資源總量為937億m3，但人均水資源占有量只有1 760 m3，舟山海島人均水資源僅600 m3，遠低于全國人均水平2 200 m3，僅為世界人均的1/4，已逼近世界中等缺水警戒線 （2 000 m3）。隨著經濟社會的快速發展和水污染的加劇，水資源供需矛盾將更加突出。

1.2 洪澇臺災害頻發

浙江省是一個多山地丘陵的省份，山地和丘陵占70.4%，平原和盆地占23.2%，河流和湖泊占6.4%。 “七山一水二分田”的地形地貌特點，決定了河流大多獨流入海，上游源短流急，易發生暴漲暴落；下游平原地勢低洼，排水不暢，易受潮汐頂托；降水年際、年內變化大，且降水集中，遇梅雨臺風極易成災，逢枯水年又易干旱。加上近年來極端天氣頻發、城鎮化引起水域面積減少，部分行洪河道阻塞等原因，洪澇旱災問題更為嚴重。雖然浙江省防洪工程建設多年來常抓不懈，已經初步建成 “上蓄、中防、下排” 的流域防洪工程體系，但仍存在主要平原排洪能力不足，江河治理尚未達到規劃標準，干支流堤防建設不配套等問題，基層防汛體系和水情雨情預警預報系統建設也亟須加快完善。

1.3 季節性干旱明顯

浙江省人口密度大、山地丘陵多的特點決定了農業持續發展必須注重山地丘陵的開發利用。據《浙江省低丘緩坡重點區塊開發規劃 （2010-2020年）》的數據，目前全省共有理論低丘緩坡資源面積242萬hm2，其中坡度15°～25°的區域面積約為113萬hm2，約占總資源的47%；坡度在6°～15°和≤6°的面積分別占總資源的26%和27%。丘陵山地的最大問題是田地分散、通水通渠難度大、成本高，缺少灌溉水源和灌溉設施，加之年內降雨分布不勻，容易發生季節性干旱，嚴重時可能導致農作物大幅度減產甚至絕收。另一方面，生產上還存在水資源浪費和利用率不高的問題。統計數據表明，2012年浙江省農業灌溉用水75億t，平均約4 500 t·hm-2，是全國平均水平的2倍多。

1.4 河道水體污染嚴重

工業化和城鄉一體化的快速推進對浙江省河湖水體環境造成了嚴重污染，特別是低平的水網平原地區，問題更為突出。據2013年浙江省環境狀況公報，221個省控斷面中，V與劣V類水質占了20.8%，較2012年18.5%的比例不降反升，高于全國10.2%的平均比例。運河、浙北平原河網和太湖流域水質總體為Ⅲ ～劣Ⅴ類，污染相對嚴重；湖泊水質更差，除西湖水質為Ⅲ類外，東錢湖、鑒湖和南湖水質均為Ⅳ～劣Ⅴ類，部分湖泊呈現一定程度富營養化。全省8大水系和運河河道的主要污染指標為氨氮、總磷和石油類，主要來自工業廢水和農業面源污染，全省每年的工業廢水排放總量40億t以上，化學需氧量 （COD）排放總量80萬t，氨氮排放量11.2萬t；農業面源污染對環境污染的貢獻率大于60%。

1.5 農村面源污染突出

農村面源污染主要來自畜牧養殖、種植業農藥化肥過量使用以及農村生活污水排放等。近年來浙江省農業化肥施用量平均達到443 kg·hm-2，高于全國平均水平，遠超發達國家225 kg·hm-2的安全上限。每年產生的農田氮肥損失率占總用量的33.3%～73.6%，平均約60%，成為水體富營養化的關鍵污染源。全省農藥施用量平均27.45 kg· hm-2，是全國水平的2.5倍，80%以上的農藥最終也將進入農田和水體成為污染源。畜禽養殖產生的沼液由于其COD、BOD、SS和總氮、氨氮、總磷含量較高，處理十分困難，還田是目前較佳的循環利用方式，但浙江省部分地區受土地緊張和養殖規模大的雙重約束，缺乏足夠的土地進行消納，帶來的污染問題非常嚴重。研究表明，來自農業面源污染中COD、總氮、總磷污染負荷分別占水體污染總負荷的43.7%，57.2%和67.4%。

由于農村生活污水難以有效截污納管，無法大規模集中處理，直接排入水體和土壤而造成的區域水環境污染也非常嚴重。雖然浙江省在農村生活污水控制方面的工作起步較早，技術處于國內領先地位，但仍存在成熟技術單一、選擇度小，設備成套滯后，工藝能耗費用高、操作難，工藝參數和工程設計以及施工建設管理缺乏規范性，設施建設成本和運維方便度無法滿足農村現狀等問題。同時，村鎮分散型生活污水治理運行模式和配套政策缺乏，與現有需求不匹配，大大削弱了預期效果，需要研究運行長效化機制。

1.6 污染治理技術集成不夠

水體污染治理和生態修復是個系統工程，河湖生態修復必然包括污染源控制和水體治理兩個關鍵系統。實踐證明，任何單一修復技術在水污染控制和治理中都難以發揮預期效率，必須將污染源控制和水體治理兩個關鍵系統中的單一技術有效地組裝集成，才能較好地實現水環境的治理和長效保護。在污染源控制方面，浙江省目前面臨的最大挑戰和難題是農業面源污染。浙江省水稻種植面積大，氮用量達到200～250 kg·hm-2，產量在9 t·hm-2左右，而韓國、日本用氮量僅為100～150 kg· hm-2，產量也在7 t·hm-2左右。雖然浙江省的稻谷產量提高了，但環境的污染負荷大大增加。還有在養殖業沼液處理方面一直受到處理成本高、手段單一的困擾，隨著國家相關排放標準的提高，沼液治理技術亟待創新。在水污染治理技術中，生態修復因其投資低、效益高、環境友好、生態節能，成為迅速發展的主要治理技術。國內外應用生物-生態修復工程技術治理富營養化水體都有成功的案例，如英國泰晤士河、日本琵琶湖和江戶川、韓國良才川、廣州朝陽涌、昆明西壩河等水域生態系統，但在高效功能微生物的篩選、投放、固定等技術上尚未根本解決，特別是與水生動物、水生植物等生態修復手段以及其他物理、化學治理措施的集成方面有待加強。

2 浙江省農業科學院在 “五水共治”工作中的研究積累與技術優勢

浙江省農業科學院目前從事與 “五水共治”工作相關的專業人才60余人，其中具有高級職稱30余人、博士30余人，專業背景包括環境工程、環境微生物、農業生態、植物營養與肥料、植物保護、畜牧獸醫、土壤學等。根據全省 “五水共治”工作的需要，我院成立了 “五水共治” 工程研究中心。長期以來，圍繞 “源頭減排、 過程控制、資源利用、末端治理” 的治水治污目標，在農村污水處理、畜禽養殖污染控制、農業種植業面源污染治理、污染水環境治理和生態修復、節水節肥節藥技術等方面取得了明顯的進展，形成了獨特的技術優勢。

2.1 各類農村污水凈化關鍵技術

針對農村生活污水的特征，研發了適合分散農戶、村落和集鎮污水處理的關鍵技術 （如多介質土壤層耦合技術、強化人工濕地技術），建立農村生活污水處理工程，日處理水量超過1 000 t，出水水質達到 《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918-2002）要求。針對畜禽養殖廢水中氨氮、重金屬、抗生素等多種污染物共存的復合污染問題，開發出對氨氮、重金屬、抗生素同時具有良好吸附性能的改性沸石，強化人工濕地吸附去除污染物的功能。針對水產養殖水體污染問題，利用人工濕地技術處理水產養殖廢水，實現黑魚養殖水體的凈化和循環利用。

2.2 畜禽養殖污染生產過程控制和沼液農田消納技術

針對環境友好型畜禽規模養殖產業提升工程中的問題，重點開展環保飼料生產、過程清潔生產和末端循環利用技術的綜合研究，先后在杭州、嘉興、金華、衢州、紹興等地的規模養殖場和養殖小區集成應用與示范，探索出畜禽規模養殖農牧結合循環利用模式，使示范區規模畜禽養殖排泄物資源化利用率96%以上，遠高于全國平均水平。針對畜禽養殖沼液污染問題，開展了沼液無害化農田消解利用關鍵技術研究，完成水稻、蔬菜、瓜果等農作物的安全消解技術及農田消解容量估算，提出了化肥替代和資源循環利用的技術途徑，有效解決沼液隨意排放對環境的污染問題。

2.3 肥料面源污染控制技術

在作物專用肥研究方面，探索了最佳無機氮源、有機無機最佳比例、養分釋放調控等關鍵技術。研究浙北平原農田氮素高效利用及污染負荷控制及土壤固碳減排關鍵技術，建立了土壤養分信息庫和推薦施肥決策系統，并用于指導精準施肥。研發出利用酸、堿消毒劑與化學反應熱的聯合作用，快速處理禽畜糞便等農業廢棄物的新技術，并以處理后的有機物料為原料，開發有機無機復混肥、巖質邊坡綠化基質、環保型營養缽等肥料和基質產品。針對農田徑流水中氮磷面源污染問題，篩選出再力花、常綠鳶尾、美人蕉等具有較強吸收能力的植物品種，通過植物與基質組配，研發出農田面源污染的生物緩沖帶治理技術。針對肥料與農田灌溉水的減施減排，研究總結出多種蔬菜、水果等作物的水肥一體化應用模式，可以減少50%左右的灌溉水和30%左右的肥料施用量，并在設施大棚和果園進行了較大面積的示范和推廣。

2.4 農藥減量使用技術

針對當前農田生態系統中化學農藥使用過量和農產品安全生產問題，研究提出以保護和調節稻區生境多樣性、提高稻田天敵的自然控制作用和減少稻田前期用藥為核心的水稻害蟲可持續治理模式和方法，研發了以應用抗性水稻品種、適當調整播種期、田邊留草和冬季種植綠肥等措施保護區域生物多樣性，田埂或田塊插花種植顯花植物和引誘植物等為基礎的水稻害蟲綠色防控技術，已經成為2013年全國主推技術之一。針對茭白生產中病蟲害發生嚴重、農藥殘留量嚴重超標等安全問題，研究提出了天敵控制、物理防治、品種間作控害、生物農藥應用等關鍵技術集成控制模式和無害化生產技術規程，并提出了茭白葉鞘部位施藥防治二化螟的減量用藥新技術，實現了茭白無害化生產和種養結合。針對十字花科蔬菜主要害蟲，提出了基于農業防治、物理防治、生物防治、化學防治等技術進行集成的可持續控制技術體系，實現對主要害蟲的有效控制，顯著減少化學農藥使用量。

2.5 污染水體治理和生態修復技術

按照 “減少外源污染，控制內源污染，修復水體污染”的科研思路，針對河道、溪流等開放性污染水體的治理，建立了具有自主知識產權的微生物強化治理和生態修復技術體系，即：以微生物修復技術為核心，創制多種水體修復的功能菌劑，由污染源生態攔截、微生物強化治理、生態修復等技術有機結合而成，包含了微生物強化修復、生態反應池、生態攔污、微生物 “生態鎖底”、多功能生態浮島、微孔曝氣等技術方法和治理措施。上述技術在溫州三垟濕地、平陽縣等水體修復工程中進行了實際應用，成功治理和修復25條劣Ⅴ的黑臭河道，河道水質由劣Ⅴ類改善為接近Ⅴ類，示范推廣面積達25萬m2。

3 快速推進 “五水共治”工作的建議

浙江省委十三屆四次全會做出了 “五水共治”的重大決策，要求從2014年開始全面推進水污染防治工作，力爭3年解決突出問題、5年基本解決問題、7年基本不出問題。但是，“五水共治” 工作是一個系統工程，重點難點在農村，農業用水浪費、化肥農藥過量、水環境改善滯緩等問題始終得不到有效解決。近年來，圍繞污染源控制和水體治理兩個關鍵，從農藝、物理、化學、生物角度研究形成了一些理論和實用成果，但是尚缺少顯著地域特點、高效整治效果、自主知識產權的水環境污染控制和生態修復的關鍵技術，尤其是缺少針對浙江農村生態特點的工程化集成創新技術，環保技術成套化、標準化水平偏低。因此，我們提出以下對策建議，以期破解上述難題，快速推進 “五水共治”。

3.1 設立重大科技專項，整合科研資源，破解重大關鍵技術

目前浙江省有不少科研院所從事 “五水共治”相關領域的科學研究，但由于研發項目立項和經費支持不夠，缺少穩定的經費支持渠道，導致出現研究時斷時續，缺乏完整性和系統性。因此，我們建議省政府設立重大科技專項，委托省農科院牽頭，整合省環科院、省水利河口院和優勢高等院校的科研力量，建立協同創新機制，圍繞水環境綜合治理、農業面源污染控制、畜禽養殖污染治理、飲用水源保護等 “五水共治”工作領域的關鍵共性技術進行聯合攻關研究。

3.1.1 流域污染調查與水環境規劃

開展典型流域污染源調查解析，估算污染物負荷總量及其貢獻，制定區域水環境規劃，為流域生態環境改善和區域產業布局提供指導。

3.1.2 種植業面源污染控制

研究農田氮磷輸入和輸出特征，明確氮磷流失發生機理，開展高產目標下氮、磷養分高效利用與過程減排、生物緩沖帶分段式立體攔截研究，創新面源污染治理技術體系。

3.1.3 農村生活污水處理

采用生物、物理化學、工程技術相結合的方法創新生活污水處理工藝，因地制宜推廣研發技術。3.1.4 農業 （種養殖）廢棄物和水產養殖廢水治理

重點研發種養殖廢棄物資源化利用、畜禽養殖廢液農田土壤消解與資源化利用和畜禽水產生態養殖技術模式。

3.1.5 節水灌溉和水肥一體化技術

利用遠程控制和自動化等技術，完成節水灌溉和水肥一體化技術升級，實現節水節肥，農田氮磷減排，農產品增產提質的目標。

3.1.6 河湖生態修復技術

以物理、生物、生態等綜合措施為手段，研發復合礦物床凈化、植物生態修復、微生物強化修復等技術，改善河道污染水質，恢復河湖生態系統。

3.1.7 農村飲用水源保護

解析農村飲用水污染源，重點開展飲用水源地環境保護規劃，研發飲用水源地生態修復和保護、飲用水凈化等技術。

3.1.8 工業廢水的深度處理和回用

針對浙江省工業廢水種繁多、污染廣的特點，開發不同的處理方法，將吸附混凝-催化臭氧-生物法-膜法、內電解-芬頓氧化-生物法-膜法等先進工程技術深度處理工業廢水，通過高級氧化等技術實現中水回用。

3.2 強化政策研究，依靠管理創新，推動污染治理

如何解決農產品有效供給和生態環境安全問題，不僅需要技術創新，而且需要政策創新。只有在技術和政策的雙重支持下，才能真正實現污染治理。

3.2.1 排放總量控制目標與削減途徑

開展流域污染源調查解析，估算污染物負荷總量。在此基礎上，科學核定全省不同區域 （農田水域）納污能力，研究提出區域污染物排放總量控制目標與削減意見，作為該區域行政管理考核目標，實行一票否決制度。

3.2.2 運用市場化手段，研究試行污染物排放交易制度

對于工業污染物排放，除繼續加大力度淘汰能耗大、污染重、效能差的落后企業外，鼓勵企業進行技術改造升級，規范污染企業入園三廢統一處理，加大對偷漏排企業進行經濟和刑事雙重懲罰的力度。同時，可借鑒碳交易國際規則，研究污染物排放交易辦法，進行試點探索，先行先試，逐步推廣。

3.2.3 制定新的農業管理政策，控制農業面源污染

在種植業方面，面對目前化肥農藥用量居高不下的困局，可借鑒日本、韓國等施行的化肥農藥限量使用的相關政策措施，在保證糧油和肉蛋奶等農產品供需的基本目標下，研究化肥農藥減量使用可能引起農民收入下降的補償政策，如對嚴格執行化肥農藥限量標準的農戶，提高農產品收購價格，確保農民收入不減；同時實施嚴格的監督和管理，對于繼續超標使用農藥化肥的農戶，采取引導教育、適度懲罰等措施，使其能夠回歸政府要求的限量標準范圍。

在養殖業方面，目前采取禁養、限養和大規模關停養殖企業等措施來控制污染，這對于遏制環境惡化有益，但會影響肉蛋奶的正常供給，甚至可能引起市場價格的大幅波動，而且由于有機肥源大大減少，對于農田地力的穩定提升也不利。對此，需要研究不同區域養殖業適宜的發展規模，并運用循環農業的理念推廣種養結合模式，合理布局養殖企業，使畜禽糞便有足夠的農田消納面積。同時應采取適當的激勵政策，引導企業升級養殖技術、配套環保措施。

3.3 鼓勵各級科研院所與地方、企業深度合作，參與地方 “五水共治”工程

在推進 “五水共治” 工作過程中，一方面地方和企業亟須相關技術支持，另一方面科研院所也在尋求合作平臺。因此，在地方政府支持下，加強院地、院企合作，選擇一批污染河道湖泊、飲用水源保護區、農村生活污水區、污染工業園區進行治理，建立水環境保護和修復示范樣板區。通過相關學科技術集成和組裝，解決關鍵技術難題，發揮科研院所更大的技術支撐作用。

［1］ 浙江省發展規劃研究院編制.浙江省低丘緩坡重點區塊開發規劃 （2010-2020年） （EB/OL）.（2010-03-01）. http：//www.zj.gov.cn/art/2013/1/4/art_13012_ 67129.htm1.

［2］ 浙江省環境保護廳.2013年浙江省環境狀況公報 （EB/ OL）.（2014-06-14）.http：//www.zjepb.gov.cn/ hbtmhwz/gzfw/hjz1/.

［3］ 中華人民共和國環境保護部，中華人民共和國國家統計局，中華人民共和國農業部.第一次全國污染源普查公報（EB/OL）.（2010-02-06）.http：//cpsc.mep. gov.cn/.

［4］ 陳英旭，梁新強.氮磷在農田土壤中的遷移轉化規律及其對水環境質量的影響 ［M］.北京：科學出版社，2012.

［5］ 薛利紅，楊林章，施衛明，等.農村面源污染治理的“4R”理論與工程實踐：源頭減量技術 ［J］.農業環境科學學報，2013，32（5）：881-888.

（責任編輯：）

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0528-9017（2014）12-0000-00

文獻著錄格式：陳劍平，沈阿林.運用政策和科技創新深化 “五水共治”工作的探討 ［J］.浙江農業科學，2015，56（1）：0-0.

2014-10-15

浙江省農業科學院科技創新能力提升項目 （2014CX017）。

陳劍平 （1963-），男，研究員，中國工程院院士，發展中國家科學院院士，博士，浙江省農業科學院院長，主要研究方向為植物病毒學。E-mai1：jpchen2001@126.com。

沈阿林 （1962-），男，博士，研究員，主要從事土壤化學與農業環境研究工作。E-mai1：shena1in_123@126.com。