运用政策和科技创新深化“五水共治”工作的探讨

陈剑平，沈阿林

（浙江省农业科学院，浙江杭州 310021）

运用政策和科技创新深化“五水共治”工作的探讨

陈剑平，沈阿林∗

（浙江省农业科学院，浙江杭州 310021）

水是生命之源、生产之要、生态之基，关系经济社会发展、关乎百姓民生。本文系统分析浙江省水资源状况以及环境治理中存在的主要问题，总结浙江省农科院“十一五”以来在治污水、保供水和抓节水方面所取得的科研进展。在此基础上，针对下阶段治水工作所面临的技术短缺和政策困局，提出应围绕污染源控制和水体治理2个关键，整合科研资源，开展8个方面的研究，破解重大关键技术，实现技术创新；在制定区域污染物排放总量控制目标，建立新的农业管理政策，实行污染物排放交易制度等方面，强化政策创新。

五水共治；水环境状况；技术创新；政策创新

文献著录格式：陈剑平，沈阿林.运用政策和科技创新深化“五水共治”工作的探讨［J］.浙江农业科学，2015，56（1）：1－4，9.

DOI 10.16178／j.issn.0528⁃9017.20150101

“五水共治”是浙江省委省政府作出的全面治水，修复浙江江河溪湖，重建浙江生态环境的重要部署，是全省以“五水共治”为突破口，深化体制机制改革，促进经济转型，推动产业升级的重大决策。从2014年年初全省上下全面推进“五水共治”工作以来，各级政府动用巨资，实施河道清淤、截污纳管、关停污染企业等治水工程措施，黑河、臭河和垃圾河得到了明显改观。但是，清河容易净水难，在初步完成清河行动以后，下一步将面临更为艰巨的“净水”任务，各级政府都将遇到如何净化水质和维持长效的工程技术难题。我们在分析浙江省水环境状况、治理与管护存在的主要问题的基础上，结合浙江省农业科学院的科研优势，提出科技创新和政策创新，推进“五水共治”下阶段治水工作的若干建议。

1 浙江省水环境状况以及治理和管护存在的主要问题

1.1 水资源短缺加剧

浙江省境内水系发达，有钱塘江、瓯江、灵江、苕溪、甬江、飞云江、鳌江、京杭运河（浙江段）等8大水系，30余个100万m3以上的湖泊。浙江省地处亚热带季风气候区，降水充沛，年降水量为1 600 mm左右，多年平均水资源总量为937亿m3，但人均水资源占有量只有1 760 m3，舟山海岛仅600 m3，远低于全国人均水平2 200 m3，仅为世界人均的1／4，已低于世界中等缺水警戒线（2 000 m3）。随着经济社会的快速发展和水污染的加剧，水资源供需矛盾将更加突出。

1.2 洪涝台灾害频发

浙江省是一个多山地丘陵的省份，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”的地形地貌特点，决定了河流大多独流入海，上游源短流急，易发生暴涨暴落；下游平原地势低洼，排水不畅，易受潮汐顶托；降水年际、年内变化大，且降水集中，遇梅雨台风极易成灾，逢枯水年又易干旱。加上近年来极端天气频发、城镇化引起水域面积减少，部分行洪河道阻塞等原因，洪涝旱灾问题更为严重。虽然浙江省防洪工程建设多年来常抓不懈，已经初步建成“上蓄、中防、下排”的流域防洪工程体系，但仍存在主要平原排洪能力不足，江河治理尚未达标，干支流堤防建设不配套等问题，基层防汛体系和水情雨情预警预报系统建设也亟须加快完善。

1.3 季节性干旱明显

浙江省人口密度大、山地丘陵多的特点决定了农业持续发展必须注重山地丘陵的开发利用。据《浙江省低丘缓坡重点区块开发规划（2010－2020年）》的数据，目前全省共有理论低丘缓坡资源面积242万hm2，其中坡度15°～25°的区域面积约为113万hm2，约占总资源的47%；坡度在6°～15°和≤6°的面积分别占总资源的26%和27%。丘陵山地的最大问题是田地分散、通水通渠难度大、成本高，缺少灌溉水源和灌溉设施，加之年内降雨分布不匀，容易发生季节性干旱，严重时可能导致农作物大幅度减产甚至绝收。另一方面，生产上还存在水资源浪费和利用率不高的问题。统计数据表明，2012年浙江省农业灌溉用水75亿t，平均约4 500 t·hm－2，是全国平均水平的2倍多。

1.4 河道水体污染严重

工业化和城乡一体化的快速推进对浙江省河湖水体环境造成了严重污染，特别是低平的水网平原地区，问题更为突出。据2013年浙江省环境状况公报，221个省控断面中，V与劣V类水质占了20.8%，较2012年18.5%的比例不降反升，高于全国10.2%的平均比例。运河、浙北平原河网和太湖流域水质总体为Ⅲ～劣Ⅴ类，污染相对严重；湖泊水质更差，除西湖水质为Ⅲ类外，东钱湖、鉴湖和南湖水质均为Ⅳ～劣Ⅴ类，部分湖泊呈现一定程度富营养化。全省8大水系和运河河道的主要污染指标为氨氮、总磷和石油类，主要来自工业废水和农业面源污染，全省每年的工业废水排放总量40亿t以上，化学需氧量（COD）排放总量80万t，氨氮排放量11.2万t；农业面源污染对环境污染的贡献率大于60%。

1.5 农村面源污染突出

农村面源污染主要来自畜牧养殖、种植业农药化肥过量使用以及农村生活污水排放等。近年来浙江省农业化肥施用量平均达到443 kg·hm－2，高于全国平均水平，远超发达国家225 kg·hm－2的安全上限。每年产生的农田氮肥损失率占总用量的33.3%～73.6%，平均约60%，成为水体富营养化的关键污染源。全省农药施用量平均27.45 kg· hm－2，是全国水平的2.5倍，80%以上的农药最终也将进入农田和水体成为污染源。畜禽养殖产生的沼液由于其COD、BOD、SS和总氮、氨氮、总磷含量较高，处理十分困难，还田是目前较佳的循环利用方式，但浙江省部分地区受土地紧张和养殖规模大的双重约束，缺乏足够的土地进行消纳，带来的污染问题非常严重。研究表明，来自农业面源污染中COD、总氮、总磷污染负荷分别占水体污染总负荷的43.7%，57.2%和67.4%。

由于农村生活污水难以有效截污纳管，无法大规模集中处理，直接排入水体和土壤而造成的区域水环境污染也非常严重。虽然浙江省在农村生活污水控制方面的工作起步较早，技术处于国内领先地位，但仍存在成熟技术单一、选择度小，设备成套滞后，工艺能耗费用高、操作难，工艺参数和工程设计以及施工建设管理缺乏规范性，设施建设成本和运维方便度无法满足农村现状等问题。同时，村镇分散型生活污水治理运行模式和配套政策缺乏，与现有需求不匹配，大大削弱了预期效果，需要研究运行长效化机制。

1.6 污染治理技术集成不够

水体污染治理和生态修复是个系统工程，河湖生态修复必然包括污染源控制和水体治理两个关键系统。实践证明，任何单一修复技术在水污染控制和治理中都难以发挥预期效率，必须将污染源控制和水体治理2个关键系统中的单一技术有效地组装集成，才能较好地实现水环境的治理和长效保护。在污染源控制方面，浙江省目前面临的最大挑战和难题是农业面源污染。浙江省水稻种植面积大，氮用量达到200～250 kg·hm－2，产量在9 t·hm－2左右，而韩国、日本用氮量仅为100～150 kg· hm－2，产量也在7 t·hm－2左右。虽然浙江省的稻谷产量提高了，但环境的污染负荷大大增加。还有在养殖业沼液处理方面一直受到处理成本高、手段单一的困扰，随着国家相关排放标准的提高，沼液治理技术亟待创新。在水污染治理技术中，生态修复因其投资低、效益高、环境友好、生态节能，成为迅速发展的主要治理技术。国内外应用生物－生态修复工程技术治理富营养化水体都有成功的案例，如英国泰晤士河、日本琵琶湖和江户川、韩国良才川、广州朝阳涌、昆明西坝河等水域生态系统，但在高效功能微生物的筛选、投放、固定等技术上尚未根本解决，特别是与水生动物、水生植物等生态修复手段以及其他物理、化学治理措施的集成方面有待加强。

2 浙江省农业科学院在“五水共治”工作中的研究积累与技术优势

浙江省农业科学院目前从事与“五水共治”工作相关的专业人才60余人，其中具有高级职称30余人、博士30余人，专业背景包括环境工程、环境微生物、农业生态、植物营养与肥料、植物保护、畜牧兽医、土壤学等。根据全省“五水共治”工作对相关技术的需求，浙江省农业科学院成立了“五水共治”工程研究中心。长期以来，围绕“源头减量、过程控制、资源利用、末端治理”的治水治污目标，在农村污水处理、畜禽养殖污染控制、农业种植业面源污染治理、污染水环境治理和生态修复、节水节肥节药技术等方面取得了明显的进展，形成了独特的技术优势。

2.1 各类农村污水净化关键技术

针对农村生活污水的特征，研发了适合分散农户、村落和集镇污水处理的关键技术（如多介质土壤层耦合技术、强化人工湿地技术等），建立农村生活污水处理工程，日处理水量超过1 000 t，出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）要求。针对畜禽养殖废水中氨氮、重金属、抗生素等多种污染物共存的复合污染问题，开发出对氨氮、重金属、抗生素同时具有良好吸附性能的改性沸石，强化人工湿地吸附去除污染物的功能。针对水产养殖水体污染问题，利用人工湿地技术处理水产养殖废水，实现黑鱼养殖水体的净化和循环利用。

2.2 畜禽养殖污染生产过程控制和沼液农田消纳技术

针对环境友好型畜禽规模养殖产业提升工程中的问题，重点开展环保饲料生产、过程清洁生产和末端循环利用技术的综合研究，先后在杭州、嘉兴、金华、衢州、绍兴等地的规模养殖场和养殖小区集成应用与示范，探索出畜禽规模养殖农牧结合循环利用模式，使示范区规模畜禽养殖排泄物资源化利用率达96%以上，远高于全国平均水平。针对畜禽养殖沼液污染问题，开展了沼液无害化农田消解利用关键技术研究，完成水稻、蔬菜、瓜果等农作物的安全消解技术及农田消解容量估算，提出了化肥替代和资源循环利用的技术途径，有效解决沼液随意排放对环境的污染问题。

2.3 肥料面源污染控制技术

在作物专用肥研究方面，探索了最佳无机氮源、有机无机最佳比例、养分释放调控等关键技术。研究浙北平原农田氮素高效利用、污染负荷控制及土壤固碳减排关键技术，建立了土壤养分信息库和推荐施肥决策系统，并用于指导精准施肥。研发出利用酸、碱消毒剂与化学反应热的联合作用，快速处理禽畜粪便等农业废弃物的新技术，并以处理后的有机物料为原料，开发有机无机复混肥、岩质边坡绿化基质、环保型营养钵等肥料和基质产品。针对农田径流水中氮磷面源污染问题，筛选出再力花、常绿鸢尾、美人蕉等具有较强吸收能力的植物品种，通过植物与基质组配，研发出农田面源污染的生物缓冲带治理技术。针对肥料与农田灌溉水的减施减排，研究总结出多种蔬菜、水果等作物的水肥一体化应用模式，可以减少50%左右的灌溉水和30%左右的肥料施用量，并在设施大棚和果园进行了较大面积的示范和推广。

2.4 农药减量使用技术

针对当前农田生态系统中化学农药使用过量和农产品安全生产的问题，研究提出以保护和调节稻区生境多样性、提高稻田天敌的自然控制作用和减少稻田前期用药为核心的水稻害虫可持续治理模式和方法，研发了以应用抗性水稻品种、适当调整播种期、田边留草和冬季种植绿肥等措施保护区域生物多样性，田埂或田块插花种植显花植物和引诱植物等为基础的水稻害虫绿色防控技术，已经成为2013年全国主推技术之一。针对茭白生产中病虫害发生严重、农药残留量严重超标等安全问题，研究提出了天敌控制、物理防治、品种间作控害、生物农药应用等关键技术集成控制模式和无害化生产技术规程，并提出了茭白叶鞘部位施药防治二化螟的减量用药新技术，实现了茭白无害化生产和种养结合。针对十字花科蔬菜主要害虫，提出了基于农业防治、物理防治、生物防治、化学防治等技术进行集成的可持续控制技术体系，实现对主要害虫的有效控制，显著减少化学农药使用量。

2.5 污染水体治理和生态修复技术

按照“减少外源污染，控制内源污染，修复水体污染”的科研思路，针对河道、溪流等开放性污染水体的治理，建立了具有自主知识产权的微生物强化治理和生态修复技术体系，即：以微生物修复技术为核心，创制多种水体修复的功能菌剂，由污染源生态拦截、微生物强化治理、生态修复等技术有机结合而成，包含了微生物强化修复、生态反应池、生态拦污、微生物“生态锁底”、多功能生态浮岛、微孔曝气等技术方法和治理措施。上述技术在温州三垟湿地、平阳县等水体修复工程中进行了实际应用，成功治理和修复25条劣Ⅴ的黑臭河道，河道水质由劣Ⅴ类改善为接近Ⅴ类，示范推广面积达25万m2。

3 快速推进“五水共治”工作的建议

浙江省委十三届四次全会做出了“五水共治”的重大决策，要求从2014年开始全面推进水污染防治工作，力争3年解决突出问题、5年基本解决问题、7年基本不出问题。但是，“五水共治”工作是一个系统工程，重点难点在农村，农业用水浪费、化肥农药过量、水环境改善滞缓等问题始终得不到有效解决。近年来，围绕污染源控制和水体治理两个关键，从农艺、物理、化学、生物角度研究形成了一些理论和实用成果，但是尚缺少显著地域特点、高效整治效果、自主知识产权的水环境污染控制和生态修复的关键技术，尤其是缺少针对浙江农村生态特点的工程化集成创新技术，环保技术成套化、标准化水平偏低。因此，我们提出以下对策建议，以期破解上述难题，快速推进“五水共治”。

3.1 设立重大科技专项，整合科研资源，破解重大关键技术

目前浙江省有不少科研院所从事“五水共治”相关领域的科学研究，但由于研发项目立项和经费支持不够，缺少稳定的经费支持渠道，导致出现研究时断时续，缺乏完整性和系统性。因此，我们建议省政府设立重大科技专项，委托省农科院牵头，整合省环科院、省水利河口院和优势高等院校的科研力量，建立协同创新机制，围绕水环境综合治理、农业面源污染控制、畜禽养殖污染治理、饮用水源保护等“五水共治”工作领域的关键共性技术进行联合攻关研究。

3.1.1 流域污染调查与水环境规划

开展典型流域污染源调查解析，估算污染物负荷总量及其贡献，制定区域水环境规划，为流域生态环境改善和区域产业布局提供指导。

3.1.2 种植业面源污染控制

研究农田氮磷输入和输出特征，明确氮磷流失发生机理，开展高产目标下氮、磷养分高效利用与过程减排、生物缓冲带分段式立体拦截研究，创新面源污染治理技术体系。

3.1.3 农村生活污水处理

采用生物、物理化学、工程技术相结合的方法创新生活污水处理工艺，因地制宜推广研发技术。

3.1.4 农业（种养殖）废弃物和水产养殖废水治理

重点研发种养殖废弃物资源化利用、畜禽养殖废液农田土壤消解与资源化利用和畜禽水产生态养殖技术模式。

3.1.5 节水灌溉和水肥一体化技术

利用远程控制和自动化等技术，完成节水灌溉和水肥一体化技术升级，实现节水节肥，农田氮磷减排，农产品增产提质的目标。

3.1.6 河湖生态修复技术

以物理、生物、生态等综合措施为手段，研发复合矿物床净化、植物生态修复、微生物强化修复等技术，改善河道污染水质，恢复河湖生态系统。

3.1.7 农村饮用水源保护

解析农村饮用水污染源，重点开展饮用水源地环境保护规划，研发饮用水源地生态修复和保护、饮用水净化等技术。

3.1.8 工业废水的深度处理和回用

针对浙江省工业废水种类繁多、污染广的特点，开发不同的处理方法，将吸附混凝－催化臭氧－生物法－膜法、内电解－芬顿氧化－生物法－膜法等先进工程技术深度处理工业废水，通过高级氧化等技术实现中水回用。

3.2 强化政策研究，依靠管理创新，推动污染治理

如何解决农产品有效供给和生态环境安全问题，不仅需要技术创新，而且需要政策创新。只有在技术和政策的双重支持下，才能真正实现污染治理。

3.2.1 排放总量控制目标与削减途径

在全面开展流域污染源调查解析，估算污染物负荷总量基础上，科学核定全省不同区域（农田水域）纳污能力，研究提出区域污染物排放总量控制目标与削减意见，并将其作为该区域行政管理考核任务或目标，实行行政首长追责制或一票否决制，确保减排目标顺利完成。

3.2.2 运用市场化手段，研究试行污染物排放交易制度

对于工业污染物排放，除继续加大力度淘汰能耗大、污染重、效能差的落后企业外，鼓励企业进行技术改造升级，规范污染企业入园进行三废统一处理，加大对偷漏排企业进行经济和刑事双重惩罚的力度。同时，可借鉴碳交易国际规则，研究污染物排放交易办法，进行试点探索，先行先试，逐步推广。

3.2.3 制定新的管理政策，控制农业面源污染

在种植业方面，面对目前化肥农药用量居高不下的困局，可借鉴日本、韩国等施行的化肥农药限量使用的相关政策措施，在保证粮油和肉蛋奶等农产品供需的基本目标下，研究化肥农药减量使用可能引起农民收入下降的补偿政策，如对严格执行化肥农药限量标准的农户，提高农产品收购价格，确保农民收入不减；同时实施严格的监督和管理，对于继续超标使用农药化肥的农户，采取引导教育、适度惩罚等措施，使其能够回归政府要求的限量标准范围。

在养殖业方面，目前采取禁养、限养和大规模关停养殖企业等措施来控制污染，这对于遏制环境恶化有益，但会影响肉蛋奶的正常供给，甚至可能引起市场价格的大幅波动，而且由于有机肥源大大减少，对于农田地力的稳定提升也不利。对此，需要研究不同区域养殖业适宜的发展规模，并运用循环农业的理念推广种养结合模式，合理布局养殖企业，使畜禽粪便有足够的农田消纳面积。同时应采取适当的激励政策，引导企业升级养殖技术、配套环保措施。

此外，政府应该加大力度建立农村农业环境责任主体的培育机制，创新农业面源污染防控的社会参与机制。提高农户环境保护与参与意识，自觉采用环保型农业生产技术，主动参与农业面源污染的防治。通过土地使用权流转的鼓励政策，发展多种形式的适度规模经营，培育龙头企业、农民合作社、农业专业大户等农业主体，改变分散经营状况，促进农业面源污染的有效防控。

3.3 鼓励各级科研院所与地方、企业深度合作，参与地方“五水共治”工程

在推进“五水共治”工作过程中，一方面地方和企业亟需相关技术支持，另一方面科研院所也在寻求合作平台。因此，在地方政府支持下，加强科研院所与地方和企业的广泛合作，选择一批污染河道湖泊、饮用水源保护区、农村生活污水区、污染工业园区进行治理，建立水环境保护和修复示范样板区。通过相关学科技术集成和组装，解决关键技术难题，发挥科研院所更大的技术支撑作用。

［1］ 浙江省发展规划研究院编制.浙江省低丘缓坡重点区块开发规划（2010－2020年）（EB／OL）.（2010⁃03⁃01）.http：／／www.zj.gov.cn／art／2013／1／4／art_13012_67129.html.

［2］ 浙江省环境保护厅.2013年浙江省环境状况公报（EB／OL）.（2014⁃06⁃14）.http：／／www.zjepb.gov.cn／hbtmhwz／gzfw／hjzl／.

［3］ 中华人民共和国环境保护部，中华人民共和国国家统计局，中华人民共和国农业部.第一次全国污染源普查公报（EB／OL）.（2010⁃02⁃06）.http：／／cpsc.mep.gov.cn／.

［4］ 陈英旭，梁新强.氮磷在农田土壤中的迁移转化规律及其对水环境质量的影响［M］.北京：科学出版社，2012.

［5］ 薛利红，杨林章，施卫明，等.农村面源污染治理的“4R”理论与工程实践：源头减量技术［J］.农业环境科学学报，2013，32（5）：881－888.

（责任编辑：袁醉敏）

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0528⁃9017（2015）01⁃0001⁃04

2014⁃10⁃15

浙江省农业科学院科技创新能力提升项目（2014CX017）

陈剑平（1963－），男，研究员，中国工程院院士，发展中国家科学院院士，博士，浙江省农业科学院院长，主要研究方向为植物病毒学。E⁃mail：jpchen2001＠126.com。

沈阿林（1962－），男，博士，研究员，主要从事土壤化学与农业环境研究工作。E⁃mail：shenalin_123＠126.com。