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山区河流一般是平原地区河流上游的补给水源，山区河流水质保障对区域水质改善和保护，具有极其重要的意义。本书叙述了国家水体污染控制治理“海河北系永定河洋河段水污染控制与水质改善技术集成与综合示范”下设子课题的研究详情。该子课题以官厅水库上游永定河洋河怀来段为例，针对该区域水环境质量现状及其水质改善需求，为解决区域重点行业污染及面源污染问题，结合区域产业特点，协调入库河段区域经济社会可持续发展和官厅水库水质保障之间的矛盾，初步构建了基于入库农业面源污染控制的区域“种养加”绿色循环发展模式，针对重点环节问题，进行畜禽养殖粪便堆肥技术与资源化循环利用关键技术研究并进行应用示范，同时开展仿自然人工湿地关键技术研究，通过探索绿色发展模式、面源污染控制措施，为官厅水库提供水质保障。本书可供从事环境科学与工程、环境管理、生态学、固体废物资源化等各个学科的科研和管理人员阅读参考。
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前言摘要1第1章绪论311国内外研究进展5111畜禽粪便处理处置及资源化利用研究进展5112人工湿地研究进展812研究目标和任务11121研究目标11122研究任务11123研究思路12第2章八号桥上游怀来县入河污染源调查1421研究目的1422研究范围1423研究过程14231污染源分类14232点源污染调查15233面源污染调查23234污染源评估3424研究结果35第3章区域水质调查与评价分析3631概述3632研究方法36321水样采集及现场调研36322样品测定与分析方法37323水质评价的主要方法38324衰减系数计算3933研究过程41331永定河怀来段氮磷时空分布特征41332永定河怀来段主要支干流水质评价45333永定河怀来段水体富营养化评价53334永定河怀来段干流综合衰减系数的确定5734研究结果58第4章畜禽养殖废弃物处理处置与综合利用关键技术5941概述5942研究方法59421实验材料与装置59422实验方案61423分析方法63424统计分析方法6943研究过程70431畜禽养殖粪便堆肥技术效能与参数优化研究70432堆肥产品肥效评价及应用研究10044研究结果122第5章区域绿色发展循环模式初步研究12451概述12452研究方法12453研究过程125531以怀来县某大型肉食品有限公司为核心的绿色发展循环模式核算125532怀来县种养加绿色发展循环模式12654对策和建议131第6章基于入库面源污染控制的仿自然人工湿地关键技术13461概述13462研究方法135621区域水生植物多样性及其对营养物质吸收能力的研究135622表层沉积物营养元素研究方法138623冬季表层沉积物细菌群落特征及其关键驱动因子140624复合式仿自然人工湿地技术研究方案141625QUAL2K模型在永定河怀来段水质模拟中的应用14263研究过程143631区域水生植物多样性及其对营养物质吸收能力的研究143632永定河怀来段表层沉积物营养元素分布特征及生态风险评价152633永定河怀来段冬季表层沉积物细菌群落特征及其关键驱动因子156634怀来复合式仿自然人工湿地关键技术研究161635区域水质模拟17064研究结果173第7章应用示范研究17671应用研究概况17672废弃物处理工程实施177721好氧堆肥与厌氧消化装置的开发177722废弃物的堆肥过程180723堆肥产品的施肥过程182724应用效果评价方法18273应用效果184731不同施肥处理对土壤养分含量的影响184732不同施肥处理对葡萄叶片矿质元素含量的影响186733不同施肥处理对葡萄产量和品质的影响187734不同施肥处理重金属含量与形态分析189735小结19974绿色发展循环模式核算及对策建议200741以应用示范企业肉鸡为核心绿色发展循环模式核算200742对策建议201结语202参考文献203
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发展生态循环农业，是生态文明建设的重要内容，是践行“绿水青山就是金山银山”重要思想的实际行动，是贯彻落实创新、协调、绿色、开放、共享的发展新理念的重要路径，是统筹推进“五位一体”总体布局和协调推进“四个全面”战略部署的重要抓手。生态循环农业实质上是将农业清洁生产与废弃物资源化利用有机结合，最大限度地提高农业资源的利用率，以推进农业和农村经济可持续发展。在生态循环农业中，废弃物的资源化利用是非常重要的环节，尤以畜禽粪便的无害化处理和资源化利用最为关键。针对区域水环境质量现状及其水质改善需求，结合区域经济产业特色，研究畜禽养殖废物资源化循环利用技术，初步构建绿色循环模式，对缓解区域经济社会可持续发展和水质保障之间的矛盾，具有现实意义。海河流域永定河水系洋河段，是典型的山区河流。该流域涉及官厅水库和北京张家口2022年冬奥会申办场地，是首都重要的防洪/生态安全屏障、重要的供水水源河道和水源保护区，属于水专项的重点治理流域。流域中涉及的官厅水库位于张家口市怀来县和北京市延庆区交界处，曾经是北京主要供水水源地之一，也是北京市重要的生态屏障，为首都和周边地区的经济社会发展做出了巨大贡献。社会经济的发展和城镇化进程的加速，对环境造成的压力也将加重，更加剧了环境保护的难度。加强流域生态环境保护，持续改善流域生态环境质量，保障库区水环境质量任务仍十分艰巨。我们在国家水体污染控制治理课题“海河北系永定河洋河段水污染控制与水质改善技术集成与综合示范”资助下，于2015年开始，针对官厅水库上游永定河洋河怀来段水环境质量现状及其水质改善需求，结合洋河流域“十二五”期间经济社会发展和水源地上游可持续发展的战略，为解决区域重点行业污染及面源污染问题，协调入库河段区域经济社会可持续发展和官厅水库水质保障之间的矛盾，结合区域产业特色，初步构建了基于入库农业面源污染控制的区域“种养加”绿色循环发展模式。针对重点环节规模化养殖与农副产品加工废弃物处理存在的问题，以怀来县某大型肉食品加工公司肉鸡屠宰加工废物及其上游规模化养殖供应企业粪便和农林废弃物为研究对象，进行畜禽养殖粪便堆肥技术与资源化循环利用关键技术研究，并在某大型葡萄酒加工企业的葡萄种植基地进行应用。同时开展仿自然人工湿地关键技术研究，通过探索绿色发展模式和面源污染控制措施为官厅水库提供水质保障。本书对近几年的研究成果进行了系统梳理，期望为相关研究推进提供启示和借鉴。本书由河北省生态环境科学研究院与北京林业大学组织编写，编著工作由李洪波、封莉、姜甜甜和刘永泽负责统筹与策划。全书共7章：第1章由李洪波、封莉、姜甜甜、刘永泽和李若愚完成，综述了畜禽粪便处理处置及资源化利用和人工湿地相关研究进展情况，并针对研究区域现状提出研究任务与思路；第2章由赵智亮、李滨和姜甜甜完成，介绍了永定河洋河入库河段八号桥上游怀来县入河污染源调查与评估情况；第3章由赵建国和姜甜甜完成，介绍了永定河洋河入库河段（怀来段）区域水质调查与分析评价情况；第4章由封莉、刘永泽、闫义龙和李智完成，介绍了厌氧和好氧堆肥技术对畜禽粪便的堆肥效果，优化堆肥工艺参数，并对堆肥过程中重金属和抗生素的转化与风险进行了评估；第5章由姜甜甜、刘永泽和康龙飞完成，对研究区域“种养加”绿色发展循环模式进行了初步核算，并提出对策和建议；第6章由陈新永、姜甜甜、赵建国、张金秋和刘晶完成，介绍了区域水生植物调查与筛选，永定河怀来段底泥营养物质调查与评价、枯水期沉积物中细菌群落组成及与环境因子的相关性、仿自然人工湿地构建等；第7章由封莉、刘永泽、姜甜甜、李洪波、李若愚和贾元尚完成，研发了好氧堆肥和厌氧发酵一体化设备，介绍了畜禽粪便与农林废弃物协同好氧堆肥与厌氧发酵过程，将堆肥产品用于葡萄种植，并对施肥后葡萄品质、土壤性质和重金属风险进行了评价。本书由罗宁、闫栋华完成对全书的统稿和校稿工作。本书经多次讨论和完善后定稿，但尚有许多不足之处有待完善，书中错漏不当之处在所难免，望同行学者不吝指正。在本书的编写过程中，河北省生态环境科学研究院冯海波院长、王靖飞副院长、田在锋所长、吴亦红副所长等对本书提出了许多宝贵意见。同时，北京林业大学孙德智教授和张立秋教授对本书给予了指导和建议。在此一并致以诚挚的谢意！作者
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