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技术标设计方案

第二部分技术标部分

一、设计方案

1设计编制依据

1.1法律法规

(1)《中国人民共和国农业法》(2002修订);

(2)《中华人民共和国土地管理法》(1998年修正);

(3)《中华人民共和国城乡规划法》(2007);

(4)《中华人民共和国农产品质量安全法》(2006);

(5)《中华人民共和国渔业法》(2004修订);

(6)《中华人民共和国畜牧法》(2006);

(7)《中华人民共和国农业技术推广法》(1993);

(8)《中华人民共和国水污染防治法》(2008年2月28日修订);

(9)《农业部突出环境问题治理总体规划》(2014-2018);

(10)《基本农田保护条例》(1999);

(11)《畜禽规模养殖污染防治条例》(国务院令第643号)

(12)《xx省农业环境保护条例》(2013年修订);

(13)《肥料合理使用准则通则》(NY/T496-2002);

(14)《农药安全使用标准》(GB4285);

(15)《农业合理使用标准》(GB8321);

(16)《绿色食品农药使用准则》(NY/T393-2000);

(17)《绿色食品肥料使用准则》(NY/T394-2000);

(18)《全国农村环境污染治理规划纲要》(2007-2020年);

(19)《全国生态示范区建设规划纲要》(1996-2050年)。

1.2设计执行技术规范标准

(1)《室外排水设计规范》(GB50014-2006);

(2)《畜禽养殖业污染治理工程技术规范》(HJ497-2009);

(3)《人工湿地污水处理工程技术规范》(HJ2005-2010);

(4)《室外排水设计规范》(GB50014-2006);

(5)《灌溉与排水工程设计规范》(GB50288-99);

(6)《测土配方施肥技术规范》(NY/T1118-2006);

(7)《农业部关于打好农业面源污染防治攻坚战的实施意见》(农科教发【2015】1号);

(8)国家发展改革委和农业部《典型流域农业面源污染综合治理试点项目建设工作方案(2017)》;

(9)《xx省贯彻落实(水污染防治行动计划)实施方案(2016-2020年)》的通知(湘政发[2015]53号);

(10)xx省人民政府办公厅关于印发《xx省开展农村环境综合整治全省域覆盖工作方案》的通知(湘政发[2015]59号);

(11)《xx省xx县沙港河流域农业面源污染综合治理试点建设项目实施方案》;

(12)国家工程建设标准强制性条文及有关规范;

(13)《水利建筑工程概算定额》(2002年);

(14)《农田灌溉水质标准》(GB5084-1992);

(15)《土壤环境质量标准》(GB15618-1995);

(16)《污水综合排放标准》(GB8978-1996);

(17)《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002);

(18)《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB18596-2001);

(19)《淡水池塘养殖水排放要求》(SC/T9101-2007)。

2总体设计方案

2.1设计说明

依据国家部署的农业环境突出问题治理专项的要求,基于流域全覆盖综合治理理念,针对示范区的主要环境污染问题,重点采用废水生态治理、废弃物及生物质资源化利用等技术,实现畜禽养殖业废水达标排放;构建分散式生活污水无害化及低成本集中生态治理技术模式,对村域地表径流进行生态净化;采用化肥减量与有机肥替代、污染物生态拦截与消纳技术显著降低种植业氮磷污染排放量;利用分区水体生态净化技术、综合种养、鱼菜共生等技术降低水产养殖污染排放量;探索建立可持续的工程管理与运行机制,为南方平原河网区构建低投入、高效益、可复制的农业面源污染综合防治示范样板。

2.2技术路线

针对示范区畜禽水产养殖污染、地表径流污染、农田面源污染、农用固体废弃物污染四大污染类型,采取“源头削减、过程拦截和末端治理并举”的原则,采用养殖粪污回收利用技术、养殖固体废弃物资源化技术、水产养殖循环用水技术、垃圾有效收集及清运、生活污水分散与集中结合处理技术等,实现示范区农业面源污染物减排及资源化利用,达到区域治理效果。

利用沟、渠、塘径流水网构建生态沟渠、透水坝、梯级消纳等过程拦截措施,同时,在流域典型集水区内选择合适的汇水区域构建大中型湿地,发展立体水产养殖和湿地植物资源化利用等技术,构建资源节约型、环境友好型、生态保育型面源污染治理模式。

图2.1技术路线图

具体包括以下六个主要方面:

2.2.1畜禽养殖污染治理

大型畜禽养殖场废弃物污染治理:

对于生猪养殖量大于1000头以上,奶牛养殖规模大于200头以上的规模化养猪场,采用以养殖废弃物资源化利用为主导的治理模式,即:

干清粪产生的固体粪便收集至干粪棚,经干湿分离后运输至润华农业环保科技发展有限公司有机肥厂(年生产商品有机肥0.7-1.5万吨/年),液体粪污首先经过沼气/厌氧池预处理,产生的沼气供周边居民和单位使用,沼液排放至粪水储存池,作为有机肥用于附近的规模化蔬菜基地,对于因季节等原因不能利用的沼液主要通过构建基质消纳-生态湿地系统进行生态消纳,最后实现达标排放。

生态湿地定期收获的大量湿地植物,由于其富含蛋白质等营养,是良好的饲料原材料,可直接用于畜禽青绿饲料,或者运至加工厂加工制成畜禽饲料,一方面为养殖户节约饲料成本,提高畜禽养殖业的经济效益,另一方面在减少环境污染排放的同时,实现废弃物的资源化循环利用。

中小型养殖户废弃物污染治理:

对于1000头以下的分散分布的养猪场(养殖户),采用“以地定养、种养结合、就近消化”的原则,首先推行干清粪工艺,为养殖户配备专用运输车辆工具,建设专门的有机肥制作场所,将收集的干粪经过堆沤处理后制成有机肥免费供应养殖户周边农户使用,替代70%以上的化肥投入;固液分离的液体主要通过厌氧池或沼气池无害化处理后直接就近免费供给周边农户果菜园或稻田使用,还有少量季节性剩余的部分,再因地制宜构建小型生态湿地系统,进行集中治理,湿地产生的大量湿地植物可如上所述,制作成饲料进行资源化利用。

示范区蛋鸡养殖采用粪污“零排放”技术,实现养殖废物有机循环利用。

养鸡场设置粪便收集系统,主要包括收集坑、翻抛机,收集坑内铺设垫料,并定期利用翻抛机翻抛,适时向收集坑中补充营养细菌对收集的鸡粪进行处理。

每次蛋鸡换栏时,集中清理一次鸡粪。

清理的鸡粪由专业厂家回收制作有机肥在示范区使用或者销往区外,实现蛋鸡养殖粪污“零排放”,并为养殖户带来一定的经济效益。

图2.2畜禽养殖废弃物治理示意图

2.2.2村域地表径流污染防治

在有条件的情况下,充分利用村域废弃池塘、沟渠,改造成具有一定的生态修复能力的生态塘和生态沟渠,同时构建对氮磷污染物消纳高效的湿地系统,集中治理村域径流污染,降低生活污水及零散养殖废水排放、地表雨水径流等的污染物排放负荷。

针对地表径流污染水体,以生态治理为主,结合种植具有景观效果的挺水植物以及河岸修复等生态护岸技术综合治理。

以河道污水治理为例,首先清除河道淤泥和水面垃圾,再利用聚乙烯网和毛竹围网,达到河道水面覆盖度为30~50%,然后种植湿地植物;同时构建宽度为1.0~1.5m生态护岸,沿河岸线构筑比例<20%,待水质得到一定改善后种植沉水植物以抑制底泥污染物的持续释放,并加强河道管理,利用水生植物逐步削减水体氮磷和COD、提高水体透明度,最终显著改善河道水质。

生活污水和生活垃圾作为污染的源头,在其进入地表径流之前首先进行处理,针对生活污水进行清污分流,截断污水直接进入地表径流的途径。

对于面积相对较小、居住点较为分散、养殖密度较小的农村居民区,兴建四池净化系统,或者将污水导入生态沟渠系统,经多级湿地植物处理,以起到拦截消纳水体氮磷的效果。

对于居住点较为集中的居民区,可以采用“收集管网+集中生活污水处理+多级生态湿地”技术方法进行治理。

首先将污水经过雨污分离的管道、沟渠等系统集中到集中生活污水处理系统后,导入多级湿地系统,经过系统内的多级湿地植物处理消纳水体中的氮磷污染物,最终实现污水的达标排放,显著改善水质,降低氮磷面源污染物对下游水体的污染负荷。

与此同时,还通过末端湿地植物生物质的资源化利用和水产养殖等技术途径,实现污水的生态效益、经济效益与社会效益的有机结合。

图2.3畜禽养殖废弃物治理示意图

2.2.3种植业污染防治

采取种养结合、由中小型养殖户免费向其周围的种粮户提供有机肥的方式,一方面可建立起粪污消纳机制,另一方面为减肥减药提供了替代产品,再结合绿肥种植、秸秆还田等多项措施,从源头上减少化肥的施用,从而降低农田氮磷的排放。

通过疏通农田周边的排水沟渠,布设生态浮床、种植水生植物,构建小型生态沟渠,强化农田地表径流的生态拦截效果,通过在沟渠中途建立小型水坝,实现农田排水的循环利用,减少农田排水中氮磷污染物向下游的排放。

在集水区或者流域末端建设大中型人工湿地,湿地占集水区汇水面积的0.05~0.1%,从而进一步拦截、消纳来源于分散农田以及生态沟渠未能完全拦截消纳的水体氮磷污染物,实现水质的综合提升,大幅度降低农田氮磷排放对下游洞庭湖的影响。

针对农田废弃物乱堆乱放后直接或者间接进入地表径流造成二次污染的情况,因地制宜配套农业废弃物田间收集池和农田有机废弃物发酵池等设施。

图2.4畜禽养殖废弃物治理示意图

2.2.4水产养殖污染防治

加强生态养殖模式的规范化管理和宣传培训,推行立体养殖模式,提高饵料利用系数。

建立完善的水产养殖水循环利用模式,对于鱼塘养殖水面排水首先经过初步无害化处理以后,进入下游的生态沟渠—湿地系统,实现水质的进一步提升,然后用于农田灌溉或者下游的水产养殖,从而减少水产养殖废水的直接排放。

根据建设循环型渔业经济的要求,在“生态优先”的指导下,依据水域生态学原理,结合对老鱼池的改造,优化养殖模式,调整养殖结构,实构建生态高效、循环低耗的循环水科学集约化养殖系统。

该系统主要由两大部分组成,即养殖池塘和养殖水净化池塘,两者之间通过进排水系统连结成一个密切联系的整体,减少养殖过程中养殖污水的排放,既能达到水资源循环利用的目的,更重要的是能够减少对周边水环境的破坏,保护生态平衡。

(1)养殖结构调整,科学养殖:

养殖殖之前通过对具体养殖区域环境容量的测算和分析,了解该区域水体环境对污染负荷的承载能力,确保养殖过程中产生的污染负荷不致于超过水体环境的自净能力。

在此基础上决定养殖品种、养殖密度和养殖模式。

利用不同养殖生物的生理特性,合理调整和优化养殖结构,充分考虑其食性及对营养利用的差异进行多品种混养,使得物质循环和能量流动的有效合理。

利用不同品种所处的生态位差异来分级利用营养物质,维系养殖水域的生态平衡,且充分发挥养殖水体环境的生产潜力。

如中国传统的综合养鱼理论有其积极的一面,是最原始和朴素的生态养殖方法。

通过对其方法的升级和更新,充分利用水体空间,分层次养殖滤食性-杂食性-肉食性鱼类;采用鱼菜-鱼农模式,在养殖水面上利用浮床种植蔬菜、花卉,使营养物质在养殖生物-水体-水生植物之间循环;进行养殖动物和水生蔬菜的间养,利用水生蔬菜吸收多余营养盐,并随着蔬菜的收获降低水体的有机物和营养负荷,提高养殖的经济效益和生态效益。

(2)水产养殖的全过程管理:

开发无污染的渔用肥料、饲料、渔药及使用技术。

在深入研究投入品生态行为及其利用,养殖生物与环境关系以及全面分析掌握水产养殖不同模式不同品种的适宜生境构成以及由此导致的生态变动的基础上,构建出养殖生物和目标饵料生物适宜的良性水体生态环境,建立一整套科学合理的水产养殖良好生境的构建与维护技术,实现养殖生境的全过程精细管理。

精细化管理涉及水产养殖良好生境的构建与维护,主要包括:

养殖水体中浮游生物群落的定向培植和优化调控、基于固着基质的浮游生物群落构建、基于人工功能载体的底质生物群落自建、基于养殖生物营养生态位差异的生物操纵;利用水上经济作物轮作控制养殖生态环境、基于高效净水菌筛选和基因工程菌开发的生物维护、利用新型材料去除养殖环境中的悬浮性物质、基于底质反馈养殖生境的调控和维护等。

在此基础上进行技术集成,从时间和空间两个角度开展生境构建与维护,时间上跨越整个养殖周期,使各个养殖季节都有适宜的生境,空间上达到各种技术优势互补,合理搭配。

加大科技投入,进一步开发水产专用的无污染生物复合渔肥,配比合理且利用率高、适口性好的饲料以及无毒无害无残留的渔用药物、添加剂和环境改良剂。

加强科技服务,更新养殖观念,重视养殖过程管理,提倡使用优质苗种、科学合理地使用肥料、饲料等投入品,尽可能采用生态防治,减少化学药物的使用。

(3)水循环系统:

将养殖水面分别成为水源池、养殖池、净化池和沉淀池等,使其相互沟通,形成循环体系,不对外环境排水,只需适当补充水源以弥补蒸发所带来的损失即可。

或可借助人工湿地的原理,促使养殖水流经人工湿地得以净化,然后再回到养殖池塘并循环使用,不但节约了水资源,而且可现污染物的零排放。

各池塘进、排水口分设在池塘两头。

进水渠道采用PVC管,通过泵站一次提水,依次自流至各养殖池塘,通过预埋PVC弯头拔管方式控制池塘进水,进水管末端安装滤网,防止鱼类进入水管或杂物进入养殖池塘;养殖池塘的废水通过生态沟渠明渠排放,用水泵将各池塘养殖废水送入排水沟渠,通过生态沟渠的初步净化再排放入净化池塘,经一、二级净化后可再次泵送至养殖池塘或经检测达标排放至外部水源。

图2.5畜禽养殖废弃物治理示意图

2.2.5农业有机废弃物资源化利用

包括植物性废弃物和动物性有机废弃物,前者主要是指农作物秸秆、林木枝条、杂草、落叶、果实外壳等,后者主要是指畜禽粪便。

可将这两种有机废弃物生产生物有机肥。

生物有机肥的生产工艺主要将猪粪与辅料(秸秆粉、米糠)等混合,使原料含水量低于60%后,均匀拌入发酵菌剂,通过连续池式发酵后将物料移出凉干,水份约25%时即制备出生物有机肥。

主要包括两部分,一是物料的槽式好氧发酵和腐熟工序,其作用是杀灭病原微生物和寄生虫卵,进行无害化处理;二是腐熟物料的平模造粒生产工序,其作用是使有机肥具有良好的商品性状、稳定的养分含量和肥效,便于运输、贮存、销售和施用。

2.2.6湿地植物资源化利用

多种沉水植物、挺水植物和浮水植物以水中的有机污染物为养料,在治污的同时进行增殖,以浮萍和绿狐尾藻为例,均可以制作成为畜禽饲料,其本身含有一定的植物蛋白,加工后的青贮饲料适口性较好。

绿狐尾藻湿地生态治理系列技术:

主要包括绿狐尾藻栽培和管护(如杂草和病虫害防控)成套系列技术;不同规模的养殖污水和生活污水的生态处理、污染(黑臭)水体生态治理和小流域面源污染生态治理成套技术和相应的工程参数。

绿狐尾藻是我们在排除了国内外常用的生态湿地植物(达不到推广应用的功能要求)之外筛选出的一种仅能在高氮磷水体中旺盛生长,且其生长的湿地(或水体)具备高效去除有机物和氮磷的独特湿生植物。

经8年研究,确认绿狐尾藻对氮磷的吸收能力是常用于污水处理的湿地植物的2-10倍,在我国南方其生长期长达10个月以上,还具有其他湿地植物所缺乏的强劲泌氧功能,可迅速提高水体的溶解氧含量(2-4mg/L),促使湿地底泥和污染水体中功能微生物迅速大量繁殖(为自然底泥和水体中的几十至上千倍),使包括抗生素残留之内的有机物充分降解,并维持微生物对氮的硝化-反硝化作用同步进行,还能使湿生动物(小型浮游生物、鱼、虾、蚌、螺、膳、泥鳅等)大量恢复和健康生长。

因此,绿狐尾藻有效地克服了常用植物氮磷吸收不高、旺盛太短(一般在5个月以内)、因导致水体缺氧而抑制微生物对有机物的分解和脱氮能力、以及底栖动物消亡等严重生态问题。

绿狐尾藻可使黑臭水体在10-20天内消除臭气,30天内变清,用该品种绿狐尾藻构建的生态湿地,对COD和氮磷的处理能力高达15千克、1.4千克和0.16kg/m2(大约相当于1个养殖单位的污水排放量),远远超过国际报道的最高值。

绿狐尾藻存在野外生存能力很差的问题,其生态竞争力远不及我国大部分本土湿生植物,常见的杂草、害虫、高温缺水、浮萍、蓝藻等严重抑制其生长,管护不当,治污效果大受影响,甚至死亡;超过一定的流速和高度的波浪的水体(干流河道和大型深水水体)中因不能挺立也无法存活。

针对这些问题的管护技术已基本成熟。

经过大量试验研究,实现了绿狐尾藻湿地的双重经济效益。

一是绿狐尾藻湿地滋养大量浮游生物,是鱼、虾、田螺、蟹、膳、泥鳅等的优质饵料。

经中试试验,其单产比常规养殖方法提高20-30%,品质更好,经济效益比目前的种植常规作物高1~2倍。

二是绿狐尾藻是一种高产、优质的饲料和绿肥。

绿狐尾藻一年中可收获5~7次,总产量(干基)一般达到60~90吨/公顷,是玉米和稻谷的3~5倍;其植株的蛋白质含量高达17~23%、粗纤维素、氨基酸、磷和中、微矿质营养素含量都高于饲料玉米高和商品饲料。

中试试验证明,家畜(猪、牛)、家禽(鸡、鸭、鹅)、草鱼等草食动物普遍喜食绿狐尾藻。

养猪试验表明,添加15%绿狐尾藻的饲料喂猪比商品饲料的日增重提高5~8%、瘦肉率提高2~3个百分点,料肉比下降0.3,肉色和味氨基酸等品种指标均显著提高,胆固醇含量显著降低。

养殖其它家畜、家禽和草鱼绿狐尾藻可代替20~30%的常规饲料。

质量较差的绿狐尾藻生物质可作果园和旱地的绿肥,其单位面积的产能是传统绿肥作物的3~5倍。

前期示范表明,其产生的净经济效益超过绿狐尾藻湿地系统的管理和维护(20亩/人)和饲料生产成本(500~600元/吨)。

无产出的高投入是当前水污染治理推进艰难的症结所在。

采用绿狐尾藻湿地治理有机物和氮磷污染,可科学地实现治污与资源化利用相统一,有望水污染治理成为高经济回报的新产业,使污水治理转变为自发行为。

2.3建构筑物主要尺寸、规格

2.3.1畜禽养殖业污染治理工程

采取干清粪、干湿分离、厌氧池收集等措施,收集养殖粪污,进行资源化利用,严格防控畜禽养殖污染外排,并利用示范区果园、农田进行消纳。

有机肥厂提质改造1处,建设大型养殖场污水净化湿地1处;水肥一体化管网设施1处,新建干粪收集棚9个;粪水收集厌氧池11个(其中容量300m³厌氧池2个,容量100m³厌氧池9个),新建容量10m³厌氧发酵池35个,推广猪-藕-鱼模式280亩;建设组合人工湿地1处(3400m2),入库口拦水坝1个,改造生态湿地1处(净化植物20000m2,浮筒种植10000m2),构建生态湿地9处;建设生态拦截沟渠4330延米(其中,大型生态沟渠1300延米,中型生态沟渠1580延米,小型生态沟渠1450延米),拦水坝2座,挡水坎22座,生态拦截坝8座,小型闸门22座,中型闸门8座;配备吸粪转运车3台(表8-1)。

(加具体的尺寸规格和型号)

表8-1畜禽养殖面源污染治理工程

序号

项目

建设性质

单位

建设规模

备注

(一)

畜禽养殖污染治理工程

 

1

大型养殖场

 

 

 

 

1.2

有机肥厂提质改造

改造

1

1.1

大型养殖场污水净化湿地

新建

1

 

2

中小型养殖场

 

 

 

 

2.1

干粪收集棚

新建

9

 

2.2

粪水收集厌氧池

新建

 

 

2.2.1

容量300m³厌氧池

新建

2

 

2.2.2

容量100m³厌氧池

新建

9

 

3

散户养殖

 

 

 

 

3.1

猪-藕-鱼模式

新建

280

 

3.2

厌氧发酵池

新建

35

10m3

4

水肥一体化设施建设

 

 

 

 

4.1

水肥一体化管网覆盖

新建

6000

4.2

吸粪转运车

购买

3

容量8m³

5

湿地净化工程

 

 

 

 

5.1

大型组合人工湿地系统

新建

m2

3400

 

5.2

入库口拦水坝

新建

1

现浇,护砌护坡护底

5.3

水库前端生态湿地

 

 

 

 

5.3.1

净化植物种植

新建

m2

20000

 

5.3.2

浮筒种植

新建

m2

10000

 

5.4

生态湿地

新建

9

 

6

生态拦截工程

 

 

 

 

6.1

大型生态沟渠

新建

m

1300

坡长4米、石笼网植草护坡

6.2

中型生态沟渠

新建

m

1580

坡长2.5米、石笼网植草护坡

6.3

小型生态沟渠

新建

m

1450

坡长0.5~1.0米、连锁砖护坡

6.4

拦水坝

新建

2

 

6.5

挡水坎

新建

22

 

6.6

生态拦截坝

新建

8

 

6.7

小型闸门

新建

22

 

6.8

中型闸门

新建

8

 

2.3.2村域地表径流污染防治工程

针对居民生活污染的处理,包括配套清洁工程基础设施建设和建立农村清洁管理机制,生活垃圾处理主要采取垃圾分类收集处理,结合有机废弃物肥料化利用的模式,生活污水处理主要采取生态淋滤系统与庭院蔬菜种植相结合的模式,基于区内生活污水直排的现状,新建小型四格净化池600处(16m3),中型四格净化池50处(1.6m3),淋滤生态系统200处,可综合减少2400户以上居民生活排污,生态沟渠5715延米(其中,主渠生态改造1800延米,中型生态沟渠1650延米,小型生态沟渠2265延米),拦水坝3座,挡水坎28座,生态拦截坝12座,小型闸门28座,中型闸门12座,垃圾分类桶6000个,垃圾回收站3个,垃圾清运车2台(表8-2)。

表8-2地表径流源头面源污染治理工程

序号

项目

建设性质

单位

建设规模

备注

(二)

地表径流污水净化工程

 

1

生活污水生态净化系统

 

 

 

 

1.1

小型四格净化池

新建

600

1.6m³处理量

1.2

中型四格净化池

新建

50

16m³处理量

2

淋滤生态系统

改造

200

 

3

垃圾分类回收

 

 

 

 

3.1

分类垃圾桶

购买

6000

 

3.2

垃圾清运车

购买

2

 

3.3

垃圾回收物业站

整修

3

 

3.4

农村清洁管理机制

新建

1

包括制度建立、政策宣传、培训和管理等

4

生态拦截沟渠建设工程

 

 

 

 

4.1

主渠生态改造

整修

m

1800

坡长4米、石笼网植草护坡

4.2

中型生态沟渠

整修

m

1650

坡长2.5米、石笼网植草护坡

4.3

小型生态沟渠

整修

m

2265

坡长0.5~1.0米、连锁砖护坡

4.4

拦水坝

新建

3

土坝和混凝土相结合

4.5

挡水坎

新建

28

 

4.6

生态拦截坝

新建

12

 

4.7

小型闸门

新建

28

钢闸门

4.8

中型闸门

新建

12

钢闸门

2.3.3种植业污染防治工程

新建农业投入品废弃物收集池580个,田间简易堆沤肥设施835个;推广实施农业病虫害绿色防控措施,购置振频式杀虫灯100盏,性诱剂捕虫器1.5万个;在小型生态沟渠末端新建田间排水拦截设施100个(表8-3)。

表8-3农田污染防治工程

序号

项目

建设

性质

单位

建设

规模

备注

(三)

农田面源污染防治工程

 

 

 

 

1

农业投入品废弃物收集池

新建

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