基于排水单元的流域农业面源污染时空分异性研究

为了揭示流域内各排水单元农业面源N、P污染的总量和组成特征,揭示各排水单元间农业面源污染的时空变异特征,以湖北四湖流域为例,选取流域内24个排水单元,运用ENVI 4.7和GIS技术提取出研究区土地利用现状,并建立基础数据库,通过对排水单元出水口水体的多时段定点采样测试,分析四湖流域排水单元农业面源污染的时空变化特征。结果表明：各排水单元面源污染空间分布格局总体上呈现上、下区排水单元污染较轻、中区表现严重的态势,这与流域内湿地和旱地等土地利用分布格局有关。在时间变异方面,农业面源年内变异明显,TN、TP在不同季节存在着显著差异,主要表现在冬、春季的浓度明显高于夏、秋季,这与流域内降水和径流的季节性差异有关。     

四川省农村生活非点源污染负荷估算及评价研究

研究旨在明确现阶段四川省农村生活非点源污染状况,及对农村生活非点源污染控制提供依据。笔者依托输出系数模型,考虑农村生活垃圾、生活废水和人体粪尿污染物三方面,从污染物产生、输出到入河三阶段建立了农村生活非点源污染负荷估算模型。在模型支撑下,估算了2012年四川省各地级市（州）农村生活非点源污染物中TN（总氮）、TP（总磷）和COD（化学需氧量）的负荷量,并对TN、TP和COD的负荷总量、来源比例进行分析,同时结合地表水三级水质标准(GB 3838—2002),计算了农村生活非点源污染中TN、TP和COD的入河贡献率。结果显示四川省农村生活非点源产生负荷 TN 421070 t,TP 91122 t,COD 2023186 t;输出负荷TN 120675 t,TP 26298 t,COD 419969 t;入河负荷TN 44499 t,TP 5780 t,COD 142049 t。各地市州中,南充、达州和成都产生、输出负荷最大;宜宾、南充和达州入河量最大。全省农村生活非点源污染TN、TP和COD的入河贡献率总体不大,仅遂宁、内江入河TN负荷对水体污染的贡献率超过地表水三级水质标准100%。随经济发展,四川省农村生活非点源污染部分区域较为严重,对其控制不容忽视。研究采用的方法可为其它区域的农村生活非点源污染负荷估算提供参考和借鉴。     

花卉蔬菜秸秆对水环境影响的模拟研究

农田秸秆废弃物是导致面源污染的主要来源,云南滇池流域是中国重要的鲜切花、蔬菜生产地和集散地,年加工流通蔬菜、花卉量达400万t以上,同时也产生了大量的废弃物,大量农田固体废弃物的富集,加大了滇池流域面源污染治理的难度。笔者选择流域内5种代表性的蔬菜、花卉秸秆,分别进行浸入试验和人工模拟降雨试验,研究其对水质的影响。结果表明：（1）浸入试验中,在相同水平的秸秆投加量下,TN、TP在秸秆投入水中约14和21天左右达到最大值;蔬菜秸秆在水体中TN、TP的总释放量明显高于花卉秸秆;水体TN、TP含量与秸秆投加量均成显著正相关。（2）人工模拟降雨试验中,蔬菜花卉秸秆TN、TP均在中雨强度下达到最大值,且蔬菜秸秆TN、TP的总释放量高于花卉秸秆。     

丹江口水库两个小流域农田养分流失特征比较

以桃庄河小流域的东沟村民小组、铁瓦河小流域郑湾村为代表,研究其共同的土地类型:玉米地、果园内养分流失特征及其地表径流中的养分浓度的差异;根据降雨资料,应用SCS模型估算了两个流域内这两类用地中的径流深,并估算了这两类用地平水年份养分的流失量。研究结果表明:桃庄河流域玉米地中的TN、NO_3-N、NH_3-N的流失量及其径流中的含量要低于铁瓦河流域的玉米地,而COD_(Mn)和TP的流失量及其径流中的含量则高于铁瓦河流域;对果园而言,桃庄河流域这些养分的流失量和相应径流中的含量都高于铁瓦河流域;桃庄河流域玉米地和果园平水年份的养分流失量与其径流中养分含量的排序一致,大致为:COD_(Mn)TNNO_3-NNH_3-NTP,这表明该流域施用的有机肥多于氮肥和磷肥;铁瓦河流域的果园地也遵循这一顺序,而玉米地则为:TNNO_3-NCOD_(Mn)NH_3-NTP,这表明玉米地施用的氮肥多于有机肥和磷肥。需采用测土配方施肥等科学合理的施肥方式,减少农田面源污染、提高肥料的利用率、实现作物增产。     

不同管理措施对三峡库区柑橘园土壤养分和径流氮磷流失的影响

综合考虑施肥管理方式和植物配置,本研究设置了常规施肥(CF)、常规施肥+生草覆盖(CF+GC)、常规施肥+生草覆盖+植物篱(CF+GC+PH)、水肥一体化(IWF)、水肥一体化+生草覆盖(IWF+GC)、水肥一体化+生草覆盖+植物篱(IWF+GC+PH)等管理措施,采用野外径流小区法,研究了不同管理措施对三峡库区柑橘园土壤养分及地表径流氮磷养分流失的影响。结果表明：水肥一体化柑橘园较常规施肥柑橘园土壤总氮(TN)和总磷(TP)平均高92.41%和32.45%,且配置生草覆盖和植物篱等可提高土壤总氮比例范围为17.30%~39.10%,但对总磷未见规律性影响。施肥方式以及配置生草覆盖和植物篱对土壤硝态氮(NO₃^—N)未表现出规律性影响,而配置生草覆盖和植物篱措施明显提升了铵态氮(NH₄⁺-N)含量。随着降雨量的增加,各处理地表径流量均呈逐渐增加趋势。相较常规施肥管理,水肥一体化管理可有效降低地表径流量,配置生草覆盖和植物篱措施均可进一步降低地表径流量,且以水肥一体化+生草覆盖+植物篱(IWF +GC+PH)削减地表径流效果最好。水肥一体化柑橘园地表径流中TN和NO₃^--N浓度相对较高,而TP和NH₄⁺-N浓度则相对较低。同时,配置植物措施可降低TN浓度比例为15.88%~37.55%,TP为23.48%~55.54%,NH₄⁺-N为14.11%~39.92%,NO₃^--N为25.34%~47.96%。综上可知,施肥方式、施肥时间、降雨强度、地表植被配置等差异均会影响土壤养分留存以及地表径流氮磷流失,建议未来三峡库区柑橘园管理应加大推广水肥一体化,减少肥料投入量,并配置水保型植物措施以降低养分流失水平。     

紫色土小流域种植模式对土壤氮素流失的影响初探

种植模式变化是农业非点源污染流域治理最佳管理措施的主要内容之一,以紫色土区徐家湾和桑树土典型农业小流域为例,初步探讨了套种和单作模式下自然降雨侵蚀过程次降雨土壤氮素的流失特征。结果表明,土壤硝态氮流失表现为套种与单作模式下的差异不显著,而铵态氮的流失受流域种植模式变化的影响强烈,套种模式下的平均流失浓度(0.453mg/L)明显大于单种模式下的(0.169mg/L)。套种模式应与流域土壤-作物系统的科学管理有机结合才能在提高土地生产力的同时有效地减控流域土壤氮素的非点源流失。     

有机肥替代化肥对水稻产量、土壤肥力及农田氮磷流失的影响

采用田间小区试验,研究不同种类有机肥替代化肥比例对水稻产量、土壤肥力及农田径流氮、磷流失的影响。研究结果表明：50%猪粪有机肥替代化肥处理水稻产量最高,可达10 439.66kg/hm ²,100%、30%、50%有机肥替代化肥处理水稻产量呈依次增加趋势,且猪粪有机肥替代化肥各处理水稻产量均高于秸秆有机肥替代化肥处理;有机肥能有效提高土壤肥力,100%有机肥替代化肥处理土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾含量最高;单施化肥处理总氮（TN）流失量和流失率最高,分别为9.43kg/hm ²和4.91%,随着有机肥施用比例的增加,稻季农田径流TN流失量和流失率逐渐下降,50%和30%有机肥替代化肥处理TN流失量和流失率较100%有机肥处理显著升高,但猪粪和秸秆有机肥替代化肥处理间差异不显著;100%秸秆和猪粪有机肥处理总磷（TP）流失量和流失率最高,TP流失量分别为1.815、1.732kg/hm ²,TP流失率分别为1.08%、1.02%,50%和30%有机肥替代化肥处理TP流失量逐渐下降,秸秆有机肥替代化肥处理TP流失量和流失率均高于猪粪有机肥替代化肥处理,且有显著性差异。50%猪粪有机肥替代化肥处理在兼顾水稻高产稳产的同时,能够有效降低稻季农田氮素径流流失量和流失率,且维持较低水平的磷素径流流失量和流失率,是一种适宜的资源有效利用、节肥增效的有机肥替代化肥措施。     

人工湿地系统对农业面源污染TN/TP的消减作用——以安吉县深溪河小流域为例

为了解在浙北山区小流域特定的自然条件下,人工水塘-湿地复合系统对农业面源污染的治理效果,通过连续采样和跟踪监测的方法,研究了安吉县深溪河小流域内人工水塘-湿地耦合系统对农业面源污染中TN和TP等污染物的削减效果。结果表明：2012年5—10月中张溪人工水塘进水TN浓度为3.7~6.4 mg/L,对TN的去除率为9.9%~63.4%,且去除效果受进水TN浓度的影响较大;中张溪人工渠进水TN浓度在2.5~5.1 mg/L之间,对TN的去除率为5.0%~48.1%;洪家村人工塘和深溪村人工塘对农田水TP去除率均在30%以上,且在人工塘进水TP浓度较高的时期,去除效果较好;洪家村深溪河下游湿地对污染水体TN、TP的净化效果较好,对TN的去除率为25.0%~96.0%,对TP的去除率为21.8%~98.1%。该区人工水塘-湿地复合系统全年平均TN去除率达到60.4%,最高达到86.8%,平均TP去除率为78.6%,最高达94.9%,对深溪河流域面源污染的治理具有较好的效果。     

潜流人工湿地基质因素对农业径流净化作用的研究

为了研究人工湿地基质在处理农业径流中的作用,对农业径流人工处理湿地中的基质展开研究。结果表明:人工湿地基质能够吸附水中一定的污染物质,成熟基质基质具有很强的污染物降解能力,对水中污染物的去除发挥重要作用。湿地基质对实验农业径流的COD、TN、TP和NH4+-N的去除率分别为41%,50%,49%和%52%。出水中CODcr、TN、TP、NH4+-N含量分别达到Ⅱ类水质的含量,Ⅴ类水质的含量, Ⅴ类水质的含量,类水质的含和Ⅲ类水质的含量。     

等氮量有机替代对水稻田面水氮素动态变化特征研究

为了防控高原湖泊流域稻田氮素径流流失,保护受纳水体生态环境。在洱海流域水旱轮作种植模式下,设置不施肥(CK)、单施化肥(NPK)、有机无机配施(NPKS)、有机肥全量替代(SS) 4个等氮量有机替代处理,研究水稻田面水氮素浓度的动态变化特征,探讨有机肥替代化肥施用对田面水氮素流失的影响。试验结果表明：基肥施用后田面水NH₄⁺-N、NO₃^--N、Org-N和TN浓度迅速升高,在3～7 d内达到峰值,施肥后7 d是防止田面水氮素大量流失的关键风险期。等氮量有机替代种植,田面水中NH₄⁺-N/TN浓度占比为39.01%～54.01%,NO₃^--N/TN浓度占比为11.33%～21.62%,Org-N/TN浓度占比为33.85%～41.94%。化肥氮施用增加田面水NH₄⁺-N/TN浓度占比,有机肥施用增加田面水NO₃^--N/TN和Or...     

施氮量对抚仙湖流域烟田氮磷流失及氮素利用的影响

为探究抚仙湖流域植烟区烤烟适宜施氮量,减少烟田径流氮磷流失,通过田间试验研究了不同施氮(N)水平(N0：0 kg/hm²、N60：60 kg/hm²、N75：75 kg/hm²、N90：90 kg/hm²、N105：105 kg/hm²)对植烟区农田地表径流氮磷流失、烤烟(Nicotiana tabacum)氮素吸收利用和经济性状的影响。结果表明：（1）随着氮肥施用量增加,地表径流总氮(TN)和总磷(TP)浓度及其流失量逐渐升高;（2）与常规施氮处理(N105)相比,N60、N75、N90处理径流TN和TP平均浓度分别降低18.6%、14.7%、9.15%和12.3%、7.66%、5.25%,TN和TP流失总量分别降低19.2%、18.1%、9.81%和14.4%、10.1%、6.78%;（3）烟株氮累积量随施氮量的增加而增加,氮肥利用率呈先上升后下降趋势,以处理N75的氮肥利用率最高,为27.00%;氮肥偏生产力随着施氮水平的提高而显著下降(P<0.05);（4）烤烟产量随施氮量提高而增加,施氮处理较N0处理增产3.02%~13.90%,上等烟、上中等烟比例、产值和均价,随施氮量增加呈先上升后下降趋势,以施氮量75 kg/hm²的效果最佳。综合考虑烤烟经济性状及环境效益,N75处理既可提高烤烟经济性状,又能有效降低植烟区氮磷流失风险。     

Reduction of Urban Green Space on Stormwater Runoff Pollutant

In order to explore the effectiveness and feasibility of urban green space on regulating urban rainfall-runoff pollution, the simulated test of soil column was adopted to study the effects of vegetation cover, runoff pollution concentration, soil depth and groundwater, and hydraulic loading rate and residence time on reducing the pollutants by green space. The results indicate that green space has a good and stable ability to reduce three stormwater runoff pollution concentrations, which COD are 68, 137 and 550 mg/L, TN are 3.01, 7.51 and 30.06 mg/L, TP are 0.29, 0.69 and 2.73 mg/L, and NH+4 are 0.44, 1.61 and 2.19 mg/L respectively, with 3.5, 3.0 and 2.5 cm/h hydraulic loading rate respectively and continuous inflow 1h. The pollution reduction rates of COD, TN, TP and NH+4 by green space reach to 41.52%, 78.96% and 84.68%, 50.21%, 70.23% and 60.91%, 73.18%, 95.88% and 94.99%, and 62.72%, 55.16% and 69.98% respectively. Restricted by the soil reaeration capacity and hydraulic retention time, the effect of vegetation cover on pollution reduction rates of COD and TN is not significant. With the rainfall-runoff pollution concentration increased, the pollutant reduction rate of green space shows a gradually increasing trend. The reduction of green space on the stormwater runoff pollution mainly occurs in the soil depth of 35~65 cm. The reduction rate of each pollutant for the low, medium and high pollution concentration level decrease with the hydraulic loading rate increased.     

洪泽湖输沙淤积、底泥理化特性及重金属污染变化特征分析

基于洪泽湖近20年来的相关研究,对洪泽湖输沙量和底泥的分布特征及理化性质各指标的含量等数据进行了搜集处理和分析。统计和分析了相关理化性质的空间特征分布与变化趋势,洪泽湖入湖输沙量大于出湖输沙量,呈淤积状态;对洪泽湖底泥中的总氮、总磷、重金属等进行了评价,重金属大部分元素达到土壤评价二级标准,重金属污染属于重污染,与镉浓度含量超标有关。提出了防治洪泽湖底泥污染的措施。     

稻田田面水氮磷素动态特征研究

为了合理运筹施肥,防控农业面源污染,通过独立排灌系统的田间试验,设计了6个不同氮肥水平,研究了施肥后水稻田田面水氮素和磷素的动态变化特征。结果表明,施肥后田面水中的总氮(TN)、NH4+-N和NO3--N浓度随着施肥量的增加而增加,随着时间的推移三者的浓度呈现上升后下降的趋势,7天后趋于稳定;施入基肥后,NH4+-N浓度在第2天达到峰值后迅速下降,第3天即下降到峰值的25.69%~36.80%;NO3--N浓度远远低于NH4+-N浓度,3个施肥时期峰值分别为8.87 mg/L、1.91 mg/L和1.50 mg/L,且出现在施肥后第3~5天。田面水NH4+-N/TN随着施氮量的增加而增加,且在施肥后第2~3天达到峰值后下降。不同施氮量,相同施磷量处理条件下,田面水中TP浓度随着施氮量增加而增加;施肥后第1天,田面水中TP浓度达到峰值3次施肥后TP浓度峰值逐渐降低。     

安徽省沿淮大豆种植区氮磷流失特征研究

为了探明沿淮地区大豆农民常规施肥种植过程中的氮磷流失情况,采用径流池法,通过2008—2012年野外径流小区试验,研究沿淮大豆种植区大豆生长季氮磷流失特征。5年监测结果表明:大豆种植季处于沿淮地区全年降雨旺盛时期,降雨量占全年降雨量的45.4%~73.27%;大豆生产季农田产流量表现为不施肥空白处理常规处理,不施肥空白处理大豆生长季径流量和产流系数分别为173.293~34.639 mm和8.27%~33.68%,常规施肥处理大豆生长季径流量和产流系数分别为175.366~30.347 mm和5.72%~34.08%;大豆种植生长季常规施肥处理总氮流失量为1.58~14.93 kg/hm2,总氮流失率为0.44%~5.66%,硝态氮流失比例为总氮的40.63%~64.59%,铵态氮流失比例为3.66%~18.16%;大豆种植生长季常规施肥处理总磷流失量为0.033~0.56 kg/hm2,常规施肥处理总磷流失率为0.17%~0.27%,可溶性磷流失比例为总磷的31.08%~53.31%。     

环太湖主要河流入出湖口表层沉积物污染特征研究

以环太湖31条主要河流入出湖口的表层沉积物为对象,分析了太湖流域4个区内河流入出湖口表层沉积物的总氮（TN）,总磷（TP）和总有机质（TOM）的含量。结果表明：第2区和第3区的TN,TP和TOM的含量较高;第1区和第4区的较低。各区沉积物中TN,TP和TOM的平均含量由高到低依次为：TN-第2区>第3区>第4区>第1区;TP--第2区>第3区>第4区>第1区;TOM-第2区>第4区>第1区>第3区;磷形态中铁铝磷（Fe/Al-P）活性较高,Fe/Al-P-第2区>第4区>第3区>第1区;综合氮磷指标,对太湖重度污染区（太湖的北-西北-西部分）水体富营养化影响最大的入湖河道：太滆运河、百渎港、陈东港、漕桥河、直湖港、武进港、官渎港、小溪港、殷村港、洪巷港、茭渎港和乌溪港。以上河流沉积物TN,TP含量均较高（TN>1000 mg/kg、TP>500 mg/kg）。