农业面源污染解析及其空间异质性分析——以孝感市为例

采用清单分析方法,研究孝感市化肥施用、有机肥施用、秸秆遗弃、畜禽养殖、水产养殖、生活污水、生活垃圾、地表径流中COD、TN、TP的污染负荷及其在空间上的分布差异。弄清孝感农业面源污染的源分配以及在空间上的分布差异,进而为削减孝感农业面源污染提供理论依据。结果表明:湖北省孝感市的农业面源COD、TN、TP的排放/流失总量分别为21.53万、2.53万、0.53万t/a,相应的等标排放量分别为1.07万、2.53万、2.63万t/a。主要污染物是TN、TP,市内主要污染源是畜禽养殖、生活污水与化肥施用。因农业面源污染引起的COD、TN、TP的排放浓度分别是15.18、2.78、0.87mg/L,达到中等程度污染。因此,针对孝感市农业面源污染的控制策略:防控的污染物主要是TN和TP;防控的重点源是畜禽养殖、种植业和农村生活;防控的重点区是汉川市、应城市和安陆市。     

重庆市农业面源污染负荷的空间分布特征研究

以重庆市39个区县为实例,按照"一圈两翼"发展战略,采用清单分析方法,在区县级尺度上,研究了化肥施用、有机肥施用、秸秆遗弃、畜禽养殖、水产养殖、生活污水、生活垃圾、地表径流中COD,BOD5,TN,TP的污染负荷及其在空间上的分布差异,结果表明,重庆市2006年度农业面源污染排放COD,BODs,TN,TP的实物总量分别为60.13,29.62,16.22,3.29万t/a,相应的排放浓度为20.72,10.64,5.58,1.27mg/L,畜禽养殖、化肥与有机肥施用是主要来源.一小时经济圈的铜梁县、永川区、沙坪坝区、荣昌县、合川区、大足县、大渡口,潼南县、壁山县、江北区的污染最为严重.根据等标排放量和水质指数可将重庆39个区县划分为严重污染、中度污染和轻度污染等3种类型,用以标本兼治、分类指导.     

基于“压力－响应”态势的重庆市农业面源污染的源解析

【目的】研究重庆市39个区县农业面源污染的主要污染物、主要污染源、主要影响因子、主要污染区域。【方法】按照重庆市“一圈两翼”发展战略,在区县级尺度上,采用清单分析方法,核算化学肥料施用、有机肥施用、农作物秸秆、畜禽养殖、水产养殖、农村生活污水、生活垃圾和农田土壤侵蚀等8个来源对农业面源污染化学需氧量（COD）、生化需氧量（BOD5）、全氮（TN）、全磷（TP）排放负荷及其贡献。应用“压力－响应”指标体系,对农业面源污染进行源解析。【结果】重庆市农业面源污染引起的COD、BOD5、TN、TP绝对排放量分别为60.13×104、29.62×104、16.22×104和3.29×104t•a-1,其负荷已超过城市工业与生活污染负荷。因农业面源污染引起COD、BOD5、TN、TP的排放浓度分别是20.72、10.64、5.58、1.27 mg•L-1。TN、TP均已达到严重污染水平,BOD5达到轻度污染水平,COD显示为临界警戒水平。“一圈”地区严重污染,“两翼地区”中度污染。【结论】主要污染物是TP、TN,主要污染源是畜禽养殖和化肥施用,主要影响因子是农业总产值。基于国土等标排放系数的压力态势和水质指数的响应态势,确定主要污染区域是沙坪坝区、大渡口区、合川区、永川区、荣昌县、铜梁县、璧山县、大足县等区县。     

重庆市农业面源污染负荷的空间分布特征研究

以重庆市39个区县为实例,按照“一圈两翼”发展战略,采用清单分析方法,在区县级尺度上,研究了化肥施用、有机肥施用、秸秆遗弃、畜禽养殖、水产养殖、生活污水、生活垃圾、地表径流中COD,BOD5,TN,TP的污染负荷及其在空间上的分布差异,结果表明,重庆市2006年度农业面源污染排放COD,BOD5,TN,TP的实物总量分别为60．13,29．62,16．22,3．29万t／a,相应的排放浓度为20．72,10．64,5．58,1．27mg／L,畜禽养殖、化肥与有机肥施用是主要来源。一小时经济圈的铜梁县、永川区、沙坪坝区、荣昌县、合川区、大足县、大渡口、潼南县、璧山县、江北区的污染最为严重,根据等标排放量和水质指数可将重庆39个区县划分为严重污染、中度污染和轻度污染等3种类型,用以标本兼治、分类指导。     

洞庭湖区沧浪河流域农业面源污染现状调查与分析

为了摸清洞庭湖区汉寿县沧浪河流域农业面源污染情况,依据农业面源污染的主要来源,对沧浪河流域水产养殖、畜禽养殖、种植业及农村生活污染的总氮(TN)、总磷(TP)和化学需氧量(COD)等农业面源主要污染物排放状况进行了调查与分析。结果表明:区内TN、TP和COD的排放总量分别为243.4、37.9和891.6 t/a;其中,水产养殖的污染排放最为严重,分别占排放总量的60.8%、71.5%和26.6%;其次为畜禽养殖污染和农村生活污染,种植业污染排放相对较轻。因此,沧浪河流域农业面源污染防治应重点开展水产养殖污染治理。     

吉林省辽河流域农业面源污染特征及趋势研究

吉林省辽河流域农业面源污染现已十分严重,通过对其近十年的统计数据进行研究,结果表明:流域内农业面源污染中,COD(化学需氧量)主要来源于畜禽养殖和农村生活污染;TN(总氮)和TP(总磷)主要来源于畜禽养殖和农田化肥;近十年中COD流失量由34 093.2 t/a增至53 414.3 t/a,增长56.7%;TN流失量由30 095.2 t/a增至40 738.7t/a,增长35.4%;TP流失量由2 504.3t/a增至4 606.0t/a,增长83.9%。     

赣州市农业面源污染的区域空间分异性研究

采用清单分析方法,构建"压力-响应"指标体系,核算2007年赣州各行政区18个县市内农业面源污染中各种污染源(如化肥施用、有机肥施用、畜禽养殖、水产养殖、农村生活垃圾和土壤侵蚀等)对农业面源污染化学需氧量(COD)、全氮(TN)、全磷(TP)的排放负荷及其影响,并探讨农业面源污染的污染源分配及其空间分布上的差异.结果表明:2007年赣州市农业面源污染引起的COD、TN、TP绝对排放量分别为31.31×104、7.06×104、2.11×104 t/年,相应的等标排放量分别为1.48×104、7.06×104和10.53×104 t/年,对应的排放浓度分别是9.39、2.11、0.65 mg/L.其农业面源污染的主要污染物为TP、TN,农业生产活动中畜禽养殖和化肥施用为主要污染源,基于"压力-响应"指标核算分析,赣州市主要污染区域是章贡区、南康市、信丰县、寻乌县、兴国县、于都县、龙南县、宁都县、瑞金市、赣县等区域;多数核算数值显示都市圈>内圈>外圈,都市圈的面源污染相对较严重.     

界首市泉河小流域农业面源污染调查与评价

为了解界首市泉河小流域农业面源污染现状和特征，制定相应的农业面源防控措施，对流域内农业面源污染情况进行了调查分析和评价。通过对该典型小流域内陶庙镇、王集镇、代桥镇、泉阳镇4个乡镇的11个行政村的农田污染源、养殖污染源及人居生活污染源进行实地走访，调查数据应用等标污染负荷法进行评价分析。结果表明，界首市泉河小流域内4个乡镇的农业面源污染排放源中，农田污染源的污染物总量和污染负荷率分别是17.44 t和4.68％；养殖污染物排放总量和污染源负荷分别是99.31 t和26.63％；生活源污染物的排放量和污染负荷率最大，分别达到256.19 t和68.69％；在COD、TN、TP 3个主要评价因子中，污染负荷率最高的是COD，达80.22％，TN污染负荷率为9.22％，TP的污染负荷率为10.56％；养殖业污染和人居生活污染源是界首市泉河小流域农业面源污染的主要来源，也是该小流域农业面源污染防控的重点。在治理该小流域农业面源污染时，应大力发展绿色、生态、循环农业，严格控制畜禽养殖污染，加大农村人居环境整治，强化政府在农业面源污染治理中的统筹引导作用等。     

基于“压力-响应”机制的江苏省农业面源污染源解析及其空间特征

运用清单分析、等标负荷和聚类分析等方法,对江苏省农业面源污染源、影响因子、空间分布特征等进行了分析与评价。结果表明江苏省农业面源污染化学需氧量(COD)、全氮(TN)、全磷(TP)绝对实物排放量分别为155.23×104t/a、62.34×104t/a、9.05×104t/a,相应的绝对等标排放量分别为7.76×104t/a、62.34×104t/a、45.23×104t/a。农业面源污染造成的COD、TN、TP的平均排放浓度分别为6.25 mg/L、2.53 mg/L、0.36 mg/L,排放浓度地区差异显示苏北>苏中>苏南。农业面源污染综合水质指数显示,江苏省均值为2.10,达到中度污染水平。其中徐州、连云港、宿迁处于严重污染状态;淮安、盐城、泰州处于中度污染状态;南通、扬州处于轻度污染状态;南京处于警戒状态;无锡、常州、苏州、镇江处于安全状态。主要污染物依次是TN、TP,其贡献率分别为54.71%和38.86%;主要污染源依次是化肥施用、畜禽养殖、人粪尿、水产养殖,其贡献率分别为30.75%、24.94%、16.85%、15.28%;在国土面积、农业产值和农村人口几大因子中,农业产值是与污染物排放量相关性程度最高的因子。通过对"压力-响应"的表征量进行聚类分析得出江苏省农业面源污染的空间分布特征,其压力和响应基本一致。     

平原河网地区农村面源污染重点源和区的识别筛选——以上海青浦区为例

以地处平原河网地区的上海市青浦区为研究对象,通过清单分析方法和等标污染负荷法,以乡镇为单元研究了种植业、畜禽养殖、水产养殖和农村生活污水等农村面源污染来源,以及化学需氧量(COD)、总氮(TN)、总磷(TP)等污染物的排放量及其贡献率,并以青浦区水环境功能区划地表水环境质量标准为基准,评价及识别筛选了该区域农村面源污染主要来源及其重点区域。研究结果表明,青浦区农业面源污染COD、TN、TP实物排放量分别为2.68×103、0.85×103、0.11×103t·a-1,主要污染源为种植业,其等标污染负荷比达到53.07%,主要污染物为TN,其等标污染负荷比达到59.92%。通过农业面源污染排放强度分析,确定青浦区农业面源污染程度较重的乡镇主要为练塘镇、白鹤镇和金泽镇,建议在青东地区以农村生活污水处理和畜禽养殖污染治理为重点、在青西地区以种植业面源污染防治为重点,针对性地开展农村面源污染综合防治工作。     

江西省农业面源污染时空特征及污染风险分析

为了确定江西省农村饮用水源地重点控制区域,本文通过估算11个地市农业面源污染负荷进行污染风险分析。采用排污系数法及统计年鉴估算2011—2015年农业面源污染的化学需氧量(COD)、总氮(TN)、总磷(TP)污染负荷,并结合ArcGIS表征COD、TN、TP污染负荷及污染强度的空间分布情况,采用离差标准化法分析COD、TN、TP污染强度。结果表明,2015年江西省农村地区COD、TN及TP污染负荷分别为455.3、168.7 kt·a-1及58.8 kt·a-1;2011—2015年COD、TN及TP污染负荷整体呈现逐年下降的趋势;江西省农业面源污染主要贡献顺序为:农村生活畜禽养殖种植业水产养殖;不同污染物的污染负荷、污染强度与污染风险空间分布特征一致,其中污染负荷呈西高东低的特点,污染强度呈中部高、四周低的特点,污染风险与污染强度空间分布特征较为一致;11个地市农村面源污染风险顺序为:南昌萍乡鹰潭宜春新余抚州上饶赣州九江景德镇吉安。     

丹江口水库核心水源区典型流域农业面源污染特征

为分析丹江口库区农业地表径流及其水质污染特征,识别流域水质污染风险变量,探究主要潜在污染物时空排放规律,估算流域污染负荷并分析污染物来源贡献,应用因子分析方法,通过周年常规监测,对核心水源区典型小流域的地表径流及其水质污染特征进行了分析,并探讨了其时间差异性。同时采用平均浓度法估算了流域内面源污染负荷量和各污染源类型对主要潜在因子负荷的贡献率。结果表明:流域内水体浊度、色度及流量在上游与下游间存在显著差异,总氮(TN)、总磷(TP)、化学需氧量(COD)、铵态氮(NH_4~+-N)、硝酸盐氮(NO_3~--N)、pH和电导率在不同监测断面间差异不显著;TN、TP、COD和流量是影响库区水质、造成污染风险的主要潜在因子;5—9月,随着降雨量和流量的增加,同步出现农业面源污染排放高峰。流域内,上、中、下游流域监测断面TN年负荷量分别为4.94、11.04、20.43 t,TP年负荷量分别为0.17、0.50、0.68 t,COD年负荷量分别为29.02、68.78、118.27t。农业生产及生活对TN贡献较大,规模化养殖对TP贡献较大,二者联合对COD负荷贡献率达到76%。研究表明,大量氮磷随水土流失进入水体是引起小流域面源污染负荷偏高的主要原因,加大对农业生活区和规模化畜禽养殖的控制管理,构建植被缓冲带等减少水土流失措施,对有效防治丹江口核心水源区典型小流域的面源污染具有重要作用。     

基于污染足迹的太湖流域稻作农业污染评估--以常州市和宜兴市为例

稻作农业在保障粮食安全方面贡献巨大,但因经济利益驱动,化肥农药被过量施用,造成了氮、磷等营养物质流失,对水环境产生严重影响。本文基于全国第一次污染普查数据,结合各类污染物的产排污系数计算了稻作农业COD、TN和TP入河量,通过污染足迹模型计算了稻作农业COD、TN和TP的污染足迹,通过污染压力模型计算了稻作农业COD、TN和TP的污染压力指数,并对其进行评估。结果表明:(1)常州市、宜兴市稻作农业生产过程中向水环境排放的污染物中以COD和TN为主,其入河量分别为792.96 t·a^-1和605.28 t·a^-1,TP入河量为27.16 t·a^-1;(2)常州市、宜兴市稻作农业TN污染足迹最大(3 944.50 hm²),其次为TP污染足迹(2 578.95 hm²),最小的是COD污染足迹(523.52 hm²);(3)常州市、宜兴市稻作农业对水环境的污染压力指数为2.10,处于中度污染压力状况,表明常州市、宜兴市稻作农业生产活动超出了当地水域的承载能力,对当地水环境产生了压力。     

黄淮海地区蔬菜废弃物污染风险及资源化潜力分析

对蔬菜废弃物进行资源化利用和养分回收是实现可持续和生态友好型农业的必要措施。为了确定黄淮海地区蔬菜废弃物的污染风险及资源利用潜力，通过文献整理和数据分析，以地级市为单位估算该地区蔬菜废弃物产量及总氮（TN）、总磷（TP）、总钾（TK）养分污染负荷，利用ArcGIS表征TN、TP、TK污染强度及污染风险综合指数的空间分布情况，确定该区蔬菜废弃物面源污染治理重点区域，并结合化肥需求情况比较蔬菜废弃物资源化利用潜力。结果表明，2017年黄淮海地区蔬菜废弃物总量为1 618.08万t，其中TN、TP、TK污染负荷分别为41.80万、11.18万、53.79万t；各地市蔬菜废弃物污染强度平均为6.45 t·hm^-2·a^-1，TN、TP、TK污染强度分别为15.15、4.05、19.49 kg·hm^-2·a^-1。黄淮海地级市中，蔬菜废弃物污染负荷超过58万t·a^-1的地区集中在中部地区，包括徐州、潍坊、周口、南阳、商丘、唐山6市，污染负荷占黄淮海总负荷的26.44%，这些地区TN、TP、TK污染负荷超过1.60万、0.40万、1.90万t·a^-1。蔬菜废弃物污染强度超过10 t·hm^-2·a^-1，TN、TP、TK污染强度超过23.76、6.36、31.58 kg·hm^-2·a^-1的地区包括枣庄、开封、莱芜、唐山、泰安、安阳、济南、潍坊、阜阳、商丘。蔬菜废弃物资源化利用潜力较高地区包括潍坊、青岛、德州、聊城、临沂、泰安、济宁、菏泽、商丘、周口、南阳等市，占黄淮海地区的19.0%。研究结果为区域蔬菜废弃物总量控制、合理布局和综合利用提供决策依据。     

江苏省规模化肉鸭旱养全饲养周期污染物产生量及其环境效应

为完善肉鸭养殖产排泄系数体系，准确计算肉鸭养殖粪尿产生量与氮磷排泄量并评估其环境效应，本研究通过对高架养殖模式下，肉鸭全饲养周期（育雏-生长-育肥）持续开展42 d的粪尿全量收集试验，获得了肉鸭育雏期、生长期和育肥期产排污系数，并基于江苏省各市畜禽养殖量和耕地面积估算了2021年江苏省畜禽粪尿产生量及区域分布情况，评估了肉鸭养殖对耕地、水体污染负荷贡献。结果表明：肉鸭不同生长阶段粪尿产生量及氮磷排泄量差异显著，其中育雏期、生长期、育肥期粪尿产生量分别为56.3、311.5、474.9 g·只^-1·d^-1，化学需氧量（COD）产污系数分别为4.48、20.82、30.22 g·只^-1·d^-1，总氮（TN）产污系数分别为0.31、2.03、3.75 g·只^-1·d^-1，总磷（TP）产污系数分别为0.19、0.85、1.41 g·只^-1·d^-1。徐州、宿迁、南通、淮安、盐城是江苏肉鸭养殖粪尿排泄总量最大的5个市，其总量占全省肉鸭粪尿排泄量的92.9%。2021年，江苏肉鸭粪尿中COD、TN、TP产生量分别为13.47万、1.19万、0.57万t。单位耕地面积肉鸭养殖氮、磷负荷最大的市为徐州，占比分别为23.31、28.53%。南通市、盐城市畜禽粪便耕地磷污染负荷高于欧盟磷限量标准，水体污染预警等级为Ⅳ级。研究表明，在肉鸭生产中应根据群体结构和相应的产排污系数科学核算其污染物排放量，盐城、南通在产业发展规划时要充分考虑畜种配置与环境承载力，适当减小肉鸭养殖规模，防止局部养殖污染风险的出现。     

兴山县香溪河流域农业源氮磷排放估算及时空特征分析

基于典型调查与统计分析,应用排污系数法估算了兴山县香溪河流域2007-2013年种植业源、畜禽养殖业源和农村生活源TN、TP污染物的排放量,并对排放量、排放强度及其时空格局进行了分析。结果表明,香溪河流域农业面源污染TN、TP年均排放量分别为 1 145.2、56.5 t·a^-1,排放强度分别为44.5、2.14 kg·hm^-2·a^-1.农业源TN和TP的年排放量逐年增加,2013年较2007年增幅分别为38.0%和85.1%,TN:TP为21:1,TN排放占主导,为香溪河流域兴山县段重点防控指标。从各类污染源贡献来看,畜禽养殖业源是TN的主要贡献源,占农业源污染总量的77.9%;种植业源是TP的主要贡献源,占55.4%.从不同源氮磷排放量空间格局来看,各乡镇中水月寺镇、黄粮镇和峡口镇的TN、TP排放量均最高。从氮磷排放强度空间格局来看,峡口镇、高桥乡和黄粮镇对TN排放强度最高;峡口镇、昭君镇和黄粮镇对TP排放强度最高。     

乌梁素海流域污染现状分析及防治对策

基于已有研究结果和实际调查资料,采用排污系数法,对乌梁素海流域COD、TN、TP污染负荷进行估算。结果表明,2008年鸟梁素海流域COD、TN、rIP污染负荷总量分别达39.3、6．95、0．91万∥a,其中畜牧养殖业和农田面源是主要的贡献源,其污染负荷分别占COD负荷总量的23．5％和31．1％、TN负荷总量的40．3％和25．2％、TP负荷总量的61．1％和13．5％。乌梁素海富营养化控制的关键是降低农牧业污染排放,而处于转型期流域的工业污染也不容忽视,并针对这3类污染源提出防治对策。     

苕溪流域农业面源污染的综合评价

基于2008年农业统计数据,对苕溪流域所辖6个区县的水环境农业面源污染进行了分类调查,并采用等标污染负荷的评价方法对各类污染源进行评价。结果表明：2008年各农业非点源污染源流入苕溪流域水体的COD,TN和TP分别占总量的67.82%,28.75%和3.42%,等标污染负荷率COD,TN和TP分别为6.88%, 58.37%和34.75%。就各农业非点源污染源来看,畜禽粪便污染源的等标排放量和污染负荷最大,成为威胁苕溪流域水体的最大污染源。     

不同富营养化程度水体对枫杨幼苗的生长及抗氧化酶的影响

为探讨水体富营养化对枫杨(Pterocarya stenoptera)的胁迫作用,通过水培试验,研究一年生枫杨幼苗在总氮和总磷分别为2 mg·L~(-1)和0.4 mg·L~(-1)(轻度,记为C1);20 mg·L~(-1)和8 mg·L~(-1)(中轻度,记为C2);40 mg·L~(-1)和15 mg·L~(-1)(中度,记为C3);80 mg·L~(-1)和25 mg·L~(-1)(重度,记为C4)的模拟富营养化水体中的生长状况、根茎叶中TN、TP的含量,以及枫杨叶片中SOD和POD的活性。结果表明,富营养化水体处理的枫杨的株高、基径、生物量的值均大于对照处理的值;随着氮磷浓度的增加,枫杨幼苗叶中的TN和TP浓度均呈上升的趋势,且处理间差异显著(P0.05),而根和茎的氮磷浓度则呈现先上升后下降的趋势,C3处理中最大,分别为(根:16.49 g·kg~(-1),2.18 g·kg~(-1);茎:11.14 g·kg~(-1),1.27 g·kg~(-1))。不同氮磷水平处理的枫杨叶片中的SOD和POD活性存在一定的差异,其中C4处理的叶片SOD活性显著低于C1,C2和C3处理(P0.05),而POD的活性则表现为C3处理最高,达5214g·U~(-1),显著高于C1和C4处理(P0.05)。研究结果有利于了解枫杨在不同富营养化程度水体的生长状况,为深入探究枫杨在富营养化水体中的去污机理提供参考。     

农村生活污水陶瓷膜-生物反应器处理工艺强化脱氮除磷研究

传统膜生物反应器是农村生活污水处理的重要工艺之一,但其存在氮磷去除效果差等问题,本文旨在探究陶瓷膜生物反应器对农村生活污水的处理效果,并提高其脱氮除磷效果。陶瓷膜-生物反应器(C-MBR)是将好氧生物反应与无机陶瓷平板膜过滤技术相结合的工艺,具有占地面积小、维护简单、排泥量少等优点。本文利用陶瓷膜代替传统膜-生物反应器中的有机膜,对C-MBR进行强化脱氮除磷工艺研究,通过优化回流比、DO、HRT等进行强化脱氮,采用粉煤灰多孔填料吸附进行强化除磷。结果表明:在进水COD和TN、NH_3-N、TP浓度分别为360.00～661.00、33.90～57.60、16.80～32.30 mg·L~(-1)和4.78～5.70 mg·L~(-1),MLSS为3000 mg·L~(-1),膜孔径为50 nm条件下,C-MBR出水对应指标平均浓度分别为34.90、22.59、1.13 mg·L~(-1)和4.57 mg·L~(-1),平均去除率分别为93.68%、47.86%、95.00%和12.32%。优化回流比至200%、DO浓度为2.00 mg·L~(-1)、好氧池HRT为4 h时,TN平均去除率显著提高,最佳可达69.39%,出水平均浓度为12.52 mg·L~(-1),且此时出水稳定、能耗低;粉煤灰多孔填料在水力负荷0.33 m~3·m~(-3)·d~(-1)条件下,对TP去除率可达90.90%,出水平均浓度为0.42 mg·L~(-1),满足一级A标准。使用1000 mg·L~(-1)的次氯酸钠水溶液,以每片膜500mL·30 min~(-1)速度对膜进行在线清洗时,跨膜压差恢复速率最快,膜污染去除效果恢复最佳。优化回流比、DO、好氧池HRT能有效强化C-MBR脱氮效果,填料吸附磷能有效强化除磷效果。本研究为农村生活污水就地处理、提高C-MBR脱氮除磷效果提供了有益参考。