巢湖圩区农田排水沟渠氮磷时空分布及输出特征

【目的】以巢湖圩区农田排水沟渠为研究对象,探讨圩区农田沟渠排水中氮磷的输出特征及时空 分布规律。【方法】在 2015—2016 年间对巢湖圩区农田排水沟渠不同断面进行取样监测,测定沟渠水体氮、磷 含量。【结果】该区域沟渠水体氨态氮（NH4 +-N）与硝态氮（NO3 --N）平均浓度分别为 1.1、1.3 mg/L,均超过 Ⅲ类水质标准;总氮（TN）浓度为 1.6~11.6 mg/L,TP 浓度为 0.1~1.0 mg/L,平均浓度分别超过Ⅴ类和Ⅳ类水质标准。 农田沟渠水体氮磷浓度季节变化明显,总磷（TP）和 NH4 +-N 浓度夏秋季节较低,TN 和 NO3 --N 则表现为春、 夏浓度较高,秋、冬较低的变化特征。【结论】农田排水沟渠对氮磷具有拦截净化作用,沟渠水体氮磷浓度由 高到低为蔬菜 - 水稻区沟渠、稻麦 - 居民区沟渠和稻麦种植区沟渠,圩区排水氮磷浓度略低于农田沟渠排水, 但高于受纳河流鸡裕河河水。     

生态沟渠对农田氮磷拦截效果的试验研究

在农业污染中,农业非点源污染尤为严重,有报道显示,农业非点源污染已经成为我国乃至世界的环境污染问题。本研究通过一种潜流透水坝生态沟渠,研究水生植物和填料对氮磷的去除机理,以及不同因素对生态沟渠脱氮除磷的影响。结果显示:(1)有潜流透水坝的沟渠对氮、磷的拦截效果明显优于空白沟渠和植物沟渠;(2)高浓度(TN=30 mg/L、TP=0.9 mg/L)、低流量(50 L/h)、中水位(16 cm)进水条件下对氮磷的去除效果较好;(3)两条沟渠填料位置的不同对氮磷的去除效果基本无影响。研究结果表明,潜流透水坝生态沟渠在农田排水氮磷拦截中能起到非常重要的作用。     

三江源星星海水体中碳氮磷化学计量特征

【目的】研究三江源星星海水体中碳氮磷化学计量特征,为揭示隆宝湖湿地的潜在富营养化进程提供依据。【方法】在星星海设置3个采样点采集水样,研究水体中总有机碳(TOC)、总氮(TN)、总磷(TP)的含量,对照《地表水环境质量标准》(GB3838-2002),采用超标率和超标倍数对水质进行了评价,分析了TOC与TN、TN与TP的相关性。【结果】星星海水体中TN含量为0.326 mg/L,NH4+-N含量为0.100 mg/L,NO3--N含量为0.109 mg/L,TP含量为0.014 mg/L,TOC含量为0.406 mg/L。对照《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)TOC、TN、TP超过Ⅰ类水质标准,TN、TP超标倍数分别为0.63、0.4,超标率分别为66.7%、33.3%。相关性分析表明,TOC与TN、TN与TP的相关系数分别为R12﹦0.930 5,R22﹦0.693 2,说明碳、氮含量变化趋势相关性较好,氮、磷含量变化趋势相关性较差,水体中TN、TP来源不同。研究表明,C/N约为1.263,N/P约为23.28,表明有机质来源具有单一性,磷是星星海潜在营养化的限制因子。【结论】TN、TP的含量超过了《地表水环境质量标准》的Ⅰ类水质标准,达到了《地表水环境质量标准》的II类水质标准。星星海水体未达到富营养化状态。     

2种底质参池水体中氮磷营养盐分布特征

于2011年3—11月分别对沙质、淤泥质参池的表层和底层水体进行定点采样,测定水体中总氮(TN)、无机氮(DIN)、总磷(TP)、活性磷(PO3-4-P)的含量,分析2种底质参池水体中氮磷营养盐的分布特征及水体中氮磷比(DIN/P)的变化。结果表明:沙底质池塘水体中TN、TP含量均低于淤泥底质,沙质底池塘水体中TN、TP含量高于淤泥质底池塘水体;淤泥质池塘水体中的TN、TP含量较低但大体上缓慢增高,9月或10月迅速增高;氮、磷在2种底质池塘水体的垂直分布差异不显著;3—11月的沙质池塘水体以及7—11月的淤泥质池塘水体中DIN/P均低于16,氮是限制因素,3—6月的淤泥质池塘水体中DIN/P高于16,磷是限制因素。     

哈尔滨松北湿地对农业非点源污染截留和去除效应研究

哈尔滨松北湿地位于松花江北岸,属于典型的农田与地表水体中间缓冲地带,通过选取有代表性的地点进行监测试验,运用SCS模型和溶解态氮磷污染负荷模型进行径流量和污染负荷估算,并进行相关数据的实验和分析,结果表明:(1)哈尔滨松北湿地地表径流中非点源污染负荷:TN的平均浓度11.56 mg/L、NO3--N平均浓度3.68 mg/L、NH4--N平均浓度2.02 mg/L、TP平均浓度0.99 mg/L;(2)降雨径流形成初期,TN、硝态氮、氨氮的浓度较高,1个小时后,浓度开始下降。TN峰值出现在径流形成后55 min,TP峰值出现在径流形成25 min,呈波浪型下降;(3)降雨两日后湿地水体中的TN、NO3--N、NH4+-N、TP浓度均有大幅度的下降,且浓度均低于农田径流中污染物的浓度,其中,TN减少了74.22%、NO3--N减少了50.38%、NH4+-N减少了77.94%、TP减少了17.91%。说明松北湿地对农业非点源污染物有很好的截留和去除效果。     

芜湖龙窝湖水质现状评价

在芜湖龙窝湖选择6个样点,采集表层水样,测定水体总氮(TN)、氨氮(NH3-N)、总磷(TP)以及化学需氧量(CODCr)指标,评价了龙窝湖水体水质状况。结果表明:龙窝湖春季水体中TN的含量为1.50～7.42mg/L,NH3-N含量为2.58～6.67 mg/L,TP含量为0.029～0.288 mg/L,CODCr浓度为16～46mg/L。样点水质指标达标率和各指标的样点达标率均低于50%。龙窝湖水质氮、磷指标未满足《地表水环境质量标准》III类水域水质标准。     

4种沉水植物对再生水中氮磷的去除速率和耐受范围

【目的】研究4种沉水植物对再生水中氮、磷的去除速率和耐受范围,为以再生水作为补水的景观水体沉水植物的选择提供依据。【方法】以野外选取的伊乐藻(Elodea canadensis)、罗氏轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)、菹草(Potamogeton crispus)和金鱼藻(Ceratophyllum demersum)4种沉水植物作为供试材料,设置含不同质量浓度TN和TP的再生水,测定有这4种沉水植物的再生水体中TN和TP质量浓度的变化,构建TN和TP质量浓度与培养时间的回归方程,并在回归方程的基础上,研究4种沉水植物对再生水中的氮、磷的去除规律。【结果】在有4种沉水植物的再生水体中,TN和TP质量浓度均随着培养时间的延长呈负指数衰减变化,沉水植物的净化能力不仅与其种类有关,而且与TN和TP初始质量浓度相关。罗氏轮叶黑藻对TN的去除能力最强,金鱼藻最低;伊乐藻对TP的去除能力最强,金鱼藻最小。菹草对氮素的耐受范围较宽,金鱼藻最窄;伊乐藻对磷素的耐受范围最宽,金鱼藻较窄。【结论】当再生水体中TN初始质量浓度为5~15mg/L、TP初始质量浓度为0.5~1.5mg/L时,罗氏轮叶黑藻和伊乐藻对氮磷营养盐的去除速率较高,可作为维持和改善再生水景观水体水质的先锋植物。     

不同结构草皮缓冲带对农田径流氮磷去除效果研究

通过对流过不同结构型式混播草皮缓冲带径流中污染物迁移影响的分析,研究其对农田径流氮磷的去除效果。结果表明,在TN、TP进水平均浓度分别为17.89 mg/L和1.04 mg/L的试验条件下,混播草皮缓冲带结构对农田径流TN、TP的去除能力具有明显差异,含有生态草沟的混播草皮缓冲带对TN、TP的去除能力明显强于单一缓坡和缓坡-阶梯结构的混播草皮缓冲带,其对径流水TN和渗流水TN的质量浓度削减率分别为51.08%和58.75%,对径流水TP和渗流水TP的质量浓度削减率分别为51.31%和65.29%。     

不同结构草皮缓冲带对农田径流氮磷去除效果研究

通过对流过不同结构型式混播草皮缓冲带径流中污染物迁移影响的分析,研究其对农田径流氮磷的去除效果。结果表明,在TN、TP进水平均浓度分别为17.89 mg/L和1.04 mg/L的试验条件下,混播草皮缓冲带结构对农田径流TN、TP的去除能力具有明显差异,含有生态草沟的混播草皮缓冲带对TN、TP的去除能力明显强于单一缓坡和缓坡-阶梯结构的混播草皮缓冲带,其对径流水TN和渗流水TN的质量浓度削减率分别为51.08%和58.75%,对径流水TP和渗流水TP的质量浓度削减率分别为51.31%和65.29%。     

水稻灌区农田退水氮磷污染现状研究

水稻是我国重要的粮食作物之一,在水稻生产过程中由于施肥导致的大量氮磷元素随着地表径流等方式流入排水渠道中,造成地下水污染和水体富营养化。本文通过对稻田的农田退水情况进行取样检测,对农田退水的氮磷污染情况进行监测研究。结果表明,排水沟渠在水稻泡田期和秧苗移栽期总氮(TN)浓度最高,在泡田期、分蘖期和抽穗开花期总磷(TP)略高。     

水肥综合管理对减少滇池北岸韭菜地氮磷流失的研究

农田氮、磷随地表径流向水体迁移,不仅造成化肥利用率降低,农业生产成本上升,还对水环境造成污染,引起水体富营养化.针对滇池流域规模化韭菜生产施肥量大,农业面源污染严重等问题,采用田间试验,结合自然降雨与人工模拟降雨,研究了不同施肥及田间沟渠利用方式下农田氮、磷的流失风险.结果表明,相对于化肥表施,合理的有机-无机肥料配合施用以及化肥深施,可分别降低地表径流中总氮和总磷平均浓度53%和39%.施肥后1周为氮、磷流失的高风险期,随后其风险随时间延长而降低;通过小区间沟渠的改造,提高排水溢流口高度,控制径流在沟渠内滞留时间以及采用农田养分循环利用的回灌技术,可减少农田向环境水体输出总径流量的76%以上,并同时提高了肥料利用率.     

持续性秸秆还田配施化肥对油菜-水稻轮作周年氮磷径流损失的影响

【目的】探究秸秆还田对巢湖地区油菜-水稻两熟制农田径流氮磷流失的影响,为源头控制巢湖流域面源污染提供科学依据。【方法】开展连续3年（2017—2019年）的田间小区实验,设置无秸秆+无施肥（CK）、常规施肥（F）、秸秆还田+常规施肥（SF）和秸秆还田+常规施肥减15%（SDF）4个处理。通过测定油菜-水稻轮作下农田地表径流中氮磷浓度和流失量,油菜水稻作物收获时土壤养分、作物氮磷养分吸收和产量,探讨秸秆还田对农田径流养分流失规律及土壤养分含量的影响。【结果】秸秆还田配施化肥降低了农田径流中氮的质量浓度,增加了磷的质量浓度。SF较F处理油菜和水稻季总氮（TN）平均质量浓度减少15.6%和26.0%,总磷（TP）增加12.5%和8.1%。SF、SDF处理降低了油菜-水稻轮作农田氮磷流失量。2017—2019年F处理的油菜和水稻径流TN、TP的流失量分别为11.9—26.7、1.3—2.8和15.6—27.0和0.8—2.0 kg·hm^-2,较F相比,SF处理的油菜和水稻季TN显著降低18.4%—29.7%和21.9%—28.1%,TP流失量则降低1.3%—4.0%和1.0%—6.6%。秸秆还田能够增加土壤有机质等养分含量,短期内均能够降低土壤pH值,与F相比,SF处理的油菜和水稻季有机质、全氮、全磷、速效磷、碱解氮平均含量增幅分别6.2%、8.4%、27.3%、19.5%、5.0%和7.0%、10.9%、17.7%、7.5%、5.1%。秸秆还田配施化肥能够提高作物地上部氮磷累积量。F处理的油菜和水稻地上部作物氮素、磷素累积量均值分别为105.0、20.4和134.3、36.7 kg·hm^-2,SF较F处理油菜和水稻季氮素累积量增加28.9%和7.8%,磷素增加12.1%和5.9%。秸秆还田提高了油菜-水稻轮作的周年产量,其中SF较F处理显著提高7.8%（2017年）和6.4%（2019年）。【结论】油菜-水稻轮作模式下秸秆还田配施化肥能够在保证作物产量的同时提高土壤养分含量,降低氮磷流失负荷。     

复杂流域氮磷污染物输出特征及模拟——以南京市云台山河流域为例

为定量分析复杂流域下垫面氮磷面源污染对流域水环境的影响,研究以南京市云台山河流域为研究对象,结合原位观测,并构建降雨-径流水文模型以及面源污染负荷模型,对云台山河总氮(TN)、总磷(TP)浓度的时空变化特征以及流域不同下垫面TN面源污染产生及入河特征进行分析。水质监测结果表明:云台山河TN平均浓度为5.1 mg·L^-1,各河段TN均超Ⅳ类水质标准。TP平均浓度为0.14 mg·L^-1,仅阳山河支流超Ⅳ类水质标准。TN浓度整体表现为下游高于上游,旱季高于雨季。TP浓度空间变化不明显,年内变化缓慢,表现为逐渐下降的趋势。水文模型及面源污染负荷模型对TN的模拟效果较好,模拟结果表明云台山河流域TN年产生量为581.1 t,主要来自农田径流与农村生活源,胜利河片区和主干流片区是TN污染物的主要来源区域。流域TN年入河量为187.8 t,占面源产生量的32%。受土地利用方式及城镇化程度影响,不同片区TN面源污染入河量呈现明显的空间差异性。为达到目标水质,流域TN需削减量为137.3 t·a^-1,其中农田径流与农村生活污染需削减量分别为55.5 t·a^-1和39.7 t·a^-1。研究表明在流域水文资料较缺乏的情况下,结合原位观测与模型构建,可实现流域面源污染物负荷的定量估算。     

生态沟渠塘氮磷拦截方法研究

[目的]利用生态沟渠塘减少农田径流排放负荷。[方法]以苏州市相城区宅基村生态沟渠塘N、P拦截工程建设为研究对象,通过对原有排水沟渠修缮1 834 m3、新开挖生态主沟渠6 800 m2和人工净化生态塘6 000 m2等工程建设,计算工程实控面积内的径流排放负荷。[结果]33.3 hm2农田TN、TP年径流排放净负荷分别为2 552.22和95.00 kg,沟渠径流年截留负荷TN、TP分别为1 225.07、50.35 kg,生态塘减少年径流排放负荷TN、TP分别为1 327.15、44.65 kg,出水浓度TN 6.32≤15、TP 0.25≤0.5,均达到一级A排放标准。[结论]该研究为太湖流域农业非点源污染的有效控制提供理论依据。     

基于过程监测的典型小流域径流氮 磷含量变化特征分析

以沂蒙山区沂河上游典型小流域——孟良崮小流域为研究对象,利用野外原位定点连续监测试验,获取2010年7月至10月基流状态与降雨条件下的水质与水文过程数据,分析径流不同形态氮、磷含量变化特征。结果表明,在整个监测过程中,总氮(TN)和硝态氮(DNN)的含量均表现为跳跃式变化,铵态氮(DHN)呈波动性变化,次降雨后增加明显;TN的含量普遍高于2mg.L-1,其中DNN占TN的比例均大于50%,DHN所占比例不足7%。总磷(TP)和磷酸盐磷(PO34--P)的含量次降雨出现后均有所增加,且在汛期后基流状态下有明显增加趋势,TP的含量最小值为0.031mg.L-1,其中PO34--P所占比例为6.341%～91.904%。径流中颗粒态氮(PN)和颗粒态磷(PP)的含量在次降雨过程中均表现为短时间内在径流量峰值后达到最大,之后迅速降低,且PN和PP的含量与泥沙含量呈显著正相关。     

高原湖泊流域不同类型农村沟渠底泥氮、磷和有机质分布特征及污染评价

为揭示高原湖泊流域农村沟渠底泥氮、磷和有机质的分布特征,以云南省4种典型农村(畜禽养殖型、生态休闲型、集镇型和传统型)为研究对象,分析其全氮(TN)、全磷(TP)和有机质(OM)的含量,并应用有机指数法和单因子评价法评价底泥的污染程度。结果表明,不同类型农村之间w(TN)、w(TP)和w(OM)的空间分布差异显著,w(TN)和w(TP)均表现为畜禽养殖型集镇生态休闲型传统型,w(OM)表现为畜禽养殖型生态休闲型集镇型传统型。TN与TP呈极显著正相关,说明氮磷元素在底泥累积过程中有着较高的同步性;TP与OM呈极显著正相关,说明OM是磷元素的重要载体;TN与OM的相关性不显著,表明农村沟渠底泥氮的主要来源并不是OM的矿化与分解。各村沟渠底泥氮和有机质污染均达到了重度污染状态,磷污染程度相对较低,畜禽养殖型农村属于中度污染,集镇型和生态休闲型农村属于轻度污染,传统型农村属于清洁型。畜禽养殖业是高原湖泊流域典型农村沟渠底泥氮、磷和有机质污染的主要来源。     

山核桃林闭合区内径流氮磷流失特征

为研究自然降雨条件下整个水文年中山核桃Carya cathayensis林闭合区内径流-土壤-泥沙氮磷流失特征,以杭州市临安区山核桃林闭合区作为研究对象,测定总氮、总磷和水解氮等指标。结果表明:降雨是影响径流的重要因子,径流量和降雨量存在显著正相关（P < 0.05）;在2016年6月至2017年5月的观测期间,山核桃林径流水中氮素平均质量浓度较高（2.86 mg·L-1）,水解氮是氮素流失的主要形式,占总氮的60.7%;径流水中磷素平均质量浓度较低（0.01 mg·L-1）。径流氮质量浓度与土壤碱解氮之间不存在显著的相关性（P>0.05）,而径流磷质量浓度与土壤有效磷质量分数之间呈显著相关（P < 0.05）;径流中总氮和总磷的年累积流失量分别为11.01 kg·hm-2·a-1和133.70 g·hm-2·a-1,泥沙中全氮和全磷的年累积流失量分别为11.49和1.12 g·hm-2·a-1,山核桃林氮磷流失严重。     

小流域降水径流沟渠中氮磷的流失特征与生态拦截效应

为研究降水径流过程中非点源污染物氮、磷浓度的变化特征,分析降水作用下长沙县金井河小流域农业源头沟渠水中氮、磷的流失特征与生态拦截效应。结果表明:在降水初期非点源污染物氮、磷浓度与降水径流量的变化均呈逐渐递增趋势,雨后均呈递减变化;降水作用下沟渠系统总氮输出的最大值为4.67 mg/L,总磷输出的最大值为0.38 mg/L,其氮素输出的主要形态为氨态氮和硝态氮;雨后各断面氮、磷的输出随着时间的增加呈先增加后降低的趋势,其中总氮与总磷含量分别在雨后第3天和第2天达到最高;菖蒲–茭白段的生态拦截效果明显高于自然段的自然净化效果,表明植物拦截和吸收是植被段氮、磷去除的重要途径,菖蒲、茭白在6月吸收氮、磷分别达26.90、2.34 g/m~2。