农业面源污染时空分布及污染源解析——以安徽怀远县为例

为明确农业面源污染的来源与总量,制定相应控制措施,基于输出系数模型,以总氮和总磷的排放作为评价对象,研究安徽怀远县2014—2018年农业面源污染情况并分析面源污染来源及其时空分布特征。结果表明:2014—2018年该区域的总氮排放量分别为309.8、293.6、300.6、305.2、310.5t,呈现先减少后增加的趋势;总磷排放量分别为21.7、21.9、22.4、23.0、22.8t,整体呈现增加趋势;农业面源污染主要来自耕地源、人口源和畜禽源。各污染源对总氮排放量的贡献率为耕地源人口源畜禽源,对总磷排放量的贡献率为:人口源畜禽源耕地源;综合单位面积面源污染排放强度,将区域分为4等级,时空分布具有明显变化。单位面积总氮排放强度多分布在2、3等级,单位面积总磷排放强度分布多分布在1、2等级;大部分村总氮、总磷排放强度分布一致,西北部余夏、找母和东部联合村排放强度较高,南部刘楼和镇南等村排放强度较低。因此,安徽怀远县主要面源污染物为总氮,可通过调整所施肥料的氮磷比,控制总氮排放量,同时根据各区域内各村不同的污染源构成,提出适宜对策。     

北戴河及相邻地区近岸海域农业面源污染测算及特征分析

运用源强系数法对2011年北戴河及相邻地区近岸海域农业面源污染进行测算,并分析北戴河海域农业面源污染特征,旨在为北戴河及相邻地区近岸海域水体污染的防治提供理论依据。结果表明,2011年北戴河及相邻地区近岸海域农业面源化学需氧量(COD)排放量为38 768.27t,总氮(TN)为15 684.63t,总磷(TP)为7 821.18t,其中COD排放量是同年秦皇岛市工业废水中COD排放量的6倍;种植业是N、P污染的主要来源,对TN和TP的贡献率分别为49.10%和85.83%,农村生活源、畜禽养殖业和水产养殖业对COD的贡献率分别为35.84%、33.40%、30.76%;四县农业面源污染明显比三区严重,其中昌黎县农业面源污染最重,北戴河区污染最轻。     

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。     

广州市农业面源污染概况及特征分析

为探明广州市农业面源污染特征,有针对性地采取合理的污染控制对策,运用等标污染负荷法和GIS技术,以地级市为单元,研究广州市种植业、养殖业、农村生活等农业面源污染来源化学需氧量(COD)、总氮(TN)、总磷(TP)的负荷、特征以及污染源的敏感性评价。结果表明,2014年广州市农业面源污染物COD、TN和TP的排放量分别为605 564.60、21 235.41和1 171.60 t,排放强度分别为814.54、28.56和1.58 kg/hm2;最主要污染源为畜禽养殖,其等标污染负荷比达74.37%;最主要污染物为COD,其等标污染负荷比达52.78%;COD排放强度最高的地区是黄埔区,最低为荔湾区,而TN和TP排放强度最高的地区均为天河区,最低均为从化区;花都区、白云区、黄埔区和番禺区为整个广州市农业面源污染的高度敏感区和优先控制区。     

基于清单分析法的河北省农业面源污染时空特征

为了降低农业面源污染的影响，了解河北省农业面源污染排放特征，采用清单分析法、等标污染负荷法分析了2020年河北省11个行政区化学需氧量(COD)、总氮(TN)、总磷(TP)3种污染物的排放量，并建立4个污染账户从畜禽养殖、农业种植、水产养殖和农村生活排污4个污染源计算农业面源污染等标污染负荷，绘制空间分布特征并进行聚类分析。结果表明，河北省畜禽养殖排放量为79.779万t,农业种植排放量为0.681万t,水产养殖排放量为4 914.116万t,农村生活排污排放量为113.919万t。2020年河北省农业面源3种污染物排放量分别为COD 4 201.815万t,总氮797.998万t,总磷108.681万t,总排放量为5 108.495万t。3种污染物的等标污染负荷由大到小依次为TN>TP>COD,按照污染账户划分为水产养殖>农村生活排污>畜禽养殖>农业种植。经计算可得，唐山市的等标污染负荷最高，承德市的等标污染负荷最低。经过系统聚类分析将行政区划分为重度污染、中度污染和轻度污染三类。河北省整体农业面源污染问题较为严重，主要问题地区集中在中部与东部。     

沱江流域农业面源污染排放特征解析

【目的】为了准确把握沱江流域农业面源污染现状,探明其首要污染源和关键污染物,对沱江流域农业面源污染排放特征进行分析,旨在为开展流域污染防治提供理论依据。【方法】应用历史资料宏观统计方法对沱江流域25个县（市、区）2012年农业面源污染情况进行初步宏观统计分析,运用排污系数法估算污染物排放量,污染评价与源解析采用等标负荷法,通过聚类分析划分污染类型。【结果】沱江流域农业面源污染物化学需氧量（COD）、总氮（TN）和总磷（TP）绝对排放（流失）总量分别为52.56×10⁴、4.10×10⁴和0.55×10⁴ t,表现出COD较多、TN和TP相对较少的特征,各流段与流域特征保持一致。流域中游各污染物绝对排放量较高,上游其次,下游最少。其中仁寿县各污染物绝对排放量为全流域最高,同时简阳市、雁江区和安岳县各污染物绝对排放量也较高,均位于流域中游。通过等标负荷评价发现全流域污染物等标排放总量为79 468.23 m³,其中TN等标排放量最高（34 151.65 m³）,占流域等标排放总量的42.98%,TP和COD相对较少,TP仅占流域等标排放总量的28.98%,流域各流段污染物等标排放量也表现为TN＞TP、COD,且流域不同县（市、区）等标排污系数也均以TN最高。全流域各污染源中畜禽养殖业源等标排放总量最高（44 898.96 m³）,占流域等标排放总量的56.50%,农村生活源等标排放总量仅次于畜禽养殖业源,水产养殖业源等标排放总量最低（1 311.91 m³）,流域各流段也以畜禽养殖业源等标排放量最高;沱江流域中游污染物等标排放量最高（56 095.43 m³）,上、下游等标排放量分别为12 817.43、10 555.37 m³,中游与上、下游差异较大,其中位于流域中游的仁寿县各污染物等标排放量最高（11 309.51 m³）,位于下游的自流井区与之相反。基于等标负荷评价及聚类分析结果确定沱江流域主要有畜禽养殖业源严重污染型、畜禽养殖业源主导型、畜禽养殖业源-农村生活源复合主导型和农村生活源主导型4种污染类型。【结论】畜禽养殖业源是沱江流域首要污染来源,总氮为首要污染物。沱江流域农业面源污染属于生产生活复合污染型,流域中游农业面源污染程度最严重,是沱江流域农业面源污染重点防治区域。     

新疆农业面源污染物排放量估算及分析

为了掌握新疆农业面源污染特征,以种植业和规模化养殖业为研究对象,根据新疆地区2005—2014年的农业统计资料,结合第一次全国污染源普查数据,采用源强系数法,估算了该区域农业面源污染物排放量,并分析了其空间分布特征。结果表明,10年间,新疆地区农业面源污染排放量整体呈逐年上升趋势,2014年该区域农业面源排放总量达到13.9万t,种植业源和养殖业源分别占44.78%和55.22%;化学需氧量(COD)和总氮(TN)是该区域农业面源污染的主要污染物,分别占污染物总量的49.2%和47%;牛和旱田分别是COD和TN的最大贡献源。新疆地区农业面源污染空间分布差异较大,主要集中在伊犁哈萨克自治州、新疆生产建设兵团、喀什地区、昌吉回族自治州和阿克苏地区。     

洞庭湖区沙港河流域农业面源污染调查

通过实地调研和采样分析,对洞庭湖区沙港河流域开展农业面源污染调查,旨在探明区域农业面源污染现状,为洞庭湖区典型流域农业面源污染综合治理提供数据支撑。结果表明:洞庭湖区沙港河流域农业面源污染主要来源为畜禽养殖污染,其次为农村生活污染、种植业和水产养殖,调查区农业面源主要污染物总氮(TN)、总磷(TP)和化学需氧量(COD)排放量分别为340.0、45.3和3 833.5 t/a。针对沙港河流域农业面源污染治理,提出了加强畜禽养殖面源污染治理,严格控制村域径流污染,推广应用化肥、农药减量技术,减少农田养分流失,严格控制水产养殖饲料和药物的投放的建议,并建议以畜禽污染治理为主。     

湖北省农村生活面源污染现状及时空特征

本文采用系数法对湖北省农村生活面源污染产生和排放现状及时空特征进行了研究。结果表明,湖北省2007、2010和2012年农村生活源生活污水、垃圾、有机垃圾、COD、总氮、总磷、氨氮的年平均产生量分别为44 514.55万t、407.31万t、212.26万t、456 279.68 t、35 412.59 t、5 456.51 t、12 604.63 t,年均排放量分别为36 996.53万t、237.55万t、63.58万t、364 910.13 t、28 202.75t、3 866.51 t、11 818.72 t,各污染物的产生和排放量呈增加趋势,年增幅约0.15%;不管氮素还是磷素,农村生活污水都是其产生和排放的主要贡献者。此外,从污染物的空间分布来看,江汉平原和鄂东沿江平原是各污染物的主要产生和排放区域。     

基于清单分析的江苏省农业面源污染时空特征及源解析

通过清单分析方法,估算了江苏省总体的及其13个城市的农田化肥、畜禽养殖、水产养殖、农田固体废弃物以及农村生活等5类主要农业面源污染来源化学需氧量(COD)、总氮(TN)和总磷(TP)的排放总量、排放浓度及其贡献率,从时间和空间的角度分析了江苏省在1990 ～2009年间农业面源污染变化程度及各市分布差异.结果表明,江苏省农业面源污染COD、TN和TP的排放总量从1990年的6420、54.29和4.78万t增加到2009年的96.88、72.87和8.33万t,排放浓度从1990年的20.978、17.740和1.560 mg·L-1增加到31.654、23.810和2.721mg·L-1.2009年江苏省13个城市的农业面源污染差异较大,COD、TN、TP的排放总量分别在2.459 ～ 17.263、1.619～14.403、0.177～ 1.757万t,排放浓度分别在11.261 ～ 105.597、6.135 ～ 90.005、0.813 ～ 9.239 mg·L-1.农业面源污染COD和TP的主要来源是畜禽养殖,而TN的主要来源是农田化肥.     

湖北省三峡库区1991—2014年农业非点源氮磷污染负荷分析

为研究湖北省三峡库区农业非点源氮磷污染负荷的时空分布特征,分析主要农业污染源和重点控制区域,运用改进的输出系数模型结合入河系数对研究区1991—2014年的不同农业源（农村生活、畜禽养殖和农田种植）和不同地区（夷陵、秭归、兴山、巴东）总氮总磷负荷量、排放强度进行估算,并对时空分布特征进行了分析。结果表明,1991—2014年湖北省三峡库区农业非点源污染总氮、总磷年均负荷量分别为2 132.10、222.64 t·a^-1,年均排放强度分别为1.85、0.19 kg·hm^-2·a^-1。2006年以前,总氮、总磷负荷较低,而后缓慢增加。相比于1991年,2014年总氮年负荷量降低了4.22%,总磷年负荷量增加了12.30%。从各类污染源贡献来看,旱地和乡村人口是总氮的主要贡献源,旱地和猪的养殖是总磷的主要贡献源。从氮磷负荷空间分布看,巴东县的总氮、总磷负荷最高,夷陵次之。从排放强度的空间分布看,巴东县的排放强度最高,其次是秭归。研究表明,农田种植和畜禽养殖是总氮、总磷负荷的主要贡献源,巴东县是农业非点源防治的重点控制区域,湖北省三峡库区的农业非点源污染防治工作仍需努力。     

农业面源污染对上海淀山湖流域水环境的季节性影响

以能够代表上海淀山湖流域农业生产特征和农业面源污染特征的大莲湖区域为研究对象,在区域农业面源污染特征研究的基础上,通过对大莲湖及其主要入湖河段水质四季监测和分析,得出区域农业面源污染对水环境的季节性影响规律。结果表明,大莲湖水系TN及COD季节变化与区域农业面源污染排放相关性不显著,而水系TP季节变化与面源污染TP季节排放相吻合,且与叶绿素a（Chl.a）值在四季均具有较好的相关性,说明区域TP污染物是影响大莲湖富营养化的限制性因素。由于区域TP在冬季、夏季和秋季80%以上来自于精养鱼塘排水,因此精养鱼塘TP污染物的排放控制应作为区域农业面源污染控制的重点。     

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。     

鄱阳湖区农业面源污染时空分布研究

根据农业面源污染主要构成,分析了2000～2010年鄱阳湖区25个县市农业面源污染TN、TP和COD负荷的时空分布。结果表明:2000～2010年鄱阳湖区农业面源污染TN负荷总量由37952 t增长到42108 t,单位耕地面积TN负荷几乎没有发生改变,但比全省平均水平高出26.4%;TP负荷总量由9905 t增长到12230 t,单位耕地面积TP负荷由11.2 kg/hm2提高到13.2 kg/hm2,比全省平均水平高出31.4%;COD负荷总量由142162 t增长到183206 t,单位耕地面积COD负荷由161 kg/hm2提高到197 kg/hm2,比全省平均水平高出28.7%。农业面源污染排放总量较大的县市主要分布在高安市、南昌县、丰城市、东乡县等;单位耕地面积排放强度较大的县市主要集中在东乡县、万年县、余江县、新干县等。并提出了相应的对策措施。     

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。     

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。     

农业面源污染对上海淀山湖流域水环境的季节性影响

以能够代表上海淀山湖流域农业生产特征和面源污染特征的大莲湖区域为研究对象,在区域农业面源污染特征研究的基础上,通过对大莲湖及其主要入湖河段水质四季监测和分析,得出区域农业面源污染对水环境的季节性影响规律。结果表明,大莲湖水系TN及COD季节变化与区域农业面源污染排放相关性不显著,而水系TP季节变化与面源污染TP季节排放相吻合,且与叶绿素a（Chl.a）值在四季均具有较好的相关性,说明区域TP污染物是影响大莲湖富营养化的限制性因素。由于区域TP在冬季、夏季和秋季80%以上来自于精养鱼塘排水,因此精养鱼塘TP污染物的排放控制应作为区域农业面源污染控制的重点。     

典型农业小流域面源污染源解析与控制策略——以丹江口水源涵养区为例

【目的】对丹江口库区典型小流域农业面源污染现状进行调查分析,解析该地区农业面源污染负荷和污染源,以期为制定针对性防控策略及促进农业绿色发展提供参考依据。【方法】通过问卷调查形式对谭家湾流域进行实地走访调研,对两个村域内的种植、养殖和人居生活等污染源进行分类调查,应用输出系数法和等标污染负荷法对污染负荷进行估算。【结果】谭家湾流域农业面源污染实际产生量由2015年的162.32 t降低至2020年的27.79 t,等标污染负荷总量由62.44 m³下降至21.14 m³,主导污染源由土地利用转变为畜禽养殖。流域内总氮（TN）、总磷（TP）和化学需氧量（COD）的年负荷总量分别为5.56、0.86和21.37 t。各类污染源的贡献率表现为：畜禽养殖>土地利用>农村生活,其中生猪养殖的TN、TP和COD负荷量分别占流域负荷总量的50.91%、64.20%和46.66%,是该地区最重要的污染源。TN是流域内最主要的农业面源物,其污染等标负荷占负荷总量的52.6%,其次为TP,污染负荷率为40.7%,COD的等标污染负荷率最小为6.7%。环境污染风险评价结果显示,流域内畜禽粪便耕地负荷警报值为0.489,分级级数为Ⅱ,对环境构成污染的威胁为“稍有”,流域养殖总量在现有基础上还有10 815头猪当量的扩增空间。【结论】2015年以来,流域农业面源污染强度显著降低,保持合理的禽养殖规模,同时做好污染物消减措施,对促进丹江口库区典型流域农业面源污染持续减排具有重要意义。