农业面源污染及其控制技术研究

水环境面源污染的严重性已受到国内外普遍关注，面源污染业已成为国际上水环境问题研究的活跃领域。从农业面源污染的发生机理和农业面源污染的特点出发，通过分析农业面源污染与水体环境之间的关系，探讨了农业面源污染对水环境的影响。对于面源污染的控制，最佳管理措施（BMPs）现已得到广泛应用。其中，人工湿地、前置库、缓冲带、水陆交错带、水土保持和农业生态工程等是目前研究和应用较多的农业面源污染控制技术。  

白洋淀水环境污染防治对策

研究表明目前我国白洋淀水资源蓄水量不足20世纪60年代的1/10,且水质不断恶化,Ⅳ类水面占29.7%,Ⅴ类水面占51.4%,超Ⅴ类水面占18.9%。白洋淀水环境污染物以有机污染物为主,CODMn和总N、总P严重超标,BOD5亦受到不同程度污染,总体达轻度富营养化程度,并提出防治对策。  

农业生产中的氮肥施用现状及其环境效应研究进展

氮肥的施用对促进现代农业生产的发展起到了举足轻重的作用,但同时也给人类赖以生存的环境以及食品安全构成了严重威胁。本文综述了目前我国农业生产中的氮肥施用及利用现状,对土壤环境、水环境、大气环境以及农产品产量与品质的影响,并提出了目前该领域研究中今后应努力发展的方向。  

稻田消解沼液工程措施的水环境风险分析

为研究稻田消解沼液的能力及消解沼液过程中潜在的水体环境污染风险，该文通过田间定位试验，采取工程措施，监测并分析了稻田主要生育期消解沼液过程中田面水及不同深度下渗水总氮、铵态氮和硝态氮质量浓度变化情况。结果表明：1）稻田消解沼液的关键时期是施灌后的前3 d，总氮降解幅度达46.67%～78.36%，铵态氮降解幅度达47.52%～85.27%，且穗肥期消解速率大于基蘖期。施灌后3 d内若产生径流造成周边水体富营养化的环境风险较大，可采取封闭大田排水口或增加小区田埂高度5～10 cm等田间工程措施，控制地表径流产生量和产生时间，确保安全消解，实现农业面源污染源头减量减排。2）沼液消解量在200%BS处理（沼液氮量为常规施肥氮量的2倍，即沼液量705.88 t/hm2）以上，基蘖期和穂肥期对周边水体潜在的污染风险均高于常规施肥处理，100%BS处理（沼液氮量为常规施肥氮量的1倍，即沼液量352.94 t/hm2）与常规施肥处理相比潜在的环境污染风险稍低。因此，稻田工程措施消解沼液应采取少量多次的消解方式。3）稻田工程措施消解沼液对下渗水的污染风险主要集中在基蘖期，以铵态氮污染风险为主，硝态氮污染风险较小，污染程度因下渗水深度不同而有所差异。研究表明基蘖期稻田每次沼液消解量应控制在211.76 t/hm2以内，穗肥期稻田消解沼液能力较强，污染风险较小，单次消解量低于423.53 t/hm2在该试验的一个稻米生长周期内可视为安全的。该研究结果可为稻田沼液安全消解技术及农业面源污染源头减量减排技术提供理论支撑。  

基于模糊物元模型的区域水环境承载力研究

在综合分析区域水环境特点的基础上选取了7项研究指标,运用模糊物元模型与熵权法计算了烟台市牟平区2005—2009年各年水环境承载力与标准样本之间的贴近度,揭示了区域水环境承载力的现状及变化趋势。研究结果表明,烟台市牟平区2005—2009年水环境承载力与标准样本之间的贴近度分别为0.675 9,0.684 2,0.666 7,0.675 3和0.696 1,研究区域2006和2009年的水环境承载力达到等级Ⅲ水平,其余几年均在等级Ⅲ水平以下,说明研究区水环境承载力较差。并基于水环境承载力现状对区域资源与社会经济的可持续发展提出了相关建议。  

太湖流域农业污染压力分析

太湖及其流域的水环境质量呈现严重恶化趋势,农业污染物的排放是太湖流域水体环境恶化的主要原因之一。太湖流域农业污染物主要来源于种植业、畜禽养殖业和水产养殖业的生产过程。本文从综合考虑种植业、畜禽养殖业和水产养殖业生产过程中产生的污染物对水环境影响的角度,构建农业污染压力模型,计算农业污染压力指数,定量分析了处于太湖流域的江苏省常州和宜兴两市农业污染物排放对水环境影响的严重性。研究结果表明:两市农业生产过程中产生的氮和磷污染物是造成水体污染的主要贡献者,其污染压力指数普遍大于1;农业污染压力指数在空间分布上存在明显差异;虽两市近年来单位面积化肥农药的使用量有所减少,但仍远远高于安全使用量的上限,以常州市为例,2008年单位耕地面积化肥施用量为452.71 kg.hm 2,为2000—2008年期间最少的一年,但仍然高于发达国家为防止化肥对水体污染所规定的平均化肥施用量的安全上限225 kg.hm 2。本文从整体上分析了农业污染物排放对水环境产生的影响,对实现水资源的可持续利用和水环境管理具有一定的参考价值。  

水土保持的水环境效应研究

 非点源污染已成为我国很多湖库型水源地的主要污染源,给人们的生活和健康以及经济社会的可持续发展造成严重危害。水土保持措施是防治非点源污染,保护水源水质,保障饮水安全的重要手段。笔者界定了水土保持水环境效应的概念;将非点源污染的类型划分为农业型、水土流失型、农村生活型、城市径流型和降水降尘型;首次系统地揭示水土保持的水环境效应机制;定量分析小流域综合治理与区域综合治理水土保持的水环境效应。  

水土保持的水环境质量效应研究进展

 随着点源污染逐步得到有效的控制,非点源污染对经济社会可持续发展的危害更加突显。根据水土流失与非点源污染的联动关系,界定了水土保持水环境质量效应的概念;将国内外与水土保持和水土流失有关的非点源污染研究归纳为3个方面:污染物运移的影响因子与机制分析、非点源污染模型的研发和非点源污染控制措施研究。对其研究进展分别进行了介绍和评述,并展望了发展趋势。  

重庆市畜禽粪污的区域分布及其水环境响应特征分析

为解决常见畜禽养殖排污量估算方法存在的缺陷和核实重庆市畜禽养殖目前污染状况,在调研当地畜禽养殖业及其排放状况的基础上,提出计算规模化养殖场排污量的校正方法,核算在现有治污模式下的典型畜禽排污量;以重庆市五大功能区为研究对象,基于不同水环境功能区划,采用等标污染负荷比法,研究了化学需氧量(CODCr)、总氮(TN)、总磷(TP)等标排放量的功能区分布及其潜在水环境响应特征,进而确定了畜禽养殖业主要污染区域和主要污染物,为重庆市不同功能区的产业发展和环境保护提供决策依据.结果表明,重庆市2013年畜禽养殖量为411.81万猪当量,粪便、尿、CODCr、TN、TP实物排放量分别为2.27×106 t、1.66×106 t、3.03×104 t、0.72×104 t和1.87×104 t.CODCr、TN、TP等标排放量分别为1.44×109 m3、7.94×109 m3和1.02×1011 m3.主要污染区域为城市发展新区和渝东北生态涵养发展区,主要污染物为TP,且重庆市畜禽养殖业的发展与功能区划有着显著相关关系.因畜禽养殖污染引起的全市水环境水质综合指数在0.22~4.12.城市发展新区和渝东北生态涵养发展区的水质超过标准,其余功能区均未超标.  

基于灰水足迹的洞庭湖区粮食生产环境效应评价

灰水足迹从稀释水量的角度评价水污染的总体程度，直观反映了粮食生产对区域水环境的影响。为评估粮食生产对区域环境的负面影响，该文以洞庭湖粮食主产区35个县（市、区）为案例区，应用灰水足迹理论，分析了1994－2012年粮食生产灰水足迹的时空变化特征，以水环境压力（water environment pressure，WEP）和离散型灰色（discrete grey model）DGM(1,1)模型为支撑建立了多年平均径流量情景下粮食生产对水环境负面影响的评价方法，评价了2015年和2020年县域尺度粮食生产灰水足迹的环境效应。结果表明：1）1994－2012年洞庭湖区粮食生产部门灰水足迹为273.00～438.08亿m3，19a平均值为347.65亿m3。总体上，洞庭湖粮食生产部门灰水足迹经历了先下降后回升的过程；2）洞庭湖各县（市、区）粮食生产部门灰水足迹为1.19～23.61亿m3，粮食生产灰水足迹为1.06～5.58 m3/kg；3）未来几年洞庭湖区大多数县(市、区)粮食生产部门灰水足迹呈逐步增高的态势，2015年和2020年全区粮食生产部门灰水足迹总量分别达到431.16和498.54亿m3；4）在多年平均径流量情景下，洞庭湖区因粮食生产导致的水环境压力由1994－2012年均值0.60提高至2015年0.76和2020年0.87，该区域水环境受粮食生产的负面影响持续增强。该文评价结果可为制定农业可持续发展规划及农业产业政策提供参考。