基于阶段输出系数模型的农业非点源污染负荷估算与评价——以四川省为例

传统的农业非点源污染负荷输出系数模型无法实现农业非点源污染阶段负荷估算。本研究综合考虑农业用地、畜禽养殖和农村生活,从产生、流失、入河3阶段分别建立了农业非点源污染负荷估算模型,并以四川省为例,估算了2012年农业非点源TN（总氮）、TP（总磷）3个阶段的污染负荷量,分析了其主要来源及污染区域。结果显示,产生阶段中农业用地是主要污染源,遂宁、巴中、雅安和德阳产生负荷强度较高。流失和入河阶段中畜禽养殖成为主要污染源,阿坝流失负荷强度最大,遂宁水质受农业非点源污染影响最严重。研究表明,阶段输出系数模型能简便可靠地实现农业非点源污染阶段负荷估算。该研究可为农业非点源污染的源头控制、迁移过程控制和受纳水体修复提供支撑。     

农业非点源营养盐流失经济损失评估

以浙江省为例,利用JOHNES输出系数模型估算2009年农业种植、禽畜养殖和农村生活非点源的总氮(TN)、总磷(TP)负荷,结合环境经济学防护费用法定量评估这3类非点源营养盐流失所造成的经济损失。研究结果显示:TN非点源负荷中,种植地负荷占57.48%,农村生活负荷占30.22%,畜禽养殖负荷占12.30%;TP非点源负荷中,农村生活负荷占46.18%,畜禽养殖负荷占29.00%,种植地负荷占24.82%。农业非点源营养盐流失所带来的经济损失折合人民币为232 942.47万元/年,其中种植地损失占55.46%,农村生活损失占31.21%,畜禽养殖损失占13.33%。可见,减少农业非点源营养盐流失损失应注重控制种植地及农村生活源。     

太湖地区农业源对水体氮污染的贡献——以宜溧河流域为例

宜溧河流域是太湖上游的主要集水流域,该流域的污染物排放是太湖污染负荷的重要来源。重点针对种植业、畜禽养殖业和水产养殖业三种农业污染源,基于统计年鉴、遥感解译、野外监测和调研等多种手段,对种植业、水产养殖业和禽畜养殖业分行业进行了氮污染负荷核算。结果表明,2013年宜溧河流域主要农业源氮污染负荷总量为6861 t,单位排放强度为22.2 kg·hm^-2;种植业和禽畜养殖业是宜溧河流域氮污染的主要来源,其中种植业源TN排放量最大,为3832 t,占总负荷的55.9%,种植业中蔬菜地对氮污染的贡献较大,TN排放量占总农业源负荷的18.7%;禽畜养殖业源TN排放量次之,占总负荷的34.4%;水产养殖业源TN排放量最小,占总负荷的9.8%.因此,针对宜溧河流域农业源氮污染的治理,在考虑禽畜养殖和水产养殖的同时,应以种植业污染尤其是菜地作为重点研究对象,制定合理的控制措施。     

密云水库流域农业非点源污染基本特征分析

通过对密云水库上游流域8个乡镇化学肥料、畜禽粪便、水产养殖等农业非点源污染的调查统计和监测,初步明确了该区域农业非点源污染的基本特征：（1）化肥的不合理使用和坡耕地耕作为该区域农田养分流失的主要原因,区域内农用坡耕地2005年流失氮素19.2 t,流失磷素5.5 t,流失养分的主要来源为施用的化肥;（2）流域内畜禽粪便污染负荷区域间差异明显,部分乡镇畜禽粪便环境污染风险大;（3）流域内水产养殖排放水体水质50%不达标,加剧了下游水体的富营养化.     

天津滨海新区大港农业非点源污染及控制对策

选取天津市滨海新区大港地区为研究对象,分别从种植业、畜禽养殖和水产养殖业3方面分析非点源污染物排放量,并从源头、过程控制等方面提出大港地区农业非点源污染控制的对策建议。结果表明,2010年大港地区农业非点源主要污染物排放量为COD377.64 t、氨氮72.34 t,畜禽养殖排放的污染占农业非点源污染的一半以上。     

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。     

基于模糊聚类分析的吉林省农业非点源污染负荷现状评价

在吉林省非点源污染现状基本情况的调查基础上,确定了吉林省农业非点源污染负荷主要为4种污染源:畜禽养殖、生活污水、水产养殖和地表径流(化肥),使用等标污染负荷法计算各污染源的非点源污染负荷贡献率,并采用基于模糊等价矩阵的模糊聚类分析对吉林省各市州的污染类型进行划分,从而为吉林省非点源污染控制管理提供科学依据。     

不同来源的非点源污染对湖泊氮磷浓度的影响——以巢湖流域为例

为明确非点源污染中不同污染源对湖泊氮磷的影响,基于冗余分析方法,综合考虑了巢湖流域非点源污染中种植地、畜禽养殖、水产养殖、农村生活污水排放和大气沉降五大来源,探讨了非点源污染多来源对湖泊氮磷浓度的影响,同时,在平水期和丰水期两个季节分析不同来源的影响差异。结果表明：平水期非点源污染对湖泊氮磷浓度的影响略高于丰水期,平水期解释率可达到80.5%,丰水期为71.6%,且不同来源的影响在平水期和丰水期具有一定的差异。影响差异最明显的污染源是大气沉降和农村生活污水排放,其中,大气沉降在丰水期的解释率可高达46.4%,而在平水期仅为6.3%,农村生活污水排放的解释率恰好相反,但两者总和在平水期和丰水期均超过50%。种植地、畜禽养殖、水产养殖产生的非点源污染对湖泊氮磷浓度的影响作用相当,三者解释率都在10%～20%之间,且在平水期和丰水期变化相对较小。研究表明,大气沉降和农村生活污水排放对湖泊氮磷浓度的影响受季节因素影响较大,而农业种植、畜禽养殖和水产养殖作为农业生产的三种主要形式,其对湖泊氮磷浓度的影响应得到同等程度的重视。     

南湾水库水源地保护区污染源调查评价

在对南湾水库饮用水水源地保护区各乡镇工业、农业、生活及养殖情况调查的基础上,采用等标污染负荷法,分析了保护区主要污染源、污染物及其空间分布特征,并提出了水源地保护的防控对策。结果表明:保护区主要污染源为畜禽养殖、化肥流失及水土流失,主要点源及非点源污染物均为氮、磷,为非点源污染的潜在威胁;点源污染源主要为靠近河道的158家养猪场,其等标污染负荷比达87.41%;非点源污染源主要分布在谭家河乡、李家寨镇、浉河港镇及董家河镇,其等标污染负荷比分别为31.64%、24.50%、16.95%与15.68%,累计达88.77%。最后根据污染源评价结果提出了水源地保护的防控对策。     

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。     

四川凯江流域农村非点源污染特征分析

为探讨凯江流域农村非点源污染状况,防止区域非点源污染进一步加剧,本文选取农村生活源、畜禽养殖源、农田径流源3大污染源,以2015年为基准年,利用排污系数法估算了COD、NH₃-N和TP的污染入河负荷。结果表明,2015年凯江流域农村非点源污染入河COD、NH₃-N和TP总量分别为4 906.71、1 074.02、203.50 t;农村生活源对COD和NH₃-N的入河贡献率最大,畜禽养殖源对TP的入河贡献率最大;凯江流域入河污染物主要分布在中江县、三台县和罗江县,COD、NH₃-N和TP入河量之和分别占凯江流域该类污染物入河总量的84.52%、84.28%和89.72%,其中中江县的污染负荷入河量最大。研究表明,中江县、三台县和罗江县是凯江流域农村非点源污染产生的关键区域,需重点关注。     

林芝市农业面源污染负荷时空变化与分布特征

为分析西藏林芝地区的农业面源污染形势与特征,基于林芝市2000—2015年的农业统计资料,应用输出系数模型估算了该地区农业面源污染总氮(TN)、总磷(TP)年输出负荷。并对农村生活污水、农田化肥、畜禽养殖三类污染源分别进行了分析。结果表明:TN、TP均呈现逐年平稳上升的趋势;农业面源污染高负荷区主要集中在工布江达县、波密县和林芝县,而农业面源污染负荷强度最高的行政区为米林县;农业面源污染负荷的三大营养源贡献中畜禽养殖输出负荷的贡献率随时间的推移有明显增加的趋势,90%的农业面源污染负荷来源于畜禽养殖和农田化肥;林芝市农牧业发达地区农业面源污染形势不容乐观,须大力开展防控工作,以改善该地区农业面源污染日趋严重的状况。     

基于输出系数模型的1998—2016年洱海流域磷素时空变化特征分析

为分析1998-2016年洱海流域磷素时空变化特征,本研究通过输出系数模型计算1998、2005、2010、2016年洱海磷污染负荷,以细化磷污染来源。结果表明:1998-2016年,洱海总磷污染负荷总体呈上升趋势,具体表现为流域内点源污染增加、面源污染减少,但面源污染仍是主要污染源。其中,1998年洱海流域总磷污染负荷为390.273 t,2005年为402.150 t,2010年为398.879t,2016年达到最高值429.451 t。农业面源、畜禽养殖粪便和城镇居民生活污水是洱海流域三大污染来源,其产生平均负荷分别占总磷污染负荷的48%、18%、15%。洱源县总磷污染负荷达205.608 t,大于大理市污染负荷。洱海子流域总磷单位面积负荷集中于86.027~540.519 kg·km^-2·a^-1,其中子流域1~14变化明显。今后流域治理过程中可通过提高污水处理效率、实现畜禽粪便科学还田、合理施用化肥等方式,减少磷素向水体中的排放量,从而实现流域内磷素的合理循环。     

农业面源污染中氮排放时空变化及其健康风险评价研究——以淮河流域为例

以保护淮河流域环境和居民健康为出发点,为揭示流域农业面源污染负荷时空分布特征,采用清单分析法和排污系数法核算了流域35个地级市的畜禽养殖、农村生活、农田种植3种污染源总氮(TN)的排放量和排放强度。利用GIS软件对氮素耕地、水体污染排放强度进行时空变化分析,分析出流域面源污染的重点污染源、污染类型及其空间分布特征,并根据健康风险评价模型估算流域内地下水中硝态氮对人体潜在的健康风险。结果表明:2015年淮河流域农村生活、化肥使用和畜禽粪便TN排放量分别为42.17万、644.44万t和213.86万t,排放比重分别为3.58%、72.39%和24.03%,化肥的施用仍是氮素污染的主要来源;耕地氮素污染负荷方面,农田种植畜禽养殖农村生活;地表水氮素污染负荷方面,农田种植≈畜禽养殖农村生活。流域内不同地区污染物负荷强度受耕地面积和水资源量的影响,分布存在一定区域空间分异现象,淮河流域西北部地区负荷强度高于东南部。地下水硝态氮健康风险指数在0.49~3.18之间,健康风险阈值超过"1"的城市数量占整个淮河流域的82.86%,应注意饮用水的安全问题。     

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。     

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。     

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。     

湖北三峡库区农业面源污染负荷、评价及预警系统

三峡库区(湖北)农业面源污染负荷、评价及预警系统是对全国第一次污染普查数据研究结果的应用。在明确该区域农业生产和农业面源污染现状的基础上,使用C#语言进行系统编程的实现,通过计算机将种植业源、畜禽养殖业源和农村生活源的有关参数进行污染负荷估算,并对各个县及乡镇的重点污染源和重点污染区域进行风险预测及预警,为政府宏观调控及各级乡镇单元制定农业面源污染防控对策提供支撑。该系统结合Mysql数据库,通过Winform界面将研究结果中的数据以图表、文字的形式显示出来,直观明了的突出农业生产及污染现状,准确地显示出各地区污染预警值,并且通过污染负荷估算为下一步农业生产调整做出指导。     

河北省畜禽粪尿产污量估算以及污染风险评估

对农业面源污染主要污染源的养殖业废弃物进行产生量估算和风险评估,为河北省农业面源污染防控提供支撑。通过收集2014年河北省畜禽养殖量数据,利用各类畜禽粪便排泄系数,对河北省主要畜禽粪尿产污量进行了估算;参考畜禽粪便土地负荷警报值分级的环境影响,对河北省畜禽粪便、氮、磷耕地负荷进行了污染风险评价。估算结果显示,河北省2014年畜禽养殖业主要畜禽粪尿排放总量为14 109.05万t,其中,石家庄、唐山、邯郸和保定4个地市的畜禽粪尿排放总量占河北省总排放量的50.75%。牛粪尿产生量最高,占河北省畜禽粪尿产生总量的38.65%;其次是猪粪尿产生量,占24.71%;鸡粪产生量位列第3位,占22.26%。表明鸡、牛和猪是河北省畜禽粪尿污染物排放的主要来源,BOD、COD、NH3-N、TN、TP排放总量分别占总污染物排放量的97.04%、96.65%、95.16%、86.38%和87.90%。对环境影响风险评价发现,磷负荷影响严重,氮负荷和粪便负荷影响较轻。相比河北省其他地市,石家庄、唐山、秦皇岛、邯郸、承德畜禽粪尿对环境影响程度较大。