“等标污染法”在山东省水环境农业非点源污染源评价中的应用

综合评价不同污染源对水环境的影响是进行污染物总量控制的前提,也是农业非点源污染源头预防的重要依据。采用"等标污染法"计算了2007年山东省化肥、畜禽粪便、生活排污3种污染源中总氮、总磷2种污染物的流失量,以及全省17个地市3种污染源中2种污染物的等标污染负荷与等标污染指数。结果表明:全省总氮流失量以化肥贡献率最高,而总磷流失量以畜禽粪便所占比例最大,畜禽粪便、化肥、生活排污3种污染源中营养元素流失量分别占总流失量的49.3%、42.6%、8.1%;山东省总氮等标污染负荷略高于总磷,不同地市间差异较大,化肥与畜禽粪便以潍坊市最高,而临沂市生活排污等标污染负荷最大,2种污染物等标污染负荷均以潍坊市最高;3种污染源中以畜禽粪便对山东省水环境的影响强度最大,生活排污、化肥、畜禽粪便的等标污染负荷比例为1:4:7;受等标污染负荷与水环境总量的共同影响,山东省不同地市间等标污染指数差异明显,等标污染指数以德州市最高,农业非点源污染潜在威胁最大,其次为聊城、菏泽、滨州、泰安。应针对各区域不同的重点污染源进行农业非点源污染防控技术研究,降低其对水资源污染的威胁。     

东北地区春季融雪期非点源污染负荷估算方法及应用

针对我国东北地区春季融雪期非点源污染的形成特点,提出了基于现场监测的径流浓度法估算春季融雪期非点源污染。该方法主要包括监测频次确定、监测点位布设、现场监测、融雪径流计算、非点源污染产生量估算、典型子流域入河系数估算和非点源污染入河量估算等7个过程。其中,监测点布设于不同土地利用类型的平均坡度与该种土地利用类型的主要土壤类型重合的区域,监测频次通过分析融雪过程和融雪径流特征确定。将该方法应用于东北地区的阿什河流域,计算出春季融雪期阿什河流域非点源污染COD的产生量为1 637.03 t,入河量为151.11 t。     

古蔺河流域古蔺县段农业非点源污染综合评价

为了能准确估算古蔺河流域古蔺县境内农业非点源污染的输出负荷,确定出农田地表径流、畜禽养殖和农村居民生活污染中TN,TP输出量对水环境不同程度的影响。基于输出系数法,对研究区内三种污染源和两种污染物进行农业非点源污染综合评价,得到以下结果:研究区内农业非点源污染的输出总量为4 051.14t/a。其中TN负荷量为3 738.50t/a,TP为312.64t/a。从污染源角度分析,农田地表径流、畜禽养殖和农村居民生活三种污染源的总等标污染负荷比分别为16.57%,37.97%,45.45%。从污染物角度分析,TN,TP两种污染物的总等标污染负荷比分别为70.51%和29.49%。结果表明,农村居民生活和畜禽养殖污染是研究区内最主要的污染源,TN负荷量远大于TP为主要污染物,根据研究区的水污染情况,有针对性地提出农业非点源污染的防控措施。     

饮用水源保护区非点源环境影响评价——以梅溪水库为例

以梅溪水库饮用水源保护区为实例,采用非点源输出系数模型和等标污染负荷法对流域内的各污染源和各类污染物做计算和对比.研究表明,农业非点源污染是其主要污染源,其等标污染负荷比为81.94%,TP是其主要污染物,其等标污染负荷比为48.69%,为非点源污染控制提供了科学依据.     

基于SWAT模型的北京沙河水库流域非点源污染模拟

该文应用分布式水文模型SWAT,以北京昌平沙河水库流域为典型区开展研究,通过对流域非点源污染的调查、监测和模拟,定量计算和分析了非点源污染时空分布规律。结果表明：该模型在研究区适用性较好（月径流率定期R2=0.85,Nash-Sutcliffe效率系数为0.64;验证期R2=0.77,Nash-Sutcliffe效率系数为0.60）,非点源污染占污染负荷总量的30～50%,汛期集中了全年泥沙、总磷流失量的70%和总氮流失量的50%,南沙河子流域是污染负荷的关键区。通过研究不同水文条件、土地利用和管理措施对流域非点源污染的影响,得出结论：非点源污染负荷贡献率随降雨量增加而增加,其偏枯水年贡献率为27.4%,平水年36.7%,丰水年52.3%。若全部排污口实施达标排放、流域内全部农田改为林地,径流量、氮磷负荷量均会减少40%～50%;若实施化肥施用量减半,氮磷负荷可降低20%左右。氮元素不同土地利用单位面积负荷由高到低依次为：果园＞农田＞草地＞林地＞城镇用地,研究成果将为流域水资源保护规划提供科学依据。     

云蒙湖流域非点源磷污染时空变化研究

运用输出系数模型,在GIS & RS支持下,对云蒙湖流域非点源磷污染进行了时空动态模拟.结果表明,1986-2010年,云蒙湖流域非点源磷污染负荷量明显增加,1986、1995与2010年TP负荷量分别为100.98,123.57,144.36 t;从空间分布来看,TP高负荷区主要分布于流域的河谷低平地带,主要是由于该区集中了大部分农业耕作区,化肥施用量高;从土地利用类型来看,耕地非点源污染TP逐年增加,其贡献率也逐年增加,由1986年的89.5％,1995年91.35％上升至2010年92.02％,林地、草地TP变化较小,贡献率呈减小趋势,居民用地TP增加幅度大,但由于面积较小,其贡献率较小;对于子流域而言,耕地面积比例高的子流域,TP负荷强度增加程度较大,TP负荷强度较大的子流域逐渐由中东部地区向全流域扩展.     

基于SWAT模型的石汶河流域农业非点源氮污染时空分布特征研究

农业非点源污染是影响水资源质量的重要原因之一。基于SWAT模型,结合野外实地调查,选取总氮作为污染物指标,构建了黄前水库上游石汶河流域农业非点源污染基础数据库,并根据实测值对模型参数进行了率定和验证,在确定模型适用性的基础上分析了流域内农业非点源污染负荷的时空分布特征,并基于对山区实施的退耕还林还草措施,采用3种退耕情景对黄前水库上游石汶河流域的农业非点源污染进行了情景模拟计算。结果表明:①经过参数率定后的SWAT模型对研究区径流和总氮的模拟效果较好;②典型农业非点源污染物负荷在时间分布上多集中在雨季4—9月份,流域汛期集中了全年80%以上的污染负荷,在空间分布上表现出明显的区域性,流域中上游产生的负荷较小,下游较大,靠近流域主河道区域的污染负荷高于远离主河道区域;③3种退耕情景均可消减农业非点源污染物(以氮的输出为标准)的输出总量,最高可消减近50%,因此在流域内实施一定强度的退耕还林措施可有效降低典型农业非点源污染物的输出量。     

晋江流域非点源氮磷负荷及污染源解析

计算流域非点源氮磷负荷并以此开展源解析对于水体污染控制具有重要意义。基于DEM数据,运用GIS工具划分子流域,提取土地利用和土壤类型等空间相关资料,通过调查及小区试验获取模型参数,建立晋江流域非点源氮磷污染负荷模型;利用SLURP模型和输出系数模型分别核算流域内不同景观类型土地输出径流和农村污染溶解态氮磷负荷,利用修正的USLE土壤侵蚀通用方程核算吸附态氮磷负荷,并进行污染源解析。结果表明:晋江流域非点源氮负荷为12298.95t/a,大部分为溶解态氮,占到了94.13%,主要来自畜禽养殖、农田径流和农村生活污水,其源贡献率分别为31.72%、26.38%和17.44%;非点源磷负荷为667.04t/a,溶解态磷和吸附态磷对流域总磷负荷贡献比例相当,分别为56.73%和43.27%,主要来自土壤侵蚀、农田径流和农村生活污水,其贡献率分别为43.27%、21.10%和12.25%。总体分析表明,土壤侵蚀、农田径流和畜禽养殖是影响晋江流域非点源氮磷负荷的主要污染源,亟待优先控制。     

基于小流域划分的拉林河流域农业非点源污染物入河量估算

针对拉林河流域土地利用类型及气候特点,将输出系数模型和GIS技术相结合,以小流域为计算单元,对拉林河流域的非点源污染负荷进行了计算。计算结果表明:流域内COD负荷为16 454.83 t/a、TP负荷为668.80 t/a、TN负荷为1 319.08 t/a;灌区退水对流域内非点源污染负荷的贡献相对较大,由灌区退水导致的COD负荷占总量的69.37%、TP负荷占总量的85.33%;子流域2、5、7、15是流域内水土流失非点源污染整治的重点区域。     

基于输出系数模型的水库汇水区农业面源污染负荷估算

面源污染是导致环境恶化的主要原因之一,由其所引起的水体富营养化现象,已严重威胁着水环境生态安全。该文以长春市水源地新立城水库汇水区为研究对象,选用输出系数模型对其农业非点源污染负荷进行估算,得到结果如下:1)汇水区内农业非点源污染总氮、总磷负荷量分别为2 822.485、471.123 t/a,且二者空间分布较一致;2)总氮负荷量的贡献率大小顺序为:土地利用畜禽养殖农村人口,总磷的污染负荷贡献率大小为:畜禽养殖土地利用农村人口;3)选取水库2004-2013年水质监测数据计算营养盐输出负荷,与模型估算的输出负荷进行对比,得到模型模拟具有较高精度,系数选取合理可靠,可信度高,可在研究区范围内进行推广,能够为长春市水源地综合整治及水利规划提供了数据支撑及科学依据。     

1996-2009年渭河干流氮素污染特征

通过对渭河干流华县站1996-2009年氮浓度与流量监测数据进行分析,探讨了渭河流域氮素污染特征。结果表明:(1)氨氮、亚硝氮和硝氮的年平均浓度在研究年内呈减小趋势,分别从1996-2000年的7.31,0.74和2.25 mg/L,减小到2001-2009年的6.88,0.71和1.99 mg/L;总氮年均浓度与年均负荷1996-2006年总的趋势是减小;(2)研究年内氮素年平均浓度为:氨氮>硝氮>亚硝氮;(3)枯水期氨氮浓度均高于平水期和丰水期,可能是河流径流量少和流域废污水增加所致;(4) 1996-2006年氮污染的点源贡献都呈现减小趋势,非点源污染贡献呈上升趋势,并且总体上非点源污染贡献突出。     

流域农业非点源污染研究概况

本文对有关非点源污染的概念作了简要介绍,并从流域内非点源污染物浓度与负荷、影响因素及机理、预测与评价、模型化以及控制与管理等方面,介绍了以流域为单位的农业非点源污染研究概况。     

水环境非点源污染模型的研究进展和展望

随着非点源污染负荷在水体污染中所占比例的增加,非点源污染的定量化研究越来越受到全球的关注。本文介绍了几个广泛应用的经典的非点源污染模型:SWMM、STORM、HSPF、AGNPS、AnnAGNPS、ANSWERS、ANSWERS-Continuous、SWAT。针对非点源污染模型研究中存在的问题,讨论了非点源污染模型未来的研究方向和发展趋势。     

山东省农业污染综合分析与评价

山东省的农业生产在全国占有重要地位,然而农业非点源污染的日益严重使产地环境质量问题日趋突出,对优势农产品的生产与出口构成巨大威胁。从化肥、畜禽粪便、生活排污、秸秆、农药、地膜6个方面分析了目前山东省农业污染的主要影响因素,计算了2001—2006年主要污染源中氮、磷元素的排放量与流失量。结果表明,农业生产过程中农业化学品的大量投入与农业废弃物的大量产出及不合理利用,是目前山东省农业污染发生的主要原因;在对氮、磷流失负荷的贡献上,畜禽粪便、化肥与生活排污是农业污染的3种主要污染源,2006年3种污染源共造成6.73×105t氮素与1.35×105t磷素流失,其中畜禽粪便、化肥与生活排污分别占50.78%,41.99%,7.22%与80.30%,11.78%,7.93%;山东省农业污染在源头预防层次上应重点加强两方面的研究,一是化肥等农用化学品的高效施用技术,二是畜禽粪便等农产废弃物的资源化利用技术。     

黄石市农业面源污染的解析及其空间异质性研究

为弄清黄石农业面源污染的源分配以及在空间上的分布差异,进而为削减黄石农业面源污染提供理论依据,该文采用清单分析方法,研究了黄石市化肥施用、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、BOD5、TN、TP的污染负荷及其在空间上的分布差异.结果表明,黄石市农业面源污染排放COD、BOD5、TN、TP的实物总量分别为6.12万、3.55万、1.65万、0.43万t/a,相应的等标排放量分别为3061、8874、16542、21726 f/a.农业面源污染负荷已占全市水环境的半壁江山,接近水环境容量,必须予以削减.主要污染源是畜禽养殖、化肥与生活污水,主要污染物是TP、TN.因农业面源污染引起COD、BOD5、TN、TP的排放浓度为26.04、15.10、7.04、1.85 mg/L,达到严重污染.按压力确定的污染程度是大冶市>市区>阳新县,按响应确定的污染程度是市区≈大冶市>阳新县.     

太湖流域苏州片区农业面源污染负荷研究

为了研究农业面源污染来源问题,以太湖流域苏州片区为研究对象,在分析研究区农业产业特点的基础上,展开了以太湖流域种植业、水产养殖业、规模化家禽养殖业为代表的农业面源污染氮磷污染负荷计算研究,并分别进行了氮磷污染负荷实例计算。计算结果表明:2011年苏州市种植业、水产养殖业、畜禽养殖业氮磷类污染物排放量分别为:TN 2 344.12t,TP 123.78t,TN 12 915.72×103kg,TP 2 560.76t,TN 2 348.98t,TP 460.81t。研究认为:氮磷污染物排放量为水产养殖业种植业家禽养殖业,水产养殖业氮磷污染物排放量是种植业、家禽养殖业总和的4倍以上,水产养殖业是太湖流域面源污染的主要来源,为了改善太湖流域水环境,建议减少水产养殖面积和密度,降低氮磷污染物入湖量。     

基于多元统计学和地统计学的土壤重金属源解析

The main objectives of this study were to introduce an integrated method for effectively identifying soil heavy metal pollution sources and apportioning their contributions, and apply it to a case study. The method combines the principal component analysis/absolute principal component scores (PCA/APCS) receptor model and geostatistics. The case study was conducted in an area of 31 km² in the urban-rural transition zone of Wuhan, a metropolis of central China. 124 topsoil samples were collected for measuring the concentrations of eight heavy metal elements (Mn, Cu, Zn, Pb, Cd, Cr, Ni and Co). PCA results revealed that three major factors were responsible for soil heavy metal pollution, which were initially identified as “steel production”, “agronomic input” and “coal consumption”. The APCS technique, combined with multiple linear regression analysis, was then applied for source apportionment. Steel production appeared to be the main source for Ni, Co, Cd, Zn and Mn, agronomic input for Cu, and coal consumption for Pb and Cr. Geostatistical interpolation using ordinary kriging was finally used to map the spatial distributions of the contributions of pollution sources and further confirm the result interpretations. The introduced method appears to be an effective tool in soil pollution source apportionment and identification, and might provide valuable reference information for pollution control and environmental management.     

南水北调中线丹江口库区农业面源污染PSR评价与基于GIS的空间特征分析

丹江口水库是南水北调中线工程的水源地,其水体污染状况将直接影响调水水质,农业面源污染作为水源区主要污染之一,对其进行防治是调水安全的重要保障。采用等标污染负荷法在压力-状态-响应（PSR）概念模型下对水源区五市县禽畜养殖、土壤侵蚀、化肥流失、人粪尿、农村生活污水、水产养殖、生活垃圾进行了面污染源评价,并分析了其空间分布特征及重点区域污染特点。结果表明,水源区主要农业面污染源是畜禽养殖、土壤侵蚀和化肥流失;面源污染区域为淅川县〉郧县〉丹江口市〉郧西县〉西峡县;GIS空间分析能直观有效地反映各地区的污染情况,为有针对性地对污染治理提供依据。     

村镇饮用水源地污染关键区识别

为直接识别村镇饮用水源地污染关键区,以遥感影像分类技术提取水源地土地利用类型,基于水源地各类非点源污染源源强系数,根据不同污染因子贡献率采用指数超标法计算各污染因子权值,确定各类污染源的污染影响程度和分析水源地各子流域污染浓度,以地表水环境指标值为界限值进行识别。以安基山水源地2011年污染状况为研究对象,选择农村居民区、农田、矿山为污染源,采用化学需氧量、氨氮、总氮和总磷作为主要污染因子,应用ArcGIS软件划分水源地为19个子流域,在各子流域内综合考虑各类污染源的影响程度,以地表Ⅲ类、Ⅳ类和Ⅴ类水的指标值为界限划分水源地污染等级区,划分结果为:子流域8、14、16和17为正常区,子流域9、10和13为一般污染关键区,子流域2为次污染关键区,子流域1、3、4、5、6、7、11、12、15、18和19为污染关键区。该研究可为村镇饮用水源地污染关键区识别提供新的方法。