六岔河流域多水塘-沟渠系统中土壤养分空间变异特征研究

借助地理信息系统,利用地统计学中的半变量变异函数研究了巢湖北岸六岔河流域多水塘-沟渠系统中的土壤养分空间变异特征。研究结果表明：土壤中有机物 （OM） 、总氮 （TN）、总磷 （TP）、氨态氮 （NH4-N）、硝态氮NO3-N） 的空间变异函数理论模型均符合球状模型,总磷、氨态氮、有机物空间异质性中的结构性变异大于随机变异;总氮、硝态氮的结构性变异小于随机变异。有机物、总氮、总磷、氨态氮、硝态氮等空间自相关范围具有明显的差异性,变化范围为123.9~517.36m,呈现出氨态氮>硝态氮>总氮>有机物>总磷,变化范围相差4倍左右,上述差异主要与养分特性、土地利用以及多水塘-沟渠系统景观等因素关系密切。     

农业非点源污染物在水塘景观系统中的空间变异性研究

农业非点源污染是流域不同景观结构对降雨的一种综合响应过程，景观格局影响非点源污染物的产生和运移。本文研究安徽鲍家塘子流域中水田、秧田、水塘、荒地、沟渠等不同土地利用类型的总磷(TP)、速效磷(DRP)在土壤中的空间分布，以及降雨径流过程中TP、DRP、溶解态总磷(DTP)、悬浮物(TSS)在多水塘景观结构中的动态变化。结果表明：养分在流域不同景观组分土壤中的空间变化，是人为干扰景观异质性的综合结果；磷素输出以颗粒态磷(TP-DTP)为主，在不同景观中具有显著性差异；施肥水田是最主要的“源”景观，在降雨径流过程大量释放养分和悬浮物；水塘、荒地、没有施肥水田持留养分和悬浮物，是流域的“汇”景观，水塘有效地持留颗粒态磷；水塘系统中的沟渠是非点源污染物的主要运移通道。因此，通过对流域土地利用和景观格局的优化调整，达到对流域景观中养分过程的有效管理，实现对农业非点源污染的控制。     

生态沟渠对水稻不同生长期降雨径流氮磷的拦截效应研究

农田养分的大量流失已成为农业面源污染的主要来源之一,研究生态沟渠对稻田降雨径流氮磷拦截效应具有重要意义。针对水稻不同生长期内的降雨以及降雨的不同时段下生态沟渠对稻田径流氮磷的动态拦截效应研究缺乏的现状,本文选取太湖西岸何家浜流域典型农田作为研究对象,将该流域的自然排水沟渠改造为生态沟渠。研究了生态沟渠对水稻不同生长期内的3场降雨径流的氮磷去除效果。研究结果表明:(1)在3场不同强度的降雨过程中,生态沟渠对TN(总氮)的平均去除率为31.4%,TP(总磷)的平均去除率为40.8%;(2)生态沟渠对降雨径流不同形态氮磷的去除率大小为NH4+-N(氨氮)PN(颗粒态氮)NO3--N(硝态氮),PP(颗粒态磷)DP(溶解态磷),且PN和PP的去除率随沟渠径流量的增大而呈现下降趋势;(3)生态沟渠底泥总氮、总磷浓度在水稻的生长周期内呈现先增加后降低的趋势,说明生态沟渠具有一定的自净能力,对氮磷的拦截去除具有可持续性。     

中水湿地去氮效果研究

以山东省平阴中水湿地为研究对象,通过对湿地水体、底泥的氨态氮(NH3-N)、硝态氮(NO3--N)沿程变化的分析,研究湿地对中水中氮(N)的去除效果。结果表明:湿地对水体中NH3-N的去除效果较好,而作为水体中N主要存在形式的NO3--N沿水流方向却呈增加趋势,微生物硝化作用强烈。底泥中总氮(TN)沿水流方向也呈增加趋势,累计效应比较明显。研究结果为湿地设计的进一步改进提供理论支持。     

紫色土丘陵区小流域非点源氮迁移特征研究

对长江上游紫色土丘陵区盐亭县林山乡典型的集镇小流域和农林复合小流域的非点源氮迁移过程进行了同步监测，比较分析了两不同类型小流域的径流过程及降雨-径流过程中氮素各形态浓度、负荷变化特征。结果表明了集镇小流域和农林复合小流域径流过程与非点源氮迁移过程均存在较大差异：（1）集镇小流域径流过程与降雨过程迅速响应，径流过程呈现“暴涨暴落”的特点。相反，农林复合小流域径流过程显著滞后于降雨过程，呈现出显著的“滞后效应”。（2）集镇小流域总氮（TN）、颗粒态氮（PN）以及铵态氮（NH4+-N）浓度在降雨径流初期迅速升高，而后迅速下降，呈现明显的“单峰”。相反，农林复合小流域在小雨事件中氮素浓度变化较小，但在中雨和暴雨事件过程中，初期径流中氮浓度较低，而中后期逐渐升高。（3）集镇小流域TN、PN、NH4+-N迁移过程体现了显著的“初始冲刷效应”，其中初期25%的径流量平均携带了50%的TN负荷、71%的PN负荷、64%的NH4+-N负荷，而农林复合小流域TN、可溶性氮（DN）、硝态氮（NO3--N）则体现了一定的“末期冲刷”的特点。     

基于SWAT 模型的汾河灌区非点源污染负荷评估

近年来,由于集约化种植、畜禽养殖及农村生活污水排放等,大部分灌区出现严重的农业非点源污染,了解灌区内非点源污染程度及其产输出特征,对于保证灌区的可持续发展显得越加重要。以山西汾河灌区为研究区域,利用灌区出口义棠水文站1997—2006年水量、2004—2006年总氮TN和总磷TP实测数据,基于SWAT模型构建了汾河灌区非点源污染分布式模型。探讨了灌区农业非点源污染负荷（主要是TN 和TP）的时间分布规律,识别了非点源污染关键区,并分析了各类污染源的贡献率。结果表明：灌区TN、TP 流失大多发生在汛期（7—9月）,二者在汛期的流失量分别占全年负荷量的58.5%和76.0%;灌区自上而下,氮、磷污染有逐渐加重的趋势,灌区硝态氮浓度均小于10mg/L,可溶性磷关键区（可溶性磷浓度大于50μg/L）主要分布在汾河太原段、汾西和三坝灌区; 土壤固有养分流失、种植施肥、农村生活和畜禽养殖污水排放产生的TN 负荷分别占灌区总量的47.1%、24.3%、13.0%和15.6%,产生的TP负荷分别占58.7%,12.1%、7.6%和21.6%。     

稻田沟渠施肥后降雨径流中氮素迁移规律研究

农田养分的大量流失已成为农业非点源污染的主要来源之一,针对施肥后降雨作用下农田沟渠氮素迁移规律的研究对农业非点源污染的防治具有重要意义。由于水稻生育后期施肥量大大减少,故以宜兴市何家浜上游的水稻耕作区为研究对象,重点对比分析了施肥后降雨作用下水稻生长前期沟渠水的氮素浓度分布特征,以及降雨径流过程中沟渠氮素的迁移规律。研究结果表明:(1)降雨量≤15 mm的限制型降雨事件中,处于施肥中期、末期的沟渠系统整个降雨过程中TN浓度波动范围较小;(2)水稻生长前期沟渠系统氮素输出的主要形态为NH4+-N和NO3--N,且降雨初期径流以颗粒态氮为主;(3)沟渠对氮素具有截留效应,沿沟渠水流方向氮素含量总体上沿程下降。     

滇池浮游植物和水体无机氮的时空分布特征

2012年对滇池的5个断面进行监测分析,结果表明：滇池无机氮主要以硝酸盐氮的形式存在,水体氮呈显著的时空变化,即为春季最高、夏季、秋季有所降低,冬季又升高.但各采样点之间有较大差异,亚硝酸盐氮（NO2-N）、硝态氮（NO3-N）、总无机氮（TN）3个参数的季节变化趋势基本相同,表现为：断桥＞海埂＞白鱼口＞中滩＞五水厂;铵氮（NH4＋-N）表现为：断桥＞五水厂＞海埂白＞中滩＞鱼口.滇池的浮游植物与铵氮、亚硝酸盐氮、硝态氮、总无机氮均呈负相关,滇池的浮游植物与蓝藻丰度和叶绿素a呈显著正相关,铵氮、亚硝酸盐氮、硝态氮与无机氮之间呈显著的正相关.     

南方低山丘陵区小流域不同土地利用方式下面源污染分布特征

南方低山丘陵地区经水土保持综合整治后,水土流失得到了有效遏制,但面源污染问题依然突出。研究小流域面源污染的空间分布规律,对面源污染的治理尤为重要。以松溪河小流域为南方低山丘陵区典型代表,结合实地调研,选择小流域内最具有代表性的3种土地利用类型各自汇水范围内的水塘及松溪河下游和小流域出口处作为采样点,利用2016年6-11月采集的3次水样,分析不同土地利用类型对总氮(TN)、铵态氮(NH_4~+—N)、硝态氮(NO_3~-—N)、总磷(TP)空间分布的影响。结果表明:总氮是小流域水体主要污染物,小流域出口处总氮浓度最高,为0.90～3.15 mg/L;居民点和农田对小流域面源污染贡献最高,这是因为南方低山丘陵小流域近年来经济发展较快,社会经济活动频繁但基础设施建设相对滞后;硝态氮浓度与总氮浓度的空间分布特征较一致,硝态氮、铵态氮与总氮在时间上的变化趋势相同;小流域氮素面源污染受到降雨的显著影响,磷素面源污染受到施肥习惯的影响。     

秸秆还田条件下稻田田面水不同形态氮动态变化特征研究

为探索巢湖流域稻麦(油)轮作区水稻季减少农田氮素流失的有效耕作措施,降低其对湖区水质的威胁,采用野外定位观测试验并结合室内实验分析,研究了连续两年秸秆还田条件下稻田田面水总氮(TN)、溶解态氮(DN)、溶解态有机氮(DON)、铵态氮(NH4+-N)和硝态氮(NO3--N)浓度的动态变化特征。结果表明,稻田施用尿素后第2天或第4天田面水的TN、DN、DON和NH4+-N浓度达到峰值,然后随着时间的推移迅速降低,至8~10 d后趋于稳定;在整个水稻生育期内,NO3--N浓度普遍较低;尿素施用后8~10 d之内是控制稻田氮素流失的关键时期,秸秆还田降低这一时期TN、DN、NH4+-N浓度的效果显著,而DON浓度差异未达显著水平。DN是稻田田面水氮素存在的主要形态,所占TN比例达63.2%~88.8%,尿素施用后6 d内DN又以NH4+-N为主,NH4+-N所占TN的比例为33.8%~69.9%。DON是稻田田面水氮素的重要组成部分,其生态环境效应不容忽视。秸秆还田还有利于水稻产量的提高,增产幅度分别为12.25%和7.68%,平均为9.96%。在保证水稻产量的前提下,秸秆还田可以作为控制稻田氮素流失的措施在巢湖流域使用。     

土壤过滤系统处理农村生活污水的 试验研究

采用一种土壤过滤系统处理农村生活污水,考察了该工艺对CODCr、BOD5、NH3-N、全氮（TN）和全磷（TP）的去除效果。实验结果表明,当水力负荷约为0.05 m3/（m2·d）, 水力停留时间为3 d时。该土壤过滤系统对CODCr、BOD5、NH3-N、全氮（TN）和全磷（TP）的去除效果较好,平均去除率分别达到84.6%、83.3%、64.3%、59.8%和70%。出水CODCr约为18.3~42.1 mg/L,BOD5约为8.9~17.3 mg/L,NH3-N约为11.2~17.7 mg/L,TN约为21.2~31.3 mg/L,TP小于2.0 mg/L,出水水质优于农田灌溉水质标准（GB 5084—2005）。气温变化和进水污染物浓度对处理效果影响明显。总体上来讲,温度大于22 ℃时,进水污染物浓度越低处理效果越好。     

Treatment of slaughterhouse plant wastewater by using a membrane bioreactor

The use of a membrane bioreactor (MBR) for removal of organic substances and nutrients from slaughterhouse plant wastewater was investigated. The chemical oxygen demand (COD), total nitrogen (TN), and total phosphorus (TP) concentrations of slaughterhouse wastewater were found to be approximately 571 mg O2/L, 102.5 mg/L, and 16.25 mg PO4-P/L, respectively. A submerged type membrane was used in the bioreactor. The removal efficiencies for COD, total organic carbon (TOC), TP and TN were found to be 97, 96, 65, 44% respectively. The COD value of wastewater was decreased to 16 mg/L (COD discharge standard for slaughterhouse plant wastewaters is 160 mg/L). TOC was decreased to 9 mg/L (TOC discharge standard for slaughterhouse plant wastewaters is 20 mg/L). Ammonium, and nitrate nitrogen concentrations of treated effluent were 0.100 mg NH4-N/L, and 80.521 mg NO3-N/L, respectively. Slaughterhouse wastewater was successfully treated with the MBR process.     

灵武农场非点源污染特征分析及控制措施

农田污染是农业非点源污染重最主要的污染源,而土地利用方式又是影响非点源污染的关键因素。本文分别对生活污水、畜禽养殖、农田地表径流、水稻田排水、村镇地表径流和渔业养殖等6种非点源污染,采用等标污染排放法,并选取COD、NH3-H、TN和TP作为评价因子,对宁夏灵武农场的污染源进行调查和分析。结果表明:灵武农场各种污染物日排放量达到169万kg,其中COD的排放量占84.1%,6种污染源中地表径流占45.26%;TN和TP是主要污染因子,占60%以上,其中畜禽养殖污染源的TP达82.09%;若按照国标Ⅳ类水质要求,日等标总排放率将达3.28亿m3。根据灵武农场污染特点,提出了改善农村产业结构、发展生态农业和推进科学养殖等防治对策,实现无污染排放。     

洪湖沉积物碳氮磷分布特征及污染评价

洪湖是中国第七大淡水湖,富营养化问题日益突出。全面了解洪湖沉积物氮、磷、有机质的含量及分布特征,对掌握其富营养化现状与氮磷污染生态风险具有重要意义。在湖区布设了8个采样点,2019年10月采集50 cm柱状沉积物,分别测定不同深度沉积物总氮(TN)、总磷(TP)以及有机质(OM)含量,分析了TN、TP 和OM 含量的空间分布特征及相关性,并运用综合污染指数法评价其对应的污染程度。结果表明:洪湖沉积物TN含量在467.8~8 454.5 mg/kg之间,平均值2 167 mg/kg,为重度污染,其中近一半的采样点表层沉积物TN含量>5 000 mg/kg;TP含量在502.7~1 252.4 mg/kg之间,平均值693.8 mg/kg,除杨柴湖为重度污染外,其他大部分地区为中度污染;有机质含量占比在5.0%~24.9%之间,平均值9.6%,为重度污染。在垂直空间上,TN、TP 和OM 均在沉积物表层垂向深度0~20 cm存在明显的积累,其含量随垂向深度的增加而迅速降低。研究成果可为洪湖富营养化的控制与治理提供科学数据支撑。     

江苏省主要入海河口水质评价与分析

采集江苏省沿海30处主要入海河口断面水样,分析TN、NH3-N、TP、pH值等污染指标,分别利用单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法对水质现状进行评价和分析,以确定污染程度和主要污染物。结果表明:江苏省90%的入海河口断面水质无法满足GB 3838—2002《地表水环境质量标准》中的Ⅲ类水标准,其中63%的断面为轻度污染,27%的断面为中度污染,主要污染物为TN和TP。     

浊漳河三典型支流的水质对比研究

基于对浊漳河水系三典型支流2008年逐月进行水质监测分析,通过时空变异两个角度对这3条支流的水质进行了对比研究.结果表明:①以农业非点源污染为主的河谷平川河流水质最好;以农业非点源污染为主的高山峡谷河流,由于受到农业活动的影响,水质相对较差;受工业废水和城市生活污水污染的支流河流水质最差,有机物和氮磷指标严重超标.②3条支流中4个化学指标(NH4+-N、TN、TP、CODMn)在不同水域、不同季节具有明显差异.以农业非点源污染为主的河流氮营养盐浓度在丰水期较高,在枯水期较低,TP浓度和CODMn浓度在各个雨期之间变化不大,且相对稳定;以点源污染严重的河流氮营养盐浓度在枯水期最高,在丰水期最低,个别断面TP和CODMn污染表现突出.     

白洋淀非点源污染的生态工程技术控制研究

白洋淀是华北地区最大的淡水湖泊，由于它具有丰富的物产和多种生态服务，被誉为“华北明珠”和“华北之肾”。从2003年水质监测结果来看，白洋淀的大部分水域水质为劣Ⅴ类，主要污染物为TP、TN和NH3-N。通过对污染源的实地调查，发现农业非点源污染是造成白洋淀污染的主要原因。由此看来，除继续加强主要工业污染源控制外，如何实施区域环境对非点源污染物的净化能力，是控制淀区污染的主要途径。在分析调查和模拟实验的基础上，提出了包括生态施肥技术、水土保持技术、污水和固体废弃物处理技术、生态缓冲带和湿地生态系统等源头和径流控制措施来控制白洋淀的非点源污染。     

南四湖水质空间分布特征分析与改善效果评估

根据南四湖2006年、2007年、2010年和2011年4次90个采样点的水质空间分布监测数据,采用Surfer 8.0软件绘制南四湖水质空间分布等值线图,进行南四湖及分湖区水质指标的综合比较分析和平均综合污染指数的计算与污染控制效果评估。结果表明:南四湖COD、NH3-N、TP、TN和CODMn等指标的空间分布具有北高南低的非均一性特点;2010—2011年比2006—2007年枯水期各水质指标的平均浓度下降率为38.3%,整体提高了1～2个水质类别;按GB 3838—2002《地表水环境质量标准》中Ⅲ类标准相应的平均综合污染指数进行评价,达标和基本达标湖区的比例达到63.3%;2010—2011年枯水期南四湖主要污染物分担率由大到小排序依次为TP、COD、TN、CODMn、NH3-N;水质平均综合污染指数与电导率存在很好的相关性和北高南低的污染特点,说明南四湖水污染物仍然以外源排放为主。     

五里湖水质现状与变化趋势

2007年8月—2008年7月对五里湖水体中的TN、TP、NO3--N、NO2--N、NH4+-N、PO43--P等氮磷营养盐和pH、透明度、温度、CODMn、Chl-a等理化指标进行了为期1年的监测,并将监测结果与2004—2005年的同期结果进行了比较。结果表明:五里湖自2003年实施生态恢复工程以来,水体水质得到了一定改善,TN和TP负荷分别下降47.25%和10.06%,水体营养状况由中度富营养化变为轻度富营养化,但仍还没有完全从根本上解决水体的富营养化问题。     

湖北省农村地区面源污染现状分析

2005年,湖北省农村地区排放了6.18万t氨氮、23.93万t化学需氧量、18.73万t总氮和3.24万t总磷,农村地区面源污染的主要排放量已经超过了全省工业污染排放。全省每km2的国土需承担334 kg的氨氮、1 131 kg的化学需氧量、1 011 kg的总氮和175 kg的总磷面源污染负荷。湖北农村地区面源污染的主要特点为水产养殖污染比较严重、畜禽养殖污染过于分散、农村生活污染特别广泛。