河南省畜禽粪便污染及耕地负荷时空变化特征分析

为了解河南省畜禽养殖废弃物对环境污染的影响,根据河南省2006年～ 2012年统计数据,以各地级市为单位,分析了2006年～ 2012年河南省主要畜禽粪便产生总量及养分总量、单位耕地面积粪便负荷量及其污染风险预警.结果表明：河南省畜禽粪便产生总量约为28627万吨,猪粪和牛粪占粪便总量的84.5％以上,畜禽粪便还田后,粪便中的养分含量将对该省的水环境造成污染;河南省耕地畜禽粪便负荷预警级别在I级与Ⅳ级之间,风险较高的地市主要集中在漯河、鹤壁等市,尤其是鹤壁市,负荷量最高达59t/hm2.因此,这些地级市应该加强畜禽粪便的风险管理和综合治理工作.     

养殖粪便厌氧发酵沼液中金属含量分析

利用养殖废弃物进行沼气发酵可回收能源,同时沼液可用作肥料。但是,沼液中含有一定量的金属元素,如超过一定限值会限制后续的利用。本文分析了文献报道的46个猪粪沼液、8个牛粪沼液、9个鸡粪沼液中的金属浓度数据,将其与相关标准进行比较,为沼液进行农田利用的过程中降低了金属污染风险。分析发现,猪粪、牛粪和鸡粪发酵沼液均符合《水溶肥料汞、砷、镉、铅、铬的限量要求》和《农用沼液》Ⅲ类金属含量标准。猪粪沼液相比《农用沼液》I类标准,有31. 3%的样品As浓度超标,8. 3%的样品Cd浓度超标,3. 7%的样品Cr浓度超标,2. 6%的样品Pb浓度超标。牛粪和鸡粪沼液较为安全。相对于《农用沼液》I类和Ⅱ类标准,牛粪沼液的Cd浓度存在少量超标;鸡粪沼液存在Cr、Cd浓度超标。Pb、Hg在所调查的各类沼液样品中超标的数量极少。猪粪、牛粪、鸡粪发酵沼液均可直接用于非食用类作物的肥料,在用于草本和木本食用类作物肥料时要进行监测分析,以避免金属超标。     

不同菌剂处理下猪粪和牛粪堆肥前期性质变化

以猪粪和牛粪为堆肥原料,设计了人工接种MixF-3菌剂堆肥、添加灭活菌剂堆肥和自然堆肥3个处理进行堆肥前期实验,探讨堆肥9d过程中温度、水分、有机碳、全氮和微生物量碳等参数的变化。结果表明,按1L/t接种MixF-3混合菌剂堆肥温度升温快,猪粪堆肥第48h和第84h时温度分别达到66℃和71.5℃,牛粪堆肥第48h时温度达69℃,明显高于灭活菌剂处理组和CK对照组。随着堆肥的进行,各处理组水分含量缓慢下降,牛粪比猪粪含水量略高。人工接种菌剂的猪粪和牛粪堆肥处理组中pH变化幅度小,有机碳碳含量的下降幅度比灭活组和自然堆肥组大,分别下降15.64%和11.25%,全氮含量缓慢升高但变化不大,人工接种牛粪比猪粪处理组中堆肥全氮含量升幅高;在猪粪和牛粪堆肥中人工接种菌剂微生物量碳降幅最小,分别为9537μg/g和3212μg/g,表明在猪粪和牛粪堆肥原料中添加MixF-3复合菌剂有利于微生物繁殖生长,同时拓宽了菌剂使用的单一性,更具有普遍性意义。     

基于土地消纳能力的资溪县畜禽粪便环境承载力分析研究

畜禽养殖业的无序发展,将会对生态环境产生负面影响,科学评估区域畜禽养殖粪便承载能力,有利于科学规划畜禽养殖产业发展。以江西省资溪县为研究区域,对全县2021年规模化畜禽养殖场进行摸底调查,并分析年度畜禽粪便产生量、污染物产生量及流失量。结果表明：全县规模化养殖的畜禽种类主要为生猪养殖,约60.33%的畜禽粪便污染物来源于生猪,其次为肉牛养殖,占比约28.44%。基于2021年土地消纳能力分析各乡镇畜禽粪便环境承载力,结果显示：鹤城镇、嵩市镇、乌石镇、高田乡的单位面积猪粪当量负荷级数为Ⅱ级,说明该区域畜禽粪尿污染物对环境稍有影响;而高阜镇、株溪林场的负荷级数为Ⅲ级,说明该区域畜禽粪尿污染物对环境有一定影响,需重点关注。     

畜禽粪便中典型抗生素抗性基因的检测和分析

为研究畜禽粪便中抗生素抗性基因(Antibiotic Resistance Genes,ARGs)污染水平和分布特征,采集26家规模化养殖场畜禽粪便,利用荧光定量PCR技术检测四环素类抗性基因和喹诺酮类抗性基因及表达丰度。结果发现,畜禽粪便中四环素类抗性基因平均检出率为78.2%(61/78),喹诺酮类抗性基因平均检出率为53.8%(28/52)。另外,通过QPCR技术对不同养殖场畜禽粪便中ARGs进行绝对定量,并将ARGs的浓度与其内参基因16SrRNA的浓度做归一化处理,得到各ARGs的相对丰度,分析抗生素抗性基因在猪场、鸡(鸭)场和牛(羊)场中相对丰度发现,生猪养殖场抗性基因相对丰度明显高于牛(羊)和鸡(鸭)养殖场。随机选取6家养殖场堆肥粪便与新鲜粪便进行抗性基因含量检测,两者抗性基因表达含量无显著性差异,表明普通粪便处理方式对抗性基因没有明显影响。本研究结果对于掌握畜禽养殖场ARGs污染现状以及评估规模化养殖场耐药基因污染风险,保障动物食品质量安全具有重要意义。     

稻田集中退水期田面水质特征其与土壤养分关系研究

根据布设在岷江、沱江、嘉陵江流域等几大长江主要支流流域上的38个采样点位所采集的稻田集中退水期田面水样和土样,运用单因子评价方法结合水质及土壤养分含量测定实验,进行了水质分析并研究了水质浓度与土壤养分含量的关系。结果表明,不同流域集中退水期稻田田面水水质浓度及同一流域内不同水质因子的水质情况均存在差异;上述三大流域田间土壤全氮、全磷、有效磷的空间分布不均匀性均属于中等变异,其中有效磷的变异系数最高,全氮与全磷变异系数较小,空间分布较为均匀,相对而言较为稳定;稻田集中退水期田面水总磷浓度与该地区土壤有效磷含量呈显著的正向线性关系,田面水总氮与氨氮浓度均与该地区土壤全氮含量呈显著的正向线性关系。有助于全面了解集中退水期农业灌溉回归水的水质特征,为长江流域生态环境保护相关研究与决策提供科学依据。     

气相色谱法测定水中内吸磷

建立了氯仿萃取、高效毛细管柱分离、气相色谱．火焰光度检测器测定水中痕量内吸磷的方法。方法在0～200μg／L范围线性良好，内吸磷的检出限为0．1μg／L，RSD≤3．7％，平均加标回收率在90．8％～98．2％之间。     

水体沉积物磷形态及释放风险分析——以苏州工业园水体为例

应用SMT法测定了苏州工业园内水体沉积物各形态磷的含量,并对沉积物磷的释放风险进行了评估。结果表明园区内水体沉积物磷污染较严重,吴淞江沉积物中总磷(TP)含量最高,达到了1 604.59 mg/kg;沉积物中磷主要赋存形态为生物可利用磷,其中金鸡湖沉积物中生物可利用磷占比最高,占总磷含量的59.59%,湖泊水体流动性较弱,存在非常大的释放风险。     

城市污水Al盐化学除磷的试验研究

针对新疆地区污水厂总磷去除效率有限,出水总磷存在超标排放风险的问题。试验中采用自配不同总磷含量的生活污水,通过小试试验,投加AlCl3进行试验室模拟化学除磷试验。研究结果表明:进水总磷浓度为2～4mg/L时,投加AlCl3/TP质量比为8.6;进水总磷浓度为6mg/L时,投加AlCl3/TP质量比上升到13.1,出水总磷浓度均<0.5mg/L,AlCl3投加不会改变污水的pH值,化学沉淀最佳时间为30min。建议设计除磷沉淀池的停留时间为25min～30min。     

基于源流域水量水质模型研究小流域营养物管理方案

采用澳大利亚源流域水量水质模型模拟东山小流域内2001-2010年9种不同土地利用类型产生的降雨径流及总氮和总磷的污染负荷,模拟结果为:流域内多年平均径流量为6 150万m3/a,总氮输出负荷为270 t/a,总磷负荷为22 t/a。模拟结果表明:水产养殖塘和高地茶果树是东山地区主要的营养物来源。通过三个情景方案的模拟,说明当地环境管理方案可以有效地削减入湖的营养负荷,其中第二个情景方案的削减量最大,总氮和总磷负荷分别削减了18%和25%。     

四川仁寿球溪河流域总磷形态特征研究

为了解仁寿县球溪河流域总磷(TP)形态特征,于2018年6月对流域48个点位进行采样,分析流域TP组成及空间变异性。仁寿县球溪河流域TP以溶解态无机磷(DIP)为主,占比达到70.3%(sd.=18%)。不同支流、不同河段TP形态特征有所差别,与沿程地形地貌、土地使用类型、人口分布相关。上游河段受农业面源及山区河道冲刷影响PP比例相对较高;中游及下游受生活污染为主,DIP比例升高;部分支流下游河段受沉积物再悬浮及农业面源输入影响,PP比例有所升高。     

不同腐熟度猪粪、奶牛粪在小白菜和香瓜上施用的农学效应研究

进行猪粪和奶牛粪自然高温堆肥发酵,分别在15、25、35、50 d取样,获得了不同腐熟程度堆肥产物,分别进行了小白菜和香瓜种子发芽与田间应用试验,以期获得不同腐熟堆肥在蔬菜上施用的农学效应,旨在从堆肥农田施用的农学效应角度,为制订堆肥腐熟度标准提供科学依据。结果表明：牛粪堆肥过程中的最高温度高于猪粪,且高温期也长于猪粪;两种处理在35d有机碳含量均显著降低,全氮含量为先降低后升高趋势;两种堆肥在35d后,均达到无害化标准。不同腐熟程度堆肥对小白菜株高和主根长及香瓜苗重和主根长均没有明显抑制作用,对小白菜和香瓜出苗率、根系活力及小白菜单株鲜重和生物产量影响较大,尤其是猪粪腐熟25d,奶牛粪腐熟15d的堆肥表现出显著抑制作用。将堆肥理化参数与小白菜、香瓜生长指标进行相关分析表明：pH值、全氮含量和C/N这3种指标均与小白菜和香瓜各项生物性状无显著相关性;有机碳和DOC与各项生物性状指标均表现出显著或极显著相关性;铵/硝与小白菜和香瓜的GI和根系活力均表现极显著或显著的相关性,其结果与现行的堆肥腐熟度指标并不一致。因此,在制订堆肥腐熟度标准时,应关注堆肥产物农田施用后不同作物所表现出的不同农学效应。     

城市河流表层沉积物碱性磷酸酶分布及其成因探讨

以南京城市河流秦淮河、运粮河为研究对象,通过测定11个点位表层沉积物中碱性磷酸酶活性(APA),分析了不同类型城市河道沉积物APA分布差异性;通过测定沉积物pH值、营养元素(碳、氮、磷)含量,探讨了沉积物理化特征对APA分布影响。结果表明:(1)外秦淮河沉积物APA平均浓度最低,为10 214.9m·g·kg~(-1)·h~(-1),内秦淮河最高,为20 021.2 mg·kg~(-1)·h~(-1),APA分布与河道水力流通性及优势植物类型有关;(2) APA含量与总磷、氨氮、硝酸盐氮、有机质含量显著正相关(p0.05),与pH显著负相关(p0.05),表明表层沉积物丰富的营养成分充足情况下,将促使微生物新陈代谢,使得APA升高,而pH升高则会抑制APA。     

长江经济带总磷污染状况与对策建议

长江经济带是我国重要的战略区域,加强长江经济带生态环境保护是我国的重大战略部署,在推进我国"五位一体"总体布局建设中具有重要地位,是体现习近平总书记"共抓大保护,不搞大开发"的重要精髓。目前,总磷已成为长江经济带水体首要污染指标,总磷超Ⅲ类的断面比例达到18.3%,主要的一级支流中,沱江、清水江、岷江、乌江总磷平均浓度在地表水Ⅲ类水质标准上下浮动,污染相对较重;长江经济带总磷污染主要受工业、城镇生活、农业等污染源影响,主要涉及四川、贵州、湖北、湖南、重庆等地区;同时结合总磷污染特征分析,提出了涉磷工业企业治理、磷矿管理、城镇生活污水治理、畜禽养殖防治、规范监测方法等治理措施,为长江经济带总磷污染防控提供技术支撑和决策依据。     

邛海水质变化趋势及保护对策研究

本文通过对邛海流域现状污染源进行调查,邛海流域COD、氨氮、总氮和总磷产生量分别为5892.1t/a、995.6t/a、2888.2t/a和1105.1t/a,污染负荷主要来自面源污染.通过2002 ～ 2011年邛海水质监测数据分析,邛海水质近10年总体保持Ⅱ～Ⅲ类,处于中营养状态,2004～ 2006年水质相对较差,2006年以后水质逐渐好转.总磷、总氮是邛海主要污染因子,海河口是邛海污染最严重的区域.为实现邛海水质和流域生态环境持续改善,从产业结构优化、流域污染源治理、生态保育和流域生态环境综合监管等方面提出对策建议.     

设施高肥力蔬菜地氮素调控下磷素特征研究

设施蔬菜种植中存在不合理施肥现象,土壤养分严重失调。为了解设施蔬菜地高氮肥力水平下不同氮素水平对磷素的养分吸收影响,2004—2007年在山东寿光进行不同氮素水平调控和秸秆还田试验,并于2007年冬春季进行裂区淋滤试验。结果表明,不同水平的氮素调控影响磷素含量变化,空白（NN）、有机肥（MN）、有机肥＋秸秆（MN＋S）供氮水平下土壤全磷含量逐年下降,降幅NN〉MN〉MN＋S,全磷增幅传统氮素（cN）〉传统氮素＋秸秆（CN＋S）〉氮素优化＋秸秆（SN＋S）〉氮素优化（sN）。CN、CN＋S供氮水平下土壤速效磷含量达到213．7、225．4mg·kg^-1,增长了17．1％、23．5％,磷素累积明显;其他供氮水平下速效磷含量逐年下降,降幅NN〉MN〉MN＋S〉SN＋S〉SN〉CN〉CN＋S,减少氮素供应有利于减缓磷素累积,促进磷的吸收利用。除NN供氮水平下土壤有机磷含量下降外,其他处理均不同程度增加,CN、CN＋S供氮水平下土壤有机磷含量累积明显（308．4、331Amg·ks。）,分别增长了28．5％、38．2％。SN＋S供氮水平下磷的吸收系数（HO,,rrg·100g。）达到了1571,增长了143．6％;CN、CN＋S供氮水平下磷的吸收系数出现了负增长,CN供氮水平下达到了416（P2O5,mg·100g^-1）,下降了35．5％。添加麦秸秆极大地提高了磷的吸收能力,在一定程度上能减缓土壤速效磷的累积。淋溶液中全磷含量SN〉SN＋S,有机磷含量SN〉SN＋S,秸秆还田对阻控有机磷素淋溶有一定的作用,但整个冬春生长季渗滤液中全磷含量在2．6～12．0mg·L^-1,有机磷含量在OA2～4．1mg·L^-1,淋出液水质仍超过了国家安全水质标准。因此,在高肥力水平下进行氮素调控,优化氮素供应量,促进了磷素的吸收利用,对农民在高肥力水平下施肥具有指导意义。建议农民在以后的种植中减少氮肥供应量及添加高碳源秸秆进行还田,以提高肥料的利用率,减少氮磷对土壤及水体的污染。     

国控沙段断面“一点一策”现状及治理对策研究

为科学提出水环境治理对策,分析国控沙段断面及流域范围内其他断面2015～2020年水质情况,以乡镇为控制单元,计算各单元内化学需氧量(COD)、氨氮(NH₃-N)和总磷(TP)三种污染物入河占比情况,摸清当前沙段断面流域范围内水生态环境现状。结果表明：“十三五”期间,国控沙段断面水质不稳定达到Ⅱ类考核目标,其主要超标因子为总磷,上游百步交接断面水质对沙段有较大影响。在污染物入河量占比中,总磷农业面源贡献比重最大,各控制单元中平桥镇和白鹤镇占比居前两位,分别为8.87%和7.13%。总磷贡献次重为生活源,赤城街道占比居首位,为7.08%。研究成果可为稳定沙段断面水质、改善河流水生态环境,提出针对性治理对策提供重要参考依据。     

云南省洱海流域农业生态补偿机制研究

围绕洱海流域种植业产业结构调整、畜禽废弃物资源化利用问题,依托项目示范对农业生态补偿机制进行研究。以大理州政府为补偿主体,示范区内农户为补偿对象,结合资金补贴、技物补偿、智力扶持等补偿途径,开展测土配方施肥、发酵床生态养猪、稻田养鱼、牛粪秸秆混种双孢菇等典型农业生态补偿模式研究,提出了1套农业生态补偿办法。针对补贴力度不足、补贴涵盖领域窄、缺少科学评估方法等问题,分别从政策立法、项目实施、理论研究、试点示范4个层面提出逐步构建洱海流域农业生态补偿机制的建议。     

直播稻田渗漏水磷素动态变化及渗漏流失潜力研究

通过田间实验,对太湖流域丹阳地区直播水稻田不同施磷水平下渗漏水磷素动态变化特征及流失潜力进行了研究。结果表明,施磷能明显提高地下60cm以上深度土层渗漏水磷的含量。各土层渗漏液总磷浓度随土层深度的增加呈下降趋势。随着施磷量的增加,稻田渗漏水磷素含量也会随之增加。土壤磷素发生渗漏流失的土壤表层Olsen-P含量的"突变点"change-Point为25.17 mg/kg。当土壤中的Olsen-P浓度小于25.17mg/kg时,20～40cm土层渗漏水中TP浓度基本上不随土壤Olsen-P浓度的变化而变化,但当土壤中Olsen-P大于25.17mg/kg时,20～40cm土层渗漏水中TP浓度会大量增加,且土壤中的Olsen-P每增加10 mg/kg,渗漏水TP将增加0.21 mg/L。稻田当季累计土壤磷素渗漏流失负荷为1.02 kg/ha,占当季施磷量的2.80%。     

蔬菜中有机磷农药残留量测定方法研究

用气相色谱法测定蔬菜中甲胺磷、甲拌磷、氧化乐果、乐果、甲基对硫磷、毒死蜱和对硫磷的残留量,对每种农药作3种不同浓度（0.05、0.1、0.5 mg.kg-1）添加回收率实验。结果表明,平均回收率在74.3%～115%之间,变异系数在18.6%以内,最小检测浓度在0.017 2～0.102 mg.kg-1。