施肥方式对东北玉米种植区氮磷流失的影响

研究不同施肥方式下东北玉米单作种植体系氮磷流失规律,可为该地区农田面源污染防控及生态保护提供技术参考。试验设置农民习惯处理、优化施肥处理、秸秆还田处理和有机肥化肥混施处理,采用自然降雨条件室外模拟方法,分析不同施肥处理对东北玉米种植区径流淋溶氮磷流失的影响。结果表明,在东北地区玉米单作模式下,多雨年份优化施肥处理与农民习惯处理相比可降低15.8%的总氮流失负荷,降低7.3%的总磷流失负荷;秸秆还田处理可明显降低22.9%的总氮流失负荷及15.1%的总磷流失负荷;有机肥化肥混施处理降低总氮流失负荷13.6%,但增加总磷流失负荷13.9%;氮磷流失负荷以泥沙流失为主,淋溶流失其次。结合作物产量,在多雨年份,优化施肥处理和秸秆还田施肥处理是防控东北玉米区农田面源污染和保证作物产量的理想施肥方式。     

中国重点污染源总磷、总氮排放状况研究

中国氮、磷污染较为突出,然而氮、磷排放负荷底数不清,尤其是对具有监管优势的工业源和城镇生活源研究不足。利用《中国环境统计公报》数据和污染源监督性监测数据,对中国重点污染源的总磷、总氮排放状况分析得出:农业源是总磷、总氮的主要排放源;污水处理厂、工业企业的总磷、总氮排放浓度基本持平,规模化畜禽养殖企业总磷排放浓度较高;工业源中化工、农副食品加工等大类行业总磷、总氮排放量较大,淀粉制造等小类行业总磷、总氮排放量也较大;中国总磷、总氮排放主要集中在中东部地区。     

广西九洲江流域限制生猪养殖的机会成本与环境效益分析

作为生态补偿试点之一,九洲江流域禁养、限制生猪养殖取得了一定的环境效益,但同时造成直接经济损失约1.49亿元。以满足水环境容量的养殖规模125.00万头为基准,设定维持现有养殖模式、转变养殖模式2种情景,计算限制生猪养殖的机会成本与环境效益。结果表明,与畜牧业发展规划的养殖规模260.00万头相比,机会成本约7.36亿～7.74亿元。转变养殖模式的环境效益优于维持现有养殖模式,污染物减排量分别为COD 26 995.54t、氨氮2 411.92t、TP 2 107.80t、TN 5 300.71t,节水1 251.39万m~3;在优选情景方案下,要求200头以上养殖户100%转变为高架网床养殖模式,机会成本约7.36亿元。     

SBR串联生物强化稳定塘处理养猪废水工艺优化

针对亚热带地区某规模化养猪场SBR处理低碳氮比(C/N)沼液出水不达标的问题,研究了以乙酸钠为速效碳源时其投加量对SBR运行效果的影响,并采用4级串联生物强化稳定塘工艺对SBR出水进行强化处理。结果表明:当乙酸钠投加量为400 mg·L~(-1)时,SBR工艺对COD、氨氮和总氮的平均去除率分别从16%±1%、25%±4%和14%±1%提高到了32%±1%、55%±2%、27%±4%;串联生物强化稳定塘(BSPs)工艺对COD、氨氮、总氮和总磷的平均去除率达到了65%±2%、80%±4%、79%±3%和83%±4%,出水平均浓度分别为(155±5)、(67±2)、(89±2)和(6±1) mg·L~(-1),均可满足《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB 18596-2001)的要求。以生物膜和双穗雀稗构成的前2级生物强化稳定塘系统对COD、氨氮、总氮和总磷的消纳量分别占整个串联稳定塘系统消纳量的57%、50%、51%和81%。进一步分析可知,串联生物强化稳定塘工艺对养猪废水主要污染物(COD、氨氮、总氮、总磷)的去除效果显著,采用此技术可实现废水的达标排放。     

清江流域畜禽养殖污染负荷研究

根据2014年清江流域畜禽养殖数据,计算了清江流域耕地畜禽粪尿负荷量及等标排放量,并对各地区畜禽粪尿对耕地和水环境的污染现状进行风险评价。结果表明:(1)清江流域猪粪当量高达1 314.03×10~4 t,耕地畜禽粪尿负荷量为29.37t/hm~2,预警值为0.78。(2)2014年全流域进入水体的COD、BOD_5、TN、氨氮、TP的流失量分别为40 505.03、30 322.11、19 541.30、5 644.17、3 373.90t/a。(3)各县市中长阳县对水体污染的贡献最大,为14.95%,之后依次为宜都市、恩施市、利川市、巴东县、建始县、咸丰县、宣恩县、鹤峰县和五峰县,其对水体污染的贡献分别为14.24%、13.96%、11.65%、10.94%、10.40%、7.40%、6.97%、5.01%和4.48%。(4)各种污染物中对水体污染贡献最大的是TN,等标排放率为40.33%,之后依次为TP、氨氮、BOD_5和COD,等标排放率分别为34.81%、11.65%、10.43%、2.79%。(5)清江流域各类畜禽养殖中对水体污染最大的是生猪,生猪养殖对水体污染的贡献为56.19%;家禽养殖对水体污染最小,其贡献仅为3.68%。而TN和TP是清江流域水体污染的主要因子,而生猪养殖对TN和TP污染的贡献分别为55.28%和46.47%。     

北美海蓬子生态浮床对养殖海水的净化和对虾的增产效果

为了探讨不同覆盖面积生态浮床对养殖海水的净化效果及其对北美海蓬子和南美白对虾生长的影响,以不设置浮床为对照,在养殖对虾的水面上设置了3种不同面积北美海蓬子生态浮床,覆盖面积分别为25%、50%和75%。实验进行期间每2 d监测1次水质,实验结束后测定海蓬子和对虾产量,并对氮和磷进行衡算。结果表明:15 d后,50%覆盖面积生态浮床对水体总氮、铵态氮、硝态氮和CODMn的去除效果最好,去除率分别为44.90%、34.43%、44.45%和35.64%;75%覆盖面积生态浮床对水体总磷的去除效果最好,去除率为30.32%;各处理间pH、溶解氧和温度没有显著性差异,但盐度随浮床面积增加而有所下降;各处理间海蓬子生长没有显著性差异,但对虾产量差异显著,以50%处理的产量最高,比不设置浮床增产7.8倍;设置浮床后,水体和其他途径总氮减少,海蓬子和对虾总氮增加,水体总磷和对虾总磷减少,其他途径和海蓬子总磷增加。北美海蓬子生态浮床对养殖海水具有显著的净化效果,对虾具有显著的增产效果,其中以50%覆盖面积效果最佳。     

利用秸秆材料处理养殖废水过程中氮的转化与氨排放特征

养殖废水浓度过高,直接排入生态湿地容易造成植物死亡。因此,在养殖废水进入生态湿地之前,须进行前处理,降低其养分浓度,以确保生态湿地对养殖废水的处理效果。通过野外控制实验,研究了添加不同作物秸秆对养殖废水的处理效果,并考察了作物秸秆材料对氮的转化特征。结果表明:通过设置麦秸、玉米秆、稻草和对照4个实验组,在经过6个月的连续处理后,总氮出水浓度为359.8～614.0 mg·L~(-1),去除率为30%～40%,氨氮出水浓度降至210.6～449.1 mg·L~(-1),作物秸秆对高负荷养殖废水中氮的脱除效果显著;出水氨氮浓度在绿狐尾藻(Myriophyllum elatinoides)人工湿地要求的植物耐受限度内;不同形态氮浓度在基质系统处理前后的占比变化不大,主要以氨氮为主(平均为68.3%),其次为颗粒态氮(平均为22.0%),硝态氮占比极低(1%);添加作物秸秆能降低养殖废水的氨挥发,生物基质消纳系统中以氨挥发形式损失的氮约占TN去除量的10%,明显低于自然条件下的损失率(60%)。以上研究结果对优化生态湿地处理高负荷畜禽养殖废水工艺具有参考价值和指导意义。     

海水养殖废水沉积物中硝化细菌的分离及修复无机氮污染的研究

针对海水养殖废水中的无机氮污染,从某石斑鱼养殖池底沉积物中筛选出5株硝化细菌(5~9号),并利用该菌进行去除养殖废水中无机氮的实验。结果表明,5株硝化细菌对养殖废水中氨氮、总氮、硝酸盐氮和亚硝酸盐氮均具有去除作用,对硝酸盐氮的去除存在相对延滞。其中,7号菌株去除效果最好,6h时对氨氮、总氮、亚硝酸盐氮的去除率分别为48%、17%和13%;36h对硝酸盐氮的去除率达18%。     

大型循环水池塘养殖系统氮磷污染控制绩效评估

循环水池塘养殖系统现已成为太湖流域水产养殖的重要形式。主要针对某大型循环水池塘养殖系统的水质状况进行了调查,并对氮磷污染控制绩效进行了评估。结果表明:人工湿地、生态沟渠和养殖池塘水体总氮平均浓度分别为0.887、1.263和1.745 mg·L~(-1),人工湿地、生态沟渠和养殖池塘水体总磷的平均浓度分别为0.097、0.081和0.169 mg·L~(-1)。该系统内养殖池塘水体总氮达到《太湖流域池塘养殖水排放标准(DB32/T 1705-2001)》的二级排放标准(TN≤3.0mg·L~(-1)),总磷均达到一级排放标准(TP≤0.3 mg·L~(-1));人工湿地和生态沟渠水体总氮和总磷均达到《太湖流域池塘养殖水排放标准》的一级排放标准(TN≤2.0 mg·L~(-1),TP≤0.3 mg·L~(-1))。分别采用物料平衡法和化学分析法估算出养殖池塘原始氮磷污染负荷和系统最终氮磷污染负荷。养殖池塘原始氮磷污染负荷分别约为152.66 kg·hm~(-2)(20.46 t·a~(-1))和32.52 kg·hm~(-2)(4.36 t·a~(-1)),系统最终氮磷污染负荷分别约为2.72和0.15 t·a~(-1)。该大型循环水池塘养殖系统运行情况良好,循环水池塘养殖系统具有良好的自我氮磷污染削减功能,适合作为以后构建水产养殖系统的模式。     

矿化垃圾生物反应床处理畜禽废水的试验研究

矿化垃圾具有较大的吸附比表面积，较强的阳离子交换容量（67.9meq/100g),无二次污染，是很好的污水处理生物介绍。借助于于矿化垃圾柱物理模型装置，在实验室进行了历时6个月的矿化垃圾反应床处理畜禽污水试验。结果表明，系统出水有较大改善，出水溶解氧有较大提高，pH值呈中性。该处理系统对畜禽污水中色度，SS，CODCr,BOD5,NH3-N和总磷的平均去除率分别为64.7%,14.94%,75.33%,88.71%,94.55%和99．83％，处理出水中CODCr,BOD5,NH4-N和总磷的平均浓度分别为185．61mg/L,14.94mg/L,26.79mg/L和0.079mg/L，总氮的平均去除率仅为21.29%.反应器运行6个月以来，运转良好，未发生阻塞现象。     

矿化垃圾生物反应床处理畜禽废水的试验研究

矿化垃圾具有较大的吸附比表面积 ,较强的阳离子交换容量 (6 7.9meq/ 10 0 g) ,无二次污染 ,是很好的污水处理生物介质。借助于矿化垃圾柱物理模型试验装置 ,在实验室进行了历时 6个月的矿化垃圾反应床处理畜禽污水试验。结果表明 ,系统出水有较大改善 ,出水溶解氧有较大提高 ,pH值呈中性。该处理系统对畜禽污水中色度、SS、CODCr、BOD5、NH3 N和总磷的平均去除率分别为 6 4.7%、5 4.2 9%、75 .33 %、88.71%、94.5 5 %和 99.83 % ;处理出水中CODCr、BOD5、NH4 N和总磷的平均浓度分别为 185 .6 1mg/L、14.94mg/L、2 6 .79mg/L和 0 .0 79mg/L ;总氮的平均去除率仅为 2 1.2 9%。反应器运行 6个月以来 ,运转良好 ,未发生阻塞现象     

象山港网箱养殖对海域环境的影响及其养殖环境容量研究

以象山港海域的潮流模型和物质输运模型为基础,建立了各网箱养殖区的氮、磷污染物排放量与研究海域水质之间的响应关系,对该海域的养殖污染状况进行了模拟,讨论了该海域的网箱养殖环境容量.结果表明,象山港内的氮、磷浓度在养殖区密集的港顶海域超出一类水质标准;该海域的氮、磷养殖环境容量分别为670.74t/a和77.32t/a.目前,象山港内各网箱养殖区的污染物排放量已超出其容量,需进行削减.     

象山港网箱养殖对海域环境的影响及其养殖环境容量研究

以象山港海域的潮流模型和物质输运模型为基础,建立了各网箱养殖区的氮、磷污染物排放量与研究海域水质之间的响应关系,对该海域的养殖污染状况进行了模拟,讨论了该海域的网箱养殖环境容量.结果表明,象山港内的氮、磷浓度在养殖区密集的港顶海域超出一类水质标准;该海域的氮、磷养殖环境容量分别为670.74t/a和77.32t/a.目前,象山港内各网箱养殖区的污染物排放量已超出其容量,需进行削减.     

5种水培植物对富营养化水体的净化能力

为了研究水培植物对富营养化水体的净化能力,将莴笋(Lactuca sativa var.angustata)、空心菜(Ipomoeaaquatica)、番茄(Lycopersicon esculentum)、生菜(Lactuca sativa var.ramosa)和黄瓜(Cucumis sativus)5种蔬菜放置于富营养化水体中培养,定期测定水体中总氮和总磷含量的变化。实验结果表明,水培莴笋、空心菜、番茄、生菜和黄瓜对富营养化水体中总氮的去除率分别为66.45%、91.28%、93.74%、93.04%和90.11%;对总磷的去除率分别为96.44%、97.48%、85.62%、88.08%和90.97%。比较5种水培蔬菜单位鲜重的总氮和总磷去除能力,结果表明,生菜的总氮和总磷去除能力最强,分别为0.69 mg/(L.g FW)和0.06 mg/(L.g FW),可作为净化富营养化水体优先选择的植物物种。     

沸石粉在污泥生态床中的应用研究

研究了不同沸石粉投加比例对污泥脱水、沉降、干化时间、污泥生态床中植物根部干重的影响,最终选定沸石粉投加比例为6%。在此投加比例下,对污泥生态床中的氮磷含量进行了测定,结果表明,黄花鸢尾床与芦苇床,总磷含量下降分别为13.2%和12.2%;总氮含量下降分别为48.3%和49.2%;硝氮含量下降分别为67.2%和70.2%。     

天津地区生态沟渠不同植物配置对氮磷去除效果研究

为筛选适宜天津地区的生态沟渠及提高其净化效果,设置了2组沟渠植物配置试验,研究不同植物配置模式下沟渠氮磷去除效果。结果表明:在沟底种植不同水生蔬菜中,空心菜(Ipomoea aquatica)对氮磷的净化作用较好,总氮、总磷的去除率分别为49.00%、56.05%。在沟壁种植不同护坡植物中,水葱(Scirpus validus)对氨氮、总磷的拦截较好,去除率分别为40.74%、45.24%,显著高于油莎草(Cyperus esculentus L.)和梭鱼草(Pontederia cordata)。综合比较2组植物配置模式的沟渠,以空心菜(沟底)+水葱(沟壁)植物配置的生态沟渠氮磷去除效果最佳,总氮、硝态氮、氨氮和总磷的去除率分别为49.00%、59.04%、43.91%、56.05%。该植物搭配生态沟渠是适宜天津地区治理氮磷污染的一种可行模式,研究成果将为治理天津地区面源污染提供技术指导。     

天目湖流域农业面源污染控制研究

天目湖是溧阳市饮用水源地，近年的水质下降，与流域农业面源污染和旅游产业发展不无关系。因此，通过对农田、林地、居民居住地地表径流污染以及畜禽、水产养殖、农村生活及旅游等氮、磷污染物排放量的估算，提出农业化肥减施、种植业结构调整、农田基础设施生态改造、农村环境综合整治等控制措施。     

沉水植物与2种不同辅料混合好氧堆肥

沉水植物富含氮、磷和钾等营养元素,通过堆肥实现营养物质的回收和利用是沉水植物资源化的有效途径。但是沉水植物含水率高、碳氮比低,需要对其进行一定的优化才能实现更好的堆肥效果。本研究采用麦秸、树叶分别作为辅料和沉水植物进行混合好氧堆肥实验,沉水植物好氧堆肥作为控制组。通过测定温度、挥发分、耗氧速率、电导率、种子发芽率(GI)、总氮、总磷和总钾等以评价堆肥产品的腐熟度和养分。结果表明,沉水植物好氧堆肥具有一定可行性,堆肥产品总养分含量为6.01%,符合有机肥使用标准(NY525-2012)中对总养分的要求,具有较好腐熟度,但堆肥产品pH值为8.90,大于标准值8.50,氮素损失率为35.11%;通过分别添加麦秸、树叶与沉水植物混合堆肥,堆肥产品pH值分别为8.33和8.24,氮素损失率分别为20.25%和11.21%;由电导率、GI、碳氮比综合分析3组堆肥产品腐熟度从高到低顺序为沉水植物与树叶沉水植物与麦秸沉水植物。通过添加富碳辅料如麦秸、树叶与沉水植物混合堆肥可以提高堆肥产品腐熟度,减少氮素损失提高肥效。     

中国化肥农药施用总体特征及减施效果分析

利用文献数据和统计资料,分析了中国1990—2016年化肥农药施用的总体状况,包括施用总量、施用结构和施用强度的历史变化特征,重点分析了2014—2016年全国各省份化肥农药施用总量和施用强度的变化特征,以及2015年和2016年全国各省份化肥农药"双减"实施状况。1990—2016年,中国化肥农药施用总量稳步上升,但结构不断变化,其中最显著的变化是复合肥使用占比逐年增加,新型高效低毒农药成为发展趋势。2014—2016年,全国化肥农药减施明显,其中2015年全国化肥施用总量增幅仅为0.4%,2016年化肥施用总量增幅为-0.6%,首次实现负增长;2015年和2016年,农药施用总量连续两年实现负增长,增幅分别为-1.3%和-2.4%。施用总量上,2015年全国实现化肥农药"双减"的省份共有10个,2016年增加到19个;施用强度上,2015年全国实现化肥农药"双减"的省份有11个,2016年增加到18个。2015年和2016年,总体上全国化肥农药施用强度减施效果优于施用总量减施效果,农药减施效果优于化肥减施效果。     

阿什河水系枯水期氮污染特征与同位素源解析

在阿什河水系设置20个采样点,采用水质监测技术和稳定氮同位素示踪技术,研究了枯水期阿什河氮污染特征和硝酸盐氮污染来源。结果表明:(1)阿什河枯水期大部分采样点氨氮浓度较低,大部分区域达到或优于《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)中Ⅲ类。上游河段硝酸盐氮浓度较低,中游河段较高,到下游河段略有降低。总氮浓度较高,最高达19.4mg/L。(2)阿什河水系采样点15 N的丰度(δ15 N)主要处于0.11%~0.21%、0.42%~0.78%、0.83%~0.88%和1.09%~1.26%。稳定15 N同位素示踪解析阿什河硝酸盐氮污染来源表明,阿什河上游污染源主要为大气沉降、土壤有机氮和人工化肥;中游主要受畜禽养殖污水和生活污水污染;下游主要受城镇生活污水和工业废水影响。