基于污染物削减效果和成本的农业面源污染控制技术优选——以太湖地区为例

农业面源污染控制既要考虑技术对污染物的削减效果,也要兼顾工程建设-运行成本.以我国近20 a来农业(种植业、畜禽养殖业、水产养殖业)面源污染控制具有代表性的73种技术为对象,根据指标(总氮、总磷、氨氮、COD削减率,建设成本,运行成本)完整性等因素初步选择了12种技术,采用层次-灰色关联度法选择兼顾污染物削减率和成本的最适技术.结果表明:种植业污染控制技术中以农田排水植物-微生物复合处理技术为最好,其次是生态拦截沟渠技术;畜禽养殖业面源污染控制技术中以养殖废水土地渗滤处理系统为最好,其次是人工湿地技术;水产养殖业污染控制技术中以组合填料序批式生物膜法为最好,其次是生物-生态复合处理技术.针对太湖地区实际情况,生态拦截沟渠技术更适合该地区农田排水污染控制,土地渗滤处理系统可用于太湖上游地区畜禽养殖业废水处理,组合填料序批式生物膜法可以用于水产养殖排水处理.所提出的层次-灰色关联度法可满足兼顾污染物削减和工程建设-运行成本的面源污染控制技术比选和决策需求.     

上坝村井水中重金属的污染状况和分布特征分析

调查了上坝村重污染区的上樟组、群樟组和群联组共29个井水中的pH、Eh和重金属.结果表明,上坝村井水的Cu、Pb含量不超标,但Zn、Cd和Mn浓度均值分别是国家生活饮用水卫生标准的1.24倍、1.96倍和10.8倍;Zn、Cd、Mn的浓度和Eh值随着水井离横石河越远而越低,即呈现上樟组群樟组群联组的关系;当Eh小于300mV或上樟组pH值大于5.5、群樟组pH值大于4、群联组pH值介于5.1—5.4时,随着Eh的降低或pH值升高,井水中Zn、Cd、Mn的浓度急剧下降且趋向零.     

水循环对太湖地区稻田生态系统中养分平衡的影响

本研究在太湖地区常熟、无锡和武进三县（市）设立试验点，同时研究小麦-水稻两熟轮作制中水循环过程的降雨、灌溉、外排、渗漏四途径对N、P、K、Ca、Mg，S六种营养元素的迁移量；水循环输入，输出途径对于土壤养分库中上述六种元素容量变化的贡献；水循环输入、输出途径对于稻田生态系统各养分总输入、总输出的贡献，结果表明，水循环对六种营养元素迁移量大小顺序为：Ca>Ma、S>K>N>P；水循环对土壤养分库容量影响最强烈的元素是Ca、Mg，使之出现了较大程度的亏损，而对钾，氮，磷的影响较小，尤以磷素为甚；水循环对稻田生态系统中Ca、Mg、S三元素的输入贡献率为50%-88%，输出贡献率为73-94%，主导着该三元素的循环。     

都市型农业土地利用面源污染环保意识和支付意愿研究

研究针对北京郊区农业集约化水平较高的顺义区蔬菜化肥和农药超量使用及大型养殖场废弃物排放给生态环境带来严重的不良影响问题，在大量农业面源污染研究的基础上，采用CVM方法，评估了顺义区公众对以上农业活动造成的地下水环境污染问题的环境意识和支付意愿，研究结果表明：首都郊区农民的环保意识在增强；家庭人均纯收入、受访者的受教育程度与支付意愿呈显著正相关；受访者的年龄与支付意愿则呈显著负相关。该研究还计算了顺义区2002年全区农民的平均支付意愿是49．18元/人，该年全区人民总支付意愿为2680．861万元人民币。该研究可为有关部门对农业面源污染进行治理提供参考依据。     

太湖入湖河流中精神活性物质污染特征与生态风险

精神活性物质是一类摄入人体后对中枢神经系统具有强烈兴奋或抑制作用的新型污染物,其在水环境中的存在可能对水生生物、水生态系统甚至人体健康产生潜在的危害。为评价太湖中精神活性物质的污染水平和生态风险,利用超高效液相色谱-质谱联用法检测了太湖19条入湖河流中13种典型精神活性物质的质量浓度和空间分布规律。结果表明,在太湖19条入湖河流中除苯甲酰牙子碱(BE)和去甲氯胺酮(NK)外,其余11种目标物均有检出,质量浓度范围为n.d.～43.2 ng·L~(-1)。其中麻黄碱(EPH)的检出率和中间浓度最高,分别为100%和11.0 ng·L~(-1);其次为甲基苯丙胺(METH),检出频率为58%,浓度中值为1.0 ng·L~(-1);苯丙胺(AMP)在东部湖区均未检出。大部分精神活性物质浓度水平较高的河流分布在竺山湾和西太湖,而海洛因(HR)的高值区主要在南太湖。运用风险熵方法对其进行风险评估,结果显示,太湖流域地表水中检出的13种精神活性物质的风险熵值均<0.1,生态风险较低,但其对水生生态系统的长期和综合风险值得关注。     

洋涌河、茅洲河和东宝河沉积物中重金属的污染及评价

根据重金属环境化学行为的特点,应用沉积学原理,对深圳三条河流沉积物中的重金属进行了研究,采用Lars Hakanson指数法对重金属的潜在生态危害进行了评价,研究结果表明,即使按当地最高背景值为参比值计算,三条河流都受到重金属的严重污染,多数河段属于强的生态危害,少数河段属于中等生态危害。     

外源性污染对太湖梅梁湾水质影响的定量化

通过太湖的水量水质数学模型,模拟了梅梁湾内主要的入湖污染源———直湖港、武进港和梁溪河排入的污染物质的迁移、转化规律;分析了梅梁湾中梅园、小湾里、闾江口、拖山4个监测点水质浓度受直湖港、武进港和梁溪河排污影响程度的大小;并分别建立了监测点污染物浓度与排污口排污量的响应关系曲线和响应关系表达式。通过这些结论可以方便的定量的计算出在排污口排污量发生变化的情况下监测点水质浓度的变化量,为合理控制外源污染物质的入湖量提供了技术支持。     

太湖零点行动前后水质状况对比分析

根据 1 998年 1 1月和 1 999年 1 0月的监测数据 ,对零点行动前后太湖各监测点位的水质状况及DO、CODMn、TP、TN、Chla等主要指标的空间分布进行了对比 ,发现污染状况并未得到明显改善 ,除了人为因素外 ,非点源污染的贡献和底泥营养物质的释放是影响水质改善的 2个重要因素     

Quantification and Index of Non-Point Source Pollution in Taihu Lake Region with GIS

The contribution of phosphorus and nitrogen from non-point source pollution (NPS) in the Taihu Lake region was investigated through case study and surveying in the town of Xueyan, From experimental results coupled with survey and statistics in the studied area, the distribution of nitrogen and phosphorus input to the water body is achieved from four main sources: agricultural land, village, the town center and the poultry factory. The results showed that about 38% of total phosphorus (TP) and 48% of total nitrogen (TN) discharged is from agricultural land, 33% of TP and 40% TN from village residents, 25% of TP and 10% of TN from the town center and 4% of TP and 2% of TN from the poultry factory.The Agricultural Non-point Pollution Potential Index (APPI) system for identifying and ranking critical areas of NPS was established with a Geographic Information Systems (GIS)-based technology. Quantification of the key factors in non-point sources pollution was carried out utilizing the following: Sediment Production Index (SPI), Runoff Index (RI), People and Animal Loading Index (PALI) and Chemical Use Index (CUI). These are the core parts of the model, and the weighting factor of each index was evaluated according the results of quantification. The model was successfully applied for evaluating APPI in Xueyan. Results from the model showed that the critical area identified for NPS control in Xueyan. The model has several advantages including: requiring fewer parameters, easy acquirement of these parameters, friendly interface, and convenience of operation. In addition it is especially useful for identifying critical areas of NPS when the basic data are not fully accessible, which is the present situation in China.     

太湖重污染湖区和水源地水质概况及藻毒素污染环境风险

近年来太湖流域局部水质状况有所改善,但太湖藻型生境条件还未根本改变,水污染防治任务依然艰巨。确保太湖湖体水质稳定达标,尤其是加强对太湖重点湖区和水源地重点污染物的调查研究十分重要。在此背景下,本文调研了太湖重点湖区和水源地水质概况、藻毒素污染时空分布特征、环境影响因子和迁移转化规律,并总结了藻毒素的环境和健康风险研究的最新进展,指出了太湖西部湖区和饮用水源地的主要环境风险,以及未来太湖藻毒素污染相关研究需解决的关键技术问题,以期为促进太湖流域重点污染物的控制和治理,确保太湖饮用水源地安全提供有益借鉴。     

我国水环境农业非点源污染防治研究简述

概述了我国农业非点源污染的危害、污染影响因素和污染防治措施方面的研究。     

城市饮用水地表水源非点源污染研究

城市水源污染,不仅是制约国民经济发展的重要因素,而且成为危害和威胁人民健康的严重社会问题在原污染得到初步控制的情况下,非点源污染已经成为水源地的重要污染源。文章在讨论水源地非点源污染来源的基础上,分析了水源地非点源污染的危害,提出了非点源污染的防治对策。     

Nitrogen Export from an Agriculture Watershed in the Taihu Lake Area, China

Temporal changes in nitrogen concentrations and stream discharge, as well as sediment and nitrogen losses from erosion plots with different land uses, were studied in an agricultural watershed in the Taihu Lake area in eastern China. The highest overland runoff loads and nitrogen losses were measured under the upland at a convergent footslope. Much higher runoff, sediment and nitrogen losses were observed under upland cropping and vegetable fields than that under chestnut orchard and bamboo forest. Sediment associated nitrogen losses accounted for 8–43.5% of total nitrogen export via overland runoff. N lost in dissolved inorganic nitrogen forms (NO ₃ ^– -N + NH ₄ ⁺ -N) accounted for less than 50% of total water associated nitrogen export. Agricultural practices and weather-driven fluctuation in discharge were main reasons for the temporal variations in nutrient losses via stream discharge. Significant correlation between the total nitrogen concentration and stream discharge load was observed. Simple regression models could give satisfactory results for prediction of the total nitrogen concentrations in stream water and can be used for better quantifying nitrogen losses from arable land. Nitrogen losses from the studied watershed via stream discharge during rice season in the year 2002 were estimated to be 10.5 kg N/ha using these simple models.     

太湖流域水源地多氯联苯分布特征与污染水平

为系统了解太湖流域主要水源地多氯联苯(PCBs)的污染现状,于2012年3月和6月分别采集水相、悬浮颗粒物和沉积物样品,并利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)对PCBs的浓度进行了分析。结果表明,3月水相、悬浮颗粒物和沉积物中均未检测出PCBs类物质。6月水相中PCBs质量浓度在ND~1.04 ng·L~(-1)之间,平均值为0.57 ng·L~(-1),悬浮颗粒物和沉积物中PCBs质量浓度分别在0.96~2.72 ng·g-1和0.47~1.29 ng·g-1之间。Aroclor 1016和Aroclor 1260在3种介质中均有检出,且Aroclor1016浓度均为最高。与国内外研究相比较,太湖流域主要水源地PCBs污染水平较低。水相中PCBs浓度水平低于我国地表水环境质量标准;悬浮颗粒物和沉积物中PCBs浓度水平均低于加拿大保护水生环境沉积物化学品风险评价标准的LEL值,说明各样点PCBs对底栖动物无毒性影响。     

江苏太湖地区不同种植模式下肥料投入与养分平衡分析

为明确农业面源污染对太湖水体富营养化的影响,以江苏省太湖地区为研究对象,选取宜兴市、苏州市吴中区和溧阳市3个地区作为典型调查区域,对太湖地区稻麦、稻油2种种植模式下的肥料投入和养分平衡状况的研究结果表明,太湖地区稻麦、稻油2种种植模式下的周年氮肥投入量分别达到556.2和488.0 kg.hm-2,盈余率分别为100.2%和62.5%,稻季氮肥平均投入量为298.0 kg.hm-2,明显高于麦季的229.1和油菜季的218.9kg.hm-2;2种种植模式下的周年磷肥投入量分别为117.6和116.7 kg.hm-2,盈余率较低,仅为9.0%和-7.4%;周年钾肥投入量最少,分别为107.3和105.3 kg.hm-2,且都存在超过50%的亏缺。2种种植模式下,氮肥投入量明显高于磷肥与钾肥,导致大量氮素盈余,磷肥投入较为合理,达到基本平衡状态,投入量最少的钾肥则存在严重的养分亏缺。