畜禽养殖区磷流失对水环境的影响及其防治措施

概述了畜禽养殖废物中磷的流失对水环境的影响，分析养殖废物中磷的来源和流失途径，并从保护水资源的角度提出减少畜禽粪便中磷流失的管理和控制措施。     

海南省畜禽养殖污染及其治理分析

畜禽粪便中含有大量畜禽食粮后没有被完全转化的有机质和氮、磷、钾等营养元素,也含有可作为饲料营养物质,流失进入水体环境后会造成水质富营养化,降低河流水质功能。通过实测和估算,研究海南省畜禽养殖粪便产生的主要污染物及其对河流水体的影响情况,同时研究海南省处置畜禽粪便污染的效果。2002年海南省畜禽养殖粪便主要污染物产生量分别为:COD量50.35万t、无机氮8.87万t、磷酸盐2.26万t;主要污染物入河量分别为:COD量19861t、无机氮1953t、磷酸盐365t。目前采用的好氧与厌氧沼气化处理处置畜禽粪便与污水效果较好,COD平均去除率为89%,氨氮平均去除率为88%,总磷平均去除率为75%。国内对畜禽养殖粪便的处理处置和污染问题也有不少研究,但像此文较系统性地研究畜禽养殖粪便污染及其治理问题却为鲜见,计算与估算的方法也与其它研究有所不同。     

北京密云水库上游太师屯镇非点源污染损失估算

选取密云水库上游太师屯镇为研究区,在利用输出系数法计算非点源污染负荷的基础上,运用环境经济学方法,定量估算了非点源污染损失.研究结果表明:本区养殖污染负荷最高,总氮占全镇总氮污染负荷的53.0%.其中规模化养殖占畜禽排泄污染负荷的66.5%;总磷占全镇总磷污染负荷的73.9%,其中规模化养殖占畜禽排泄污染负荷的66.5%.农村生活污染的总氮负荷占全镇总氮污染负荷的31.3%,总磷占全镇总磷污染负荷的15.8%.土地利用污染负荷最低,总磷和总氮分别占全镇总负荷的15.7%和10.3%.区域非点源污染损失折合人民币约407.57万元,其中畜禽养殖污染损失最大,约占总损失的40.7%;土地利用流失次之,占33.5%,其中63.2%的损失是耕地污染造成的;农村生活污染损失最小,但总氮损失达总损失的25%.氮、磷养分流失是主要的非点源污染形式,损失约占79.5%.土地废弃和泥沙淤积造成的污染对水库存在长期影响,也不可忽视.     

畜禽粪便资源现状及替代化肥潜力研究:以安徽省固镇县为例

基于养殖业和种植业发展现状,综合考虑农作物种植面积、种植结构以及畜禽粪便处理技术等因素,估算固镇县分乡镇的固液粪便养分资源现状及其替代化肥的潜力。结果表明:(1)固镇县畜禽粪便中氮和磷养分量分别为11 456.93和2 954.09 t;在不施用化肥和不进行秸秆还田的情景下,各乡镇畜禽粪便的氮、磷供给量均未超过作物氮、磷养分需求量。(2)情景模拟表明,情景C(固体粪便收集后尽快经堆肥加工为有机肥,液体粪便收集生成沼气后其废物本地还田利用)为最佳模式,氮和磷的有效供给量分别为8 948.78和2 642.37 t,分别占作物氮、磷需求量的34%和54%,表明固镇县有足够的农用地消纳畜禽粪便,亟需改进畜禽粪便处理工艺,提高粪肥替代化肥潜力。(3)在情景C下,畜禽粪便中氮、磷养分替代化肥潜力为4 715.04和1 247.07 t,仲兴乡、任桥镇、刘集镇和杨庙乡替代化肥潜力最大。研究结果可为固镇畜禽养殖业发展规模的确定和畜禽粪便资源化利用提供决策支持。     

基于氮磷农田利用的黄淮海地区畜禽粪尿土地承载力研究

为评估黄淮海地区畜禽粪尿土地承载力,以《畜禽养殖业源产排污系数手册》为基础,采用2018年国家及地方统计年鉴数据,测算了黄淮海地区畜禽粪尿总量、耕地畜禽粪尿氮磷负荷和畜禽养殖环境风险指数,并基于氮磷农田利用估算了该地区畜禽粪尿土地承载力及发展潜力。结果表明:(1)2017年黄淮海地区畜禽养殖的粪尿、氮和磷产生量分别为31 434.18万、172.90万和31.10万t,单位面积耕地的畜禽粪尿、氮和磷负荷分别为12.00 t·hm~(-2)、66.05 kg·hm~(-2)和11.88 kg·hm~(-2);(2)畜禽污染物耕地负荷总体上处于较低水平,81.82%的城市畜禽粪尿耕地负荷低于15 t·hm~(-2),70.91%的城市畜禽氮负荷低于75 kg·hm~(-2),78.18%的城市畜禽磷负荷低于15 kg·hm~(-2);(3)从畜禽养殖环境风险看,北京属削减养殖区,天津、秦皇岛、烟台属严格控制区,威海、日照、德州、滨州、洛阳、许昌、漯河属适当控制区,邢台、安阳、商丘、枣庄、亳州、淮北、徐州、连云港、盐城、淮安属重点发展区,其余地区属一般发展区;(4)黄淮海地区基于氮磷农田利用的土地承载力为42 262.70万头猪当量,畜禽养殖潜力值为26 469.82万头猪当量,其中北京需削减66.34万头猪当量,天津、安徽、江苏、河北、河南和山东畜禽发展潜力分别为104.56万、3 569.14万、3 691.77万、4 189.90万、8 371.26万和6 609.53万头猪当量。     

新型城市环卫和用水基础设施

"生态环卫"技术提供了共同解决两个关键水难题的办法:如何使世界缺乏用水和卫生设备的人数比例下降一半;如何解决湖泊、水库和内海的富营养化.氮和磷超标,主要来源于城市污水和农业肥料的流失.尿液和粪便(特别是尿液)含有氮和磷.一个新的人类废物管理办法,有可能使这些物质在农业领域循环.     

新型城市环卫和用水基础设施

“生态环卫”技术提供了共同解决两个关键水难题的办法：如何使世界缺乏用水和卫生设备的人数比例下降一半；如何解决湖泊、水库和内海的富营养化，氮和磷超标，主要来源于城市污水和农业肥料的流失，尿液和粪便（特别是尿液）含有氮和磷，一个新的人类废物管理办法，有可能使这些物质在农业领域循环。     

辽宁浑河流域不同土地类型地表径流和壤中流氮、磷流失特征

采用人工模拟降雨的试验方法,研究了辽宁浑河流域主要土地利用类型的土壤在地表径流和壤中流中所产生的氮、磷流失特征。结果表明,（1）地表径流和壤中流氮、磷流失特征差异显著,地表径流氮、磷输出浓度均表现为降雨初期较高而后逐渐趋于稳定的特征;壤中流氮、磷输出浓度在整个径流过程中保持相对稳定。（2）在整个降雨径流过程中,耕地与草地氮、磷流失均以地表径流为主,随壤中流流失的氮、磷占输出量的比例较小。（3）耕地与草地中地表径流和壤中流氮、磷流失差异表明,土壤的水分下渗滤减机制对氮、磷流失具有很大的削减作用,草地中对总磷的削减作用尤为显著,可达90%以上。     

基于氮磷指数的小流域氮磷流失风险评价

识别区域氮磷流失综合风险分布状况并对氮磷流失进行综合调控是控制非点源污染的有效措施。但传统的研究往往局限于氮或磷流失风险的单独评估和调控,以密云水库沿湖集约化农区东庄小流域为例,应用氮指数、磷指数及氮磷综合指数法,对区域氮磷流失风险进行综合评价。结果表明：流域氮、磷流失风险总体上较小,80%以上的区域均处于氮、磷流失的无风险或低风险区,但氮、磷流失的空间分布存在较大差异。其中氮流失的高度风险区集中在山地中土壤侵蚀指数较大的果园;而磷流失的高风险区域主要分布在河流沿岸的农业用地。氮磷综合风险指数显示,93.1%的区域处于无风险和低风险区,中度以上风险区占总面积的6.9%,主要集中在流域中部有着较高的肥料施用、地势陡峭且处在河流沿岸的农业用地或山地中。单独考虑氮指数或磷指数都难以反映区域氮磷流失的综合风险状况,容易忽略磷指数高氮指数低、氮指数高和磷指数低以及氮、磷风险在中等的区域。因此,在氮、磷流失风险评估基础上,进行氮磷流失风险的综合评价,可为氮磷流失的综合调控提供指导。     

基于氮磷指数的小流域氮磷流失风险评价

识别区域氮磷流失综合风险分布状况并对氮磷流失进行综合调控是控制非点源污染的有效措施。但传统的研究往往局限于氮或磷流失风险的单独评估和调控,以密云水库沿湖集约化农区东庄小流域为例,应用氮指数、磷指数及氮磷综合指数法,对区域氮磷流失风险进行综合评价。结果表明:流域氮、磷流失风险总体上较小,80%以上的区域均处于氮、磷流失的无风险或低风险区,但氮、磷流失的空间分布存在较大差异。其中氮流失的高度风险区集中在山地中土壤侵蚀指数较大的果园;而磷流失的高风险区域主要分布在河流沿岸的农业用地。氮磷综合风险指数显示,93.1%的区域处于无风险和低风险区,中度以上风险区占总面积的6.9%,主要集中在流域中部有着较高的肥料施用、地势陡峭且处在河流沿岸的农业用地或山地中。单独考虑氮指数或磷指数都难以反映区域氮磷流失的综合风险状况,容易忽略磷指数高氮指数低、氮指数高和磷指数低以及氮、磷风险在中等的区域。因此,在氮、磷流失风险评估基础上,进行氮磷流失风险的综合评价,可为氮磷流失的综合调控提供指导。     

人工湿地系统对含沼液畜禽废水净化效果试验研究

为了考察人工湿地处理含沼液畜禽废水的可行性,采用水平潜流人工湿地对含沼液畜禽废水进行处理实验。试验结果表明：在进水流量1.5 m3.d-1,水平潜流人工湿地系统对含沼液畜禽废水具有较好的处理效果。废水中COD、TP、TN和NH4＋-N浊度平均去除率分别为59.21%、53.80%、55.09%和55.57%.另外,通过对人工湿地沿程的污染物变化试验分析表明,人工湿地系统对污染物的降解是沿人工湿地水流方向逐渐降低的。     

竹银水库库底氮磷营养盐释放潜力研究

竹银水库是珠海新建的目前最大的对澳门供水水库,总库容达4500×104 m3。氮和磷是浮游植物生长繁殖的主要限制性营养元素,氮、磷的供应很大程度决定着水生生态系统的初级生产力和有机质的微生物循环,而水体氮、磷营养盐的一个重要来源就是沉积物,即底泥。以竹银水库蓄水前库内不同区域的底泥为对象,对水库内代表不同区域的10个位点底泥进行采样,通过水库蓄水模型装置,模拟无氧条件下各区域底泥在蓄水后短期内向上覆水体释放氮、磷营养盐的情况,并对释放到水体中的总氮、总磷进行2天一次的定期监测,评估该水库底泥氮、磷营养盐的释放潜力。结果表明：竹银水库库底氮、磷营养盐的释放存在空间差异,农业种植区和畜牧养殖区附近的采样点具有较大的总氮和总磷释放潜力;各采样点的总氮平均释放潜力达15 g·m-3,总磷平均释放潜力达30 mg·m-3,磷释放的风险远低于氮,磷仍将是竹银水库最主要的限制性营养元素;预计该水库在蓄水后10 d内最多可释放近1.7×105 kg的氮和1.5×103 kg左右的磷,按满库容计算,则底泥营养盐的释放使水库水体氮、磷营养盐质量浓度分别提高4.25 mg·L^-1和0.038 mg·L^-1。建议对不同区域性质的底泥采取具有针对性的处理措施：对农业种植区与牲畜养殖场区域的底泥应以清淤为主,对于其他区域可采取底泥覆盖等技术降低其营养盐释放风险。     

铁对马蹄莲除磷效果的影响

采用营养液培养方法研究Fe对马蹄莲系统除磷效果的影响.实验结果显示,硫铁矿渣和FeCl3均能提高废水中磷的净化效果,FeCl3对马蹄莲净化废水中的总磷、水溶性磷效果尤为明显.与对照相比,FeCl3＋马蹄莲系统对TP平均去除率提高14.75%,水溶性磷比对照高9.25%.随着时间的延长,SOD和POD都是先上升后下降,C...     

Anthropogenic phosphorus flow analysis of Lujiang County, Anhui Province, Central China

Anthropogenic phosphorus load in the aquatic environment of Lujiang County, central China, may be a serious problem, greatly contributing to surface water eutrophication. Using substance flow analysis, this study develops a phosphorus-flow analytical model to trace the pathways of this limiting nutrient throughout Lujiang's socioeconomic system. The model includes six major subsystems: extraction, phosphorous chemical industry, agriculture, animal husbandry, human consumption, and phosphorous waste management. We conducted qualitative and quantitative analyses of the primary phosphorous flows and stocks within these subsystems in Lujiang County over 2008. Approaches to data include statistical reports and literature reviews, face-to-face interviews and questionnaire-based surveys. The results show the total phosphorus input and output were 8311.5 tons and 5664.6 tons, respectively, in Lujiang in 2008, resulting in a phosphorus surplus of 2646.9 tons in the socioeconomic system. The phosphorus load in the recipient waters, as part of the total phosphorus output, was estimated to be 1666.7 tons. Large-scale livestock operations contributed the most phosphorus to local surface waters, accounting for 55.8% and followed by human consumption (23.0%) and agriculture (21.2%). Consequently, it should be of central concern for policy makers to improve phosphorous reuse efficiency in order to reduce phosphorus release into the aquatic environment. Limitations of the methodology and data are also discussed.     

北京市规模化畜禽养殖场污染调查与防治对策研究

在对北京市规模化畜禽养殖场粪尿、废水产生、排放情况进行调查监测的基础上 ,提出了针对性污染防治对策。     

改性活性氧化铝除磷性能的试验

为提高活性氧化铝对废水中磷的去除效果,以硫酸铝为改性剂,采用浸渍法对其进行改性;测定了改性前后活性氧化铝的比表面积及孔容孔径;考察了吸附时间、pH、废水初始浓度、改性剂投加量等因素对去除废水中磷的影响;探讨了改性活性氧化铝对磷的吸附机理.结果表明,改性后活性氧化铝的比表面积为398.364 m2/g,提高了14.22%...     

苏北盐城海岸带陆源氮磷污染负荷估算初探

海岸带陆源氮磷污染输入是导致近海赤潮的主要原因,但目前尚缺乏系统的调查研究。文章采用野外实地调查和文献调研相结合的方法,从农田径流、养殖废水排放、居民生活污水和工业废水排放等几个方面,初步估算了盐城海岸带陆源氮磷污染负荷的分配情况。结果表明,盐城海岸带主要陆源污染源中,养殖水域氮磷排放总量为7641t和480t,分别占排放总量的75.1%、63.5%;其次为居民工矿的生活生产污水,其氮磷排放量为2083t和232t,占总排放量的20.5%、30.7%;农田目前看来不是盐城海岸带主要的陆源污染源,排放量仅占4.4%和5.8%。在当前海岸带陆源污染源治理中,除采取有力措施控制养殖水域养分流失外,农村和乡镇生活生产污水的排放也应引起重视。     

洞庭湖湿地水环境变化趋势及成因分析

采用经典的Mann-Kendall非参数统计检测方法对洞庭湖湿地1991—2009年的水环境重要参数进行了变化趋势分析。结果表明,电导率、COD、BOD5、总氮、总磷、悬浮物呈显著上升趋势,色度、大肠杆菌、硝态氮、铵态氮呈不显著上升趋势,溶解氧呈显著降低趋势,pH、透明度呈不显著降低趋势。可见,洞庭湖湿地水质在逐步下降。突变趋势中,各参数突变时期及次数存在明显差别。除色度有1突变点位于显著信度线（p=0.05）与极显著信度线（p=0.01）之间,其余参数突变点均位于显著信度线之间。以色度和悬浮物突变最频繁,总氮和硝态氮变化最为平缓,其余参数居中。从各参数突变发生的时间可知,水质突变主要发生在1992—1998年。其次,对影响洞庭湖湿地水环境变化的因素进行了分析,得出＂四水＂流域及洞庭湖区工业污染、农业污染（化肥污染、农药污染、水产养殖、畜禽粪便）、生活污染等是导致水环境逐步恶化的主要原因。     

日本农村循环经济系统磷代谢分析——以北海道中札内村为例

在介绍日本农村循环经济模式特征的基础上,采用物质流分析方法,选取日本典型农村循环经济模式进行磷代谢分析。结果表明,大量的堆肥和直接还田改善了畜禽排泄物和农村生活对水体环境的影响,但对于减少种植业引起的磷排放未起到关键作用。建议在建设新农村的同时,有必要考虑农村生活-种植业-畜牧业一体化循环经济模式,扩大农村生活废弃物的再资源化量,以减少对系统外环境的污染。     

不同农作制对四川紫色丘陵区地表径流氮、磷流失的影响

以小麦(Triticum aestivum)-玉米(Zea mays)轮作制为基础,通过在仁寿县建立18个径流小区监测试验,对4种不同农作制与4种施肥水平下各小区径流水样中的氮、磷含量进行了分析.探讨了四川紫色丘陵区坡耕地氮、磷流失系数及其影响因素.结果表明,氮流失总量随施氮量而增加,在增量施肥+横坡种植方式下最大,为0.326 kg·hm~(-2);氮流失总量和流失系数在优化施肥+横坡种植+秸秆覆盖+植物篱方式下最小,其流失总量为0.270kg·hm~(-2),流失系数为0.009%0磷流失总量和流失系数在不同处理方式下总体上虽较为接近,但增量施肥+横坡种植方式下磷的流失总量最大,为0.020kg·hm~(-2);而优化施肥+横坡种植+秸秆覆盖+植物篱最小,为0.015kg·hm~(-2).研究表明,优化施肥、横坡种植、秸秆覆盖和植物篱拦蓄地表径流作用明显,是遏制耕地氮、磷流失的有效途径.