遏制氮磷：农村污染淅是难点

蓝藻暴发是太湖严重富营养化的标志，水体富营养化的一个基本要素是氮、磷农度超标，为什么太湖流域会遭受氮磷的严重污染，我们又该如何遏制氮磷的侵袭。[编者按]     

环太湖不同性质河流水体磷的时空分布特征

为了解不同性质河流对太湖水体富营养化的影响,于2009年2月(枯水期)、2009年5月(平水期)、2009年8月(丰水期)对环太湖三类9条河流中不同形态磷的沿程和时间变化特征进行了研究.结果表明,总磷(TP)、溶解性总磷(DTP)和溶解性反应磷(SRP)质量浓度随枯、平、丰水期而呈降低趋势,可酶解磷(EHP)质量浓度随着枯、平、丰水期藻类生物量的升高而升高.受生活污水影响的河流水体中各形态磷的质量浓度都是最高的,但由于此类河流从上游到下游水体自净能力很好,其对太湖富营养化的影响最小.受工业废水影响河流在与太湖交界处各形态磷的质量浓度最大,对太湖富营养化的影响也最大.入湖河流的EHP质量浓度多数情况下远远高于SRP质量浓度,EHP对太湖蓝藻的暴发起关键性作用.     

试论太湖富营养化的发展、现状及治理

简述了太湖富营养化的原因、发展与现状,并从多方面提出治理对策。首先要多角度控制污染源．其次要尝试蓝藻打捞、底泥疏浚、生物调控综合治理,最后要治理与管理相结合,改革太湖流域环境监督管理体制,为太湖富营养化的治理提供多方面的保障。     

太湖不同湖区夏季蓝藻生长的营养盐限制研究

采集太湖6个湖区水样,利用营养盐添加,现场培养实验研究了水华蓝藻在不同湖区水体中生长的氮、磷限制情况和蓝藻的生长潜力.结果表明,梅梁湾水体只有氮、磷同时添加才对蓝藻生物量具有显著的促进作用,表明该湖区水华蓝藻的生长不仅存在磷限制,而且存在明显的氮限制.在太湖西部河口区、竺山湾和贡湖湾,蓝藻对单独的氮添加没有反应,而单独磷添加和氮磷同时添加对蓝藻生长具有同样的促进作用,表明磷是这些区域藻类生长的主要限制因子.东太湖水体不论氮磷单独还是同时添加对蓝藻生长均没有促进作用,表明存在氮磷以外的限制因子.氮磷供应充足的情况下,梅梁湾和西部河口区水体培养的蓝藻生长速率最高,表明这两个水域蓝藻的生长潜力最大,氮磷输入极易刺激蓝藻大量增殖,这在一定程度上解释了为什么蓝藻水华在这两个区域更为严重.蓝藻在贡湖湾和胥口湾水体中生长速率较低,在东太湖水体中的生长速率最低,因此这些水域的蓝藻增殖潜力较低.     

蓝藻暴发对莫愁湖水体和沉积物营养盐的影响

以莫愁湖水体和表层沉积物为研究对象,分别于蓝藻暴发前(6月、7月)、蓝藻暴发期(8月)、蓝藻暴发后(9月、10月)采集水样和沉积物样品,分析了氮磷等营养盐及其形态赋存变化特征和水体的富营养化程度及水质变化,并探讨了水体和沉积物营养盐与蓝藻水华暴发的关系。结果表明,在蓝藻暴发期间,水体氮磷等营养盐急剧增加而沉积物中营养盐含量维持稳定,造成莫愁湖蓝藻暴发的主要原因是外源性氮、磷营养盐的输入而不是湖泊沉积物中氮、磷的释放;在蓝藻暴发前、中、后期,莫愁湖水质均为Ⅴ类,富营养化程度在轻度以上,水质污染严重。蓝藻暴发期间,水质整体呈下降趋势,水质恶化富营养化程度加重;通过相关分析发现,水体中叶绿素a含量与水体中总氮、总磷、高锰酸盐指数、亚硝态氮和氨态氮存在显著正相关关系(P0.01或P0.05),与水体中氮磷比存在显著负相关关系(P0.01),而与沉积物中总氮、总磷及水体硝态氮未发现显著相关性(P0.05),水体中营养盐浓度特别是磷含量的增加对蓝藻暴发具有重要影响,而沉积物氮磷及有机质含量与蓝藻暴发的关系较弱,同时蓝藻暴发对水体还原态氮的影响比氧化态氮影响更为显著。     

净化槽技术应用于分散型生活污水案例研究

通过引进日本净化槽,开发适合于太湖流域的分散型生活污水治理示范技术。在太湖现场的研究结果表明,净化槽同时具备去除有机物、氮和磷的能力。在正常运行状况下,能够达到预定的出水水质目标,即BOD≤10mg/L、TN≤10mg/L和TP≤1mg/L。净化槽技术是控制水体富营养化的有效手段之一。     

太湖之水何时清──太湖富营养化的成因和区域性控制对策

太湖之水何时清──太湖富营养化的成因和区域性控制对策陈雯（中国科学院南京地理与湖泊研究所，南京２１０００８）一、引言：太湖富营养化日趋严重太湖流域是我国生态环境较好，农业自然资源较丰富的地区、也是我国人口和城镇密集的经济最发达地区之一。太湖是流域内的...     

太湖面源污染控制工程及其融资机制

农田、畜禽养殖、农村生活污水等面源污染中排放的氮、磷对太湖富营养化具有举足轻重的作用。对太湖周围农村面源污染源头氮、磷控制是控制其富营养化的根本措施。本文分析了目前太湖河网地区面源污染控制所采取的工程措施,列其融资机制进行了深入探讨,并提出了不同面源污染处理工程应采取的融资模式,列于太湖流域面源污染治理具有较强的理论和现实指导意义。     

太湖环境问题及防治对策

太湖水源是整个太湖流域地区国计民生的命脉，近十年来，由于经济迅速发展，城市化进程加快，太湖生态环境问题日渐突出。太湖水质恶化，10年内下降了一个等级。目前太湖水质平均已接近三类水，近30％的水面为四类水，其中五类水面占全彻的15％，大部分入湖河道劣于五类水；太湖水体中藻类数量增长了5倍，2／3的湖面呈中富至富营养化过渡状态，1／3的湖面为中富营养化状态。太湖及其流域的主要污染来源是：（l）农业和生活污水大量增加。每年200至30O万吨化肥、5至8万吨农药中的70％未分解排入水体24000万人口的生活污水和粪便未经处理流入…     

国务院常务会议部署太湖流域水环境治理

国务院总理温家宝4月2日主持召开国务院常务会议,研究部署太湖流域水环境综合治理工作。会议原则同意《太湖流域水环境综合治理总体方案》的治理目标,要求到2012年,太湖湖泊富营养化趋势得到遏制,湖体水质有所改善,主要饮用水水源地水质基本达到三类。实现这一目标,一要优先保障饮用水安全,完善区域供水安全保障体系和蓝藻事故防范措施,     

低通时序滤波轨线法在太湖营养过程识别中的应用

环境背景条件变化会导致湖泊ρ（Chla）与环境因子响应关系发生变化.采用低通时序滤波轨线方法可以方便地识别ρ（Chla）与环境因子响应关系的时间转折点,将长时间序列数据进行分段,从而建立分段回归函数,为研究环境因子与湖泊ρ（Chla）的因果关系提供了一种新的思路.以太湖为研究对象,采用低通时序滤波轨线方法,评估了2001—2018年太湖的ρ（Chla）与营养盐〔ρ（TN）、ρ（TP）〕以及氮磷比〔ρ（TN）/ρ（TP）〕的变化过程,研究了年均气温、滞留时间对产藻效率〔ρ（Chla）/ρ（TP）〕的影响过程.结果表明:①2006年、2011年为太湖营养过程轨线的两个时间转折点,将太湖的营养过程轨线分为3段.第1段为污染阶段（2001—2006年）,太湖的ρ（TN）、ρ（TP）、ρ（Chla）同步升高,于2006年达到第一个峰值;第2段为修复阶段（2006—2011年）,太湖的ρ（TN）、ρ（TP）、ρ（Chla）同步降低,于2011年达到谷值;第3段为富营养化加剧阶段（2011—2018年）,太湖的ρ（TN）呈下降趋势,ρ（TP）与ρ（Chla）同步升高,至今未出现转折点.②太湖藻类生长的限值因子为ρ（TP）,2011年之后氮磷比进入浮游藻类适宜生长区,为蓝藻暴发提供了条件.③2011—2018年产藻效率增长了51%,且目前仍在升高未出现转折点,气温升高可能是主要原因.④依据2011—2018年的滤波值建立ρ（Chla）-ρ（TP）的函数预测,为控制蓝藻暴发〔ρ（Chla） < 10 mg/m3〕,太湖的ρ（TP）需要控制在52 μg/L以下.⑤2006年后,太湖的滞留时间呈现缩短趋势,对藻类的繁殖形成抑制,但滞留时间不是影响产藻效率的关键因子.研究显示:自2006年太湖流域实施一系列生态修复工程后,湖泊氮浓度明显降低,但由于流域氮磷排放量较大而且湖体沉积物中累积磷含量较高,致使水体营养盐水平仍未降到能显著抑制蓝藻生长的水平;目前气温升高趋势仍在持续,太湖的控藻形势严峻,为摆脱气候变暖对蓝藻水华趋势的决定作用,应当在控氮基础上加大控磷的力度,同时更多考虑水文调节、生物修复、加强打捞等措施.      

滇池蓝藻成份分析及利用途径探讨

滇池蓝藻的粗蛋白为４３．６９％，藻蓝蛋白为８－１５％，藻多糖为５￣８％。初步估算，滇池每年可收获的蓝藻的生物量约１００００吨鲜重，其中可用于资源化的量约为５０００吨（干重）左右。一吨蓝藻干粉可以生产藻蓝蛋白５０－８０ｋｇ，藻多糖２０ｋｇ，藻毒素１ｋｇ；同时还可与其他原料混合制成饲料或肥料在农业上应用。     

南湖富营养化主要控制因子分析

全面分析了南湖湖泊系统中营养物之间、营养物与藻类生长之间的相互关系,探讨了各种环境因子对南湖富营养化的影响,结合藻类增长潜力试验结果确定南湖富营养化的主要控制因子。结果表明,光、温度、碳、氮不能成为南湖富营养化的主要控制因子,控制南湖富营养化的关键在于控制磷。      

近30年中国农业源氮磷排放的格局特征与水环境影响

揭示农业源氮磷排放的空间格局、变化特征及其与水环境状况的关系,对于农业面源污染治理投入的合理配置以及区域农业生产结构优化均至关重要。基于这种认识,建立参数化估算模型测算了1990—2017年中国省域尺度的农业源氮磷排放;从总排放量、单位面积排放量和排放重心迁移三个方面研究农业源氮磷排放的变化特征,并通过相关分析与回归分析揭示农业源氮磷排放与水环境状况的关系。研究发现：1990—2017年中国农业源氮磷排放整体上呈随机分布,表明氮磷排放在省际之间并无显著的相互依赖性,主要受省内因素影响。研究期内年均氮磷总排放量最高的省份依次是河南、山东、四川、湖北、河北、安徽和江苏省,格局特征相对稳定但排放重心经历了东西向的往复式转移并具有北偏西方向的总体转移趋势,其中,氮、磷排放的重心分别向北偏西33.52°和15.45°方向转移了33.94 km及52.31 km。在格局研究基础上,结合空间维的格局特征和时间维的变化特征,将31个省份的氮磷排放划分为高排放增长型、高排放平稳型、高排放倒“U”型、中排放增长型、中排放倒“U”型、低排放增长型、低排放倒“U”型和低排放近似“U”型八类,并利用2017年的自动监测站水质数据进一步验证了氮磷排放与水环境状况的关系。研究结果可作为农业面源污染治理中重点区域瞄准的依据。     

白洋淀流域氮、磷、COD负荷估算及来源解析

基于DEM数据,运用GIS工具划分子流域,并提取土地利用和土壤类型等空间相关资料,通过文献调研和区域情况调查获取模型参数,建立白洋淀流域氮、磷、COD污染负荷模型,并进行污染源解析.结果表明:流域氮负荷为31815.47t/a,主要来自种植和土壤侵蚀,贡献率分别为26.52%和21.03%;磷负荷为3873.33t/a,主要来自土壤侵蚀和种植,贡献率分别为30.78%和25.80%;流域COD负荷为110728.52t/a,主要来自畜禽养殖和城镇污水,贡献率分别为43.47%和23.53%.总体分析表明,种植、畜禽养殖、土壤侵蚀和城镇污水是影响白洋淀流域氮、磷、COD污染物的主要来源,需优先施以管控.     

基于流域尺度的农业非点源污染物空间排放特征与总量控制研究

农业非点源污染是导致流域水质恶化的重要原因之一.依据农业污染源主要污染物空间排放特征和排放强度分析,划分农业非点源污染空间管理分区,并研究设计分区污染物总量控制方案,是提高农业非点源污染控制成效的重要途径之一.以湖北省四湖流域为研究案例区,系统开展了流域尺度的农业非点源污染空间排放特征识别与总量控制研究.结果表明,四湖流域水环境COD、总氮、总磷、氨氮负荷主要来自于农业非点源污染,4类非点源污染物分别占到流域污染物排放总量的67.6％、 82.2％、 84.7％和50.9％.对四湖流域非点源污染物空间排放特征分析结果表明,水产和畜禽养殖业发达的洪湖、监利、潜江、沙洋地区是流域非点源污染物的主要贡献源区.根据污染物在流域空间上的排放特征和源强评价结果,将四湖流域划分为3个农业非点源污染管理分区,即长湖上游水产和畜禽养殖污染重点控制区、四湖干渠农村非点源污染综合控制区和洪湖水产养殖污染重点控制区,针对不同管理分区分别提出了污染控制措施.基于水质改善和水体纳污能力综合考虑,设计了针对3个非点源污染管理分区的总量控制方案,分阶段实现监测断面全指标达标和满足水体纳污能力要求.主要污染物中,COD主要削减区域为四湖干渠区和洪湖区,分别占到流域COD削减量的43％和42％;氨氮主要削减区域为四湖干渠区,占到氨氮总削减量的66％;总氮主要削减区域为四湖干渠区和洪湖区,分别占到流域总氮削减量的42％和31％;总磷主要削减区域为四湖干渠区,占到流域总磷削减量的53％.     

滇池宝象河流域氮磷流失空间格局解析

有效控制氮磷流失量是水质持续改善的关键因素,定量解析流域氮磷流失量对于氮磷污染精准控制至关重要.宝象河作为滇池流域最主要的入湖河流之一,对滇池水质的影响极为重要.该研究基于第二次全国污染源普查数据,建立了宝象河流域高分辨率的氮磷排放清单,通过构建宝象河LODEST模型估算流域氮磷非点源污染入河系数,并对宝象河流域的氮磷流失量及其空间格局进行解析.结果表明:①2018年宝象河流域TN和TP的排放量分别为1 456.92、191.16 t,流域内种植业非点源是最大的污染源,其次是城镇生活点源和未收集点源.②2018年宝象河干海子断面TN和TP的径流通量分别为270.49和11.19 t,非点源入河系数分别为0.297和0.048.③2018年宝象河流域TN和TP流失量分别为432.28和18.57 t,氮磷流失空间格局呈显著的空间异质性,流域内TN和TP流失强度总体呈外高内低的分布,农业污染为主的子流域氮磷流失最为严重.该研究提出的氮磷流失量估算方法较好地揭示了流域氮磷流失空间分布规律,论证了降雨和地形的不均匀性是造成流域氮磷流失量呈显著空间异质性的重要因素.研究成果可为滇池流域入湖污染负荷控制与削减工程提供重要的科学依据,同时能够为宝象河流域水环境的精准控污和精细管理提供有效的决策支撑.      

长荡湖近15年营养状态评价及限制因子研究

采用综合营养状态指数法以及时间序列分析法、箱线图、Pearson相关分析等统计分析方法对长荡湖近15年的氮、磷、Chl a等监测数据进行分析,研究长荡湖的水质现状、营养物时空分布和变化规律及藻类生物量与氮磷营养盐的关系.结果表明:自2001年以来长荡湖富营养化呈加剧趋势,近15年来的透明度呈现下降趋势,Chl a浓度则以每年5.5μg/L的速率不断攀升,长荡湖随时都可能爆发大规模的蓝藻水华;长荡湖东部出水口(北干河口区)的水质好于湖体区(湖北区、湖南区、湖心区);TP为长荡湖浮游藻类生长的限制因子.     

巢湖地区不同风化程度岩石岩源磷赋存形态研究

对巢湖地区6组不同风化程度的岩石进行磷素形态连续提取,这6组岩石包括殷坑组、龙潭组、灯影组青灰段、灯影组紫褐段、孤峰组及双山组的微风化、弱风化和强风化岩石,研究岩源磷磷素在风化作用下的转化规律.结果表明,随风化过程进行,6组岩石中总磷含量均降低,其中多数组别岩石中易溶性和弱吸附性磷(Ex-P)、铝结合磷(Al-P)、闭蓄态磷(De-P)、自生和生物磷灰石碳酸钙结合磷(Ca-P)和碎屑磷灰石及其他无机磷(Oc-P)呈下降趋势,而铁结合磷(Fe-P)及有机磷(Or-P)则呈上升趋势;大部分岩石磷素的主要赋存形态是碎屑磷灰石及其他无机磷;对比6组岩石磷素赋存形态分布、含量及相应的pH值可知,岩石的酸碱度对磷素的赋存形态影响较大.巢湖地区富磷岩层在风化过程中的磷素释放潜力大,因而岩石的风化作用是巢湖流域水体富营养化的重要因素之一.     

海河流域农业面源污染潜在风险识别方法

在综合分析农业面源污染风险源汇因子的基础上,筛选出影响海河流域农业面源污染的8个主要因子（年降水量、溶解态面源污染物入河系数、吸附态面源污染物入河系数、年植被覆盖度、坡度、土壤可侵蚀性因子、农田氮表观平衡量和农田磷表观平衡量）,建立了农业面源污染潜在风险识别指标体系,采用多因子综合分析法对海河流域农业面源污染潜在风险等级进行评价,并与DPeRS模型风险识别结果进行偏差分析.结果表明,海河流域有61.91%的区域存在农业面源污染潜在风险,集中分布在流域的中部和南部地区,高风险区主要分布在北京市东南部、天津市中部、流域山东段东北部和河南段南部等区域;与DPeRS模型识别结果对比验证,显示同一风险等级面积相差不超过12%,且高风险级别面积相差仅为0.12%,97.17%以上的区域均为偏差小或无偏差,表明该识别方法具有与DPeRS模型法同等水平的农业面源污染潜在风险识别精准度,可实现区域农业面源污染潜在风险的快速、高效识别.