洱海流域农业面源污染研究进展

农业面源污染控制是洱海水质保护必须直面的不可逃避的问题。在系统调研洱海流域农业面源污染领域研究成果的基础上,归纳了洱海流域不同农业产业、行政区域、农用地、入湖河流和入湖河口湿地农业面源污染分布及特征,介绍了洱海流域农业面源污染研究采用的技术,总结了入湖河口湿地、农田灌排沟渠和湖滨缓冲带对洱海流域农业面源污染治理产生的积极作用,阐明大蒜不合理的施肥和轮作模式,奶牛、猪和肉牛等大牲畜的养殖以及土地利用的频繁改变等是导致洱海流域农业面源污染负荷产生的主要原因。通过合理的化肥减量施用、有机肥替代化肥、水稻-蚕豆轮作以及蚕豆间作大蒜模式,既能削减农业面源污染负荷,又能保证作物优质适产。针对洱海流域农业面源污染综合防治存在的问题,提出今后应加大农村生产生活、入湖河流生态系统以及养殖业等对洱海流域农业面源污染影响的研究。     

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。     

基于随机森林算法与农户视角的村落级农业面源污染风险分析

当前农业面源污染问题依然严峻,村落级尺度下各地块的污染风险状态精细识别有待进一步研究.本文针对三峡库区典型村落重庆市涪陵区南沱镇睦和村进行研究,结合无人机多光谱技术、农户行为调研、随机森林算法等进行地物识别及泛地块网格划分,通过测算总氮(total nitrogen,TN)、总磷(total phosphorus,TP...     

华北高产农区公众对农业面源污染的环境保护意识及支付意愿调查

应用假设市场价值评估法(CVM)调查了华北高产农业区桓台县公众对防治农业面源污染地下水所需费用的支付意愿;评价了公众对技术、经济、政策等解决手段的期望和行为选择。调查表明,有60%以上的公众表现出能够为后代人着想而保护农业环境的可持续发展意识,有76%的人对污染现状的改善和治理持积极态度,人均支付意愿为22.8元·a-1,但公众对农业面源污染的环境保护意识不足。影响农民公众支付意愿的因素主要有家庭收入、受教育程度和职业。经推算,该县公众1a总支付意愿大约是1114.8～1320.2万元。可采取的环境保护技术措施以改良耕作习惯、控制化肥施用量为主,法制化的环保手段需要与公众环保意识相适应。     

基于GIS的龙墩水库典型小流域面源污染氮磷负荷研究

以南京市高淳区龙墩水库流域为研究对象,运用地理信息系统(GIS)和通用土壤流失方程模型(USLE)预测氮磷的污染负荷.利用SWAT模型的子流域划分模块进行流域分区,运用等标污染负荷和等标污染强度进行面源污染评价,最后通过聚类分析完成氮磷污染负荷的分级,从而确定关键源区.结果表明,研究区总磷(TP)污染强度为4.95 t·km-2,污染负荷为124.25 t;总氮(TN)污染强度为10.96t·km-2,污染负荷为274.87 t.整个流域的等标污染负荷为2.76× 109 m3,其中TN为2.75× 108 m3,等标污染负荷比为9.96％;TP为2.48× 109 m3,等标污染负荷比为90.04％,TP为流域面源污染的主要污染物.不同土地利用方式的TP和TN污染负荷和流失模数均以旱地为最高,旱地是流域内面源污染物的主要来源.     

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.     

利用生命周期评价方法评估高产粮田的面源污染潜在风险

将生命周期评价(LCA)方法引入农业系统,以山东桓台县为例,从农业系统外部投入的源头入手,对高投入高产出粮区粮食生产的潜在面源污染风险进行全面预测和评估。结果表明,在冬小麦-夏玉米轮作体系中,富营养化面源污染潜力(EP)最大,其次是水体毒性潜力(AEP),环境酸化潜力(AP)最弱。夏玉米的各类指标均高于冬小麦,且夏玉米的EP、AEP和冬小麦的EP值都超过了2000年世界人均环境影响潜值。冬小麦和夏玉米的IP指数(IP)分别是1.08和1.45,夏玉米的IP比冬小麦高34%。在冬小麦-夏玉米轮作体系中,夏玉米对面源污染的贡献高于冬小麦。氮肥的施用对AP和EP的贡献率分别达到99.75%和88.06%,农药的施用量决定了AEP的大小。根据农业面源污染综合防控技术示范区养分管理优化方案推荐的施肥量,测算可知优化后冬小麦和夏玉米的IP分别降低2.91%和18.35%,但夏玉米的IP仍然高于冬小麦。因此,控制氮肥和农药的施用量等源头减量措施是农业面源污染防控的关键。     

农村面源污染治理的政策与管理服务体系优化——以上海郊区农村为例

农村面源污染控制不仅是技术问题,也是管理体制与机制问题,探讨并完善农村面源污染治理的政策、管理与服务体系已成为当前研究的热点与难点。以上海郊区农村为例,梳理总结农村面源污染及其控制现状;在肯定当前治理效果的同时,识别其局限性,指出农业政策与环境保护政策的不协调、农村发展模式转变下制度与服务体系的相对滞后是根本原因;针对当前农村面源污染重要的贡献者——化肥、农药、畜禽粪便以及农村生活污水,分别从改革农业补贴制度、重构实现农村多重价值的制度以及完善农业生产服务体系等方面给出了治理的对策与建议。     

城市湖泊流域面源污染的源-汇效应研究--以武汉市东湖为例

随着城市点源污染控制不断完善,城市面源污染已成为危害中国城市水体的重要污染源.由城市土地利用变化引起的地表径流污染是导致湖泊水质恶化和富营养化的主要因素,加强面源污染的源-汇效应研究是控制、管理流域污染的重要途径之一.研究选取中国最大的城市湖泊武汉市东湖为研究对象,运用遥感和GIS技术,进行流域划分和地类解译,建立土地利用基础数据库,后对水质统计数据进行定量化处理,通过建立了地类——湖泊水质关系模型,科学地分析了用地与水质的关系,并对城市湖泊水质的季节动态、影响因素进行了初步探索.研究结果表明土地利用和气候变化对流域内湖泊水质的影响显著.其中,农田和建设用地是城市湖泊面源污染的主要来源,绿地和坑塘水面能够有效的截流、吸收污染物,起到保护湖泊水质的作用;受降水、温度等气候因子的影响,湖泊水质状态呈现季节性波动.研究选取东湖为研究对象,研究面源污染的源-汇效应,具有代表性,对于更好保护城市湖泊,合理利用湖泊资源提供了理论依据.     

城市面源污染特征及排放负荷研究--以内江市为例

城市面源污染已引起国内外的重视,研究城市面源污染特征及排放负荷,为城市面源防治提供借鉴有重要意义。在内江市将城市下垫面按照水文效应和面源污染特性不同划分为屋面,庭院,交通道路,城市水环境四类,每类下垫面中选取一定数量的点进行监测,根据选取的典型点位的监测结果,研究城市面源污染特征及污染物负荷,结果表明：（1）各类下垫面中,交通干道污染质量浓度普遍较高,屋面污染物质量浓度相对较低,交通干道 COD、悬浮物、总磷、氨氮、总氮平均质量浓度分别为215.31 mg·L-1、280.20 mg·L-1、0.35 mg·L-1、2.29 mg·L-1、4.06 mg·L-1;屋面COD、悬浮物、总磷、氨氮、总氮平均质量浓度分别为85.56 mg·L-1、117.25 mg·L-1、0.13 mg·L-1、2.03 mg·L-1、3.63 mg·L-1。（2）不同材质屋面中,沥青屋面的污染物质量浓度普遍较高,陶瓦屋面的污染物质量浓度相对较低。沥青屋面 COD、悬浮物、总磷、氨氮、总氮平均质量浓度分别为73.4 mg·L-1、56.0 mg·L-1、0.181 mg·L-1、2.529 mg·L-1、5.254 mg·L-1;陶瓦屋面COD、悬浮物、总磷、氨氮、总氮平均质量浓度分别为30.8 mg·L-1、45.4 mg·L-1、0.106 mg·L-1、2.099 mg·L-1、4.167 mg·L-1。（3）单次降雨COD污染负荷在34.6~73.7 t之间,相当于整个城区城镇生活污水不加处理排放1天;根据3次降雨监测结果估算全年COD、悬浮物、总磷、氨氮、总氮排放量分别为2177.1 t、2778.3 t、3.855 t、41.410 t、69.133 t,城市面源COD污染负荷是城镇生活源的近20%。（4）各类下垫面中,屋面的污染物排放负荷贡献率最大,其次为庭院、交通干道、一般道路、城市水环境,一次典型降雨中,屋面对COD污染负荷的贡献率为30.9%,庭院为28.7%,交通干道为24.7%,一般道路为14.9%,城市水环境仅为0.8%。（5）各类下垫面中,交通干道的初始冲刷效应最明显,其次为一般道路、庭院、屋面。根据分析得出结论：城市面源中COD、悬浮物的污染不容忽视;不同下垫面呈现不同的污染特征,屋面的污染物质量浓度较低,但由于面积贡献率大,污染物负荷贡献率较高,均在25%以上,交通干道、一般道路五类污染物由于质量浓度较高,各污染物负荷贡献率均超过其面积贡献率,可作为城市面源防治的重点;截留和处理城市降雨初期径流对于城市面源污染处理非常重要。     

小流域面源污染减控措施优化管理

以长春市重要饮用水源地石头口门水库的莫家沟小流域为研究区,选择横垄耕作、修建梯田、退耕还林、化肥减施和人工湿地5种措施进行磷素削减处理,共计21个措施组合方案;以实施措施的费用最小为目标函数,以水库水质TP浓度和采用不同措施的土地面积为约束条件,建立小流域出口水质优化管理模型。模拟计算3个阶段的可行性最优方案分别为:2011—2020年,选取措施为施肥量不变,现状梯田面积不变,坡度≤5°的耕地采取横垄耕作,其他退耕还林;2021—2030年,在第一阶段实施方案的基础上,新建人工湿地0.03 km2;2031—2050年,全部农田原位退耕还林,保持人工湿地面积不变,最终实现入库水质ρ(TP)≤0.01 mg.L-1的目标。化肥减施和梯田建设面积是影响方案选择的主要因素。     

广东省农业源污染对水环境的影响及其空间分异格局

掌握农业农村面源污染现状和排放特征,对开展农业源污染防控、农业可持续发展和农村生态环境改善具有重要意义。基于2022年广东省276个农业农村面源污染控制断面的监测数据,分析广东省珠三角、粤东、粤西和粤北4个区域农村生活污染、种植业流失和养殖业污染对农村水环境的影响,在县域尺度上评价农业农村面源污染状况及空间分异格局。结果表明,1)水质COD、TN、TP、NH₄⁺和NO₃^-浓度最大值和内梅罗综合污染指数最高值均出现在农村生活污染监测断面,表明全省农村生活源污染对地表水环境污染的贡献最大。2)粤北地区监测断面水质指标浓度和污染指数显著小于其他区域(P<0.001);珠三角地区生活源和养殖源污染指数(I_i=2.59和1.97)最大,以及种植源和养殖源污染比例(37%和36%)最高;而粤东地区种植源污染指数最大(I_i=1.93),生活源污染比例最高(51%)。3)县域尺度农村生活源污染状况最严重,尤其珠三角和粤东地区重污染和严重污染区县较多,以珠海金湾区(I...     

利用农田系统中源汇型景观组合控制面源磷污染

通过田间调查、采样分析和小区试验,研究浙江省农田系统中源汇型景观组合及其控制面源磷污染的效果.调查表明,浙江省农田系统中源、汇配置的景观类型主要有:蔬菜地 - 稻田系统、蔬菜地 - 茭白田系统、桑园地 -稻田系统、旱地 - 稻田系统、高施肥稻田 - 低施肥稻田系统、农地(稻田、旱地) - 多塘系统、农地(稻田、旱地) - 植草水道(泥质排水沟)等.不同利用方式农田排水中磷含量有较大的差异,总磷平均含量为桑园>蔬菜地>稻田、小麦田、油菜田>休闲地>茭白田.小区试验表明,利用蔬菜地(旱地) - 稻田 - 茭白系统、蔬菜 - 稻田系统、桑园 - 稻田系统和蔬菜地 - (多)水塘系统可明显降低磷流失.建议对某些养分流失严重的农业流域,通过调整土地利用方式和增加养分汇型景观面积来控制农业面源污染.     

最大日负荷总量(TMDL)技术在农业面源污染控制与管理中的应用与发展趋势

介绍了美国最大日负荷总量(total maximum daily load, TMDL)计划的基本内容、基本原理和实施步骤,综述了TMDL计划在国内外实施中常用的流域模型,如SWAT、HSPF和AnnAGNPS模型的研究进展,以及TMDL计划中使用的最佳管理措施(BMPs)及TMDL不确定性分析方面的研究现状.最后,提出了TMDL技术的发展方向,结合我国环境保护和总量控制技术体系现状,展望了TMDL技术在我国农业面源污染控制与管理中的应用前景.     

基于土壤气挥发通量的污染场地三氯甲烷健康风险评估

我国现行技术导则在评估VOCs呼吸暴露途径健康风险时推荐Johnson-Ettinger(J&E)模型,该模型虽然简单易用,但在实际应用中存在过于保守的问题,采用双元平衡模型(dual equilibrium desorption, DED)对J&E模型进行校正后可以在一定程度上克服该问题.为准确评估实际场地中VOCs...     

浙北地区平原河网农村小流域面源污染调查与防治对策——以德清县武康镇新琪村为例

以浙江省德清县武康镇新琪村为例,通过污染源及水环境调查,分析平原河网农村小流域面源污染的产生来源与特点,并估算调查区域面源污染负荷及比例.研究结果表明,研究区面源污染的主要来源是水产养殖业、农村生活污水和种植业,水产养殖业氮、磷污染负荷占总污染负荷的31.73%和21.59%;农村生活污水对磷污染负荷贡献最大,占39.48%;氮、磷养分投入过高,导致种植业氮、磷污染负荷比例分别为27.69%和28.53%;畜禽养殖业氮、磷污染负荷比例分别为10.75%和10.40%,对区域氮、磷污染贡献率最低.建议将农业面源污染的控制重点从传统的粮食作物种植区转移到高投入密集型种植业,通过合理的工程和技术措施降低水产养殖业和农村生活污水的污染排放量.     

基于文献数据再分析的中国城市面源污染规律研究

目前有关城市面源污染的研究多为分散的独立研究,缺乏对现有研究及监测数据成果的系统分析。在全面进行文献调研的基础上,整合从文献中提取的面源污染监测数据成果,综合识别全国范围典型城市下垫面的面源污染规律,并初步定量了城市面源污染对雨污合流制排水分区雨水径流污染的贡献率。数据资料覆盖中国中东部地区的37个市,监测对象包括屋面、道路和绿地等城市下垫面类型,考虑SS、COD、TN、NH_3-N和TP共5种污染物指标。从总体特征分析的角度,除屋面TP和绿地NH_3-N指标外,其他面源污染质量浓度均值均远超出国家V类水标准。对于不同下垫面的径流污染规律,SS、COD和TP指标在道路雨水径流污染中最为突出(均值分别为505.04、67.92、0.89 mg·L~(-1)),TN和NH_3-N指标在屋面雨水径流污染中最为突出(均值分别为8.85mg·L~(-1)和6.43mg·L~(-1)),绿地雨水径流污染物质量浓度相对最低,但SS指标有较大的波动范围。在不同指标之间的相关关系方面,SS在道路下垫面中与其他指标存在较高的相关性(决定性系数约为0.50),而在屋面和绿地中与其他指标相关性较差。较分流制排水系统而言,雨污合流制排水系统的径流污染更加严重,其中生活污水对SS的贡献率较低,仅为17.19%,但对其他污染物的贡献较为明显,按照贡献率由高到低,依次为TP(84.45%)、NH_3-N(79.06%)、COD(51.06%)和TN(40.81%)。研究成果系统反映了中国城市面源污染的主要特征,能够为城市面源污染控制研究提供基础数据与总体规律参考。