农业面源污染负荷排放的尺度效应及其研究进展

介绍了尺度和尺度效应的概念,在分析径流尺度效应、侵蚀产沙尺度效应和节水灌溉尺度效应的基础上,探讨了农业面源污染排放和迁移的影响因素,进而分析了面源污染排放负荷的尺度效应。最后在分析国内外不同尺度氮磷排放研究现状的基础上,探讨了农业面源污染负荷排放尺度效应的研究展望。     

海河干流流域暴雨径流非点源污染负荷解析与控制策略

随着点源污染逐渐得到有效控制,非点源污染对海河干流流域水环境污染的贡献日益增大,对其污染负荷进行科学测算成为海河干流水质达标方案制订的重要前提。基于GIS技术,通过土地利用类型划分,利用PLOAD模型对海河干流的暴雨径流非点源污染负荷进行了计算。结果表明,海河干流流域建设用地的比例依海河流向自上而下逐渐递减,而涉农用地逐渐增加,城区地表径流与农业面源污染分别是上、下游地区重要的非点源污染负荷来源。关于流域的暴雨径流非点源污染负荷,CODCr为15 619.29 t/a,NH3-N为369.16 t/a,TN为851.20 t/a,TP为250.29 t/a。为改善海河干流水质,非点源污染控制应纳入流域的污染物总量控制计划中,与点源污染一起参与环境容量的分配与控制。     

天津滨海新区非点源污染负荷量估算

非点源污染过程复杂,结果不确定性大.为研究天津滨海新区非点源污染负荷,应用Johnes输出系数模型,在对非点源污染源统计分析的基础上,确定非农业人口、农业人口、大牲畜、猪、羊、家禽、水产养殖、农用地、建设用地和未利用地10种类型的非点源污染源,进而对天津滨海新区进入水体的非点源污染负荷进行估算,并就不同污染源对各种污染物的贡献情况分区域进行分析,计算等标污染负荷,确定主要的污染物和污染源.估算结果显示.对于天津滨海新区非点源总等标污染负荷,塘沽的值最大,大港次之,汉沽最小.1997-2008年,天津滨海新区非点源BOD、COD和TN负荷的最小值均出现在2000年,分别为6 546.59t、29 677.29 t和6 115.56 t;最大值均出现在2006年,分别为7 570.55t、33 431.32t和6 561.75t.TP负荷的最小值出现在1998年,为638.00 t;最大值仍然出现在2006年,为680.78 t.NH3-N负荷在12年间呈上升趋势,最小值出现在1997年,为4 452.98t;最大值出现在2008年,为476.08 t.多种污染物的最大值出现在2006年,这与当年非农业人口数昔增长较快,同时畜禽养殖数量和水产养殖面积又下降较慢有关.而1998年和2000年的水产养殖面积和非农业人口数量相对偏小,这造成了很多污染物在这两年呈现最小值.等标污染负荷的计算结果表明,主要的非点源朽染物为TN、NH3-N和TP,主要的非点源污染源为非农业人口、建设用地和水产养殖.     

农村面源污染治理的法律途径研究

农村面源污染已成为农村环境污染的重要原因,进行有效的法律规制势在必行。而目前我国规制农村面源污染的法律机制还存在着立法观念落后、法律体系不健全、相关制度缺位、农民的环保法律意识淡薄等弊端,结合国外的先进做法,笔者从更新立法理念、完善法律体系、建立相关制度、完善执法机制、提高农民环保法律意识等方面提出规制农村面源污染的法律建议。     

西安市城市主干道路面径流污染负荷研究

在西安市城市主干道南二环路建立路面径流原位采样站,利用自制流量等比例采样装置,对2009年3-11月的34场降雨径流进行径流过程连续采样,测试各场次径流SS、COD、NH4+-N、Pb和Zn的事件平均质量浓度(EMC),计算径流次污染负荷,并在分析次污染负荷影响因素的基础上,采用多元回归方法建立径流次污染负荷数学模型.结果表明,西安市城市主干道路面径流SS、COD、NH4+-N、Pb和Zn的次污染负荷分别为4.56～778.39 kg/hm2、2.22～308.7 kg/hm2、0.01 ～ 1.39 kg/hm2、0.05 ～ 33.09 g/hm2和1.38～115.82 g/hm2,不同场次径流事件携带入受纳水体的污染物量差异大,对受纳水体造成冲击影响.表征降雨特征的各因子中,降雨量与路面径流次污染负荷呈显著正相关,在显著性水平0.01时相关系数为0.734～ 0.943,最大降雨强度和降雨历时也与次污染负荷显著正相关,而前期晴天时间与次污染负荷不相关.所建立的径流污染负荷模型一致通过拟合优度检验和方程显著性检验,可用于对路面径流次污染负荷的预测.     

城市地表径流面源污染分析研究——以武汉市典型下垫面为例

城市地表径流面源污染已经成为阻碍河湖水质达标的重要因素。选取道路、绿地和屋面3种下垫面,在武汉市开展地表径流面源污染特征研究。结果显示：降雨初期,道路下垫面COD可达115.3 mg/L,NH₃—N最高为4.12 mg/L,TP为0.55 mg/L,峰值都出现在降雨开始后的20 min。屋面径流污染物浓度与道路相似,绿地径流污染物浓度变化速率远低于道路和屋面,说明绿地对污染物浓度同样具有削峰的作用。汛期污染物浓度均值高于非汛期,是因为汛期具有小时内降雨量大的特点。南湖流域内地表径流污染高于墨水湖,主要是受建设强度和人口分布的影响。     

洗衣粉中磷、COD的测定与污染负荷估算

通过对消费者常使用的11种无磷洗衣粉的含磷量及COD的测定,得到磷与COD负荷值,以此估算了2000-2007年我国洗衣粉消费的磷、COD污染负荷总量.结果表明,被检洗衣粉磷与COD负荷平均值(w/w)分别为0.009±0.019和0.34±0.391;45.5%的被检"无磷"洗衣粉不符合国家标准规定的要求.对多年洗衣...     

三峡库区湖北段工业源污染负荷与预测

针对三峡库区工业源污染排放量大,对库区水生态环境安全危害大的特点,以库区湖北段工业源为研究对象,采用实际监测和企业申报监测数据方式,辅以排污系数计算方法,统计分析了1995-2007年工业废水量和主要污染物COD的排放量,并采用灰色-马尔柯夫链模型预测2008-2020年的污染负荷.结果表明,自2005年以后,工业废水的排放量呈现逐渐下降的趋势,在2007年达到1 857.13万t,2008年以后逐渐增加.COD的排放量总体呈逐渐下降的趋势,只是在2001年出现上升,到2007年底COD的排放量为611.21 t.随着工业源污染物全防全控的加强,预计工业污染负荷会逐步减少.     

鲁湖流域农业面源氮、磷入湖通量计算

基于鲁湖流域的空间和属性数据,应用SWAT模型对其流域农业面源氮、磷入湖通量进行了计算。结果表明,2014年鲁湖流域农业面源氮、磷年入湖通量分别为550t/a和28t/a,其氮、磷入湖通量最大的月份均出现在降雨量较大的五月,分别为85.4t/月和4.4t/月;郑店镇、法泗镇农业面源污染对鲁湖的贡献最大,应作为重点控制区域。     

基于L-THIA模型的温榆河流域非点源污染负荷变化分析

为研究温榆河流域城市化过程中土地利用变化对非点源污染负荷的影响,基于GIS(地理信息系统)和RS(遥感),利用二次开发改进后的长期水文影响评价(L-THIA)模型,采用实地测得的EMC(事件平均浓度)数据,模拟了1992年和2009年非点源污染负荷量.结果表明,1992-2009年的城市化过程中商业用地、交通用地和住宅用地分别增加了13.95％、20.46％和85.76％,农业用地和水域分别减少40.04％和9.64％,导致非点源污染负荷量(总磷除外)明显增加.其中,总氮增加了3.31％,氨氮增加了12.20％,BOD5(5日生化需氧量)增加了11.87％,CODMn(化学需氧量)增加了7.62％,TOC(总有机碳)增加了15.46％,总磷下降了12.84％.交通用地、商业用地的非点源污染产出能力最强,应该成为非点源污染的重点控制区域.     

SWAT模型在三峡库区流域非点源污染模拟的适用性研究

将SWAT(Soil and Water Assessment Tool)模型应用于库区大尺度流域的污染模拟研究,对其进行适用性评价及模拟应用分析。模型校验采用的是2002—2008年的水文月数据及水质水期数据,径流模拟效果最好,评价指标ENS(Nash-Suttclife Efficiency)均在0.9以上;泥沙模拟评价指标ENS在0.46~0.9;营养盐模拟评价指标ENS个别出现了<0.36的情况,但总体模拟效果满足要求。应用SWAT模型对库区降水与地表产流、产沙、营养盐负荷进行了研究。结果表明:库区地表产流与降水的相关性趋势最好;地表产沙与产流、降水的总体趋势一致,但偶尔出现4、5月份地表产沙先于产流出现峰值的情况,这可能是由于春耕对地表扰动后又逢较强降水引起的水土流失;营养盐污染负荷尤其是TP的峰值趋势与地表产流相比,更接近地表产沙趋势。本文还对库区不同土地利用类型的污染负荷做了分析,得到各类土地利用类型的年均污染负荷总量排序及单位面积污染负荷,再次验证了SWAT模型在三峡库区流域的适用性。根据分析结果,库区耕地为非点源污染产出的主要源头,可将耕地耕种措施转变及土地利用类型转换作为库区非点源污染削减的重要手段。     

基于铅同位素解析技术的土壤铅污染来源研究

通过分析耕层土壤铅污染的程度,分析耕层土壤铅污染的来源,解析各污染源对土壤铅污染的相对贡献率.以陕西某工业区为研究区域,采集大气降尘、耕层土壤(0 ～ 20 cm)和背景土壤样品,用ICP-MS测定铅元素质量比及同位素比率(206pb/207 pb和208pb/206pb),分析耕层土壤铅污染的来源,结合二元混合模型计算各污染源对耕层土壤铅的贡献率.结果表明,耕层土壤铅质量比范围为21.8 ～ 40.0mg/kg,平均值为27.1 mg/kg;背景土壤铅质量比范围为19.1 ～22.1mg/kg,平均值为21.4 mg/kg;大气降尘铅质量比范围为570.2 ～2 221.7 mg/kg,平均值为1 062.36 mg/kg.该区域铅锌冶炼活动对耕层土壤铅的贡献率约为18.43％,焦化厂燃煤对耕层土壤铅的贡献率约为9.36％,热电厂燃煤对耕层土壤铅的贡献率约为19.71％,背景土壤对耕层土壤的贡献率约为52.5％.背景土壤是耕层土壤铅污染的主要来源.     

人工湿地对二级出水中TN、TP去除效果的季节性研究

研究了垂直流和表面流两种人工湿地系统在水力停留时间为2 d条件下,在不同季节对二级出水中TN、TP的去除效果。结果显示,垂直流湿地系统对TN、TP的去除效果优于表面流湿地系统。两种类型的人工湿地对TN的去除效果随季节的变化而波动,夏秋季节去除率最高,春季次之,冬季去除效果最差;垂直流人工湿地系统对TP的去除效果随季节的变化趋势与TN去除率的变化相同,而表面流湿地系统对TP的去除效果在春夏秋季变化不大,冬季的平均去除率仅有16.5%。分析认为,人工湿地应用于二级出水的深度处理,对于满足观赏性景观环境用水(尤其是观赏性河道和湖泊类)的水质指标是可行的。     

污泥中氮磷在灰潮土上的淋滤特性研究

污泥土地利用时,其中富含的氮、磷可能会对地下水造成污染.本研究通过测定模拟土柱淋洗液,分析了两种污泥中氮、磷在灰潮土中的迁移性.测定项目包括:pH、EC、硝态氮、全磷.结果表明,土壤淋洗液的pH变化不大,电导率、硝态氮、全磷则明显增大,并随淋洗次数的增多逐渐恢复到空白水平,而且淋洗液的电导率与硝态氮和全磷间存在较好的正相关关系.施用量程桥污泥控制在30%,竹园污泥在10%以内就不会对地下水造成氮、磷污染.     

长江流域水污染事故时空特征及其环境库兹涅茨曲线检验

为了有效分析长江流域水污染事故发展阶段及变化趋势,采用1995—2010年长江流域水污染事故时序数据,运用GIS技术和环境库兹涅茨曲线(EKC)模型,探讨长江流域水污染事故发生的时空变化特点,并分析流域水污染事故发生与经济发展的关系。结果表明,1)时间上,长江流域水污染事故发生频数总体呈下降趋势;2)空间上,长江流域水污染事故的发生主要集中在广西、湖南、四川、浙江等省,而西藏、青海、上海等省市发生频数较低;3)长江流域人均GDP和工业总产值等经济发展指标与事故发生频数之间呈现"N"形EKC曲线特征。长江流域水环境事故发生频数与经济发展之间未表现出期望的倒"U"形变化关系,表明水污染事故频数增加或降低并非经济发展的必然结果,未来流域水污染事故风险仍存在巨大的不确定性,必须采用先进政策、制度和技术才可有效减少污染事故的发生。     

中部地区省会城市雾霾污染变化特征研究及因素分解

为了分析中部省会城市大气污染的异同性及影响因素,基于中部省会城市的空气质量监测数据,以AQI为代表指标对中部地区雾霾污染城市间异同性及分布特征进行识别,并在STIRPAT模型基础上构建空气污染影响因素模型,借助固定效应模型及2SLS进行回归分析。结果表明:1)中部省会城市在多年经济的推动下,已逐渐呈现春秋适中,夏冬偏高的污染发展趋势,且经济增长与空气质量呈现倒U形趋势;2)五省省会城市除南昌外,其余四省省会空气污染表现出相似特征,尤以南京、合肥、武汉为甚,其显著性差异值达到0.964、0.879、0.915;3)中部地区跨区域雾霾污染在协同控制时,需要着重关注城市人口的变化趋势、新增建筑面积、工业排放的总量控制等方面,并将其纳入到雾霾污染协同控制体系之中。     

上海市街道灰尘中PBDEs的含量水平、来源及组成特性

以上海市为研究区域,对16个监测点的街道灰尘中多溴联苯醚(PBDEs)的含量水平、来源和组成特性进行研究。于2013年11月份采集16个街道灰尘样品,对其进行索氏提取和层析净化等前处理后采用GC-MS对12种待测PBDEs目标化合物进行定量定性检测分析。结果表明:12种PBDEs化合物全部被检出,16个采集点采集的街道灰尘中PBDEs质量比在12.046~82.835 ng/g,平均质量比为38.428 ng/g,不但高于苏州、无锡、南通等地的街道灰尘样本,而且远高于上海市土壤中PBDEs质量比;通过层次聚类分析得出上海市中心城区的PBDEs污染来源基本相同,主要为含有PBDEs产品在使用过程中PBDEs的释放,各郊区PBDEs污染物来源则各不相同,主要为各郊区工业区生产过程中PBDEs的释放;主要污染物有BED-47和BDE-49;监测点街道灰尘中PBDEs的质量比分布差别较大,各个监测点PBDEs的污染还处于不断变化中。     

太湖地区某地农田土壤及农产品中重金属污染及风险评价

对江苏省太湖地区某冶炼厂周围的稻田、菜地土壤及水稻等17种农产品中的Pb、Cd、Hg、As、Cu、Zn、Ni、Cr、Se等9种重金属元素进行采样分析,参照<国家土壤环境质量二级标准>和<食品中重金属限量卫生标准>进行评价,同时,依据美国联邦环境保护署推荐的RfD值和我国居民平均食物消费结构评估了农产品对当地人群的重金属暴露风险.结果显示,供试稻田土和菜地土中的重金属Cd、Pb污染严重;农产品样品中Cd、Pb含量全部超过国家食品中重金属限量卫生标准,且Cd、Pb、As对人群的暴露风险系数甚高.17种农产品中,对重金属富集能力最强的是茼蒿、空心菜、菠菜等茎叶类蔬菜,它们不适宜在该地种植.研究表明,在局部范围内,点源污染可能带来土壤环境的重金属污染及农产品重金属食物安全问题.     

乌鲁木齐市采暖期与非采暖期大气PM_(2.5)和PM_(10)中水溶性离子特征分析

为了解乌鲁木齐市采暖期和非采暖期大气颗粒物(PM_(2.5)和PM_(10))水溶性离子污染特征,于2015年在乌鲁木齐市采集两个时期大气颗粒物样品,采用离子色谱仪(IC)等仪器对PM_(2.5)和PM_(10)中的9种水溶性离子进行了定量分析。结果表明,乌鲁木齐市采暖期PM_(2.5)与PM_(10)中水溶性离子平均质量浓度分别为(76.26±36.15)μg/m3和(88.94±41.43)μg/m3,约为非采暖期的2倍,主要水溶性离子是SO2-4、NH_4~+、NO-3和Cl-,这4种水溶性离子分别占PM_(2.5)和PM_(10)中总水溶性离子的88.91%和90.03%;非采暖期PM_(2.5)与PM_(10)中水溶性离子平均质量浓度分别为(37.62±14.03)μg/m3和(44.12±16.79)μg/m3,主要水溶性离子是SO2-4、NH_4~+、NO-3和Ca2+,这4种水溶性离子分别占PM_(2.5)和PM_(10)中总水溶性离子的88.18%和86.96%。采暖期PM_(2.5)和PM_(10)中NH_4~+、SO2-4、NO-3三者之间有强相关性,它们可能具有相似的来源;而非采暖期NH_4~+和SO2-4、Cl-的相关性最强,非采暖期NH_4~+在PM_(2.5)和PM_(10)中主要以(NH_4)2SO4和NH_4Cl形式存在。采暖期和非采暖期乌鲁木齐市[NO-3]/[SO2-4]均小于1,推测乌鲁木齐市颗粒物污染可能主要来源于固定排放源。