Scenario analysis for reduction of pollutant load discharged from a watershed by recycling of treated water for irrigation

A model in which a river model was layered on a distributed model (double-layered model) was developed to analyse the transport of water and pollutants (nitrogen,phosphorus,and BOD as organic matter) in watersheds and rivers.The model was applied to the watershed of Abragafuchi Lake,Japan,where serious water pollution has occurred over three decades,and the applicability of the model was demonstrated.Scenarios of recycling of sewage treated-water into agriculture to reduce pollutant load discharged into the lake were analysed.The results showed that irrigating paddy fields with the sewage-treated water could contribute to conserving water and reducing pollutant load,with reduction rate in BOD,nitrogen,and phosphorus ranging from 6%–36%,16%–46%,and 18%–51%,respectively.Particularly,the results indicated that,irrigating paddy fields with the treated water during non-cropping periods and the accompanying reduction in withdrawn water from the river were more effective in reducing pollutant loads discharged into the lake.Further study is required on the effect of recycled water on crop cultivation and soil conditions for safe implementation.     

灌溉与施氮对黑河中游新垦沙地农田土壤硝态氮动态的影响

研究了黑河中游绿洲边缘区新垦沙地农田不同灌溉量(分别为估算春小麦生育期需水量的0.6、0.8、1.0倍)和不同施氮量(0、140、221和300kg·hm-2)对春小麦不同生育期土壤硝态氮含量及分布动态的影响.结果表明,施氮量为硝态氮淋溶的决定因素,土壤剖面中硝态氮的含量随着施氮量的增加而增加,当施氮量在0～140kg·hm-2之间时,硝态氮的淋溶较为缓慢,而在221～300kg·hm-2范围时硝态氮的含量显著增加,这表明当施氮量高于221kg·hm-2时易引起硝态氮的淋溶.收获期土壤的硝态氮含量明显低于开花期,且硝态氮存在显著差异的土层深度变浅.在综合4个施氮处理的情况下,不同灌溉处理同一土层土壤硝态氮的含量无显著差异(p<0.05),这一结果表明灌溉量对春小麦生育期土壤硝态氮淋溶过程的影响要小于施氮量.不同灌溉处理同一土层土壤硝态氮含量的差异因施氮水平的不同而异,多数情况下,低灌溉处理(I0.6)与中等灌溉处理(I0.8)的土壤硝态氮含量高于高灌溉处理(I1.0),同时具有显著硝态氮含量差异的土层深度随施氮量的增加而递增,说明随着灌水量的减少硝态氮向下淋溶量也相应下降.     

华北典型污灌区有机氯农药残留特征及健康风险评价

在我国华北地区由于水资源的匮乏及农业生产的需要,采用污水灌溉与施用有机氯农药(OCPs)结合的农业管理方式普遍存在。大量OCPs则被引入到当地环境中,进而可能对该地区的居民产生潜在的健康风险。本研究分析石家庄市汪洋沟污灌区OCPs的残留状况,探讨污水灌溉条件下土壤-作物系统OCPs残留对土壤质量影响,并评价经口摄入及皮肤接触两种暴露途径下对人体产生的健康风险。结果表明:汪洋沟污灌区地表水、沉积物、土壤和玉米籽粒中检出了14种OCPs,其平均残留浓度分别为36.5 ng·L~(-1)、62.9 ng·g~(-1)、57.3 ng·g~(-1)和27.0 ng·g~(-1),滴滴涕(DDTs)是其最主要的污染物,占OCPs的73%以上,其次是六六六(HCHs)和甲氧滴滴涕。р,р'-DDT是DDTs的最主要成分,其主要来源于污水灌溉或近期DDTs的使用。γ-HCH是环境HCHs残留的主要成分,其主要来源于林丹的输入和使用。此外,在该地区污灌条件下OCPs残留对土壤中C、N循环及有机S的矿化产生一定的负面影响。研究区OCPs残留对人体产生的非致癌风险和致癌风险均不超过控制标准,但经口摄入所引致的非致癌风险应予以关注,其中р,р'-DDT与γ-HCH为主要风险物质。     

季冻区农药化肥施用的湖泊富营养化响应

为探究中国北方季冻区湖泊富营养化及驱动因素,以吉林省西部查干湖为研究对象,利用监测数据,应用BP神经网络模型,开展湖泊富营养化现状评价,识别超限营养指标,并分析其动态特征;采用EQC多介质模型,评估灌区排水中残余农药化肥等对水环境的影响,探讨湖泊富营养化状态的驱动因素.结果表明:2016-2019年,湖泊水质总体为轻度富营养化,主要超限营养指标为COD_Mn、COD_Cr、TP和TN等.超限指标COD_Mn、COD_Cr和TP受低温驱动,在冰封期浓度呈上升趋势,其中,湖泊TP浓度上升约10%.受灌排驱动,在灌区退水期TP和TN呈现上涨趋势.通过EQC模拟,获得灌区排水进入湖泊的TN和TP浓度贡献值,分别为2.717、0.080mg/L,灌区退水中残留的农药化肥组分入湖,是驱动退水期湖泊TN含量上升的主要因素,最大上升比例约27%.低温是冰封期湖泊总磷浓度上升(最大上升约10%)的主要驱动因素.加之春季农药化肥施用对湖泊夏季富营养化程度的影响,导致季冻区湖泊在冬夏两季呈现富营养化加剧趋势.研究区湖泊富营养化治...     

北京地区春季稻稻田甲烷排放的研究

观测不同农业管理条件下,北京地区春季稻稻田甲烷的排放通量。以当地农民所惯用的管理方式为代表,排放通量为８．７ｍｇ／（Ｍ＾２．ｈ）。甲烷排放有季节性变化,以分蘖期和扬花期为峰值,土壤氧化还原电位的变化与甲烷排放有很好的相关性,施用过量的有机肥会增加排放,采用科学的间歇灌溉方式可以增产并降低甲烷的排放旱直播技术虽可大大降低甲烷和但影响水稻产量,有待进一步的研究。     

奎河污灌区的氮、磷污染

田间污灌模拟实验及污灌区和非污灌区土壤,地下水中氮,磷含量的调查和对比分析表明,污水中含量高的氮,磷能显著提高土壤肥力,污灌区作物长势良好,但土壤中积累的氮和磷是污灌区地表水和地下水的潜在污染源,虽然土壤对ＮＨ４离子有很强烈的吸附,截留和转化作用,但含量高的ＮＨ４离子能缓解慢下移,并在上层潜水中积累,污灌和降雨能淋溶土壤中经硝化作用产生的ＮＯ２和ＮＯ３离子,造成地下水的污染,饱和污灌３个月后,浅层     

信贷约束、社会资本与节水灌溉技术采用——以甘肃张掖为例

节水灌溉技术采用率低下已成为制约西北干旱地区农村经济可持续发展的关键。理论研究发现,信贷约束对具有资本密集型特质的节水灌溉技术采用产生影响,而社会资本对信贷约束具有一定的缓解作用。基于此,本文使用甘肃张掖483户农户调研数据,首先,将通过意愿调查法获得的农户金额约束、利率约束和期限约束数据资料表征农户信贷约束程度,并应用探索性因子分析法构建社会资本指数;其次,运用Probit模型实证分析信贷约束、社会资本对节水灌溉技术采用的影响;再次,分别引入社会资本与金额、利率和期限约束的交互项,检验社会资本对信贷约束的缓解效应;最后,通过稳健性检验与边际效应分析对实证结果和影响程度进行检验。结果发现:(1)信贷约束的三个维度——金额约束、利率约束和期限约束分别对节水灌溉技术采用行为具有显著的抑制作用,而社会资本对农户采用节水灌溉技术具有积极促进作用。金额约束每增加1万元,节水灌溉技术采用概率降低1.96%;利率约束每上升1%,采用概率下降0.77%;期限约束每延长1年,采用概率下降2.39%;农户社会资本每提高一个档次,采用概率提升21.04%。(2)社会资本通过民间借贷等形式,对技术采用过程中的金额与利率约束有显著的缓冲功能;受民间借贷期限不稳定等因素的影响,社会资本对期限约束的缓解效应并不明显。(3)户主年龄、受教育程度、所在村庄与乡镇的距离以及是否接受过技术推广服务均对节水灌溉技术采用行为有显著影响。     

节水灌溉对新疆兵团可持续发展的研究

水资源缺乏及由此所导致的生态问题使新疆兵团当前环境日益恶化,要想兵团能持续稳定地快速发展,就必须提高水资源的利用效率,从而实现整个社会的和谐发展。本文以新疆兵团为例,对在兵团实施滴灌技术的环境效益、社会效益及生态效益进行了全面论述,最后对如何发展节水灌溉技术进行了一定的探讨,为创建节水型农业提供了有利的依据。     

河南粮食核心区建设规划地下水环境影响评价

研究了实施河南粮食核心区规划对地下水环境的影响问题,提出了科学合理利用地下水资源的对策。河南粮食核心区北部区域已出现地下水超采情况,南部区域地下水开采潜力较大。超采区应采用井灌、渠灌联合运行方式,以及雨洪补源、引黄补源、地表水与地下水联合调蓄利用、节水灌溉等措施,控制地下水水位的下降。严格控制氮肥施用强度等措施可减轻地下水硝酸盐污染负荷。在规划实施中深入研究、跟踪评价农业面源对地下水的影响程度和范围,及时采取控制措施,保护地下水水质。     

澳大利亚膜技术专家发明农田经济型除盐灌溉技术

澳大利亚是一个幅员辽阔的国家,气候和地理条件复杂,因此,各种各样的自然灾害也非常频繁。在应对自然灾害的过程中,澳大利亚人非常重视科技手段的应用。尽管澳大利亚四周大洋环绕,但它却是一个少雨干旱的国家。加之全球气候变暖,澳大利亚变得越来越干燥,这让该国的农业安全受到了严重威胁。为了确保农业生产不受旱灾影响,