重庆市梁平区农业面源污染初步调查

以重庆市梁平区种植业、畜禽养殖业和水产养殖业为调查对象,采取实地走访、问卷调查和文献查阅等方式,调查分析了梁平区农业面源污染的主要来源、成因、特点和危害等。调查结果显示:1)种植业氨氮、总氮和总磷排放量较高,分别达55.73 t、453.68 t和50.36 t,种植业化学品投入总量高,利用率低,流失量大。2)化学需氧量共产生50 351.66 t,排放10 385.10 t;氨氮共产生423.55 t,排放135.49 t。畜禽养殖业水污染物排放中,化学需氧量、氨氮、总氮和总磷产排均高,是主要污染因子,污染物排放主要来源于畜禽养殖业。3)畜禽规模养殖场共产生粪便8.20万吨,利用6.07万吨;尿液3.84万吨,利用2.84万吨。无害化配套设施处理能力不足,部分畜禽养殖场粪便、尿液直排现象仍然突出,导致周围水体污染严重。最后提出建议,认为发展畜禽养殖业应根据环境承载能力,设立禁养区、限养区和非限养区,严格控制重点区域或流域畜禽养殖规模,建立健全畜禽养殖业准入制度,落实"三区"和排污许可制度等措施。     

填料碳种类对蚯蚓生物工程床净化畜禽养殖污水的影响

蚯蚓对不同种类填料碳的分解转化特征各异,继而影响蚯蚓生物工程床净化养殖污水的效果。为明确填料碳种类对净化畜禽养殖污水的影响特征,以水稻秸秆和水稻秸秆生物炭为生物工程床碳源填料,采用间隙式布料方式,连续22 d监测进水和出水水质。结果表明:秸秆填料的生物工程床对畜禽养殖污水特征污染物平均削减量分别为硝态氮67.2%,氨氮81.4%,总氮79.5%,磷酸盐29.9%,总磷35.2%,COD 21.4%,EC值77.8%;秸秆填料的生物工程床中添加蚯蚓后改变了特征污染物削减量,提升平均削减量分别为氨氮11.1%、总氮10.4%、磷酸盐17.8%、总磷73.9%和COD 27.3%,降低平均削减量分别为硝态氮10.3%和EC值3.4%;生物炭填料的生物工程床对畜禽养殖污水特征污染物平均削减量分别为硝态氮36.8%,氨氮86.2%,总氮53.4%,磷酸盐21.2%,总磷33.3%,COD 33.3%和EC值51.7%;生物碳填料的生物工程床添加蚯蚓后改变特征污染物削减量,削减量平均提升分别为硝态氮0.4%、氨氮1.4%、总氮10.6%、磷酸盐26.0%、总磷29.5%、COD 39.2%和EC值0.7%。秸秆填料和生物炭填料的生物工程床对出水p H值增加量平均为3.1%和7.7%,添加蚯蚓后出水p H值下降,平均下降率为0.1%和7.7%。总之,填料碳种类和蚯蚓活动显著影响生物工程床净化养殖污水的效果,秸秆填料有利于畜禽养殖污水硝态氮、总氮、磷酸盐、总磷和EC值削减;生物炭填料有利于畜禽养殖污水氨氮和COD削减,并显著增加出水p H值。生物工程床添加蚯蚓后明显提高畜禽养殖污水氨氮、总氮、磷酸盐、总磷和COD的削减,但不利于硝态氮削减。     

海河流域畜禽养殖污染负荷研究

建立畜禽养殖输出系数模型,从省级行政区和水资源3级区两个层面分别估算了2007年海河流域畜禽养殖污染物产生量、排放量和入河量以及各省和各3级区所占的比例。结果表明,2007年全流域畜禽养殖产生污染物COD 534.69万t、BOD 459.47万t、NH3-N 45.42万t、总氮116.53万t、总磷37.16万t、污水41 672.73万t;排放污染物COD 36万t、NH3-N 2.88万t、总氮4.15万t、总磷0.55万t;入河污染物COD 7.2万t、NH3-N 0.58万t、总氮0.83万t、总磷0.11万t。从各省来看,河北省所占比例最大,产生量占全流域的51%,排放量和入河量分别占54.4%;从水资源3级区来看,徒骇马颊河平原所占比例最大,产生量占全流域的23.7%,排放量和入河量分别占18.66%。     

黄河流域农业面源污染时空变化及因素分析

为探究黄河流域农业面源污染特点及有效治理措施,基于两次全国污染源普查数据,通过补充计算,分析了黄河流域污染物排放总量以及农业面源污染排放量的时空分布特点,探究了流域内各省份影响农业源污染化肥施用量、秸秆产生量和畜禽养殖等因素的时空分布情况以及污染治理效率,讨论了黄河流域面源污染针对性的治理对策。与2006年相比,2017年黄河流域污染物排放总量显著减少,农业源产生的化学需氧量、氨氮污染量占总污染量的比例显著增加,2017年农业源产生的化学需氧量、氨氮、总氮、总磷污染物排放量分别为96.2、1.2、7.9和1.1万t,污染量输出最大的省份为内蒙古,但单位耕地面积污染输出最大的两个省份为河南省和山东省。2017年黄河流域畜禽养殖是化学需氧量排放量的最直接影响因素,化肥是氨氮、总氮及总磷排放量的最直接影响因素,不同污染物指标与主控因子之间呈现显著的线性相关关系。与2006年相比,2017年流域内基础因素典型变化包括内蒙古耕地面积增加30%、流域内秸秆产生量及畜禽养殖猪当量分别增加46%和减少27%。河南、陕西、山东省份的单位面积化肥施用量过大,河南省的污染治理效率需要迫切提升。黄河流域农业面源污染治理应当采取全面治理政策及针对性污染治理策略相结合的方法进行,典型针对性措施包括加强陕西、河南以及山东省瓜果蔬菜化肥减量措施、西部地区牛羊养殖以及中东部地区猪养殖污染治理。     

蚯蚓引入垂直流-水平潜流湿地混流系统处理沼液的效果

为了避免或减少人工湿地处理厌氧发酵液发生堵塞,并提高系统处理效果,该试验将蚯蚓引入到垂直流湿地系统中,并与水平潜流湿地构成混流系统,用来处理厌氧发酵液。结果表明:采用蚯蚓垂直流湿地-水平潜流湿地混流系统处理厌氧发酵液,在进水平均有机负荷达1.82 kg/(m~2·d),水力负荷10、20 cm/d的条件下,对化学需氧量、总磷、总悬浮固体的去除率达到了90%以上,氨氮去除率达80%以上,总氮去除率也维持在60%以上。提高水力负荷对污染物的消减量更有优势,水平潜流湿地对总氮的消减优于蚯蚓生态湿地。2种水力负荷下,混流湿地出水化学需氧量、氨氮、总磷、总悬浮固体均能达到《畜禽养殖业污染物排放标准》要求。蚯蚓使混流系统对化学需氧量、氨氮、总凯氏氮的去除分别提高了2%、12%、4%,同时具有同步处理污水污泥,缓解湿地堵塞的效果,处理水质基本达标,处理污泥的成本也大大降低,因此具有很大应用潜力。     

汉江流域荆门段面源污染负荷时空分布与污染现状评价

[目的]对汉江流域荆门段面源污染负荷时空分布与污染现状进行分析和评价,为汉江水污染的治理提供科学依据。[方法]利用输出系数模型和等标负荷估算法,对汉江流域荆门段的面源污染负荷进行了空间分析和负荷估算,包括总氮(TN)、总磷(TP)、化学需氧量(COD)和氨氮(NH3-N),得出了汉江流域荆门段面源污染负荷及其空间分布状况。[结果]在所有污染源中,农村生活、畜禽养殖、降雨、土地利用和城镇径流是5个主要的面源污染源;该地区各市县总氮和总磷污染负荷与COD和氨氮污染负荷的输出量的排序均表现为:钟祥市沙洋县东宝区掇刀区;各类污染源总氮贡献率排序为:农村生活农业用地畜禽养殖降雨非农业用地;各类污染物总磷贡献率排序为:畜禽养殖农村生活农业用地非农业用地降雨。[结论]总体来说,河流富营养化主要是由于农村污染物未经处理排放或处理措施不当引起的。     

乌江流域水环境质量评价及污染源解析

为全面了解乌江流域贵州段的水质污染状况,根据2016年乌江流域贵州段丰水期、平水期、枯水期的水质监测数据,采用单因子和综合水质标识指数对其水质状况进行了评价,并用绝对主成分多元线性回归分析(APCS-MLR)量化不同主成分对各污染物的贡献率。结果表明:溶解氧、总磷在丰水期和平水期水质标识指数高于枯水期,高锰酸盐指数、化学需氧量、五日生化需氧量、氨氮在各水期变化并不明显;氨氮、总磷是乌江流域水环境的主要污染因子,其次为化学需氧量、五日生化需氧量和溶解氧。乌江流域内各小流域之间差异显著,清水河流域水质最差,三水期平均样点超标率高达62%,湘江流域有20%样点超标严重,超标样点均劣于V类水,乌江干流中游水质次之,其余流域样点均处于Ⅱ类以上,且无样点超标;总体上乌江流域丰水期水质受农业面源影响略低于平水期和枯水期。根据PCA(主成分分析)和APCS-MLR分析结果,丰水期第一主成分与氨氮呈显著相关,对其贡献率为45.99%,表明丰水期氨氮为主要污染物,平水期第一主成分主要与化学需氧量、五日生化需氧量、氨氮呈显著相关,对其贡献率分别117.88%,117.39%,118.38%,表明化学需氧量、五日生化需氧量、氨氮为平水期主要污染物,枯水期第一主成分与化学需氧量、五日生化需氧量、氨氮、总磷相关性较高,对其贡献率分别为6.38%,6.08%,6.21%,6.26%,表明这几个因子是枯水期主要污染物。研究表明,污染物主要来源于流域内沿岸乡镇、村寨、部分市县生活污水、生活垃圾排放以及农业面源和磷化工企业的废水排放,水质最差的清水河流域和湘江流域的J33样点受城市点源污染主导。     

重庆市畜禽粪污的区域分布及其水环境响应特征分析

为解决常见畜禽养殖排污量估算方法存在的缺陷和核实重庆市畜禽养殖目前污染状况,在调研当地畜禽养殖业及其排放状况的基础上,提出计算规模化养殖场排污量的校正方法,核算在现有治污模式下的典型畜禽排污量;以重庆市五大功能区为研究对象,基于不同水环境功能区划,采用等标污染负荷比法,研究了化学需氧量(CODCr)、总氮(TN)、总磷(TP)等标排放量的功能区分布及其潜在水环境响应特征,进而确定了畜禽养殖业主要污染区域和主要污染物,为重庆市不同功能区的产业发展和环境保护提供决策依据。结果表明,重庆市2013年畜禽养殖量为411.81万猪当量,粪便、尿、CODCr、TN、TP实物排放量分别为2.27×106 t、1.66×106 t、3.03×104 t、0.72×104 t和1.87×104 t。CODCr、TN、TP等标排放量分别为1.44×109 m3、7.94×109 m3和1.02×1011 m3。主要污染区域为城市发展新区和渝东北生态涵养发展区,主要污染物为TP,且重庆市畜禽养殖业的发展与功能区划有着显著相关关系。因畜禽养殖污染引起的全市水环境水质综合指数在0.22~4.12。城市发展新区和渝东北生态涵养发展区的水质超过标准,其余功能区均未超标。     

人工湿地-电活性菌藻膜技术处理养猪废水中试试验

人工湿地由于具有运行成本低、维护简单等优点而被广泛应用于养殖废水处理。然而,人工湿地技术普遍存在污染物去除效率受温度影响大等问题。在该研究中,通过构建电活性菌藻生物膜来强化人工湿地系统,对养猪废水进行了自然温度下的处理效能与微生物群落研究,在室外开展了18个月试验,结果表明：电活性菌藻生物膜强化组在夏季化学需氧量、氨氮、硝态氮、总氮、总磷、亚硝态氮的去除率分别达到98.26%、97.96%、85.45%、95.07%、94.64%和85.45%。在冬季化学需氧量、氨氮、硝态氮、总氮、总磷、亚硝态氮的去除率分别达到96.10%、91.56%、75.29%、89.94%、92.12%和83.15%。具有良好低温适应性。强化组冬季化学需氧量、氨氮、硝态氮、总氮、总磷、亚硝态氮的出水浓度均满足《禽畜养殖业污染物排放标准》（GB18596—2001）。相比未构建电活性菌藻生物膜的对照组,以上污染物去除率均分别提高。电活性菌藻膜在冬夏季节的优势微生物均为Cyanobium、Shewanella、Azoarcus,群落结构稳定性高,有利于促进冬季污染物去除率,为提高系统污水处理可靠性提供了保障。     

基于SWAT模型的浑太河流域农业面源污染物产生量估算

结合浑太河流域的下垫面、水文气象、污染源的物理特征,基于实际监测数据,率定验证模型,建立降雨径流、土地利用方式对应下的SWAT模型,对农业面源污染物的迁移-转化过程进行模拟计算,系统解析流域面源污染物排放量、分布特征。划定浑河、太子河、大辽河干流左右岸河流两侧l km、水库周围5 km为缓冲区,改变现有的土地利用方式,恢复天然生态。以常规发展模式为基础,计算在区域生态保护占优模式下污染物产生量。在常规发展模式下,浑太河流域年平均土壤侵蚀模数为400 kg/hm~2,总氮、总磷输出强度为19、7 kg/hm~2;从单位面积上看,总氮、总磷负荷强度最大值分别为317、260 kg/hm~2。总氮、总磷负荷强度空间差异较大,通过面积加权计算,平均负荷强度为29和10 kg/hm~2。在生态保护占优模式下,耕地的氮、磷损失量有所减少,总氮、总磷单位面积年减少量为9.5、0.9 t/hm~2;从农业面源污染物化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)、氨氮来源层面分析,单位面积土地退耕后化学需氧量、氨氮污染物减少量为14、5 kg/hm~2。经比较,在生态保护占优发展模式下面源污染物产生量相对常规发展模式下减少9%,化学需氧量、氨氮、总磷、总氮分别减少5.12%、31.67%、10.40%、25.95%,农业面源污染减排效果明显。研究为实现浑太河流域污染物排放总量不超标、水体水质达标,并确保农业基础地位不动摇,充分挖掘区域农业减排增收潜力提供策略依据。     

基于输出系数模型的北京地区农业面源污染负荷估算

农业生产活动产生的面源污染物是环境污染负荷的主要来源之一。利用输出系数模型对北京市农业面源污染负荷进行了估算。结果表明,2006年北京市农业面源污染物总氮和总磷负荷量分别是19 565.7×106和2 413.1×106 g/a。土地利用方式显著影响氮和磷负荷,不同污染源类型对污染负荷贡献的差异较大。不同污染源类型对总氮污染负荷贡献率的大小顺序为农村生活污水及废弃物＞耕地＞林地＞畜禽养殖＞园地＞牧草地,对总磷负荷贡献率的大小顺序为农村生活污水及废弃物＞畜禽养殖＞耕地＞林地＞园地＞牧草地。各区县总氮和总磷负荷量和负荷强度的差异较大,其中大兴、顺义、房山、密云和通州的总氮和总磷负荷量较大,而朝阳、丰台、通州、顺义和大兴的总氮和总磷负荷强度较大。农业面源污染物氮和磷分布状况和负荷强度的研究,为北京地区区域规划和农业结构调整提供了科学依据。     

规模养殖畜禽粪便污染物监测与评价

对奶牛、猪、禽规模养殖30个粪便样品,监测9个不同参数,在单项与综合指数评价基础上,提出预警级率与污染级率参数,进行不同评价依据与方法的筛选分析。结果表明:粪便主要污染因子按大小顺序生猪为铜>总磷>铁>氨氮>总氮,奶牛为铁>总氮>氨氮>总磷>铜,家禽为总氮>总磷>氨氮>铁>铜。其中均以生猪的污染综合指数与单项指数最高,预警级率与污染级率评价,也以生猪最高,分别为47%和24%,均极显著高于奶牛与家禽(P<0.01)。确立总氮3%、氨氮0.8%、总磷1.5%、铜65mg·kg-1、铁1500mg·kg-1、、镉0.3mg·kg-1的污染限值,经线性模型与线性概率因子分析,以铜、铁、总磷、汞、镉为主要影响因子。     

重庆市规模化畜禽养殖氨排放特征及减排策略研究

随着空气质量和畜禽养殖污染问题日益严峻,快速发展的规模化畜禽养殖面临的环境压力不断增大,明确规模化畜禽养殖的氨排放量及其排放特征,可为大气环境管理和畜禽养殖污染防治提供科学依据及对策。本文根据重庆市规模化畜禽养殖业氨排放系数和活动水平数据,估算了重庆市2013年规模化畜禽养殖业氨排放量,分析氨排放特征,并探讨了相应的氨减排措施。结果表明,2013年重庆市规模化畜禽养殖氨排放总量为17 102.92 t,排放强度为0.21 t·km~(-2);合川、丰都和潼南依次是规模化畜禽养殖业氨排放量最大的3个区县,排放份额共占总排放量的30.19%;从空间分布特征来看,璧山区为氨排放强度最大的区县,其排放强度为1.17 t·km~(-2),氨排放强度最小的是城口县,为0.01 t·km~(-2);在全局空间区域上,重庆市规模化畜禽养殖氨排放空间分布存在显著的空间正相关;局部空间区域上有4个区县呈现"高-高"类型区,5个区县呈现"低-低"类型区,没有出现"高-低"或"低-高"类型区。规模化生猪养殖是重庆市畜禽养殖业最大的氨排放贡献源,排放量达9 538.63 t,贡献率为55.80%;其次是蛋鸡,其贡献率为15.87%。畜禽在圈舍、储存管理和后续利用(施肥)3个阶段的氨排放量不同,家禽在圈舍阶段的氨排放贡献率均超过60%,其次是后续利用(施肥)阶段,尿粪储存阶段氨排放量最小;家畜氨排放贡献率最高的是后续利用(施肥)阶段,其次是圈舍内的排放,储存阶段释放的氨量很少。奶牛养殖是减排的重点控制源,规模化畜禽养殖主要减排措施包括低氮饲料喂养、畜舍改造、粪便加盖或密封以及粪肥注施等。     

青海省农业面源污染源特征分析

基于历史数据分析,阐明青海省农业面源污染来源的主要特征及发展趋势,提出基于不同畜禽养殖方式的畜禽养殖面源污染排放量的计算方法,揭示不同类型农业面源污染源的污染物产生量和潜在威胁,并提出主要污染来源的防治对策。青海省近30a来的农药化肥、地膜、秸秆以及畜禽粪便量总体上呈现增大的趋势,近5a来秸秆量出现小幅下降;在不同的畜禽养殖方式下,散户产生的面源污染负荷量最大,规模化养殖厂(小区)和养殖专业户的NH_3-N污染负荷较大,放养畜禽的NH_3-N和总磷面源污染负荷量不容忽视。2015年青海省畜禽粪便产生的进入水体形成农业面源污染的化学需氧量占98.8%,NH_3-N、总氮和总磷分别占90.2%、93.8%和93.9%。在主要农业面源污染防控措施方面,应大力加强畜牧业的污染治理,形成种植业与畜牧业的结合,建立良性生态循环模式。     

平原河网地区农村面源污染重点源和区的识别筛选——以上海青浦区为例

以地处平原河网地区的上海市青浦区为研究对象,通过清单分析方法和等标污染负荷法,以乡镇为单元研究了种植业、畜禽养殖、水产养殖和农村生活污水等农村面源污染来源,以及化学需氧量（COD）、总氮（TN）、总磷（TP）等污染物的排放量及其贡献率,并以青浦区水环境功能区划地表水环境质量标准为基准,评价及识别筛选了该区域农村面源污染主要来源及其重点区域。研究结果表明,青浦区农业面源污染COD、TN、TP实物排放量分别为2.68×103、0.85×103、0.11×103t·a-1,主要污染源为种植业,其等标污染负荷比达到53.07%,主要污染物为TN,其等标污染负荷比达到59.92%。通过农业面源污染排放强度分析,确定青浦区农业面源污染程度较重的乡镇主要为练塘镇、白鹤镇和金泽镇,建议在青东地区以农村生活污水处理和畜禽养殖污染治理为重点、在青西地区以种植业面源污染防治为重点,针对性地开展农村面源污染综合防治工作。     

无动力厌氧+人工湿地组合模式处理农村生活污水效果分析

通过对已建污水处理工程无动力厌氧+人工湿地组合模式的处理效果进行监测,结果表明:正常运行情况下,该处理模式化学需氧量的去除率在28%～90%之间,平均为66%;氨氮的去除率在7%～66%之间,平均34%;总磷的去除率在5%～84%之间,平均42%;90%以上出水水质达到三级排放标准;厌氧池对污染物去除的贡献率基本与后段的人工湿地持平;入水污染物负荷量与去除率呈显著正相关关系。     

接触氧化-强化混凝工艺处理崇明农村生活污水特性

针对崇明某地农村分散式生活污水低碳高氮磷的特性,研究接触氧化/强化混凝组合工艺处理农村污水的效果和机理。结果表明,组合工艺的平均出水化学需氧量（COD）＜50?mg/L、氨氮（NH3-N）＜5?mg/L、总氮（TN）＜20?mg/L、总磷（TP）＜0.5?mg/L,达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级排放标准。气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）分析表明：组合工艺能够有效去除有机污染物,生化处理对烷烃类污染物、芳烃及杂环类化合物均有良好的去除效果;主要总磷除磷机理：化学沉淀去除溶解性正磷酸盐,吸附机制去除聚磷酸盐、有机磷等非正磷酸盐;系统亚硝酸盐累积标志着同步硝化反硝化的发生。同时,该组合工艺还具有占地面积少、造价低、易于维护管理等优点,适合农村地区分散式生活污水的处理。     

基于水环境功能区划的农业面源污染源解析及其空间异质性

通过清单分析方法和等标污染负荷法,以乡镇为单元研究了上海市化肥施用、有机肥施用、农作物秸秆、畜禽养殖、水产养殖、农村生活污水等农业面源污染来源化学需氧量（COD）、总氮（TN）、总磷（TP）等污染物的排放量及其贡献率,并根据各区域水环境功能区划分别在区县尺度和乡镇尺度分析了农业面源污染程度及其区域分布。结果表明,上海市农业面源污染COD、TN、TP实物排放量分别为4.42×104、1.13×104、0.44×104 t/a,相应的等标排放量分别为0.16×104、0.93×104、1.65×104 m3/a,最主要污染源为畜禽养殖,其等标污染负荷比达到66.31 %,最主要污染物为TP,其等标污染负荷比达到60.32 %。各区县因农业面源污染引起的COD、TN、TP排放质量浓度分别为4.16～40.91、1.30～8.71、0.23～4.94 mg/L,各区县农业面源污染水质平均指数在0.67～5.91之间,主要污染乡镇分布在上海南部以及崇明岛等农业产值相对较高且距离水源保护区较近的远郊区域。     

江苏省太湖地区畜禽业产排污测算

以太湖地区水环境保护为出发点,根据对江苏省太湖地区典型规模化养猪场不同饲养阶段生猪(妊娠母猪、育肥猪和保育猪)的产污监测试验,测算了3种猪粪尿污染物的含量和产污系数,并采用排泄系数法和等标污染负荷法估算了2011年江苏省太湖地区畜禽粪便污染物排放量和水环境等标污染指数,并对污染物和污染来源进行了分析。结果表明,2011年江苏省太湖地区畜禽养殖业总氮(TN)、总磷(TP)、化学需氧量(COD)的排放总量为2.19×105 t,常州市、苏州市、无锡市的水环境等标污染指数分别为11.54,5.70和6.10,各地区对水体的污染程度存在差异。畜禽养殖业最主要的污染物来源是家禽和猪,其等标污染负荷比分别达到49.52%和44.47%,最主要的污染物是TP,其等标污染负荷比达到67.87%,P素污染应该引起重视。     

大狼把草对猪场废水中污染物的净化效果

为了考察湿地植物大狼把草对猪场废水中污染物的净化能力,采用基质栽培法研究了大狼把草在猪场废水中的生长特性及其对氮、磷的去除率。结果表明：该植物在氨氮浓度100 mg/L左右的废水中能正常生长,单株植物的干质量达到245.8 g,其氮、磷积累量分别为5.63和0.42 g,在每株植物处理水量9 L、水力停留时间（HRT）7 d时,大狼把草在营养生长期和花果期对废水中氨氮、总氮及化学需氧量CODCr的平均去除率都在80%以上,对总磷的平均去除率在60%以上。由此可见,大狼把草对猪场废水有较强的耐污能力和较好的净化效果,可用于人工湿地处理畜禽养殖废水。