洱海北部典型小流域农业氮磷流失特征的初步研究

为揭示洱海北部区域农业面源污染物氮磷流失的特征,以凤羽河小流域为研究对象,于2011年7月对1次降雨-径流的全过程进行了氮磷浓度的测定,分析了降雨过程中污染物负荷、浓度随降雨-径流变化过程的特征。结果表明,污染物负荷变化与流量变化呈现出大致相同的趋势;污染物浓度的峰值提前于流量峰到达。今后开展相关监测时应将降雨时间间隔、上游生产生活方式考虑进来,以更好地阐释降雨-径流过程中凤羽河小流域农业氮磷流失的规律性。     

梁子湖区农田地表径流氮磷流失空间分布特征

为了解梁子湖区地表径流氮磷流失空间分布特征,识别高风险种植模式和高风险区,采用遥感数据分析和流失系数法相结合进行研究.结果表明:研究区内5个镇农田氮、磷流失量分别为525.07 t和25.35 t,在常规施肥情况下,农田本底氮、磷流失量占全部流失量的比例分别为76.17%和75.30%,远高于当季施肥造成的流失.5个镇中涂家垴镇氮、磷流失量和流失强度相对较高.主要种植模式中,平地-旱地-园地的氮、磷流失量最高,分别占全区的58.86%和63.87%.平地氮、磷流失量最大,占全区的93.02%和92.72%.研究表明,涂家垴镇是研究区内氮磷流失高风险区,而平地-旱地-园地是氮磷流失风险最高的种植模式.     

密云水库流域降雨径流土壤中氮磷流失规律—以石匣试验区为例

利用石匣水土保持监测试验区,分析降雨径流及土壤中氮、磷流失的规律。研究结果表明：（1）开荒及裸地最易产生径流,其中荒坡产生的泥沙中总氮含量、总磷含量最高,其次为林果地、草地,农地最低;（2）流失泥沙中氮、磷富集,磷主要以泥沙形式被迁移带走,溶解态极少;泥沙中总氮、总磷富集率为坡耕＞免耕＞等高种植;（3）大部分雨后土壤的pH值、有机质略有下降。雨后土壤主要是0．005－0．001mm及＜0．001mm粒径减少,它们可能是氮、磷流失的载体;主要为细颗粒;（4）等高种植及植物带对控制径流污染,效果极为明显;其次为免耕,应杜绝坡耕。由于氮、磷流失多以细颗粒为载体,应侧重减少细颗粒的流失。     

降雨对山仔水库典型样地地表径流氮磷营养盐流失的影响

根据福州市第二水源地山仔水库周围库区的典型土地利用方式,选取了3个具有代表性的实验样地,调查该区域不同土地利用类型土壤降雨前后含水率及其氮磷营养盐空间变化特征,结果表明:不同土地利用类型土壤中营养盐空间分布具有明显差异,相对于杉竹林,水田与旱地两种类型土壤营养盐流失风险高,且各土地利用类型均表现出5～10 cm处营养盐含量最高,流失量最大的一致规律,其中硝态氮和速效磷是地表降雨径流土壤氮磷营养物质流失的主要方式.     

厦门城市降雨径流氮磷非点源污染负荷分布探讨

简述了城市降雨径流非点源污染的特征、影响因素和危害．在GIS技术支持下,估算了厦门岛内氮磷污染负荷的分布特征．在12mm雨量下,厦门岛城市径流的单位TN负荷量为44．09kg／km2,TP负荷为2．86kg／km2,氮磷污染主要来源于城市道路,其次为商住区与工业区,三者的TN、TP之和分别占全岛负荷的93．4％和92．0％．最后分析了厦门不同城市用地的降雨径流氮磷污染差别的原因,提出了减少城市径流污染的相关建议．     

农田地表径流溶解态污染物迁移解析模拟

为研究灌溉农田中地表径流引起的溶解态污染物溶质流失的规律,考虑到田间实际操作情况以及与入渗率有关的非完全混合系数的时效性,遵循质量守恒和水量平衡原理,建立了简单的二层解析模型并得到解析结果.根据前人的试验结果,利用所提出的模型,分析了地表径流水中的溶解态污染物溶质质量浓度.结果表明:模型设计合理、简单实用,且弥补了扩散理论模型的不足,适用于土壤入渗率较高的情况;最后,针对性地提出了具体措施来减少农田溶解态污染物肥料的溶质流失,为农业面源污染和提高农田肥料的利用提供有意义的参考.     

利用生物菌肥降低洱海流域农业面源污染的实验研究

通过微生物工程技术将分离获得的本土固氮菌和磷细菌进行扩大培养后制成生物菌肥,配合有机肥施用,以洱海流域常见农作物玉米和蚕豆作为研究对象,在一个生长季的周期中监测降雨径流的水量和水质(包括总氮、总磷和高锰酸钾指数),计算氮磷的流失量及流失率,结果发现：与传统的施肥方式相比,生物菌肥与有机肥配合使用可以显著减少氮、磷的流失,并减少径流中的高锰酸钾指数,在一个生长季中,可以使玉米和蚕豆田的氮的流失量分别减少11%和16%,流失率分别减少32%和38%;磷的流失量分别减少3%和9%,流失率分别减少10%和27%;高锰酸盐指数流失量分别减少9%和19%.而作物产量则分别增加5%和14%.结果表明,生物菌肥的使用可以在促进作物产量的基础上,减少因降雨径流导致的农田营养流失,从而减少农业面源污染.     

模拟暴雨条件下杨麦复合系统氮、磷随地表径流流失特征分析

通过模拟降雨径流实验,在1.43 mm/min暴雨条件下,研究杨麦复合系统对氮、磷流失量、径流量和泥沙侵蚀量的影响及杨麦复合系统氮、磷随地表径流的流失特征。结果表明:杨麦复合系统与普通农田相比总氮流失量减少54.9%～89.1%、总磷流失量减少68.6%～88.9%、径流量减少56.7%～70.6%、泥沙侵蚀量减少52.1%～61.5%。杨麦复合系统地表径流中TN、DN的流失浓度先迅速下降然后上升;NO3--N在产流初期浓度变化不大,产流后期浓度增大;NH4+-N、TP和PP有相同的浓度变化趋势,即在产流初期浓度达到最大值,随产流时间的延长呈下降趋势。氮主要以溶解态流失,磷主要以颗粒态流失。     

油茶林生草栽培对地表径流及氮磷流失特征的影响

目的 研究间种草本植物对油茶林地表径流以及随径流流失的溶解态氮磷的影响,以期降低油茶林面源污染风险并改善下游水体环境,为油茶高效生态经营提供参考。方法 选取林下植被覆盖度低的5年生油茶幼林,设计3个试验处理:无间种对照、间种百喜草和间种金鸡菊,每个试验处理面积600 m²,3次重复,同时,在每个试验样地建设水平投影为16 m×7 m的标准径流监测小区,共计9个径流监测区。经过2年的生草处理后,间种百喜草和金鸡菊的油茶林下植被覆盖度从对照的31.13%分别提高到90.47%和80.40%。在此基础上,通过土壤理化性质测定、多场次的地表径流及其氮磷含量的监测,比较各处理样地的地表径流量、土壤侵蚀量、径流溶解态氮(DN)和溶解态磷(DP)流失量的变化特征,分析南方油茶幼林生草栽培对地表径流及氮磷流失的影响。结果 油茶林下间种百喜草和金鸡菊2年后,土壤有机质、全氮及全磷含量均比对照有增加趋势。2020年6—7月,在试验区共观测到5场侵蚀性降雨事件。与对照处理相比,间种百喜草和金鸡菊的处理在5场侵蚀性降雨事件中均显著降低了地表径流量和土壤侵蚀量(P<0.05)。与对照相比,间种百喜草和金鸡菊处理的地表总径流量分别减少了35.04%和33.56%,土壤累积侵蚀量分别减少了83.89%和79.85%。不同场次径流中DN和DP浓度变化趋势不一致,第1和第2场径流中DN浓度较低而DP浓度较高,第4和第5场径流中DN浓度较高而DP浓度较低。所有观测场次的径流DN和DP浓度均值超过了GB 3838—2002《地表水环境质量标准》中总氮、总磷Ⅴ类标准限值。与对照相比,间种百喜草能够显著降低径流中DN和DP浓度(P<0.05),减少量分别为4.67%和16.88%;而间种金鸡菊后径流DP浓度显著降低了16.88%(P<0.05),但DN浓度却增加了5.14%(P<0.05)。总体上,与对照处理相比,间种百喜草和金鸡菊分别降低了径流DN流失量26.66%和21.49%、径流DP流失量63.06%和50.57%。结论间种百喜草和金鸡菊的油茶林地显著降低了地表径流量和土壤侵蚀量,显著减少了径流溶解态氮磷流失量,相较而言,油茶幼林间种百喜草对林地地表径流及其可溶性氮磷流失的阻控效果比间种金鸡菊的好。     

屋顶绿化单体基质材料对降雨径流氮磷特征的影响

【目的】随着城市建设的发展,屋顶绿化成为拓展空间绿化的重要形式,但其径流氮磷浓度一直备受争议,选择对降雨径流氮磷浓度影响较小的单体基质材料是普及屋顶绿化需解决的关键技术问题。【方法】选用6种单体基质材料作为研究对象,比较其理化性质,并通过模拟降雨试验研究不同基质降雨径流氮磷浓度特征。【结果】泥炭土延迟产流能力最佳,椰糠与泥炭土径流削减率最高,分别为25.97%、23.44%; 有机基质降雨径流氮磷浓度趋势类似,发现初期冲刷效应,稻壳炭径流氮磷浓度初期冲刷效应最为严重,椰糠次之,泥炭土最弱; 蛭石对降雨中氨氮具有较好吸附作用,初期浓度削减率达到46%; 蛭石、陶粒对降雨中总磷具有较好吸附作用; 有机基质中稻壳炭降雨径流氮磷污染负荷最高,总氮、氨氮和硝态氮污染负荷分别达256.18、98.90、157.29 mg/m²。【结论】不同单体基质材料对降雨径流氮磷浓度影响差异较大,从径流水量与径流水质(氮磷浓度)来看,建议采用椰糠、泥炭土、珍珠岩、蛭石作为上海市屋顶绿化配方基质材料,即上海市供选择的污染负荷较低的“环境友好型”屋顶绿化基质材料。     

不同植被条件下红壤坡地果园氮磷流失特征分析

为了研究南方红壤地区氮磷等养分的流失规律,将净耕果园对照(处理Ⅰ)、果树+百喜草敷盖(处理Ⅱ)和果树+百喜草覆盖(处理Ⅲ)3种处理措施进行比较,分析了不同处理措施对红壤坡地果园氮磷流失特征的影响.结果表明:水土流失是导致氮磷流失的主要原因,氮磷流失以泥沙携带为主.3个处理小区中氮磷的流失浓度基本呈先增大后减小并最终趋于稳定的状态,氮磷流失浓度的大小受降雨量及降雨历时等的影响不大,受降雨强度影响较大.处理Ⅱ小区和处理Ⅲ小区内的总氮及总磷流失量要远远低于处理Ⅰ小区,处理Ⅱ和处理Ⅲ均可有效控制氮磷的流失,其中以处理Ⅲ效果更佳并且便于实施.     

黄土高原水土流失型非点源污染过程模拟研究进展

黄土高原严重的水土流失造成了土壤氮磷流失,不仅降低了化肥的利用率,而且对水环境造成了潜在威胁。从黄土高原区水土与养分流失的典型性入手,剖析和总结了黄土高原区基本概况、水文过程、土壤侵蚀、水土流失型非点源污染过程模拟及防控策略等的研究进展。针对目前黄土高原区尤其是黄土丘陵沟壑区非点源污染研究较少,提出了未来黄土高原地区非点源污染的研究方向与建议：黄土区非点源污染物流失机理,非点源污染负荷估算方法,流域水、沙、污染物耦合模型以及3S 技术与流域非点源污染防控决策耦合应用等。     

MBR工艺强化脱氮除磷处理滇池农业面源污水的调控方法及实际应用

为保证滇池环湖截污体系已建混合水质净化厂MBR工艺实现出水氮磷稳定达标,通过现场搭建中试规模的系统,研究了外加碳源(乙酸钠)和除磷剂(聚合氯化铝)投加量对实际污水中氮磷强化去除的关系,提出了针对滇池农业面源污水常年进水水质质量浓度、碳氮比以及碳磷比均较低,TN和TP质量浓度波动大的特点,可灵活采用外加碳源(乙酸钠)和辅助化学除磷(PAC)的双调控方法或辅助化学除磷的单调控方法,在能够使出水中氮磷达标稳定的前提下,节约运行成本。同时,以中试研究参数为基准,有效地提高了洛龙河混合水质净化厂的实际运行调控效率,缩短了整个系统优化调整时间,并最终实现净化厂各项出水水质参数稳定达标,特别是TP质量浓度稳定低于0.3 mg/L的地方标准要求,预计滇池现有的两座MBR工艺处理厂每年TP的减排量可达65.3 t。     

河岸杨树人工林缓冲带对径流水中磷素截留效果的研究

【目的】河岸植被缓冲带可以有效截留和吸收地表径流水中的磷素,从而减少进入湖泊水体中的磷。笔者在平缓坡地上构建适宜的植被缓冲带并研究其生态效果,为减缓农业面源污染、生态修复富营养化湖泊提供参考。 【方法】选定太湖流域4块大小为20 m×50 m不同密度的杨树林河岸缓冲带为研究对象,在缓冲带不同宽度处地面下不同深度(20、40和60 cm)处平行埋设PVC管,每个宽度分别设置3组淋溶管作为重复,每组3个,作为地表径流水的收集装置。分别于4、5、6、7、9月强降雨后采集水样,低温保存并测定其中磷素质量浓度。分析不同季节各宽度和密度的杨树林缓冲带截留径流水中磷素的差异,以确定适宜的河岸人工林缓冲带。【结果】① 7月径流水中可溶性磷(DP)、总磷(TP)去除率达到最大值(36.91%、26.50%),PO^3-₄去除率在6月达到63.30%,4、9月3种不同形态磷的去除率相比6、7月有所下降,不同月份PO^3-₄、DP、TP质量浓度呈显著性差异(P<0.05,F=2.382,2.052,2.758,df=180),去除率与时间呈极显著相关(P<0.01; F=3.464,3.265,3.279; df=180)。② 径流水中污染物去除率与缓冲带密度并不呈简单的正比例关系。稀植杨树林河岸缓冲带杨树数量稀少,截留污染物能力不足; 密植杨树林河岸缓冲带由于栽植密度较大,不利于杨树自由生长,吸收含磷污染物效果不佳。栽植密度并非越大越好,而是存在一个适宜栽植密度阈值。③ 随着河岸缓冲带宽度的增加,径流水中PO^3-₄、DP、TP质量浓度呈现下降趋势,截留率呈现上升趋势。河岸缓冲带对PO^3-₄的去除率最高,其次是TP,DP效果最差。不同宽度的缓冲带对20 cm深度径流水中PO^3-₄、DP的去除率较高,对40 cm深度的径流水中TP去除率总体高于20 cm深度的,60 cm深度径流水中PO^3-₄、DP、TP的去除率最低。在不同深度径流水中的3种磷素质量浓度在杨树缓冲带前15 m宽度变化差异显著(P<0.05; F=3.232,2.808,2.175; df=180); 之后随着宽度增加径流水中PO^3-₄、DP、TP的质量浓度变化不显著。15 m宽度的缓冲带对径流水中磷素平均去除率接近50 m宽度缓冲带的,说明15 m宽度的缓冲带基本能满足截污需求。【结论】杨树人工林河岸缓冲带在夏季对径流水中磷素的截留效果较好; 中等密度人工林缓冲带对径流水中磷素有较高去除率,但不同密度杨树林对于径流水中磷素截留差异并不显著; 15 m宽度的河岸缓冲带可以有效去除径流水中的各形态磷。含磷污染物只是造成湖泊湿地富营养化因素之一,合理的河岸缓冲带还应考虑对于其他污染物的截留作用。由于磷能促进植物苗期根系生长,因此在植物生长初期对磷的去除率较大。随着植物的生长和植物群落演替,磷素截留效率的动态变化尚有待长期的观测研究,以利于更为准确地评价其截留磷的能力。     

暴雨条件下不同灌排模式稻田排水中氮磷变化规律

为研究暴雨条件下不同灌排模式稻田排水中氮磷质量浓度变化规律,减少农田面源污染,提高氮肥的利用效率,在江苏省宿迁市宿城区运南灌区开展田间试验。试验结果表明：与常规灌排模式( CK)相比,控制灌排模式节水18.7%,排水总量减少50.6%,水稻产量减少3.6%;控制灌排模式由于增加了稻田蓄水深度,减少了雨后排水量,延迟了雨后排水时间,稻田排水中NH+4-N、NO3--N、TN和TP流失总量分别比CK减少48.15%、49.09%、45.54%和49.10%,节水减排效果显著。     

沸石和麦饭石组合滤料对城市降雨径流氮磷去除效率的研究

以7 d为1个周期,分别研究了沸石与麦饭石以3种不同体积比例（5 ∶5,7 ∶3,3 ∶7）组成的填充柱在2个周期的时间里对人工配制的模拟城市降雨径流中氮、磷的去除效率.结果表明,3 ∶7配比的填充柱前后两个阶段对总氮的去除效率分别为78.61%和85.28%,而对磷的去除效率分别可以达到96.73%和94.59%;5 ∶5配比的填充柱前后两个阶段脱氮除磷效率分别为83.18%,80.24%,97.02%和86.16%;7 ∶3配比的脱氮除磷效率分别为92.39%,80.01%,51.79%和57.28%.在兼顾整个填充柱脱氮除磷效率、再生能力以及再生速度等因素的情况下,3 ∶7配比为最优选择.