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北沙河上游流域氮、磷污染风险空间分布特征解析

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环境科学学报 2022年第2期42卷 4-12页

作者：于佩丹张守红李华林宋卓远叶芝菡常国梁北京林业大学水土保持学院北京100083 山西吉县森林生态系统国家野外科学观测研究站临汾042200 北京市水土保持工程技术研究中心北京100083 北京市水科学技术研究院北京100048

非点源污染是全球水环境污染治理面临的严峻挑战之一,氮(N)、磷(P)污染是非点源污染重要的组成部分,解析N、P污染风险空间分布特征是非点源污染治理的关键.本研究以北沙河上游流域为例,采用输出系数法综合估算区域不同土地利用类型、畜... 详细信息

非点源污染是全球水环境污染治理面临的严峻挑战之一,氮(N)、磷(P)污染是非点源污染重要的组成部分,解析N、P污染风险空间分布特征是非点源污染治理的关键.本研究以北沙河上游流域为例,采用输出系数法综合估算区域不同土地利用类型、畜禽养殖和居民生活的N、P污染负荷,将其视为污染源因子指标以替代潜在非点源污染指数(Potential Non-point Pollution Indicator,PNPI)模型中的土地利用指标,利用改进后的PNPI模型解析该流域N、P污染风险空间分布特征.结果表明:①研究区N、P污染风险皆呈东南部居民区高、西北部山区低的空间分布特征;②P污染主要源自居民生活,N污染主要源自土地利用输出,各土地利用类型中耕地输出的N、P污染量最多;③N、P污染极低风险区面积占比最大,面积占比分别为59%和56%,极高风险区面积占比最小,分别为5%和3%.研究结果有望为北沙河上游流域非点源N、P污染防治提供依据,为流域综合治理提供参考.

关键词：氮磷污染风险分区潜在非点源污染指数模型输出系数法北沙河上游流域

基于SWAT模型的湘江永州流域非点源氮磷污染特征分析

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中国环境监测 2023年第2期39卷 65-74页

作者：武力刘慧莹向超王敦球陈喆桂林理工大学环境科学与工程学院广西环境污染控制理论与技术重点实验室广西桂林541004 永州经济技术开发区环境保护局湖南永州425000 湖南省永州水文水资源勘测中心湖南永州425000 广西师范大学珍稀濒危动植物生态与环境保护教育部重点实验室广西桂林541006

为精准治理流域非点源氮磷污染,基于SWAT模型,运用本地区第二次全国污染源普查数据和2000—2019年流域水文、水质数据,开展湘江永州流域非点源氮磷污染模拟。结果表明:湘江永州流域建立的SWAT模型具有较好的模拟效果,流域2005—2019年... 详细信息

为精准治理流域非点源氮磷污染,基于SWAT模型,运用本地区第二次全国污染源普查数据和2000—2019年流域水文、水质数据,开展湘江永州流域非点源氮磷污染模拟。结果表明:湘江永州流域建立的SWAT模型具有较好的模拟效果,流域2005—2019年的总氮月均污染负荷为383.40~17 998.70 t/m;总磷月均污染负荷为64.62~567.86 t/m,总氮和总磷各月污染负荷均与各月降雨量呈显著相关关系;农田和林地是本流域总氮、总磷污染负荷总量最大的2种用地类型,但两者之间单位面积输出的污染负荷强度却相反,林地对流域水污染防控具有正面效应,农田种植面源污染是非点源氮磷污染治理的重点。

关键词：湘江永州流域 SWAT模型氮磷污染

广东省各区县农业面源污染负荷估算及特征分析

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生态环境学报 2022年第4期31卷 771-776页

作者：贺斌胡茂川广东省科学院生态环境与土壤研究所广东广州510650 中山大学土木工程学院广东珠海519082 中山大学水资源与环境研究中心广东广州510275

全国第二次污染源普查公报显示,广东省农业面源污染对全省氮磷污染的贡献率分别为39%和63%。农业面源污染成为广东省水体污染、湖泊富营养化和农村环境恶化的主要原因之一,理清全省各区县农业面源污染负荷量和特征对面源污染防治和生态... 详细信息

全国第二次污染源普查公报显示,广东省农业面源污染对全省氮磷污染的贡献率分别为39%和63%。农业面源污染成为广东省水体污染、湖泊富营养化和农村环境恶化的主要原因之一,理清全省各区县农业面源污染负荷量和特征对面源污染防治和生态环境改善具有重要意义。基于2020年广东省农业统计年鉴数据,采用改进输出系数法,分析了2019年广东全省102个单位的农业面源污染年和月负荷量及时空分布特征,利用单位面积负荷系数评价了农业面源对环境的影响程度。结果表明:(1)2019年广东省农业面源氮、磷排放量分别为16.09×10^(4)t和1.71×10^(4)t,其中畜禽养殖业贡献较大,其对水体总氮(TN)、总磷(TP)的贡献率分别为67.2%、64.6%。(2)空间上广东省农业氮磷流失主要来源于粤西地区,时间上全省4—9月TN和TP排放量占全年60%。全省TN和TP年排放量最高的3个区县分别是信宜、新兴和高州,年排放量最低的3个区县分别是宝安、佛山市区和龙岗。(3)全省35.3%和40.2%的区县农业TN、TP流失对环境不构成威胁,33.3%和36.3%的区县农业TN和TP流失对环境造成严重威胁,其中包括广州市区、湛江市区等经济发达地区。可见,广东省农业面源污染负荷量大,时空分布不均,粤西地区农业TN、TP负荷量及对环境的影响较粤北、粤东和珠三角地区更严重。

关键词：污染负荷氮磷污染时空分布污染程度种植畜禽养殖

基于流域单元的环巢湖综合景观对河流水质的影响

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环境科学 2024年第6期45卷 3214-3224页

作者：王杰刘安安张俊武陈青松杨慧文安徽大学资源与环境工程学院安徽大学湿地生态保护与修复安徽省重点实验室安徽省地理信息工程中心

考虑流域特征差异对河流水质的影响，以巢湖流域为研究对象，根据2019年10月至2020年9月河流监测点水质、气象、地形、土壤与遥感影像等数据，通过数字地形分析划分各监测点的流域单元，综合利用相关性分析、冗余分析以及多元回归分析... 详细信息

考虑流域特征差异对河流水质的影响，以巢湖流域为研究对象，根据2019年10月至2020年9月河流监测点水质、气象、地形、土壤与遥感影像等数据，通过数字地形分析划分各监测点的流域单元，综合利用相关性分析、冗余分析以及多元回归分析探究了流域单元的综合景观特征（包括土地利用、气候、地形、土壤等）对环巢湖河流水质的影响.结果表明：(1)环巢湖河流水质空间差异大，主要污染物为总氮与氨氮，大多数河流总氮浓度超过Ⅴ类水质标准，污染严重的区域集中在合肥市区及周边河流以及丰乐河和杭埠河中下游.(2)流域单元综合景观特征对河流水质有着显著性影响.其中，建筑用地比例、斑块密度、散布与并列指数、香农多样性指数与水质指标呈正相关，而林草地比例、蔓延度指数与水质指标呈负相关.(3)在不同季节，流域单元的综合景观特征在湿季对河流水质的影响效应要强于干季，这主要是由干湿季降水的差异引起的.

关键词：流域单元综合景观特征冗余分析(RDA) 氮磷污染巢湖流域

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我国农业面源污染现状与特征分析

水资源保护 2021年第4期37卷 140-147,172页

作者：王思如杨大文孙金华唐莉华王朋杰卢少勇清华大学土木水利学院北京100084 清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084 南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室江苏南京210029 中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室北京100012 中国环境科学研究院国家环境保护湖泊污染控制重点实验室北京100012 中国环境科学研究院国家环境保护洞庭湖科学观测研究站北京100012

采用改进输出系数法估算了2016年我国农业面源污染(agricultural non-point source pollution, ANP)排放量,利用单位面积负荷系数与等标污染负荷指数分别评价了ANP环境影响程度与污染严重程度,运用聚类分析法识别了污染排放特征,分析了... 详细信息

采用改进输出系数法估算了2016年我国农业面源污染(agricultural non-point source pollution, ANP)排放量,利用单位面积负荷系数与等标污染负荷指数分别评价了ANP环境影响程度与污染严重程度,运用聚类分析法识别了污染排放特征,分析了ANP排放变化及其主导来源。结果显示,2016年我国ANP氮磷排放量分别为294.3万t、33.1万t,农田种植和畜禽养殖分别是总氮、总磷排放的主要来源;与2007年相比,2016年我国ANP中氮磷排放量分别增长8.8%和16.4%,增长主要来源于畜禽养殖。

关键词：农业面源污染氮磷污染改进输出系数法污染排放特征农田种植畜禽养殖

湖泊底泥氮磷污染特征与环境风险评估——以湖北省枝江市杨家垱湖和陶家湖为例

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安全与环境工程 2023年第5期30卷 235-246页

作者：李博阳徐浩阳吴定中国地质大学(武汉)环境学院湖北武汉430078 武汉博感空间科技有限公司湖北武汉430074

为推进区域性湖泊污染防控,有效改善湖泊富营养化问题,选取湖北省枝江市杨家垱湖和陶家湖两个典型湖泊为研究区,通过对湖泊底泥沉积物进行分层勘测并测定其氮磷含量,查明研究区典型湖泊底泥氮磷污染的特征,结合底泥氮磷释放试验,综合分... 详细信息

为推进区域性湖泊污染防控,有效改善湖泊富营养化问题,选取湖北省枝江市杨家垱湖和陶家湖两个典型湖泊为研究区,通过对湖泊底泥沉积物进行分层勘测并测定其氮磷含量,查明研究区典型湖泊底泥氮磷污染的特征,结合底泥氮磷释放试验,综合分析湖泊底泥污染程度及其潜在的环境风险,并提出底泥环保清淤建议。结果表明:(1)研究区典型湖泊底泥氮磷污染严重,是导致水体富营养化的重要因素;研究区湖泊表层底泥氮磷综合污染处于重度或严重污染状态(污染指数IN>2),以陶家湖东北部底泥氮磷污染最为严重;湖泊重度污染底泥总量分别达65.57万m^(3)(陶家湖)和12.05万m^(3)(杨家垱湖),其中杨家垱湖重度污染底泥的分布深度较陶家湖更深。(2)研究区典型湖泊底泥在氮磷释放试验中基本都能向上覆水体释放大量氮,尤以杨家垱湖底泥更甚;相较之下,底泥磷释放对湖水环境的影响相对较弱,深层底泥可反向吸附孔隙水中磷,有利于湖泊富营养化的控制。(3)基于研究区典型湖泊底泥氮磷污染特征提出湖泊清淤方案,建议湖泊清淤区域主要为重度污染底泥深度大于40 cm的湖域,清淤深度为50 cm,重点清淤区域位于杨家垱湖西部和陶家湖东北部。

关键词：湖泊底泥氮磷污染环境风险评估清淤杨家垱湖陶家湖

硬质河岸和水体富营养化河道的综合治理技术:以柴桑河为例

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环境工程学报 2021年第12期15卷 3875-3882页

作者：张怡刘本洪刘蕾杨春四川大学建筑与环境学院成都610065

将富营养水体治理与硬质河岸改造相结合,能够提高水体与河岸的交互能力,恢复河流生态系统的自净能力。以位于四川省天府新区眉山片区中心城区的柴桑河河段(长度1.5 km,宽度80~100 m,水深约1.85 m)为例,通过铺设护岸专用基料、设置滴灌... 详细信息

将富营养水体治理与硬质河岸改造相结合,能够提高水体与河岸的交互能力,恢复河流生态系统的自净能力。以位于四川省天府新区眉山片区中心城区的柴桑河河段(长度1.5 km,宽度80~100 m,水深约1.85 m)为例,通过铺设护岸专用基料、设置滴灌系统和播撒花草种子对硬质河岸进行生态重建,通过向水体中施用除磷剂、微生物菌剂及采用生态浮床、水车增氧等措施,降低了水体中的氮磷含量,利用太阳能为整个处理系统供能,实现了硬质河岸和富营养水体的综合治理。项目实施后,通过半年的监测和观察,结果表明:柴桑河水体中总磷(TP)、氨氮(NH_(3)-N)、高锰酸盐指数(COD_(Mn))和总氮(TN)含量明显降低,TP和NH_(3)-N由劣Ⅴ类提升至地表水Ⅲ类,COD_(Mn)由劣Ⅴ类提升至地表水Ⅳ类,TN由劣Ⅴ类提升至地表水Ⅴ类;河道内鱼类、藻类、水草的多样性增加,硬质河岸完全被植被覆盖,植物种类达数十种,自然景观恢复,河流生态自净功能显著增强,有利于使水体保持健康稳定。

关键词：氮磷污染水体富营养化硬质河岸生态重建河流治理

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广利灌区总干渠水质及氮磷污染初步评价

灌溉排水学报 2021年第2期40卷 93-100页

作者：谷少委刘杰云范习超秦京涛忠智博吕谋超高剑民中国农业科学院农田灌溉研究所/农业农村部节水灌溉工程重点实验室河南新乡453002 中国农业科学院研究生院北京100081 连云港市通榆河北延送水工程管理处江苏连云港222000

【目的】针对灌区绿色发展面临严峻挑战和水环境不断恶化等问题,探究广利灌区总干渠水质及氮磷污染现状及其对灌区水环境的影响,进一步提出灌区水环境问题解决建议。【方法】于2019年6—12月,在灌区内总干渠中选取具有代表性的6个断面,... 详细信息

【目的】针对灌区绿色发展面临严峻挑战和水环境不断恶化等问题,探究广利灌区总干渠水质及氮磷污染现状及其对灌区水环境的影响,进一步提出灌区水环境问题解决建议。【方法】于2019年6—12月,在灌区内总干渠中选取具有代表性的6个断面,进行了6次水质监测,测定水体中的总氮(TN)、总磷(TP)、COD_(Cr)和BOD_(5)等反映水质和氮磷污染的基本指标。采用适用于我国河流水质综合评价的综合水质标识指数法和富营养化评价的对数型幂函数普适指数公式对河流水质及富营养化情况进行评价。【结果】①广利灌区86%的水体水质能满足Ⅴ类农业水域功能区的用水要求,且综合水质标识指数随时间和空间变化显著,7月66.7%水体处于劣Ⅴ类水标准,在三号闸和补源进水口取样点出现了黑臭水体。②广利灌区水体富营养化严重,灌区内水体100%处于富营养状态,富营养化评价综合指数(EI)峰值出现在7月补源进水口处(80.5),且41.6%的水体处于重富营养化状态。③TN平均质量浓度为5.30 mg/L,为地表水Ⅴ类水标准的2.65倍,TP平均质量浓度为0.156 mg/L,氮、磷比为33.97∶1,适宜藻类生长。【结论】广利灌区总体水质可满足农业功能区用水要求,但富营养化水平较高,尤其是氮污染严重,灌区内的原生态土渠和水生植物使河流具有良好的自净能力,能发挥其生态功能作用。因此,建议加强灌区内入河水体的污染控制尤其是氮磷污染的监测;同时渠道衬砌要考虑生态环境、配比生态衬砌和原生态土渠、河道搭配水生植物,进而对河水中的氮磷等污染物进行吸附,以改善灌区水环境。

关键词：灌区总干渠水质氮磷污染富营养化

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东江流域景观格局对氮、磷输出的影响

生态学报 2021年第5期41卷 1758-1765页

作者：吕乐婷高晓琴刘琦江源辽宁师范大学地理科学学院大连116029 北京师范大学地理科学学部北京100875

基于实地采样水质数据与遥感解译所得土地利用数据,采用相关分析和冗余分析,从时间和空间两个尺度,探讨东江流域景观格局与氮、磷输出的关系。结果表明:(1)城镇和水域面积占比与河流氮磷含量正相关,林地和草地面积占比与河流氮磷含量负... 详细信息

基于实地采样水质数据与遥感解译所得土地利用数据,采用相关分析和冗余分析,从时间和空间两个尺度,探讨东江流域景观格局与氮、磷输出的关系。结果表明:(1)城镇和水域面积占比与河流氮磷含量正相关,林地和草地面积占比与河流氮磷含量负相关。(2)景观分裂指数(DIVISION)、香浓多样性指数(SHDI)、散布与并列指数(IJI)、边缘密度(ED)和斑块密度(PD)等景观指数与河流氮磷含量呈正相关关系,最大斑块指数(LPI)、蔓延度指数(CONTAG)和相似邻近比例(PLADJ)与河流总氮总磷含量负相关。(3)平水期河流水质与景观格局的相关性强于丰水期;从空间尺度来看,集水区尺度与河流水质的相关性好于缓冲区尺度;此外,总氮对于景观格局的响应比总磷更敏感。

关键词：土地利用景观格局氮磷污染东江流域