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基于成本-收益分析法的太湖氮磷污染物去除生态补偿

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江苏农业学报 2015年第4期31卷 942-945页

作者：亢志华刘华周江苏省农业科学院农业经济与信息研究所江苏南京210014

本研究以江苏省农业科学院水葫芦资源化利用示范工程为研究对象,运用成本-收益分析法,对利用人工种植水葫芦为氮磷富集载体,能源化、肥料化利用水葫芦,达到消减太湖氮磷污染物的示范工程进行实证研究,测算太湖氮磷去除成本和资源化利用... 详细信息

本研究以江苏省农业科学院水葫芦资源化利用示范工程为研究对象,运用成本-收益分析法,对利用人工种植水葫芦为氮磷富集载体,能源化、肥料化利用水葫芦,达到消减太湖氮磷污染物的示范工程进行实证研究,测算太湖氮磷去除成本和资源化利用收益,同时运用比较分析法对其他太湖治理工程成本进行比较研究。结果表明,从太湖氮磷的去除成本考虑,江苏省农业科学院水葫芦资源化利用示范工程项目优于无锡市太湖蓝藻水分离站杨湾站工程项目和贡湖湾湿地退渔还湖示范项目。综合考虑氮磷总去除成本,得出太湖氮磷污染物生态补偿标准为每1 t4.2×104元;补偿的主体是太湖流域各省市县和太湖治理工作领导小组及相关职能部门,补偿的客体是按照自愿原则承担水体污染物去除工作的单位或组织;补偿资金可来源于财政补贴、水污染治理专项资金、生态补偿专项资金。

关键词：成本-收益分析法太湖氮磷污染物生态补偿

三峡库区重庆典型弯道段泥沙与氮磷污染物关系研究

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三峡库区重庆典型弯道段泥沙与氮磷污染物关系研究

作者：赵俊重庆交通大学

学位级别：硕士

长江三峡工程是全世界瞩目的特大型水利水电枢纽工程，其建成后库区由河道转为水库，库区水位提升、水流减缓，水体自净能力也有所下降，部分支流河段已经出现了富营养化现象。富营养化问题除与水流状态有关外，其水体氮、磷含量与泥沙... 详细信息

长江三峡工程是全世界瞩目的特大型水利水电枢纽工程，其建成后库区由河道转为水库，库区水位提升、水流减缓，水体自净能力也有所下降，部分支流河段已经出现了富营养化现象。富营养化问题除与水流状态有关外，其水体氮、磷含量与泥沙状况是其最主要的影响因素，而由于三峡库区水文情况的变化，弯道段泥沙的淤积情况更为严重。因此进行三峡库区重庆典型弯道段泥沙与氮、磷污染物的关系研究对防治长江流域的水体富营养化具有重要的理论意义与现实价值。本文在分析三峡库区重庆段主要断面多年水沙监测数据的基础上，采用理论分析、现场监测和室内实验相结合的方法对三峡库区重庆典型弯道段泥沙与氮、磷污染物关系进行了研究，获得的主要研究结果如下：三峡库区重庆段输沙量和泥沙的淤积往往集中在汛期，且弯道段泥沙的淤积情况更为严重，同时汛期库区重庆段存在氮、磷污染;三峡库区重庆典型弯道段—皇华城水域的水中泥沙以细颗粒泥沙为主，其中D≤0.025mm的泥沙以重量计占总重的72%0%;泥沙含量是决定天然水体氮、磷含量的一个主要因素。该区域泥沙对天然水体磷含量的贡献率为56.2%4.4%;泥沙对天然水体总氮含量的贡献率为62.1%8.7%，对氨氮含量的贡献率为54%7%，对硝态氮的贡献率为51%8%。室内机理试验中得知，小粒径的泥沙相对于较大粒径泥沙对氮、磷污染物的吸附量大;泥沙吸附氮、磷的吸附量随泥沙浓度增大而增加，吸附量随污染物浓度增加而增大;酸碱性对泥沙吸附氮、磷污染物有影响，pH在3～11变化时，泥沙对氮磷的吸附量基本上均呈“U”型变化，泥沙对氮磷的吸附量在pH为7时均最小;当振荡速率为120r/min～720r/min时，吸附量为0.11mg/g～0.18mg/g，随振荡速率增大而增加，泥沙对磷的吸附量与振荡速率有较好的正相关性;泥沙对磷的解吸量随泥沙粒径的增大而减小，且0h～11h为主要解吸时段，11h～48h为极慢速解吸时段，11h时，泥沙浓度为0.2kg/m3～1.5kg/m3时，磷的解吸量为0.213mg/g～0.277mg/g，说明泥沙对磷的解吸量是随着泥沙浓度的增加而减小。本文研究可以为三峡库区水体氮、磷污染防治与长江水资源保护提供重要的科学依据。

关键词：三峡库区弯道泥沙氮磷污染物相关性

主要入滇池河道氮磷污染物的时空变化及强降雨对其影响

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主要入滇池河道氮磷污染物的时空变化及强降雨对其影响

作者：管锡鹏云南农业大学

学位级别：硕士

本研究选取两条主要入滇河道(大清河、海河),在前期调查的基础上,结合滇池入湖河道污染实际和河道氮磷污染研究现状,在大清河和海河不同河段选择7个监测断面,对河道氮磷污染物进行了为期2年的、每月1次的定点动态监测,研究氮磷污染物的... 详细信息

本研究选取两条主要入滇河道(大清河、海河),在前期调查的基础上,结合滇池入湖河道污染实际和河道氮磷污染研究现状,在大清河和海河不同河段选择7个监测断面,对河道氮磷污染物进行了为期2年的、每月1次的定点动态监测,研究氮磷污染物的时空变化规律。同时研究了每年前三场中、强降雨过程(10mm)对氮磷污染物产生和水环境的影响。主要研究结论如下:(1)大清河、海河氮磷污染物浓度呈现显著的年变化。2006-2007年度、2007-2008年度大清河总氮浓度分别在11.20-45.54mg/L,5.24-45.00 mg/L之间变化;铵态氮浓度6.15-40.70 mg/L,0.56-37.8 mg/L之间变化;硝态氮浓度0.03-0.82 mg/L,0.02-2.58 mg/L之间变化;总磷浓度0.41-4.20 mg/L,0.20-5.70 mg/L之间变化;可溶性磷浓度0.05-3.20 mg/L,0.04-4.20 mg/L之间变化。2006-2007年度、2007-2008年度海河总氮浓度11.1-60.1 mg/L,7.1-96.2 mg/L之间变化;铵态氮浓度0.1-49.2 mg/L,4.3-82.7 mg/L之间变化;硝态氮浓度0-1.2 mg/L之间变化;总磷浓度0.8-10,0.6-17 mg/L之间变化;可溶性磷浓度0-7.1,0.3-15.5 mg/L之间变化。铵态氮是总氮的主要组成部分,可溶性磷是总磷的主要组成部分。(2)大清河、海河氮磷污染物浓度变化呈现显著的年际间和季节间差异。大清河的总氮、铵态氮及海河硝态氮浓度变化都表现出2006-2007年度高于2007-2008年度;大清河、海河的总磷、可溶性磷及大清河硝态氮浓度变化表现出2006-2007年度低于2007-2008年度。大清河2006-2007年度的总氮、铵态氮,2007-2008年度硝态氮,2007-2008年度的总磷、可溶性磷及海河的总氮、铵态氮、总磷、可溶性磷浓度都表现出枯水期大于丰水期的变化趋势;总氮、铵态氮,2006-2007硝态氮,2006-2007总磷、可溶性磷浓度都表现出枯水期小于丰水期的变化趋势。(3)大清河、海河氮磷污染物呈现显著的空间差异。总体上,海河氮磷污染物浓度高于大清河。大清河总氮、铵态氮、总磷、可溶性磷及海河总氮、硝态氮都表现出监测流域上端污染物浓度高于下端,入湖口处浓度最低,且从上到下有逐渐降低的趋势。大清河硝态氮浓度变化与之相反。海河铵态氮、总磷、可溶性磷表现出在入湖口处浓度最低,但没有逐渐下降的趋势。(4)强降雨过程(>10mm)对总氮、铵态氮、硝态氮、总磷有稀释作用。(5)强降雨场次明显影响大清河、海河氮磷污染物浓度的变化。

关键词：滇池大清河海河氮磷污染物时空变化

不同植被河岸缓冲带系统对氮磷污染物的拦截过程研究

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不同植被河岸缓冲带系统对氮磷污染物的拦截过程研究

作者：孙东耀福建师范大学

学位级别：硕士

针对近年来九龙江流域严重的农业面源污染问题,本研究选择九龙江上游北溪龙岩段,在当地选择杂交狼尾草(Pennisetum americanum ×***×、红花檵木(Loropetalum chinense ***)、红叶石楠(Photinia fraseri)3种灌草植物,以杂草作为对照,... 详细信息

针对近年来九龙江流域严重的农业面源污染问题,本研究选择九龙江上游北溪龙岩段,在当地选择杂交狼尾草(Pennisetum americanum ×***×、红花檵木(Loropetalum chinense ***)、红叶石楠(Photinia fraseri)3种灌草植物,以杂草作为对照,建立草本、灌木及灌草组合河岸植被缓冲带。通过2015-2017年近3年不同植被缓冲带对降雨径流氮磷污染物消减的野外检测,以及对缓冲带土壤-植被系统对氮磷的物理、生物化学过程机理的系统研究,以揭示不同植被缓冲带对氮磷消减的(短期)降雨径流以及(中长期)净化机理及其主控因素。主要研究结果如下:(1)不同植被缓冲带对降雨径流中氮磷的消减率整体上呈现出草本>灌草>灌木的特点。对不同形态氮磷的消减效果也具有差异,对NOO-N及TN均具有较高的消减率,对PO43--P及TP的消减率次之,对NH4+-N的消减效果最差。缓冲带对地表及地下径流的消减率存在差异但均不显著。随着植被对土壤的改造,缓冲带对NH4+-N的消减随年份增加出现降低,对NO3-N和TN消减率均出现随年份而增加的趋势,对PO43--P和TP的消减率呈现波动式变化,这种变化与植被的生长状况密切相关。(2)4种植被初始含水率介于20.76%～25.92%之间,均无显著差异。不同植被土壤的渗透能力存在很大差异,4种植被土壤最初5 min下渗速率与渗透总量比较大小均为杂交狼尾草>红叶石楠>杂草>红花檵木。土壤容重是影响土壤渗透率的重要因素,与土壤渗透率呈现出负相关关系,而土壤渗透率强也显现出较高的氮磷消减率。(3)不同缓冲带植被土壤对PO43--P的吸附能力明显高于对NH4+-N的吸附,对NH4+-N的解吸作用均明显大于对PO43--P的解吸。对NH4+-N和PO43-P的吸附总体上呈现红花檵木>红叶石楠>杂交狼尾草>杂草的趋势。土壤粘粒与NH4+-N和P O43--P的吸附均呈现正相关关系,NH4+-N的吸附与解吸呈极显著负相关,而在P043--P中吸附与解吸表现显著的正相关水平。(4)4种植被土壤净氮矿化速率存在显著差异,大小比较为红叶石楠>杂草>红花檵木>杂交狼尾草。呈现出随着培养时间的增加而逐渐降低的趋势,且随着土壤深度增加而递减,但不同植被及不同深度土壤净氮矿化速率之间均无显著差异。影响土壤净氮矿化速率的主要影响因素有:pH值、土壤容重、TN、DIN、N03--N、NH4+-N含量。(5)4种植被土壤反硝化速率均不显著,大小比较为红花檵木>红叶石楠>杂草>杂交狼尾草。总体上呈现出表层10cm反硝化速率最强的特点,且随着土壤深度的增加反硝化速率出现降低。影响土壤反硝化速率的主要影响因素有:TC、DIN、NO3--N含量。(6)1年后不同植被对氮磷的吸收量具有较大差异,杂交狼尾草由于较高的生物量增长对氮磷的固持量均为最高,各植被对氮的固持能力均高于对磷的固持。在植被不同器官中氮磷的整体固持量呈现为茎>叶>根的特点。

关键词：河岸植被缓冲带氮磷污染物径流消减率土壤植被

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黄菖蒲对含盐再生水中氮磷污染物净化研究

工业水处理 2023年

作者：李朝颖张蕊芯常思露高茜阎波王文华天津科技大学海洋与环境学院天津市海洋资源与化学重点实验室天津市海洋环境保护与修复技术工程中心中水北方勘测设计研究有限责任公司水生态工程设计院

探讨了湿地植物黄菖蒲对含盐再生水中氮磷污染物的去除效果，通过构建5种不同组成湿地系统，分析了污染物去除效果、黄菖蒲生物量、植物累积量等指标变化，研究了湿地系统不同组成对污水中氮磷净化差异及贡献率。结果表明：植物与基质联... 详细信息

探讨了湿地植物黄菖蒲对含盐再生水中氮磷污染物的去除效果，通过构建5种不同组成湿地系统，分析了污染物去除效果、黄菖蒲生物量、植物累积量等指标变化，研究了湿地系统不同组成对污水中氮磷净化差异及贡献率。结果表明：植物与基质联合CW2组净化效果最好，对模拟再生水中TN、NH4+-N、TP的去除率分别达到56.52%、75.47%、64.53%，均优于植物组CW1、经灭菌处理后的湿地系统CW3和对照组。这可归因于黄菖蒲根系的比表面为大量微生物提供附着载体，基质的多孔结构为吸附提供了接触位点，改善了水中氧气环境促进硝化-反硝化作用。进一步研究发现，植物吸收去除氮磷平均占总输入的24.62%和22.62%；基质吸收去除氮磷平均占总输入的13.33%和29%。同时，黄菖蒲根系发达且具有良好的景观效果和污染物去除性能，对湿地植物的组合方式等进行优化配置，能够有效用于处理含盐再生水污水的净化。

关键词：黄菖蒲含盐再生水氮磷污染物水质净化

改良型生物滞留池对雨水径流中氮磷污染物去除效果研究

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改良型生物滞留池对雨水径流中氮磷污染物去除效果研究

作者：周永超江苏大学

学位级别：硕士

为适应镇江市海绵城市建设的实际需求,在研究镇江地区雨水径流水质特性的基础上,结合前人对生物滞留池的研究成果,对传统生物滞留池的结构及填料类型进行优化,研究改良型生物滞留池对模拟雨水径流和实际雨水径流的脱氮除磷效果。改良型... 详细信息

为适应镇江市海绵城市建设的实际需求,在研究镇江地区雨水径流水质特性的基础上,结合前人对生物滞留池的研究成果,对传统生物滞留池的结构及填料类型进行优化,研究改良型生物滞留池对模拟雨水径流和实际雨水径流的脱氮除磷效果。改良型生物滞留池选用砂土、煤渣、石英砂、粉煤灰以及铝污泥等作为填料,通过设置上层高渗透率填料和下层低渗透率填料的生物滞留池结构,提升了生物滞留池对径流中氨氮和总磷等污染物的去除效果。主要的研究内容和结果如下:镇江地区不同下垫面的雨水径流水质特性及相关规律研究。路面雨水径流中COD、SS、氨氮和总磷污染物的最高浓度分别为315.9 mg/L、445 mg/L、12.41 mg/L和0.98 mg/L;屋面径流中COD、SS、氨氮和总磷污染物的最高浓度分别为113mg/L、118 mg/L、8.2 mg/L和0.52 mg/L;初期雨水径流中污染物浓度与降雨时间间隔呈现正相关,相对路面径流,屋面径流受雨前晴天数的影响更为显著。生物滞留池填料筛选试验研究。单一填料吸附量大小分别是铝污泥>粉煤灰>石英砂>煤渣,尤其是铝污泥和粉煤灰对总磷有着出色的吸附能力;体积比为砂土(70%)+煤渣(10%)+石英砂(20%)的上层复合填料对总磷的去除效果最好,去除率达到57%。生物滞留池试验装置对模拟雨水径流氮磷污染物去除效果研究。铝污泥作为下层填料改良剂时,对于氨氮的平均去除率高达90%,对总磷去除率介于80%0%之间,硝态氮的削减效果平均去除率约为555%;在750 mm填充深度内,氨氮、总磷和硝态氮的去除效果随深度的增加得到强化,但随着深度的进一步增加,氨氮和总磷削减的趋势明显减缓。综合考虑生物滞留池的成本和对污染物的去除效果,生物滞留池填料层的适宜深度为75000 mm,最大深度不应超过900 mm。改良后生物滞留池对实际雨水径流氮磷污染物去除效果研究。改良的生物滞留池上层体积比为砂土(70%)+煤渣(10%)+石英砂(20%)的复合填料,下层体积比为砂土(65%)+铝污泥(30%)+经发酵报纸(5%),对总磷、氨氮和硝态氮的去除率分别为84.08%5.05%、76.250.44%和49.00%8.19%。

关键词：改良型生物滞留池雨水径流氮磷污染物削减

沿运灌区稻田排水沟塘中氮磷污染物变化规律研究

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沿运灌区稻田排水沟塘中氮磷污染物变化规律研究

作者：孙少江扬州大学

学位级别：硕士

随着农业生产活动的不断发展,农业非点源污染的问题日益突显。对于农业非点源污染的处理,国际上比较认可应用人工湿地处理的方法。在土地资源紧张的中国南方地区,人工湿地应用受限,但分布广泛的排水沟塘具有类似湿地的功能,可以缓解农... 详细信息

随着农业生产活动的不断发展,农业非点源污染的问题日益突显。对于农业非点源污染的处理,国际上比较认可应用人工湿地处理的方法。在土地资源紧张的中国南方地区,人工湿地应用受限,但分布广泛的排水沟塘具有类似湿地的功能,可以缓解农业非点源污染问题。本文针对南方平原河网地区密集分布的排水沟塘,以野外调查、定点监测和室内实验分析获取数据为基础,研究了稻作期排水沟塘中氮、磷的迁移转换规律,同时采用QUAL2K水质模型,在检验其在研究区域适用性的基础上,模拟了不同水温及气象因素对农田排水沟塘中污染负荷的影响。取得的主要研究成果如下:(1)稻作期农沟中的铵态氮浓度平均值绝大多数处于0.30-0.40 mg/L间,而支沟和池塘的铵态氮浓度平均值大多数集中在0.20～0.30mg/L间,小部分在农沟下级位置的支沟的浓度处于0.10～0.20mg/L间。农沟中的铵态氮平均浓度是普遍大于支沟处的,支沟的尺寸较大,对应的水力停留时间也相应较大,使支沟对铵态氮的削减效果更佳。(2)农沟中的硝氮浓度平均值绝大多数处在2.0～3.0 mg/L间,而支沟和池塘的硝氮浓度平均值大多数集中在1.5～2.5mg/L间,不同于铵态氮在支沟处的浓度范围有两种分化,且硝氮浓度随时间的变化是逐渐下降的,而铵态氮则是在短期就降低到了极低的浓度值,都说明了硝氮相较于铵态氮更具稳定性。(3)沟塘总磷浓度平均值主要处于0.10～0.20mg/L之间,整体上波动变化明显,但不同支路及其上下游之间的波动大小和随时间变化差异很大。(4)QUAL2K模型在尺寸较小的排水沟塘中应用效果良好,可以计算农田排水沟塘对污染物的削减率,补足大田监测缺少的部分数据,同时也能验证削减率计算中各项参数的准确性。(5)QUAL2K水质模拟结果显示,排水沟塘末端的铵态氮浓度和硝氮浓度随着水温的改变呈线性变化规律;单独调整风速参数呈现出负相关的削减规律,而其它气象参数(水温、露点温度、风速)组合都是正相关的规律,其中温度与露点温度统一变化的组合形式效果最好;而改变单一条件下,露点温度变化对末端水质的变化影响最为显著。

关键词：非点源污染排水沟塘氮磷污染物 QUAL2K模型削减率

盐地碱蓬人工湿地去除海水养殖废水中氮磷污染物及其机制研究

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盐地碱蓬人工湿地去除海水养殖废水中氮磷污染物及其机制研究

作者：胡健楠山东大学

学位级别：硕士

垂直潜流湿地被广泛应用于废水处理之中,但很少有应用于海水养殖废水的处理之中。海水养殖废水中含有大量氮磷营养盐、有机物和盐分,可生化性好,适于利用人工湿地进行处理。将海水养殖废水引入人工湿地系统,在提高人工湿地对海水养殖废... 详细信息

垂直潜流湿地被广泛应用于废水处理之中,但很少有应用于海水养殖废水的处理之中。海水养殖废水中含有大量氮磷营养盐、有机物和盐分,可生化性好,适于利用人工湿地进行处理。将海水养殖废水引入人工湿地系统,在提高人工湿地对海水养殖废水中氮营养盐的去除效率的同时,有望促进厌氧氨氧化过程,从而优化人工湿地处理系统。本研究选用耐盐植物盐地碱蓬,构建了人工湿地小试系统,开展养殖废水中氮磷污染物的去除研究。首先研究人工湿地小试系统对于海水养殖废水中氮磷污染物的去除效果,为其处理海水养殖废水的能力提供科学依据;其次从分子生物学角度出发,探寻人工湿地小试系统对海水养殖废水中氮营养盐的处理机制,为进一步优化人工湿地系统提供理论依据;最后在前段研究的基础之上,研究不同盐度对厌氧氨氧化菌数量和丰度的影响。本研究得到结论如下:(1)盐度升高对总磷的去除效果影响不大,但总氮的去除效率有所降低。系统对于氨氮的去除效果随着盐度升高而下降,亚硝氮在较高盐度时有明显积累,硝氮的去除效果稳定。但是在4%的盐度下,湿地装置中总氮去除效率仍可维持在65%以上。(2)基质不同深度对氮的去除效果不同。在0-20cm,氨氮和硝氮的浓度大幅下降,污染物去除效率最高;在经过前40 cm基质后,2%和3%盐度下的硝氮去除效率较高。0%的系统中几乎没有亚硝氮的积累,亚硝氮在较高盐度(>3%)时有明显积累,氨氮和亚硝氮的浓度比值接近1:1,更加有利于厌氧氨氧化过程的发生。(3)系统中的细菌群落分布受到盐度和基质深度的影响较大。随着盐度的增加,OTU值逐渐降低,说明盐度降低了湿地中微生物的群落多样性。0%系统中,0-20cm处微生物丰度及多样性都是最高;20-40cm处,2%盐度下微生物丰度及多样性最高。在系统中主要存在22个菌门,其中丰度最高的菌门为Proteobacteria(变形菌门)。由于环境中微生物多样性较高,仍有大量的细菌没有被测序和发现。(4)系统中全部厌氧氨氧化菌均来自于浮霉菌门,且随盐度升高,海洋厌氧氨氧化菌逐渐成为优势菌群。厌氧氨氧化菌大部分更适应在3%盐度下生长繁殖,尽管厌氧氨氧化菌的丰度有所增长,但它仍不是系统中的优势种。但在这次试验中,我们也看到了利用高盐度促进厌氧氨氧化过程的可能性。

关键词：人工湿地氮磷污染物厌氧氨氧化微生物群落结构

长江流域氮磷污染物的空间分布特征及关键源区识别研究

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常州工学院学报 2022年第2期35卷 1-6页

作者：王妍合肥城市学院安徽合肥230000

通过SWAT模型将长江流域划分为13个子流域,分析氮磷污染物的空间分布特征与关键源区识别。实证研究表明,氮污染物的主要污染源是畜禽养殖和化肥施用,在总排放量中占比分别为32.19%和30.32%;磷污染物的主要污染源是畜禽养殖,在总排放量... 详细信息

通过SWAT模型将长江流域划分为13个子流域,分析氮磷污染物的空间分布特征与关键源区识别。实证研究表明,氮污染物的主要污染源是畜禽养殖和化肥施用,在总排放量中占比分别为32.19%和30.32%;磷污染物的主要污染源是畜禽养殖,在总排放量中占比为34.7%;氮污染物与产流属于显著正相关关系,与产沙呈不显著相关,说明流域中氮污染物负荷的形态主要为溶解态;磷与产流、产沙均属于显著正相关关系,说明该流域中磷污染物负荷的形态主要为吸附态;丰水期是形成氮磷污染物的主要时期,决定氮磷污染的严重程度,降雨量多的月份会导致土壤侵蚀情况加剧,提高了氮磷污染物的负荷量。

关键词：长江流域氮磷污染物空间分布特征关键源区识别 SWAT模型畜禽养殖