沂河上游農(nóng)業(yè)面源污染前置庫控制技術(shù)研究.pdf

1、隨著點源污染逐步得到控制,農(nóng)業(yè)面源污染已成為水體富營養(yǎng)化最主要的污染源之一,由于其分散性、隨機性、不易檢測性和空間異質(zhì)性等特點,對其發(fā)生機理、模擬預(yù)測以及防控措施等方面的研究近年來成為熱點.沂河上游流域是沂蒙山區(qū)土壤嚴(yán)重區(qū)域,土層薄,農(nóng)業(yè)活動劇烈,由侵蝕和農(nóng)業(yè)活動引起的面源污染對該區(qū)水環(huán)境造成較嚴(yán)重的威脅.本研究以沂河上游典型小流域-孟良崮小流域為研究區(qū)域,通過室內(nèi)靜態(tài)培養(yǎng)和野外試驗等手段,在分析該區(qū)農(nóng)業(yè)面源氮(Nitrogen,N)、

2、磷(Phosphorus,P)污染物流失特征和優(yōu)選高效控污植被的基礎(chǔ)上,根據(jù)因地制宜的原則,構(gòu)建小流域前置庫控制技術(shù),并對其凈化效果進行分析.主要研究結(jié)論如下:
　　(1)流域徑流氮磷流失特征存在明顯差異
　　無雨狀態(tài),流域徑流銨態(tài)氮(Dissolved ammonium nutrition,DHN)含量較低,氮素流失以硝態(tài)氮(Dissolved nitrate nitrogen,DNN)為主,呈跳躍性變化;總磷(Total

3、 phosphorus,TP)和水溶性無機磷(Dissolved inorganic phosphorus,DIP)的濃度差異較大,其中水溶性有機磷DOP(Dissolved inorganic phosphorus)的濃度平均值大于DIP;在降雨過程中,總氮(Total nitrogen,TN)與顆粒態(tài)氮(Particulate nitrogen,PN)在徑流峰值前濃度陡增到最大,溶解態(tài)氮(Dissolved nitrogen,DN)

4、與DNN徑流峰值后逐漸增加,并趨于穩(wěn)定,不同形態(tài)磷在降雨驅(qū)動下陡增,其中顆粒態(tài)磷(Particulate phosphorus, PP)在TP中占主導(dǎo)地位;不同強降雨過程中氮磷的流量加權(quán)濃度(Discharge weighted concentration,DWEC)和平均流失率變化不同,氮流失主要以溶解態(tài)為主,且雨強相對不大溶解態(tài)比例反而相對較高,而在溶解態(tài)氮中硝態(tài)氮占主導(dǎo)地位;不同形態(tài)氮磷的平均流失率和泥沙流失率隨著降雨強度的增強而

5、增加,磷素主要以顆粒態(tài)流失為主.
　　(2)水生植物對氮和磷有凈化作用,但凈化效率與變化過程表現(xiàn)不同
　　實驗表明,菖蒲、黃花鳶尾、金魚藻、水蔥、香蒲、美人蕉、再力花、梭魚草和千屈菜9種植物在超富營養(yǎng)化水體中生長良好,且去除率較高除,其中黃花鳶尾對TN、DHN、TP和DIP的凈化率分別高達85.53％、99.07％、76.09％和82.43％.水體的TN和TP在試驗過程中表現(xiàn)為初期呈短暫升高趨勢后持續(xù)降低,DNN的變化均表現(xiàn)

6、為試驗初期濃度較低,在15天后濃度達到最大值,隨后不同程度地降低.在植物衰亡過程中,一般水生植物在25°C條件下的氮磷平均釋放強度大于15°C;總氮濃度隨著時間的延長,變化并不一致,不同植物總磷濃度釋放特征表現(xiàn)為第3天總氮濃度最高,而后迅速降低,6天后基本穩(wěn)定.
　　(3)前置庫控制技術(shù)是治理農(nóng)業(yè)面源污染的有效技術(shù)
　　在室內(nèi)靜態(tài)培養(yǎng)實驗的的基礎(chǔ)上,根據(jù)因地制宜的原則,建設(shè)孟良崮小流域的前置庫控制技術(shù),該技術(shù)包括生態(tài)塘庫和泄