毕业论文弥苴河流域农村农业面源氮污染负荷调查研究.doc

科类 理工类 本科生毕业论文弥苴河流域农村农业面源氮污染负荷调查研究The Research of Rural Agricultural Nonpoint Source Nitrogen Pollution Load in Mi Ju River弥苴河流域农村农业面源氮污染负荷调查研究摘 要本文试通过对洱源县弥苴河流域七个监测断面水质总氮的跟踪监测分析，以及从流域农业面源不同污染类型的角度来揭示弥苴河农村地区各类典型河流氮污染特征，结果表明：（1）TN监测数据沿程变化且TN最高浓度一般会出现在枯水期，最低浓度会出现在丰水期；（2）从农业面源不同污染类型来看，农田化肥TN年排放量所占比重最大，人畜粪便TN年排放量所占比重次之，农田固废、农村生活垃圾、生活污水TN年排放量所占比重相对较小。其中人畜粪便污染在农业面源污染中贡献率最大；（3）从面源污染物结构（乡镇）不同污染类型来看，上游区的三营镇、茈碧湖镇，下游区右所镇、上关镇对弥苴河TN污染的贡献情况最大。关键词：总氮；污水；垃圾；固废；水质The Research of Rural Agricultural Nonpoint Source Nitrogen Pollution Load in Mi Ju RiverCollege of Resources and Environment，Yunnan Agricultural UniversityABSTRACTThis paper analyzed the total nitrogen of seven Monitoring Section water in Eryuan County Mi Ju river. And reveal all kinds of Characteristic of Nitrogen pollution in Typical river which located in Mi Ju Rivers Rural areas from From the perspective of different agricultural non-point sources pollution types , the results show that: (1) TN monitor datas change along the way and the highest concentration of TN usually appears in the dry season, the lowest concentration in the wet period, 2) from From the perspective of different agricultural non-point sources pollution types, the largest Proportion is TN Year emissions of agricultural fertilizers , second the TN Year emissions of human and animal , and TN Year emissions of agricultural solid waste, rural solid waste, sewage have a relatively small proportion; And human and animal faecal contamination in agricultural pollution have the greatest contribution. (3) integrated agricultural pollution output, the upstream area of the three Ying Town, Xiaochaihu Avon town, the town the right lower area, the Town, on Miju Creek the largest contribution to the pollution situation in TN.Key words：General nitrogen;Foul water ;Rubbish ;Solid waste ;Water quality弥苴河流域农村农业面源氮污染负荷调查研究1 引言农村农业面源污染问题在我国农村环境污染中日益突出，面源污染的时空范围更广，不确定性更大，成分、过程更复杂，更难以控制。当前，在我国农业活动中，非科学的经管理念和落后的生产方式是造成农业环境面源污染的重要因素，这些污染源对环境的污染，尤其对水环境的污染影响最大1-3.据统计，农业面源污染占河流富营养问题的60%80%。水体富营养化的形成原因是氮等植物营养物质含量过多所引起的水质污染现象4-9。氮流入到河流中后，为水域中藻类植物提供了丰富的营养，导致其快速生长，消耗了水中大部分的氧气，任何水生动物都因缺氧而无法生存，污染水体，使农业环境面源污染加剧。所以，氮污染的研究和调查对水体污染控制和治理非常必要和有用的10-11。洱源县弥苴河流域主要由弥茨河、凤羽河、海尾河、弥苴河、罗时江、永安江6条主要河流和海西海、茈碧湖、西湖、东湖4个湖泊组成，径流量占洱海多年平均径流量的近70%，是洱海水源的命脉，在洱海的保护和治理中占据举足轻重的位置。本文以洱源县弥苴河流域七个监测点：牛街（弥茨河段面）、上村（凤羽河段面）、下山口（弥苴河上游段面）、银桥村（弥苴河中游段面）、江尾（弥苴河下游段面）、西村（罗时江上游段面）、沙坪（罗时江下游段面）、腾龙（永安江段面）的水质中氮浓度为研究对象进行监测分析，从不同时间以及流域农业面源不同污染类型中氮浓度的比较来进行水质评价，对农村地区水体的氮污染情况进行系统研究，揭示弥苴河农村地区河流氮污染特征，为我国河流水体污染控制和治理提供有效的理论数据。2 材料与方法2.1 调查采样点在弥苴河流域依次布设有牛街（弥茨河段面）、上村（凤羽河段面）、下山口（弥苴河上游段面）、银桥村（弥苴河中游段面）、江尾（弥苴河下游段面）、西村（罗时江上游段面）、沙坪（罗时江下游段面）、腾龙（永安江段面）七个监测点，并结合大理洱源县污染源普查办公室提供的资料.室内试验在云南农业大学资源与环境学院实验室内进行。2.2 采样时间实验调查于2009年1月至12月，在洱源弥苴河流域进行，每月进行三次采样。室内试验于2009年1月至12月在云南农业大学资源与环境学院实验室内进行。2.3 指标的测定及分析方法污水中TN量采用过硫酸钾紫外分光光度法进行测定，测定方法参照12。2.4 统计方法采用EXCEL、SPSS等统计分析软件3 结果与分析3.1 弥苴河流域氮污染负荷现状3.1.1 弥苴河流域TN沿程变化情况经过一年的采样、观察、监测、研究，2009年主要TN的沿程变化见图3-1-1。图3-1-1 2009年弥苴河流域沿程TN变化图Figure 3-1-1 in 2009 Mi Ju river changes along the TN map0.000.501.001.502.002.503.003.504.00上村牛街乡下山口银桥村河尾西村沙坪腾龙村mg/l从图中可以看出TN监测数据沿程变化是弥苴河上游监测段面即下山口断面最高，这是因为弥茨河与凤羽河汇合以及洱源县城（玉湖镇）主要工业、生活污染源进入弥苴河，从而影响了河水水质情况；银桥村监测段面下降较快，是因为弥苴河此段为地上悬河以及河流本身的自净能力导致污染物浓度降低。而下游入湖口的河尾段面又略有升高，是因为水质较差的永安江河水与弥苴河水汇合所致。3.1.2 弥苴河流域TN月变化情况 取三个监测段面（银桥、西村、腾龙）进行研究分析。弥苴河中游控制段面银桥村反映上游来水和沿途主要工业和生活污染源、面源入河后的水质情况；下游段面江尾则代表弥苴河入洱海的最后水质情况；腾龙、西街、上村则分别反映永安江与罗时江的水质情况。选取这三个监测断面可以看出弥苴河流域从上游到下游污染物TN浓度变化规律，而反应弥苴河流域水质情况。弥苴河流域各监测段面在2009年月变化见图3-1-2-1、3-1-2-2、3-1-2-3。图3-1-2-1 2009年银桥月TN变化图Figure 3-1-1 Yinqiao change plans along the TN in 2009图3-1-2-2 2009年西村月TN变化图Figure 3-1-1Xicun hange plans along the TN in 2009图3-1-2-3 2009年腾龙月TN变化图Figure 3-1-1 Tenglong change plans along the TN in 20092009年，弥苴河银桥村段面TN浓度出现两个峰值，分别在3月和8月，浓度最低出现在2月。罗时江西村段面TN浓度最高出现在5月，浓度最低出现在3月。永安江腾龙村段面最高出现在6月和7月，浓度最低出现在1月和10月。因此可以看出两江一河污染物TN最高浓度一般会出现在枯水期，最低浓度会出现在丰水期。不过，这也和区域性的降水变化和流域范围内农作物施肥情况的不同而出现差异。比如，永安江腾龙段面由于水稻施肥时间为每年的6月到7月间，所以丰水期也会出现河流TN浓度过高的情况。3.2 弥苴河流域农业面源氮污染现状分析3.2.1 农村生活污水氮污染现状根据大理污染源普查办公室提供的资料和滇池流域生态风险评估报告书并结合弥苴河流域农村实地调研情况得出，按每人每天产生生活污水30升计算，农村生活污水平均TN浓度为20mg/L，因此TN产生当量取0.6克/人日。由滇池流域生态风险评估报告书并结合弥苴河流域农村实地调研情况，得知弥苴河流域农村生活污水排放量占产生量的57%。由此得出下图：图3-2-1弥苴河流域农村居民生活污水污染物TN排放量Figure 3-2-1 Miju River TN Rural emissions of pollutants from sewage各乡镇生活污水污染物TN排放量大小排序为: 茈碧湖镇（21.4%）右所镇（20.53）上关镇（15.56%）三营镇（15.03%）凤羽镇（12.18%）牛街乡（9.04%）邓川镇（6.26%）。是因为茈碧湖镇的人口数量是七个镇中最多的，生活污水排放量大，导致TN排放量最大。3.2.2 农业生活垃圾氮污染现状根据有关文献调查数据，结合当地概况，根据大理污染源普查办公室提供的资料和滇池流域生态风险评估报告书并结合弥苴河流域农村实地调研情况得出：每人每天产生生活垃圾0.351千克，垃圾中TN占到其干重的0.5%，可以折算出：TN为1.755g/人d。根据滇池流域生态风险评估报告书并结合弥苴河流域农村实地调研情况，得知弥苴河流域农村生活垃圾排放量占产生量的25%。弥苴河流域上游区农村居民生活垃圾排放量为4408.12t/a，TN排放量为22.04t/a。其中按各乡镇农村生活垃圾污染物排放量比例大小排序为:茈碧湖镇（37.12%）三营镇（26.07%）凤羽镇（21.13%）牛街乡（15.67%）。下游区农村居民生活垃圾排放量为3438.35t/a，TN排放量为17.19t/a。按各乡镇农村生活垃圾污染物排放量比例大小排序为:右所镇(48.48%)上关镇(36.74%)邓川镇(14.78%)。具体各乡镇农村生活垃圾排放量及污染物负荷见表3-2-2。图3-2-2 弥苴河流域农村居民生活垃圾污染物TN排放量Figure 3-2-2 Mi Ju River Valley Rural emissions from solid waste pollution TN右所镇的农村生活垃圾污染物排放量较其它镇是最大的。由资料可知右所镇的人口众多。农村人口居住分散。受传统生活习惯和卫生条件的影响，生活垃圾散落于房前屋后、道路两旁及田间地头，经过日晒雨淋，有机垃圾被腐沤，垃圾沥水随雨水排入沟渠、河道，最终都汇流到地势较低的水体，对水体造成污染。3.2.3 人畜粪便氮污染现状根据大理污染源普查办公室提供的资料和滇池流域农村面源污染现状调查与评价报告书并结合弥苴河流域农村实地调研情况得出表3-2-3-1（流域内人畜禽粪便污染负荷系数表）。由滇池流域生态风险评估报告书并结合弥苴河流域农村实地调研情况，TN排放量分别占其产生量的24%。表3-2-3-1 人畜禽粪便污染负荷系数表项目单位人牛猪羊鸡鸭粪便产生量(kg/p.d)粪0.71521.230.120.13尿0.4103.30.62TN3.542.65.73.10.30.3从各乡（镇）人畜禽粪便排放量构成来看，上游区农村人畜禽粪便排放总量为131.85万t/a， TN排放量为296.42t/a。综合人畜禽粪便排放量， TN等因素，流域人畜粪便及其污染物排放量比例大小依次为:茈碧湖镇（37.06%）三营镇（32.60%）凤羽镇（15.60%）牛街乡（14.74%）。下游农村人畜禽粪便排放量为98.98万t/a，TN排放量为225.39t/a。综合人畜禽粪便排放量，TN等因素，人畜粪便及其污染物排放量比例大小依次为:右所镇(46.20%)上关镇(38.96%)邓川镇(14.84%)。具体各乡（镇）农村人畜禽粪便排放情况见图3-2-3。图3-2-3流域内农村人畜粪便污染物TN排放量Figure 3-2-3 basin TN Rural emissions of pollutants from human and animal feces由图3-2-3可知茈碧湖镇的人畜粪便污染物排放量较其它镇是最大的。原因是人口众多，每户都饲养家畜。人畜禽粪便乱堆乱放，公厕少，传统独立型农村户外半截式旱厕散落于村内及农田附近，卫生条件极差，无人管理，消毒状况不好，村落地下水埋藏深度很浅，旱厕粪池对地下水造成较大的污染，在暴雨期间，部分污染物随暴雨径流冲刷流入弥苴河，导致TN排放量高。3.2.4 农田固废氮污染现状弥苴河流域内村庄以种植水稻、大蒜、烤烟、玉米、薯类、蚕豆、油菜为主。根据大理污染源普查办公室提供的资料和滇池流域农村面源污染现状调查与评价报告书并结合弥苴河流域农村实地调研情况得出农田废弃物的综合利用率为95%，在另外5%流失量中，TN的污染排放系数为1.0%。弥苴河流域农田固废排放量为11268.60 t/a， TN排放负荷为112.69t/a，按各乡（镇）农田固废污染物排放量大小排序为：三营镇（27%）茈碧湖镇（17%）右所镇（16%）凤羽镇（15%）牛街乡（12%）上关镇（9%）邓川镇（4%）。具体农田固废污染物排放量见图3-2-4。图3-2-4 弥苴河流域农田固废污染物TN排放量Figure 3-2-4 Mi Ju River valley farmland solid waste emissions of pollutants TN三营镇的农田固废污染物排放量较其它镇是最大的。导致该村农业固废排放量最大的原因是三营镇的种植业面积较其它镇大，并且以种植烤烟为主，烤烟秸秆不能喂养家畜，一般就埋在泥土下作为肥料或是当柴火。秸秆腐烂后泥土里面的氮元素随暴雨径流冲刷流入弥苴河，造成水体污染。3.2.5 农田化肥氮污染现状根据大理污染源普查办公室提供的资料和滇池流域农村面源污染现状调查与评价报告书并结合弥苴河流域农村实地调研情况，可得知农田化肥（折纯）污染负荷当量，其中TN流失量为10% 。从各乡镇化肥流失量统计表来看，弥苴河流域上游区的化肥流失污染主要产生于三营镇，上游区农田化肥TN流失量为354.8t/a。其中上游区乡镇氮肥、磷肥流失量大小比例为: 三营镇（67.50%）凤羽镇（13.11%）茈碧湖镇（12.43%）牛街乡（6.96%）。下游区乡镇农田化肥TN流失量为198.7t/a。其中氮肥流失量大小比例为：右所镇（45.97%）上关镇（39.82%）邓川镇（14.21%）。见图3-2-5：图3-2-5弥苴河流域农村化肥流失污染物流失量Figure 3-2-5 Mi Ju River pollutant loss from the loss of fertilizer in rural areas由图3-2-5可得三营镇的农用化肥污染物TN排放量是最大的。弥苴河流域是洱源县重要的种植基地，而三营镇是洱源重要的烤烟种植基地，化肥的施用成为提高烤烟产出水平的重要途径，而这种“现代化”的农业生产也是面源污染最为重要的来源。右所镇种植大蒜，化肥施用量也很大，通过农田的地表径流和农田渗漏进人水体，造成水环境的严重污染。3.2.6 流域农业面源氮污染现状总结从面源污染物结构（乡镇）来看，弥苴河流域农业面源污染 TN排放量为1259.67 t/a。综合农业面源污染产生量， TN因素，农业面源污染物排放量占上游区总产生量的乡镇比例大小依次为：三营镇茈碧湖镇凤羽镇牛街乡。下游区农业面源污染总排放量的乡镇比例大小依次为右所镇上关镇邓川镇。具体各乡（镇）农业面源污染排放量汇总情况见图3-2-6-1。图3-2-6-1 弥苴河流域各乡镇面源污染TN排放量汇总表Figure 3-2-6-1 Mi Ju River point source pollution in the township TN emissions summary从农业面源污染类型来看，2009年弥苴河弥苴河流域农业面源污染排放量1259.67 t/a，具体各乡（镇）农业面源污染排放量汇总情况见表3-2-6-2。由此得知：农田化肥人畜粪便农田固废 生活垃圾生活污水。表3-2-6-2 弥苴河流域农业面源污染TN排放量汇总表Table 3-2-6-2 Mi Ju River valley agricultural pollution emissions summary TN污染物类型TN排放量(t/a)比例(%)生活污水32.742.60生活垃圾39.233.11人畜粪便521.8141.42农田固废112.698.95农田化肥553.2043.92合计1259.674结论4.1 弥苴河水质评价根据2009年对弥苴河银桥村段面、罗时江西村段面、永安江腾龙村段面进行的水质监测结果，弥苴河银桥村段面水质类别为类，罗时江西村段面水质类别为类，永安江腾龙村段面水质类别为V类。三个段面主要超标指标为总氮。弥苴河流域从上游到下游，水质类别越来越差，水质类别排序为：银桥村（类）西村（类）、腾龙村（类）。2009年，弥苴河银桥村段面TN浓度出现两个峰值，分别在3月和8月，浓度最低出现在2月。罗时江西村段面TN浓度最高出现在5月，浓度最低出现在3月。永安江腾龙村段面最高出现在6月和7月，浓度最低出现在1月和10月。根据弥苴河流域主要河流水质监测结果，并与国家地表水环境质量标准（GB38382002）对照，结果如下：符合类水质标准的测点占25%。符合类水质标准的测点占37%。符合类水质标准的测点占13%。符合类水质标准的测点占25%。监测断面得出的TN结果根据大理州2009年环境状况公报，2009年大理州环境监测站和洱源环境监测站对辖区内的弥苴河水环境进行了监测，监测结果与国家地表水环境质量标准（GB38382002）对照，弥苴河属类水质，主要污染物为总氮。4.2 农业面源污染对弥苴河TN污染的贡献情况从农业面源不同污染类型来看