海南岛1988—2018年畜禽粪尿氮磷负荷量及环境效应

【目的】揭示海南畜禽养殖业发展过程中粪尿氮磷养分流动情况及其对环境的影响,为区域农业发展规划和畜禽养殖结构调整提供参考。【方法】基于统计资料和文献数据,定量估算1988—2018年海南岛畜禽粪尿养分产生量、单位耕地面积养分承载量,并利用畜禽粪尿耕地负荷预警值和环境风险指数深入分析其对环境的影响,当畜禽粪尿耕地负荷预警值<0.4时,可认为对环境无威胁,而当环境风险指数在1.00以下时,对环境的风险可忽略,在安全数值以上即会对环境产生不同程度的影响。【结果】1988—2018年间,海南岛畜禽粪尿产生量变化经历了3个阶段,1988—2005年整体上升,2006—2008年下降较多,此后缓慢发展并趋于稳定,到2018年畜禽粪尿产生量为10.50×10^6 t,就养分产生量来看,粪尿氮磷年际间变化趋势相似,2005年产生量最多,2006年出现较大幅度下降,到2018年粪尿氮产生量为7.41×10^4 t,粪尿磷产生量为1.01×10^4 t。单位耕地面积氮磷负荷量也经历了先增加后稳定的过程,到2018年耕地氮负荷168.80 kg·hm^-2,耕地磷负荷为23.05 kg·hm^-2。2018年区域间差异较大,东部和北部地区单位耕地面积氮磷负荷量较高,西部和中部地区偏低,其中氮和磷负荷最高的是定安(分别为288.50和40.35 kg·hm^-2),最低的是东方(分别为61.66和8.83 kg·hm-2)。就环境效应来看,1988—2018年海南岛畜禽粪尿耕地负荷预警值始终处于较高水平,大多数年份在1.0—1.5,分级标准中达到Ⅳ级,对环境有较严重的威胁。2018年,定安和澄迈等地预警值分别为2.66和4.59,预警分级达Ⅵ级,对环境有很严重的威胁,仅东方处于安全水平,数值为0.36,为Ⅰ级。就环境风险评价结果来看,海南岛耕地上畜禽粪污环境风险较高,近年随着养殖总量的控制有所降低,2018年环境风险指数下降到1.99(以氮计)和1.32(以磷计)。在区域水平上,就氮素的环境污染风险,2018年定安环境风险指数最高,为3.39,东方最低,为0.73;对于磷素的环境污染风险,东方环境风险指数最低,为0.50,可认为磷素对环境潜在威胁较低,对环境有严重影响的是定安,风险值高达2.31。总的来说,畜禽粪尿耕地负荷预警值和环境风险指数均表明海南岛畜禽粪污潜在环境风险大,从空间分布看,定安、万宁等东部市(县)环境风险要高于临高、东方等西部地区,并且大多数市(县)对环境均有较高程度的威胁。【结论】受养殖规模和耕地面积影响,海南岛单位耕地面积氮负荷较高,区域潜在环境风险不容忽视。因此,未来海南岛畜禽养殖发展规划更应着眼于污染物的控制以及区域优化布局和管理上,并通过减少畜禽粪尿环境排放和循环利用模式以实现海南岛畜禽粪污的资源化利用和绿色发展。

基于ReNuMa模型的武烈河氮磷负荷模拟及来源解析

武烈河是承德市工农业及居民生活用水的重要水源,开展流域污染物负荷模拟及来源解析对流域水污染控制和管理具有重要意义。采用ReNuMa模型对武烈河磷矿上游断面子流域2015—2020年的水文径流过程和全流域2018—2020年的总氮(TN)、总磷(TP)污染负荷量进行模拟,解析氮磷负荷的来源及贡献率。结果表明:(1)2018—2020年,年均TN负荷量为655.98 t,各污染来源贡献率由大到小依次为地下水(30.68%)>点源(25.63%)>腐生系统(25.16%)>沉积物源(12.85%)>地表径流(5.68%);2018—2020年,年均TP负荷量为8.12 t,各污染来源贡献率由大到小依次为沉积物源(49.58%)>点源(16.54%)>地下水(15.01%)>腐生系统(13.20%)>地表径流(5.67%)。(2)年内氮磷污染负荷入河量以非点源为主,分别占总负荷的74.37%和83.46%,点源与非点源的贡献占比受汛期和非汛期影响显著,非汛期以点源形式输入的负荷占比远超汛期(6—9月)的。本研究结果能够为流域水质改善和污染管控方案的制定提供借鉴。

海水养殖氮磷污染负荷对莱州湾东岸水质的影响

为定量分析莱州湾东岸海水养殖产生的营养盐负荷量及对近岸水域水质的影响,以大菱鲆、对虾和海湾扇贝为典型养殖生物,估算其产生的氮磷负荷量,其中大菱鲆和对虾氮磷负荷量采用竹内俊郎法计算,并考虑饵料流失量,海湾扇贝氮磷负荷量根据排泄速率计算,并分析了近岸水域营养盐浓度对海水养殖氮磷负荷量的响应。计算结果表明,海湾扇贝产生的氮磷负荷量最高,对虾产生的负荷量最小;1997~2012年间,莱州湾东岸海水养殖产生的氮磷负荷量呈缓慢增长趋势,其中海湾扇贝养殖产生的氮负荷量与近岸水域的溶解性无机氮浓度呈正相关关系,说明贝类养殖是近岸水域溶解性无机氮(DIN)浓度增加的重要影响因素。研究结果可为莱州湾东岸海水养殖管理提供理论依据。

城市湖泊富营养化及氮磷平衡研究——以湖北省黄石市青山湖1湖区为例

[目的]监测分析湖北省黄石市青山湖上游区域水质状况,为其生态修复提供依据。[方法]以青山湖1#子湖区为例,采用综合营养状态指数法对其富营养化水平进行评价,依据物质平衡原理估算出青山湖上游区域氮磷收支状况。[结果]①青山湖上游区域水体总氮、总磷年均浓度为2.45,0.200 mg/L;②青山湖上游区域水体达到中度富营养化水平;③上游来水是氮磷入湖主要来源;④氮入湖总量6115.40 kg/a,出湖总量1939.51 kg/a;⑤磷入湖总量411.14 kg/a,出湖量总量198.21 kg/a;⑥总磷、总氮截留率分别为68.28%,51.79%。[结论]为防止青山湖上游区域富营养化程度加重,建议对上游来水采用生态浮床的措施,在净化水质,达到外源清水入湖的同时还能改善景观。在排口附近湖水区域,可采取高效原位强化净化处理措施。

膨化沉性饲料和粉状饲料对菊黄东方鲀生长和氮磷收支的影响

为进一步探究膨化沉性饲料在菊黄东方鲀(Takifugu flavidus)养殖中的合理应用,在盐度7~10、水温22.6~29.4℃条件下,于室内水泥池开展了为期62 d的膨化沉性饲料与粉状饲料饲喂菊黄东方鲀的对比试验,比较2种饲料对鱼体生长和养殖系统氮(N)、磷(P)收支的影响。结果表明:(1)2个饲料组鱼的终末体质量、增重率、特定生长率、净产量、成活率、比肠长、肥满度等指标均无显著差异(P>0.05);膨化沉性饲料组鱼的肝体比、脏体比显著高于粉状饲料组(P<0.05),饲料系数显著低于粉状饲料组(P<0.05)。(2)饲料是养殖系统中N、P的主要输入源,分别占总输入的67.7%~72.9%和76.4%~82.6%,其次为水体和养殖生物;养殖试验中膨化沉性饲料组投入的N、P量(51.46、9.64 g/m^2)显著低于粉状饲料组(65.97、14.18 g/m^2)(P<0.05)。(3)废水(换水+终末水体)为N、P的主要输出源,分别占输入总量的61.7%~62.8%和45.2%~51.7%,其次为鱼体固定和吸污输出;膨化沉性饲料组经废水输出的P(5.71 g/m^2)和经吸污输出的N、P量(4.18、3.48 g/m^2)均低于粉状饲料组(8.88、6.11、4.50 g/m^2)(P<0.05);被鱼体固定的N、P量组间差异不显著(P>0.05)。(4)膨化沉性饲料组N、P的利用率分别为18.0%和16.5%,较粉状饲料组分别高42.9%和139.1%;水体N、P负荷量分别为70.55、15.35 kg/t,较粉状饲料组分别低32.9%和44.1%。研究表明,采用膨化沉性饲料饲喂菊黄东方鲀能提高饲料中N、P的利用效率,降低养殖系统的N、P排放。

五莲县畜禽粪尿资源及利用潜力的计算分析

为了掌握山东省五莲县畜禽粪尿资源总量及可产沼气量,为县域畜牧业管理和畜禽粪尿治理工作提供数据支撑。以《2016年五莲县国民经济和社会发展统计公报》的畜禽饲养量、《畜禽养殖业源产排污系数手册》的畜禽排泄系数为基础数据,按照算式,计算县域畜禽粪尿资源量、单位面积耕地的总氮(磷)负荷量、可产沼气量,以及耕地承载总氮(磷)限量和总氮(磷)实际量。结果表明,五莲县畜禽粪尿产生量651006.24t、单位面积耕地的总氮(磷)负荷量63.21kg/hm^2 (15.44kg/hm^2)、可产沼气量1645.77万m^3。以单位猪饲养期内产生总氮(磷)量为基准,耕地承载总氮(磷)实际量是89.32万头猪当量(173.21万头猪当量);耕地承载总氮(磷)限量是240.25万头猪当量(392.85万头猪当量)。分析得出,饲养畜禽中禽粪尿产生量占比最大,约38.44%;耕地承载总氮(磷)实际量占总氮(磷)限量比例约为37.18%(44.12%)。当前县域畜禽粪尿量并未超出耕地承载能力,存在沼气资源开发利用潜力。本文为县域畜牧业管理、饲养量控制和畜禽粪尿资源综合利用提供数据支撑。