mini 综述 | 农业活动流域污染物排放清单编制方法
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Basin_NPS_Control
分享流域面源控制方法与水环境修复前沿技术，助力流域水环境学发展。
文献分享
2022.6.6
农业活动流域污染物排放清单编制方法
文献分述
流域污染源排放清单是流域污染核算的重要基础，也是制定污染防治政策的根本依据，建立完善、精准的动态源清单已经成为流域管理决策的首要环节。流域尺度农业源主要包括畜禽养殖、农田化肥使用等活动所排放的氮磷污染物。其估算存在很大不确定性，包括源排放因子、排放空间位置等。随着流域环境管理的精细化，对排放清单的准确度、时空分辨率提出了更高的要求。
1. 编制技术发展
基于反向概率模型和加权平均法给出动态源解析方法：
H.T, Hwang., S.W., Jeen., D, Kaown., S. S, Lee., E. A, Sudicky., D. T, Steinmoeller., K. K, Lee. Backward Probability Model for Identifying Multiple Contaminant Source Zones Under Transient Variably-Saturated Flow Conditions. Water Resources Research. 2019. 26. 10.1029/2019wr025400.
一种流域尺度分散养殖污染的评估方法：
Li, W., Lei, Q., Yen, H., The overlooked role of diffuse household livestock production in nitrogen pollution at the watershed scale. Journal of Cleaner Production. 2020. 272: 122758. 10.1016/j.jclepro.2020.122758
2. 空间分辨率提高
解决栅格尺度和行政区尺度的不匹配性，引入更准确的畜禽排放核算数据：
Chen, X., Strokal, M., Van, Vliet, MTH., Stuiver, J., Wang, M., Bai, Z., Ma, L., Kroeze, C. Multi-scale Modeling of Nutrient Pollution in the Rivers of China. Environmental Science and Technology. 2019. 20;53(16):9614-9625. 10.1021/acs.est.8b07352.
根据县级活动数据编制了1 km×1 km网格化NH3排放清单：
X, Yu., L, Shen., X, Hou., L, Y., Y, Pan.,J, A., S, Yan., High-resolution anthropogenic ammonia emission inventory for the Yangtze River Delta, China. 2020. 251, 126342. 10.1016/j.chemosphere.2020.126342
3. 排放清单的多维校验
自上而下：基于卫星遥感的排放清单校验或反演。
利用高分辨率农业数据和卫星遥感数据进行排放源定位：
X, Fu., S, X., Wang, L., M, Ran., J, E. Pleim., E. Cooter., J, O, Bash., V, Benson., J, M, Hao., Estimating NH3 emissions from agricultural fertilizer application in China using the bi-directional CMAQ model coupled to an agro-ecosystem model. Atmospheric Chemistry and Physics. 2015. 15, 6637–6649. 10.5194/acp-15-6637-2015
自下而上：模型模拟并和观测数据进行对比。
基于SWAT模型和聚类分析得到流域氮磷的源解析结果：
He, R., Yang, X., Gassman, P. W., Wang, G., Yu, C. Spatiotemporal characterization of nutrient pollution source compositions in the Xiaohong River Basin, China. Ecological Indicators. 2019. 107, 105676. 10.1016/j.ecolind.2019.105676
文献总结
流域主要的农业污染源在大范围监测上存在很大难度，其不确定性具体包括：①排放源总量的不确定性；②排放源随时空变化的不确定性。现有的编制手段大多为了解决以上的两大问题，但同时目前的排放清单编排手段仍存在一些问题，如缺乏动态的排放清单和数据融合手段。
个人思考
1. 需要建立空间精细化的排放清单。综合利用植被数据、人口数据，对排放源进行精确空间定位。
2. 需要充分利用大数据进行清单编制。基于在线监测、卫星遥感解译、入户调查等手段，建立遥感大数据和地面监测资料同化的源排放清单技术。
3. 需要实现源排放清单的实时动态更新。结合卫星遥感的农业数据、实时气象观测数据、实地农田耕作规律，实现影响参数动态化。
分享人介绍
王文卓，2019级博士生
研究方向：变化环境下水环境模型模拟及流域综合管理
邮箱：201931180008@mail.bnu.edu.cn
王文卓 | 供稿
颜小曼 | 编辑
陈磊 | 审核
【 往期回顾 】
流域面源污染控制与水环境修复
陈磊
团队负责人
本公众号由北京师范大学面源污染团队运营，重点分享水利工程、环境科学与工程、生态工程、环境系统工程等领域的学术前沿、科普知识，特别是创建了科学家分享系列《失败集》和文献俱乐部；荣获2020年全国百强学术公众号。
团队负责人陈磊，教授，博士生导师，第五批中组部“万人计划”青年拔尖人才获得者，流域非点源污染过程学科团队负责人（2017-2020）。中国水利学会、中国环境科学学会水环境分会、国际水学会（IWA）、中国地理学会理事。主要从事流域非点源污染模拟与控制、水环境模拟与修复、海绵城市机理及设计、流域综合管理等领域研究，在非点源污染过程机理、核算模型和防控模式等方面取得多项关键突破。发表学术论文130余篇，其中在Water Research、Water Resources Research、Journal of Hydrology等权威期刊发表第一/通讯作者SCI检索论文64篇，出版学术专著3部，授权软著/专利10项，获省部级奖励3项。担任Journal of Hydrology等多个国际期刊副主编/客座主编，组织首届大江大河生态保护与修复研讨会、SWAT2016等重要会议，为30余个本领域顶级刊物提供审稿服务，取得了一定的国际影响力。
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