一種生態(tài)農(nóng)莊水體質(zhì)量的監(jiān)測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及環(huán)境保護，特別涉及一種生態(tài)農(nóng)莊水體質(zhì)量的監(jiān)測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]生態(tài)農(nóng)莊，是以生態(tài)、環(huán)保、資源有效利用為特色、集農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與旅游觀光為一體的新型都市農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)形態(tài)，也是我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)重要的組成部分。大部分生態(tài)農(nóng)莊將小規(guī)模的種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)、餐營業(yè)和旅游業(yè)結(jié)合在一起，成為休閑、娛樂的新型場所。然而，伴隨著生態(tài)農(nóng)莊的不斷發(fā)展，對環(huán)境帶來的負面影響也不可忽視，尤其是農(nóng)莊在生產(chǎn)和經(jīng)營過程中對水體造成的壓力，成為都市農(nóng)業(yè)面源污染中非常重要的組成成分。
[0003]目前關(guān)于農(nóng)業(yè)面源污染的研宄中，均集中于集約農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)化肥農(nóng)藥施用通過徑流和滲漏的過程造成的面源污染。生態(tài)農(nóng)莊作為都市農(nóng)業(yè)一個重要的元素，其對農(nóng)業(yè)面源污染的貢獻幾乎沒有學(xué)者研宄過。另一方面，目前對農(nóng)業(yè)面源污染的計算，主要從污染物的濃度變化和負荷值來計算和分析，這種分析方法在對水體數(shù)據(jù)的總結(jié)和整體比較方面具有一定的局限性。并且對于生態(tài)農(nóng)莊來說，造成水體污染的元素受取樣時間、溫度等多種因素影響，在不同時間測定的值也不同，因此很難有一個標準來進行判斷。
[0004]定點定期監(jiān)測農(nóng)莊水體數(shù)據(jù)，能夠發(fā)現(xiàn)其變化規(guī)律，通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計處理方法，能夠綜合評價生態(tài)農(nóng)莊水體的狀況從而發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致其污染的主要原因，對控制都市農(nóng)業(yè)面源污染和推進生態(tài)農(nóng)莊發(fā)展有非常重要的意義。因此，開展基本農(nóng)田環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測，積極防治農(nóng)業(yè)環(huán)境污染，發(fā)展“高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、生態(tài)、安全”都市農(nóng)業(yè)，是當(dāng)前一項重大緊迫的工作。
[0005]通過對生態(tài)農(nóng)莊水體環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測，分析產(chǎn)地水體質(zhì)量及變化現(xiàn)狀，對于及時、準確、深入地了解和掌握生態(tài)農(nóng)莊水體質(zhì)量有針對性的采取措施防治土壤和農(nóng)作物污染，發(fā)展綠色食品和促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、調(diào)整農(nóng)莊產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)有重大意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的，就是為了提供一種生態(tài)農(nóng)莊水體質(zhì)量的監(jiān)測方法。
[0007]為達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種生態(tài)農(nóng)莊水體質(zhì)量的監(jiān)測方法，包括以下措施:
[0008]1.1、調(diào)查農(nóng)莊水系，選擇整個農(nóng)莊水系的入水口和出水口作為兩個固定監(jiān)測點；
[0009]1.2、對兩個固定監(jiān)測點的水體定期進行樣品采??；
[0010]1.3、對采取的樣品進行測試；
[0011]1.4、對測試結(jié)果進行數(shù)據(jù)處理和評價。
[0012]所述定期進行樣品采取是指在一年內(nèi)，根據(jù)天氣情況選擇每個月月初不降雨的一天上午10點-11點進行水體樣品米取。
[0013]所述測試是分別使用過磷酸鉀消解紫外分光光度法、過硫酸鉀消解-鉬酸銨分光光度法、重鉻酸鉀和電化學(xué)探頭法對水體的全氮、全磷、COD和DO進行測試。
[0014]所述數(shù)據(jù)處理是對全部測試數(shù)據(jù)采用標準化、歸一化的統(tǒng)計方法進行處理，并利用出水口與入水口的測試數(shù)據(jù)比值來對比不用農(nóng)莊之間水體質(zhì)量的差異；標準化采用公式(I)進行；歸一化采用公式(2)進行；
[0015]X1= (χ-μ)/σ (I)
[0016]xJ= (x ^min) / (max-min) (2)
[0017]公式(I)中，Xi為所有樣本數(shù)據(jù)標準化后的數(shù)據(jù)；x為樣本數(shù)據(jù)；μ為所有樣本數(shù)據(jù)的均值，σ為所有樣本數(shù)據(jù)的標準差；公式(2)中，d為歸一化數(shù)據(jù)；max為樣本標準化數(shù)據(jù)的最大值，min為樣本標準化數(shù)據(jù)的最小值。
[0018]本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0019]1、生態(tài)農(nóng)莊是現(xiàn)代都市農(nóng)業(yè)的重要組成部分，但是目前對于生態(tài)農(nóng)莊對水體質(zhì)量影響的研宄還不多。本發(fā)明針對生態(tài)農(nóng)莊進行水體質(zhì)量監(jiān)測與分析，填補了國內(nèi)生態(tài)農(nóng)莊中水體質(zhì)量分析調(diào)查的一個空白。
[0020]2、本發(fā)明采用定點、定時且連續(xù)地跟蹤農(nóng)莊水體的全年質(zhì)量變化，為研宄都市農(nóng)業(yè)面源污染防治與治理提供充分的理論數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)支持。
[0021]3、本發(fā)明利用數(shù)學(xué)統(tǒng)計手段如標準化、歸一化對大量數(shù)據(jù)進行整體處理綜合分析，避免了長期取樣過程中由于溫度、取樣時間等因素造成的數(shù)據(jù)對比時的誤差，結(jié)果直觀簡潔，能夠根據(jù)監(jiān)測分析結(jié)果為生態(tài)農(nóng)莊的科學(xué)管理與發(fā)展方向提供建議。
【附圖說明】
[0022]圖1、圖2、圖3、圖4為本發(fā)明的一個實施例的有關(guān)數(shù)據(jù)，其中:
[0023]圖1為不同農(nóng)莊出水口與進水口總氮的比值；
[0024]圖2為不同農(nóng)莊出水口與進水口總磷的比值；
[0025]圖3為不同農(nóng)莊出水口與進水口 DO的比值；
[0026]圖4為不同農(nóng)莊出水口與進水口 COD的比值。
[0027]圖中，橫坐標A、B、C、D、E、F分別代表取樣的幾個農(nóng)莊；縱坐標表示比值。
【具體實施方式】
[0028]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步的說明，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。
[0029]實施例一
[0030]隨機選擇上海地區(qū)六個都市生態(tài)農(nóng)莊作為研宄對象，首先對每個農(nóng)莊的水系進行調(diào)查，明確各農(nóng)莊水體的進水口和出水口，并在進水口與出水口設(shè)置監(jiān)測點。
[0031]從3月初開始取樣，選擇晴朗的上午10點左右在監(jiān)測點采取水樣，先用監(jiān)測點河水潤洗取樣瓶，再進行水樣采取、排出空氣，迅速帶回實驗室，使用過磷酸鉀消解紫外分光光度法和過硫酸鉀消解-鉬酸銨分光光度法，對水體樣品的總氮和總磷進行測試，每月采集樣品一次，試驗持續(xù)到次年3月份。
[0032]一年中的全部測試數(shù)據(jù)采用標準化、歸一化的數(shù)學(xué)統(tǒng)計方法處理后，利用出水口與入水口的比值來對比不用農(nóng)莊之間水中總氮、總磷的差異。
[0033]根據(jù)測試和計算結(jié)果，如圖1、圖2所示，農(nóng)莊A和B出水口與入水口總氮的比值分別為1.5和1.8，總磷比值分別為1.4和1.5 ;農(nóng)莊C、D總氮比值分別為I和1.0，總磷比值分別為1.1和1.1 ;而農(nóng)莊E、F的總氮比值分別為0.97和0.96，總磷比值分別為0.9和
1.0 ;結(jié)果表明農(nóng)莊A和B在進行生產(chǎn)與經(jīng)營活動時增加了水體總氮、總磷的含量，提高了水體富營養(yǎng)化和農(nóng)業(yè)面源污染的風(fēng)險，而根據(jù)進一步對兩個農(nóng)莊的調(diào)查分析，A、B兩個農(nóng)莊均以種植業(yè)為支柱產(chǎn)業(yè)，生產(chǎn)中農(nóng)田大量的氮肥磷肥投入，是造成水體氮、磷含量提高的主要原因。因此，在以種植業(yè)為主的都市農(nóng)莊中，科學(xué)合理的肥料管理和水體生物凈化措施是控制農(nóng)業(yè)面源污染的重要途徑。
[0034]實施例二
[0035]都市生態(tài)農(nóng)莊選擇與實施例--致的六個農(nóng)莊，并在相同的監(jiān)測點進行定期取樣。
[0036]從3月初開始取樣，選擇晴朗的上午10點左右在監(jiān)測點采取水樣，先用監(jiān)測點河水潤洗取樣瓶，再進行水樣采取、排出空氣，迅速帶回實驗室，使用重鉻酸鉀和電化學(xué)探頭法對水體溶解氧含量(DO)和化學(xué)需氧量(COD)進行測試。試驗每月采集樣品一次，持續(xù)到次年3月份。
[0037]一年中的全部測試數(shù)據(jù)采用標準化、歸一化的數(shù)學(xué)統(tǒng)計方法處理后，利用出水口與入水口的比值來對比不用農(nóng)莊之間水體中DO和COD的差異。
[0038]根據(jù)監(jiān)測和計算結(jié)果，六個農(nóng)莊DO結(jié)果如圖3所示，農(nóng)莊A、B、D出水口與入水口的DO值分別達到1.5、1.6和1.5，顯著高于農(nóng)莊C、E、F(l.0、0.9、1.0) ；C0D結(jié)果如圖4所示，農(nóng)莊A、B、C和D出水口與入水口 COD的比值分別為1.4、1.6、1.3和1.4，顯著高于E和F點的COD比值0.9和I。結(jié)果表明農(nóng)莊A、B和D在進行生產(chǎn)與經(jīng)營活動時增加了水體DO的含量；除八、B、D農(nóng)莊外，C農(nóng)莊也增加了水體COD的含量。
【主權(quán)項】
1.一種生態(tài)農(nóng)莊水體質(zhì)量的監(jiān)測方法，其特征在于，包括以下措施: 1.1、調(diào)查農(nóng)莊水系，選擇整個農(nóng)莊水系的入水口和出水口作為兩個固定監(jiān)測點； 1.2、對兩個固定監(jiān)測點的水體定期進行樣品采?。? 1.3、對采取的樣品進行測試； 1.4、對測試結(jié)果進行數(shù)據(jù)處理和評價。2.如權(quán)利要求1所述的生態(tài)農(nóng)莊水體質(zhì)量的監(jiān)測方法，其特征在于:所述定期進行樣品采取是指在一年內(nèi)，根據(jù)天氣情況選擇每個月月初不降雨的一天上午10點-11點進行水體樣品采取。3.如權(quán)利要求1所述的生態(tài)農(nóng)莊水體質(zhì)量的監(jiān)測方法，其特征在于:所述測試是分別使用過磷酸鉀消解紫外分光光度法、過硫酸鉀消解-鉬酸銨分光光度法、重鉻酸鉀和電化學(xué)探頭法對水體的全氮、全磷、COD和DO進行測試。4.如權(quán)利要求1所述的生態(tài)農(nóng)莊水體質(zhì)量的監(jiān)測方法，其特征在于:所述數(shù)據(jù)處理是對全部測試數(shù)據(jù)采用標準化、歸一化的統(tǒng)計方法進行處理，并利用出水口與入水口的測試數(shù)據(jù)比值來對比不用農(nóng)莊之間水體質(zhì)量的差異；標準化采用公式(I)進行；歸一化采用公式⑵進行；X1= (X- μ) / σ (I)xJ= (x ^min) / (max-min) (2) 公式(I)中，Xi為所有樣本數(shù)據(jù)標準化后的數(shù)據(jù)；x為樣本數(shù)據(jù)；μ為所有樣本數(shù)據(jù)的均值，σ為所有樣本數(shù)據(jù)的標準差；公式(2)中，d為歸一化數(shù)據(jù)；max為樣本標準化數(shù)據(jù)的最大值，min為樣本標準化數(shù)據(jù)的最小值。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種生態(tài)農(nóng)莊水體質(zhì)量監(jiān)測的新方法，包括取樣點選擇、取樣周期確定、樣品測試和數(shù)據(jù)統(tǒng)計整理等步驟。本發(fā)明選擇不同類型農(nóng)莊水系的進水口和出水口為監(jiān)測點進行定點監(jiān)測；選擇一年為監(jiān)測期，其中每月初定期監(jiān)測一次；水樣采取后迅速帶回實驗室進行指標測試；全部測試數(shù)據(jù)采用標準化、歸一化等統(tǒng)計方法處理后對水體質(zhì)量進行綜合評價。采用本發(fā)明的方法，可以整體比較不同類型農(nóng)莊中水體氮、磷、溶解氧和化學(xué)需氧量等指標之間的差別，為都市農(nóng)業(yè)中生態(tài)農(nóng)莊優(yōu)化管理和面源污染的防治提供了科學(xué)依據(jù)，對都市農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向具有重要的指示作用。
【IPC分類】G01N33/18
【公開號】CN104897867
【申請?zhí)枴緾N201510292674
【發(fā)明人】曹林奎, 沙之敏, 盧琳芳, 岳玉波, 袁婧, 田上
【申請人】上海交通大學(xué)
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年6月1日