CN104897867A - 一种生态农庄水体质量的监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种生态农庄水体质量监测的新方法，包括取样点选择、取样周期确定、样品测试和数据统计整理等步骤。本发明选择不同类型农庄水系的进水口和出水口为监测点进行定点监测；选择一年为监测期，其中每月初定期监测一次；水样采取后迅速带回实验室进行指标测试；全部测试数据采用标准化、归一化等统计方法处理后对水体质量进行综合评价。采用本发明的方法，可以整体比较不同类型农庄中水体氮、磷、溶解氧和化学需氧量等指标之间的差别，为都市农业中生态农庄优化管理和面源污染的防治提供了科学依据，对都市农业的发展方向具有重要的指示作用。

Description

一种生态农庄水体质量的监测方法

技术领域

本发明涉及环境保护，特别涉及一种生态农庄水体质量的监测方法。

背景技术

生态农庄，是以生态、环保、资源有效利用为特色、集农业生产与旅游观光为一体的新型都市农业产业形态，也是我国现代农业重要的组成部分。大部分生态农庄将小规模的种植业、养殖业、餐营业和旅游业结合在一起，成为休闲、娱乐的新型场所。然而，伴随着生态农庄的不断发展，对环境带来的负面影响也不可忽视，尤其是农庄在生产和经营过程中对水体造成的压力，成为都市农业面源污染中非常重要的组成成分。

目前关于农业面源污染的研究中，均集中于集约农业生产区化肥农药施用通过径流和渗漏的过程造成的面源污染。生态农庄作为都市农业一个重要的元素，其对农业面源污染的贡献几乎没有学者研究过。另一方面，目前对农业面源污染的计算，主要从污染物的浓度变化和负荷值来计算和分析，这种分析方法在对水体数据的总结和整体比较方面具有一定的局限性。并且对于生态农庄来说，造成水体污染的元素受取样时间、温度等多种因素影响，在不同时间测定的值也不同，因此很难有一个标准来进行判断。

定点定期监测农庄水体数据，能够发现其变化规律，通过数据统计处理方法，能够综合评价生态农庄水体的状况从而发现导致其污染的主要原因，对控制都市农业面源污染和推进生态农庄发展有非常重要的意义。因此，开展基本农田环境质量监测，积极防治农业环境污染，发展“高产、优质、高效、生态、安全”都市农业，是当前一项重大紧迫的工作。

通过对生态农庄水体环境质量监测，分析产地水体质量及变化现状，对于及时、准确、深入地了解和掌握生态农庄水体质量有针对性的采取措施防治土壤和农作物污染，发展绿色食品和促进农业生产、调整农庄产业结构有重大意义。

发明内容

本发明的目的，就是为了提供一种生态农庄水体质量的监测方法。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种生态农庄水体质量的监测方法，包括以下措施：

1.1、调查农庄水系，选择整个农庄水系的入水口和出水口作为两个固定监测点；

1.2、对两个固定监测点的水体定期进行样品采取；

1.3、对采取的样品进行测试；

1.4、对测试结果进行数据处理和评价。

所述定期进行样品采取是指在一年内，根据天气情况选择每个月月初不降雨的一天上午10点-11点进行水体样品采取。

所述测试是分别使用过磷酸钾消解紫外分光光度法、过硫酸钾消解-钼酸铵分光光度法、重铬酸钾和电化学探头法对水体的全氮、全磷、COD和DO进行测试。

所述数据处理是对全部测试数据采用标准化、归一化的统计方法进行处理，并利用出水口与入水口的测试数据比值来对比不用农庄之间水体质量的差异；标准化采用公式(1)进行；归一化采用公式(2)进行；

xⁱ＝(x-μ)/σ    (1)

x^j＝(xⁱ-min)/(max-min)    (2)

公式(1)中，xⁱ为所有样本数据标准化后的数据；x为样本数据；μ为所有样本数据的均值，σ为所有样本数据的标准差；公式(2)中，x^j为归一化数据；max为样本标准化数据的最大值，min为样本标准化数据的最小值。

本发明具有以下优点：

1、生态农庄是现代都市农业的重要组成部分，但是目前对于生态农庄对水体质量影响的研究还不多。本发明针对生态农庄进行水体质量监测与分析，填补了国内生态农庄中水体质量分析调查的一个空白。

2、本发明采用定点、定时且连续地跟踪农庄水体的全年质量变化，为研究都市农业面源污染防治与治理提供充分的理论数据和数据支持。

3、本发明利用数学统计手段如标准化、归一化对大量数据进行整体处理综合分析，避免了长期取样过程中由于温度、取样时间等因素造成的数据对比时的误差，结果直观简洁，能够根据监测分析结果为生态农庄的科学管理与发展方向提供建议。

附图说明

图1、图2、图3、图4为本发明的一个实施例的有关数据，其中：

图1为不同农庄出水口与进水口总氮的比值；

图2为不同农庄出水口与进水口总磷的比值；

图3为不同农庄出水口与进水口DO的比值；

图4为不同农庄出水口与进水口COD的比值。

图中，横坐标A、B、C、D、E、F分别代表取样的几个农庄；纵坐标表示比值。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的说明，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例一

随机选择上海地区六个都市生态农庄作为研究对象，首先对每个农庄的水系进行调查，明确各农庄水体的进水口和出水口，并在进水口与出水口设置监测点。

从3月初开始取样，选择晴朗的上午10点左右在监测点采取水样，先用监测点河水润洗取样瓶，再进行水样采取、排出空气，迅速带回实验室，使用过磷酸钾消解紫外分光光度法和过硫酸钾消解-钼酸铵分光光度法，对水体样品的总氮和总磷进行测试，每月采集样品一次，试验持续到次年3月份。

一年中的全部测试数据采用标准化、归一化的数学统计方法处理后，利用出水口与入水口的比值来对比不用农庄之间水中总氮、总磷的差异。

根据测试和计算结果，如图1、图2所示，农庄A和B出水口与入水口总氮的比值分别为1.5和1.8，总磷比值分别为1.4和1.5；农庄C、D总氮比值分别为1和1.0，总磷比值分别为1.1和1.1；而农庄E、F的总氮比值分别为0.97和0.96，总磷比值分别为0.9和1.0；结果表明农庄A和B在进行生产与经营活动时增加了水体总氮、总磷的含量，提高了水体富营养化和农业面源污染的风险，而根据进一步对两个农庄的调查分析，A、B两个农庄均以种植业为支柱产业，生产中农田大量的氮肥磷肥投入，是造成水体氮、磷含量提高的主要原因。因此，在以种植业为主的都市农庄中，科学合理的肥料管理和水体生物净化措施是控制农业面源污染的重要途径。

实施例二

都市生态农庄选择与实施例一一致的六个农庄，并在相同的监测点进行定期取样。

从3月初开始取样，选择晴朗的上午10点左右在监测点采取水样，先用监测点河水润洗取样瓶，再进行水样采取、排出空气，迅速带回实验室，使用重铬酸钾和电化学探头法对水体溶解氧含量(DO)和化学需氧量(COD)进行测试。试验每月采集样品一次，持续到次年3月份。

一年中的全部测试数据采用标准化、归一化的数学统计方法处理后，利用出水口与入水口的比值来对比不用农庄之间水体中DO和COD的差异。

根据监测和计算结果，六个农庄DO结果如图3所示，农庄A、B、D出水口与入水口的DO值分别达到1.5、1.6和1.5，显著高于农庄C、E、F(1.0、0.9、1.0)；COD结果如图4所示，农庄A、B、C和D出水口与入水口COD的比值分别为1.4、1.6、1.3和1.4，显著高于E和F点的COD比值0.9和1。结果表明农庄A、B和D在进行生产与经营活动时增加了水体DO的含量；除A、B、D农庄外，C农庄也增加了水体COD的含量。

Claims (4)

1.一种生态农庄水体质量的监测方法，其特征在于，包括以下措施：

1.1、调查农庄水系，选择整个农庄水系的入水口和出水口作为两个固定监测点；

1.2、对两个固定监测点的水体定期进行样品采取；

1.3、对采取的样品进行测试；

1.4、对测试结果进行数据处理和评价。

2.如权利要求1所述的生态农庄水体质量的监测方法，其特征在于：所述定期进行样品采取是指在一年内，根据天气情况选择每个月月初不降雨的一天上午10点-11点进行水体样品采取。

3.如权利要求1所述的生态农庄水体质量的监测方法，其特征在于：所述测试是分别使用过磷酸钾消解紫外分光光度法、过硫酸钾消解-钼酸铵分光光度法、重铬酸钾和电化学探头法对水体的全氮、全磷、COD和DO进行测试。

4.如权利要求1所述的生态农庄水体质量的监测方法，其特征在于：所述数据处理是对全部测试数据采用标准化、归一化的统计方法进行处理，并利用出水口与入水口的测试数据比值来对比不用农庄之间水体质量的差异；标准化采用公式(1)进行；归一化采用公式(2)进行；

xⁱ＝(x-μ)/σ   (1)

x^j＝(xⁱ-min)/(max-min)   (2)

公式(1)中，xⁱ为所有样本数据标准化后的数据；x为样本数据；μ为所有样本数据的均值，σ为所有样本数据的标准差；公式(2)中，x^j为归一化数据；max为样本标准化数据的最大值，min为样本标准化数据的最小值。