姜泉良，趙成如，王媛媛，劉 昕，張 凱，王 曉，黃龍濤，夏 瑞，賈曉波*，后?？?

1.中國環(huán)境科學(xué)研究院水生態(tài)保護(hù)修復(fù)研究室，北京 100012

2.巴彥淖爾市生態(tài)環(huán)境事業(yè)發(fā)展中心，內(nèi)蒙古 巴彥淖爾 015000

3.宿州學(xué)院環(huán)境與測(cè)繪工程學(xué)院，安徽 宿州 234000

4.中國科學(xué)院南京地理與湖泊研究所，江蘇 南京 210000

點(diǎn)源污染和面源污染是兩種常見的水污染類型[1].隨著點(diǎn)源污染管控力度的不斷加大，水環(huán)境受面源污染的影響日益顯著[2].其中，農(nóng)業(yè)面源污染已成為諸多水體主要的污染負(fù)荷來源[3].《2022 中國生態(tài)環(huán)境狀況公報(bào)》指出，我國氮肥年施用量超過1 800×104t，利用率僅為30%~35%；磷肥年施用量超過600×104t，利用率僅為25%左右.大量冗余的營(yíng)養(yǎng)鹽隨地表、地下徑流進(jìn)入水體，嚴(yán)重威脅水生態(tài)安全.研究典型農(nóng)業(yè)區(qū)水污染來源負(fù)荷及其遷移轉(zhuǎn)化特征對(duì)水體污染控制具有重要意義[4].面源污染具有廣泛性、隨機(jī)性和潛伏性等特點(diǎn)，因此模型估算是當(dāng)前研究河流污染負(fù)荷的主要方法[5].

源解析方法主要包括3 種，即排放源清單法、擴(kuò)散模型法和受體模型法[6-7]，其中，受體模型法是近年來主要的分析方法.已有的受體分析模型包括化學(xué)質(zhì)量平衡模型、因子分析、主成分分析等[8].在地表水污染溯源中，單獨(dú)利用某一項(xiàng)指標(biāo)往往難以確定其污染的主要來源.本文研究區(qū)是河套灌區(qū)，空間尺度較大，利用同位素、生物標(biāo)志物等檢測(cè)分析方法成本高且難以覆蓋整個(gè)研究區(qū).河套灌區(qū)污染以面源污染為主，尤其是種植業(yè)COD 等有機(jī)污染指標(biāo)是主要超標(biāo)因子，種植業(yè)COD 排放系數(shù)參考體系尚未建立，所以系數(shù)法在本文難以應(yīng)用.而利用多指標(biāo)復(fù)合構(gòu)建污染物指紋特征的源解析方法不僅可以充分利用常規(guī)監(jiān)測(cè)指標(biāo)，還可以有效分離具有協(xié)變性的超標(biāo)因子以指示污染源，可以為河套灌區(qū)水污染溯源提供可行的方法.正定矩陣因子分析方法(PMF)是由美國環(huán)境保護(hù)局批準(zhǔn)的一種源解析方法，我國生態(tài)環(huán)境部也針對(duì)PMF 的應(yīng)用制定了技術(shù)指南.基于多維度參數(shù)監(jiān)測(cè)結(jié)果和PMF 方法可以有效進(jìn)行溯源[8-10].如Cesari等[11]利用PMF 模型研究了意大利地區(qū)PM10的來源分配特征；Jiang 等[8]利用PMF 模型研究了碳埋藏過程中主要的控制因子和放大因子；Comero 等[12]利用PMF 模型對(duì)多瑙河沉積物進(jìn)行了溯源分析；李麗君等[13]借助PMF 模型研究了黑龍江地下水中三氮的污染分布和主要來源，確定硝酸鹽氮主要源于生活與工業(yè)復(fù)合源，亞硝酸鹽氮主要源于自然源，氨氮主要源于生活和農(nóng)業(yè)復(fù)合源；符東[14]通過PMF 模型探究了沱江不同河段農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源、工業(yè)廢水、生活污水和土壤侵蝕的主要負(fù)荷.當(dāng)前，基于PMF 的定量溯源方法已經(jīng)在大氣、水體和土壤污染溯源中有了廣泛的應(yīng)用[15-17].

河套灌區(qū)是我國三大灌區(qū)之一，是我國最大的一首制特大型引水灌區(qū)，縱橫交錯(cuò)的灌排水渠均匯入烏梁素海后再進(jìn)入黃河[18]，其中，一排干、二排干、三排干、四排干、五排干、六排干和七排干的農(nóng)田退水及部分城鎮(zhèn)工業(yè)廢水和生產(chǎn)生活污水均匯入總排干中.近年來，隨著灌區(qū)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展、城鎮(zhèn)人口的增加和土地利用效率的不斷提高，灌區(qū)河道污染負(fù)荷不斷加重，嚴(yán)重威脅烏梁素海流域水生態(tài)安全[19].雖然經(jīng)過對(duì)點(diǎn)源污染的嚴(yán)格控制，流域逐漸從中度富營(yíng)養(yǎng)化向輕度富營(yíng)養(yǎng)化轉(zhuǎn)變，但面源污染的威脅并未解除[20].流域多個(gè)監(jiān)控?cái)嗝嫠|(zhì)經(jīng)常處于《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838-2002)Ⅳ類及以下狀態(tài).根據(jù)生態(tài)環(huán)境部相關(guān)要求，進(jìn)一步推動(dòng)落實(shí)《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》和《“十四五”生態(tài)環(huán)境保護(hù)規(guī)劃》，開展烏梁素海流域污染調(diào)查，摸清污染源分布、排放情況及其對(duì)流域水環(huán)境的影響.在魚骨狀分布的河流系統(tǒng)上分別監(jiān)測(cè)支排干匯入口和總排干對(duì)應(yīng)點(diǎn)位的水質(zhì)參數(shù)可以有效分析不同支流對(duì)總排干水質(zhì)的影響，且河套灌區(qū)產(chǎn)業(yè)類型相對(duì)簡(jiǎn)單，可以利用源解析方法進(jìn)行有效的溯源，進(jìn)而研究不同污染的時(shí)空變化特征.通過將農(nóng)業(yè)面源進(jìn)一步定量區(qū)分為與農(nóng)業(yè)施肥相關(guān)的種植業(yè)磷肥輸入以及與散養(yǎng)畜禽糞污、秸稈還田等相關(guān)的輸入，在明確主要污染來源的前提下進(jìn)一步追溯污染來源的時(shí)空差異性，定量表征不同季節(jié)、不同河段主要的污染風(fēng)險(xiǎn)，以期為河套灌區(qū)農(nóng)業(yè)面源污染分區(qū)治理、分類管控政策的制定提供技術(shù)支撐.

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 研究區(qū)概況

河套灌區(qū)位于黃河內(nèi)蒙古段北岸的“幾”字彎上(40°19′N ~41°18′N、106°20′E~109°19′E)，東西長(zhǎng)250 km，南北寬50 km，總土地面積1.12×106hm2，實(shí)際灌溉面積5.74×105hm2[21].該區(qū)域?qū)儆诘湫偷拇箨懶詺夂?，降雨少、蒸發(fā)強(qiáng)，多年平均氣溫8.6~12 ℃，多年平均蒸發(fā)量2 000~2 400 mm，多年平均降雨量111~236 mm，且降水量分布極不均勻，夏季(6-8 月)降水量占全年降水量的63%~70%.農(nóng)業(yè)生產(chǎn)主要依托引黃河水灌溉，整個(gè)灌區(qū)分為5 個(gè)灌域，從三盛公水利樞紐引水，經(jīng)總干渠向5 個(gè)灌域供水，其中烏蘭布和灌域、解放閘灌域、永濟(jì)灌域、義長(zhǎng)灌域4 個(gè)灌域通過一至七排干溝排水匯入總排干，然后退入烏梁素海；烏拉特灌域通過八、九、十排干溝排退入烏梁素海.進(jìn)入烏梁素海的排水經(jīng)凈化后，最終經(jīng)烏梁素海退水渠退入黃河干流(見圖1).該研究區(qū)域?yàn)橐约t圪卜斷面為流域出口的匯水范圍，包括總排干、一至七排干的匯水范圍.

圖1 河套灌區(qū)水系與水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位分布Fig.1 Distribution map of drainage and water quality monitoring stations in the Hetao Irrigation District

1.2 PMF 源解析模型

PMF 分析的核心方法是通過殘差與不確定度比值的平方來構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)Q〔見式(1)~(3)〕，再通過最小化Q得到目標(biāo)端源中特征指標(biāo)的分布.Q值作為PMF 模型運(yùn)算的核心，是因子數(shù)確定重要的參考指標(biāo)[22].

式中，xij表示第i個(gè)樣品中第j個(gè)指標(biāo)的校正結(jié)果，gik表示第i樣品中第k個(gè)端源的貢獻(xiàn)，fkj表示第k個(gè)端源中第j個(gè)指標(biāo)的濃度，eij表示第i個(gè)樣品中第j個(gè)指標(biāo)的殘差，uij表示第i個(gè)樣品中第j個(gè)指標(biāo)的不確定度，vij表示第i個(gè)樣品中第j個(gè)指標(biāo)的實(shí)測(cè)結(jié)果，dij表示第i個(gè)樣品中第j個(gè)指標(biāo)的檢測(cè)限，表示第i個(gè)樣品第j個(gè)指標(biāo)實(shí)測(cè)結(jié)果平均值，DLj表示第j個(gè)指標(biāo)的儀器檢出限.

1.3 數(shù)據(jù)來源

該研究采用2020-2022 年總排干上游、二排干入總排干口、四支、三排干入總排干口、銀定圖、五排干入總排干口、美林、七排干入總排干口和紅圪卜9 個(gè)監(jiān)測(cè)斷面的180 組水質(zhì)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)來源于巴彥淖爾市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)站，指標(biāo)包括《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838-2002)中的基本項(xiàng)目.分析指標(biāo)依照GB 3838-2002 要求執(zhí)行.該研究在PMF 模型輸入數(shù)據(jù)中刪除了所有低于或接近檢測(cè)限的指標(biāo)數(shù)據(jù)，保留了pH、溶解氧(DO)、高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)、COD、BOD5、氨氮、總氮、總磷和石油烴(AIK)9 項(xiàng)指標(biāo).研究[23]表明，當(dāng)n≥m+50(其中，n為樣本個(gè)數(shù)，m為污染指標(biāo)個(gè)數(shù))時(shí)，主成分分析的結(jié)果是可靠的，該研究樣本數(shù)據(jù)量滿足此條件.

2 結(jié)果與討論

2.1 河套灌區(qū)地表水環(huán)境特征

依據(jù)GB 3838-2002，河套灌區(qū)地表水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)結(jié)果如圖2 所示.CODMn、COD、BOD5、氨氮、總氮、總磷是總排干及各支排干的主要污染指標(biāo).作為水體富營(yíng)養(yǎng)化的重要參考指標(biāo)，總氮是監(jiān)測(cè)結(jié)果中超標(biāo)最嚴(yán)重的，低于GB 3838-2002 Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的樣品數(shù)量占比超過67%.用于表征地表水和飲用水中有機(jī)物含量的指標(biāo)CODMn和表征污水中有機(jī)質(zhì)含量的指標(biāo)COD 也是河套灌區(qū)地表水的主要超標(biāo)因子，高有機(jī)輸入負(fù)荷可能不僅受農(nóng)業(yè)退水等面源污染的影響，而且與當(dāng)?shù)爻擎?zhèn)污水處理廠尾水的排入和農(nóng)村畜禽養(yǎng)殖有關(guān)[24].用于表征水體中可生化降解有機(jī)物含量的指標(biāo)BOD5也存在超標(biāo)現(xiàn)象，說明水體中存在較高比例的生物可利用性有機(jī)質(zhì).此外，檢測(cè)結(jié)果中銅、鋅、砷、鎘、鉛等重金屬以及氰化物、揮發(fā)酚，陰離子表面活性劑等指標(biāo)基本符合GB 3838-2002 Ⅰ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，說明當(dāng)?shù)氐墓I(yè)污染很少，與Cui 等[25]研究結(jié)果一致.調(diào)查[26]顯示，河套灌區(qū)內(nèi)主要工業(yè)園區(qū)僅有4 個(gè)，且廢水均采用兩級(jí)處理(各企業(yè)自建污水處理裝置處理廢水，達(dá)標(biāo)后進(jìn)入園區(qū)污水廠集中進(jìn)行二級(jí)處理)，因此總排干和支排干中水質(zhì)受工業(yè)污染有限.

圖2 2020-2022 年河套灌區(qū)地表水單項(xiàng)指標(biāo)符合不同水質(zhì)類別占比Fig.2 Proportion of individual indicators of surface water in Hetao Irrigation District meeting different water quality categories from 2020 to 2022

2.2 主要污染指標(biāo)空間差異性分析

針對(duì)CODMn、COD、BOD5、氨氮、總氮、總磷六項(xiàng)主要污染指標(biāo)，研究各監(jiān)測(cè)斷面上對(duì)應(yīng)指標(biāo)的變化情況，結(jié)果如圖3 所示.相較于各支排干監(jiān)測(cè)斷面，總排干中監(jiān)測(cè)斷面各項(xiàng)指標(biāo)濃度相對(duì)較低，各支排干監(jiān)測(cè)斷面污染程度呈七排干入總排干口>五排干入總排干口>三排干入總排干口>二排干入總排干口的特征.七排干和五排干是總排干的主要污染源，七排干入總排干口水質(zhì)最差.相較于美林監(jiān)測(cè)斷面，七排干入總排干口監(jiān)測(cè)斷面的CODMn、COD、BOD5、氨氮、總氮和總磷六項(xiàng)指標(biāo)分別高出109%、79%、44%、61%、39%和160%.五排干入總排干口監(jiān)測(cè)斷面有90%的樣品屬于Ⅳ類及以下水質(zhì)，相較于銀定圖監(jiān)測(cè)斷面，其CODMn、COD、BOD5、氨氮、總氮和總磷六項(xiàng)指標(biāo)分別高出59%、41%、19%、154%、153%和110%.五排干和七排干的污水輸入對(duì)總排干造成了較大的環(huán)境壓力.此外，三排干入總排干口較四支監(jiān)測(cè)斷面的氨氮指標(biāo)高154%，總氮高71%，說明其存在較高的生活與生產(chǎn)污水污染風(fēng)險(xiǎn)[27].受臨河區(qū)和五原縣建成區(qū)的影響，二、三、五和七排干入總排干口監(jiān)測(cè)斷面與生產(chǎn)生活污水相關(guān)的指標(biāo)濃度呈逐漸升高的特征；而與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)相關(guān)的總氮、氨氮及總磷的濃度差異相對(duì)較小，且五排干入總排干口監(jiān)測(cè)斷面營(yíng)養(yǎng)鹽指標(biāo)濃度相對(duì)較高[26].

圖3 河套灌區(qū)沿程水質(zhì)變化特征Fig.3 Distribution of water quality in Hetao Irrigation District

該研究分析了河套灌區(qū)月度水質(zhì)變化特征(見表1).由表1 可見：12 月-翌年2 月，TN、NH3-N 和COD 濃度相對(duì)較高，表明冬季以生產(chǎn)生活污水為代表的輸入可能占據(jù)主導(dǎo)地位；9-12 月，CODMn和TP 濃度相對(duì)較高，即秋季河道內(nèi)與種植業(yè)化肥使用相關(guān)的輸入可能是影響水質(zhì)的主要因素.

表1 河套灌區(qū)地表水質(zhì)月變化情況Table 1 Monthly changes of major pollution indicators in surface water of Hetao Irrigation District

2.3 污染溯源分析

由于當(dāng)?shù)毓I(yè)污染非常有限，因此排除了重金屬、硫化物等相關(guān)指標(biāo)，選取pH、DO、CODMn、COD、BOD5、氨氮、總氮、總磷和石油烴9 項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行分析.模型通過擬合參數(shù)Q〔包括所有點(diǎn)的擬合參數(shù)Q(True)及排除不符合模型的點(diǎn)(定義為樣品不確定度殘差大于4)的擬合參數(shù)Q(Robust)〕的最優(yōu)解確定因子數(shù)量.通過PMF 分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)因子數(shù)為3 時(shí)，Q(Robust)和Q(True)分別為5 221.7 和6 194.7，且因子數(shù)繼續(xù)增加時(shí)，Q變幅明顯減小，表明3 個(gè)因子已經(jīng)可以較好地表征數(shù)據(jù)結(jié)果[8].其中CODMn、COD、BOD5、氨氮、總氮、總磷的R2分別為0.66、0.63、0.61、0.77、0.83、0.87，平均值為0.73，模擬效果較好.

模型分離出的3 個(gè)因子中各指標(biāo)的貢獻(xiàn)情況如圖4 所示.因子1 中總磷貢獻(xiàn)率超過80%，王艷等[27]采用輸出系數(shù)法計(jì)算了河套灌區(qū)不同土地利用類型面源污染的貢獻(xiàn)，研究表明，2021 年河套灌區(qū)面源TP 污染負(fù)荷高達(dá)456 t，其中耕地貢獻(xiàn)率近89%，而河套灌區(qū)目前已經(jīng)較好地控制了點(diǎn)源污染，現(xiàn)有7 座城市污水廠已經(jīng)提標(biāo)至一級(jí)A 排放標(biāo)準(zhǔn)，都采取了中水回用措施，且配備了尾水濕地處理系統(tǒng)，因此將因子1 定義為種植業(yè)磷肥輸入[28].因子2 中氨氮貢獻(xiàn)率超過80%，對(duì)總氮貢獻(xiàn)率也較高.王希歡[18]應(yīng)用氮氧雙同位素和IsoSource 模型解析了河套灌區(qū)氮污染來源，結(jié)果顯示，城鎮(zhèn)地區(qū)為總氮負(fù)荷的主要貢獻(xiàn)區(qū)，負(fù)荷強(qiáng)度為6.9~9.5 kg/hm2，其中承接城鎮(zhèn)污水的五排干和七排干所處區(qū)域的總氮負(fù)荷流失量最大，此外硝酸鹽主要源于糞肥和污廢水，而氨氮是一種典型的生產(chǎn)生活污水特征的指標(biāo).因此，將氨氮貢獻(xiàn)率較高的因子2 定義為生產(chǎn)生活污水輸入[28-29].因子3 中有機(jī)污染指標(biāo)貢獻(xiàn)較高.管玉玲[29]基于系數(shù)法計(jì)算了河套灌區(qū)城鎮(zhèn)生活、畜禽養(yǎng)殖、農(nóng)村生活和農(nóng)田面源污染源的COD 入河負(fù)荷，結(jié)果顯示農(nóng)田面源污染貢獻(xiàn)率最大，達(dá)40%，畜禽養(yǎng)殖和農(nóng)村面源污染貢獻(xiàn)率分別為17%和11%，該研究中農(nóng)田面源包括農(nóng)田化肥和農(nóng)藥流失、秸稈及農(nóng)業(yè)固體廢棄物污染等.鑒于化肥的成分主要是氮磷，農(nóng)藥及固體廢棄物的體量有限，農(nóng)田面源對(duì)COD 的貢獻(xiàn)主要以秸稈為主[30].近年來許多田間觀測(cè)結(jié)果表明，秸稈還田處理雖然可以減少氮磷等營(yíng)養(yǎng)元素的流失，但是會(huì)增加COD 的流失風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)殡S著微生物分解秸稈中纖維素、半纖維素等組分以及本身的新陳代謝、死亡等增加了COD 含量[31-32].因此將因子3 定義為散養(yǎng)畜禽糞污和秸稈還田輸入[2].

圖4 河套灌區(qū)地表水質(zhì)源成分譜Fig.4 Source profiles of surface water of Hetao Irrigation District

2.4 污染源貢獻(xiàn)空間差異性分析

依據(jù)PMF 分離的3 個(gè)因子分析了各監(jiān)測(cè)斷面不同污染源貢獻(xiàn)的空間差異性，結(jié)果如圖5、圖6 所示.總排干與各支排干中污染源貢獻(xiàn)存在明顯的空間差異，各支排干中種植業(yè)磷肥輸入及生活生產(chǎn)污水輸入貢獻(xiàn)率明顯高于總排干，而總排干中面源輸入占比相對(duì)較高.各支排干監(jiān)測(cè)斷面中，五排干入總排干口和七排干入總排干口中生活生產(chǎn)污水輸入貢獻(xiàn)率明顯高于二排干入總排干口和三排干入總排干口.流經(jīng)河套灌區(qū)后總排干中面源貢獻(xiàn)呈持續(xù)上升的特征.

圖5 總排干不同斷面各因子貢獻(xiàn)率月變化情況Fig.5 Monthly variability of contribution rate of each factor in different monitoring sites of the main drainage

圖6 支排干不同斷面各因子貢獻(xiàn)率月變化情況Fig.6 Monthly variability of contribution rate of each factor in different monitoring sites of the branches

由圖5 可見，總排干中種植業(yè)磷肥輸入貢獻(xiàn)率(33%±19%)最高的監(jiān)測(cè)斷面位于四支，散養(yǎng)畜禽糞污和秸稈還田輸入貢獻(xiàn)率(59%±17%)最高的監(jiān)測(cè)斷面位于總排干上游，生產(chǎn)生活污水輸入貢獻(xiàn)率(34%±25%)最高的監(jiān)測(cè)斷面位于美林.由圖6 可見：對(duì)于各支排干監(jiān)測(cè)斷面，二排干入總排干口和五排干入總排干口中種植業(yè)磷肥輸入貢獻(xiàn)率均最高，分別為41%±24%和44%±16%；七排干入總排干口中生產(chǎn)生活污水輸入貢獻(xiàn)率最高，為37%±20%，這與當(dāng)?shù)氐漠a(chǎn)業(yè)布局密切相關(guān)[18].種植業(yè)磷肥輸入、散養(yǎng)畜禽糞污和秸稈還田輸入的貢獻(xiàn)率沿總排干整體呈下降趨勢(shì)，生產(chǎn)生活污水輸入貢獻(xiàn)率呈整體上升趨勢(shì).相較于總排干上游監(jiān)測(cè)斷面，紅圪卜監(jiān)測(cè)斷面種植業(yè)磷肥輸入貢獻(xiàn)率下降了15%，散養(yǎng)畜禽糞污和秸稈還田輸入貢獻(xiàn)率下降了20%，生活生產(chǎn)因子貢獻(xiàn)率上升了91%，生產(chǎn)生活污水輸入成為影響紅圪卜監(jiān)測(cè)斷面水質(zhì)的關(guān)鍵因子.這與各支排干中污染源組成密切相關(guān)，相較于二排干入總排干口與三排干入總排干口，五排干入總排干口和七排干入總排干口監(jiān)測(cè)斷面中生產(chǎn)生活污水輸入貢獻(xiàn)率分別提高了59%和102%.生活生產(chǎn)污水因子匯入總排干后遷移轉(zhuǎn)化潛力明顯低于農(nóng)業(yè)源輸入，生產(chǎn)生活污水產(chǎn)生的污染物更容易在河道內(nèi)富集.種植業(yè)磷肥輸入、散養(yǎng)畜禽糞污和秸稈還田輸入貢獻(xiàn)率在總排干的各監(jiān)測(cè)斷面相對(duì)較低，可能是被總排干內(nèi)的水生植物和藻類利用導(dǎo)致，相對(duì)于生產(chǎn)生活污水，散養(yǎng)畜禽糞污和秸稈還田輸入中的有機(jī)物可生化性更高，更易在自然水體中發(fā)生遷移轉(zhuǎn)化[33].種植業(yè)磷肥輸入的營(yíng)養(yǎng)鹽通常源自過量使用的化肥，其在進(jìn)入自然水體后也易被水生植物吸收利用，轉(zhuǎn)變?yōu)楹恿鲀?nèi)源產(chǎn)物[34].但是富集在河道及下游湖泊中的營(yíng)養(yǎng)鹽易導(dǎo)致水生植物的瘋長(zhǎng)，導(dǎo)致河湖的加速退化.由于河套灌區(qū)大量營(yíng)養(yǎng)鹽的輸入，烏梁素海已經(jīng)成為世界上沼澤化速度最快的湖泊之一[28].從空間差異上來看，種植業(yè)磷肥輸入是影響二排干、三排干和總排干上游水質(zhì)的主要因素，生產(chǎn)生活污水輸入是影響五排干、七排干和總排干下游水質(zhì)的主要因素.

3 結(jié)論

a) 有機(jī)污染指標(biāo)(CODMn、COD、BOD5)和總氮是河套灌區(qū)地表水主要超標(biāo)因子，總氮指標(biāo)低于GB 3838-2002 Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)的樣品數(shù)量占比超過67%.整體來說支排干水質(zhì)差于總排干，其中，七排干入總排干口污染最重，其CODMn與總磷濃度分別超GB 3838-2002 Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)限值的109%和160%；其次是五排干入總排干口和三排干入總排干口.

b) 散養(yǎng)畜禽糞污和秸稈還田輸入、生產(chǎn)生活污水輸入分別是河套灌區(qū)地表水有機(jī)污染和氮的主要來源，貢獻(xiàn)率分別達(dá)56.22%和47.82%.

c) 河套灌區(qū)地表水污染來源具有明顯的空間異質(zhì)性.種植業(yè)磷肥輸入是影響二排干、三排干和總排干上游水質(zhì)的主要因素，生產(chǎn)和生活污水輸入是影響五排干、七排干和總排干下游水質(zhì)的主要因素.