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为贯彻落实党中央、国务院关于深入打好污染防治攻坚战的决策部署，巩固深化渤海综合治理成果，2022年1月生态环境部协七部门联合印发《重点海域综合治理攻坚战行动方案》，将重点海域综合治理攻坚战列入“十四五”深入打好污染防治攻坚战的标志性战役之一[1]. 入海河流水质改善是渤海综合治理攻坚战的一项重要任务，也是实施陆海污染防治的重要抓手. 总氮作为陆海统筹协同治污的关键指标，对近岸海域水质影响显著[2]. 近年来，入海河流总氮削减已成为近岸海域水质改善的关键[3]，国家、省、市针对入海河流均提出消劣及总氮控制目标. 就眼下，环渤海区域入海河流总氮超标已成为重要的环境挑战[4 − 5]，各地区所属河流总氮管控亟需引起重视.
沧州被誉为“九河下梢”之地，市内多条入海河流，水污染防治任务艰巨. 近些年沧州力争实现近岸海域和入海河流水质全面提升[6]，相继出台了《沧州市渤海综合治理攻坚战实施方案》、《沧州市消除劣V类河流攻坚行动方案》等政策[7]，虽已取得一定成效，但生态环境保护工作仍面临艰巨考验：近岸海域水质波动明显，入海河流水质尚不稳定，陆源入海污染物总量较大，海洋环境污染形势依然严峻[8]. 南排河流经沧州市南部地区，不仅为沧州农业灌溉提供了重要资源，还起到了生态保护和经济发展推动作用. 作为渤海攻坚计划国控河流之一，南排河水资源和生态环境的保护与管理是沧州市可持续发展的重要任务. 《沧州市海洋生态环境保护“十四五”规划》对南排河水体总氮浓度提出明确要求：2025年底前，南排河入海断面（朱庄闸）总氮浓度相较2020年保持负增长. 近年来南排河面临着前所未有的压力和挑战，数据显示2021年10月至次年3月入海断面（朱庄闸）在连续6个月总氮浓度超标后出现断流，水质差、流量小是影响南排河水环境质量的主要因素[9]. 目前针对南排河流域的研究大多集中在对其进行河流生态环境进行健康评估以及水质评价分析，而针对南排河流域总氮污染的溯源分析工作尚待推进. 例如王景豪等[10]在2021年利用分级指标法及主观加权法对南排河的健康状况进行了诊断，结果表明河流健康状况为亚健康，同时建议控制入河排污量以缓解河流的严重污染状况. 王薇等[11]在2019年针对南排河、北排河等河流进行水质分析时发现总氮（TN）是该典型城市河流超标最为严重的水质指标之一，与《市水污染防治工作方案》要求的水质标准之间差距较大. 入海河流总氮与农业面源、农村污水、畜禽养殖等因素密切相关，与河流水文节律变化也有一定关系，目前不同因素对流域总氮指标的贡献以及针对性控制措施尚未明晰[12]，下一步整改工作的实施仍有较大困难.
为科学系统认知南排河总氮状况及污染来源，并提出行之有效的措施，按照国家精准治污、科学治污、依法治污的要求[13]，亟需对沧州市南排河流域尺度的总氮污染精准溯源、识别主要问题、基于问题提出管控建议，进而科学完善地解决南排河总氮污染问题. 本文以沧州南排河流域为研究区域，对南排河总氮污染状况及其排海影响进行分析，同时结合实测数据及统计资料进行总氮污染溯源，最后给出合理的治理与管控建议，为入海河流氮排放管理和氮污染防治提供参考依据，为全力达到“十四五”要求提供了全面的科学支撑.
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南排河发源于清凉江，首起泊头市乔官屯，东流至吴家洼入沧县，在肖家楼倒虹吸穿南运河，至小韩庄东北入黄骅市，于赵家堡入海（见图1）. 流域地处冀中平原东部，介于116°05′E—118°03′E，37°50′N—38°39′N之间，面积约1880 km2. 流域土地利用类型以耕地和城乡居民用地为主. 耕地分布在流域大部分区域，其面积占到了82.34%，城乡居民用地零散分布在城镇及市区. 流域地表以冲洪积物为母质的壤土为主，地貌呈明显的冲洪积平原特征. 流域位于暖温带半湿润大陆性季风气候带，冬季干燥夏季炎热，多年平均气温12 ℃. 多年平均降水量627 mm，其中6月至9月的降雨占全年70%左右，极易形成洪涝. 流域地处渤海经济圈的中心，涉及泊头市、渤海新区黄骅市、沧县、南皮县和献县等5个区县，围绕海产、水产、海上运输等核心产业发展. 近些年沧州经济高速发展的过程中，南排河正承受着前所未有的污染压力.
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土地利用数据来自资源环境科学与数据中心2020年全国栅格数据集，分辨率为1 km，裁剪计算得到南排河流域土地利用数据；流域内村庄、各乡镇面积提取自沧州市城镇农村矢量数据；农村常住人口、农村生活污水处理站年处理水量、农村生活污水年排放量、城镇常住人口、流域污水处理厂进水量及进水BOD5浓度、水产养殖年产量、涉水企业污水日排放量及排放浓度来自第二次全国污染源普查数据；规模畜禽养殖场及规模以下散养户养殖量来自第二次全国污染源普查及《2022沧州统计年鉴》；南排河及其他河流断面逐月总氮浓度数据下载自环境专业知识服务系统；各河流入海断面逐月流量数据来自沧州市水文局.
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本研究样品取样及检测点的布设均参考《河湖健康评估技术导则》 （SLT973-2020）中的布点原则和采样方法，2023年5月末分别于河流干流、区县跨界处以及清凉江、江江河和老盐河等关键支流位置设置地表水总氮监测点位，将18个经稀硫酸处理后的水体样品收集在样品瓶内，放入冷藏箱保存并及时运回大连理工大学水与生态问题实验室测定，样品设置3个平行样，样品检测分析过程有严格的质量控制，总氮测定结果相对偏差≤5%，氮氧同位素实验过程技术正常. 水中总氮参考国标碱性过硫酸钾消解测定（GB.11894-89）、同位素丰度值采用细菌法[14]测定. 本文利用Excel对各断面总氮浓度及污染源贡献统计计算，利用Origin.2022及Arcgis.10.2.2.绘图分析.
污染源评估计算方法如下：
（1）农村生活源核算
根据《排放源统计调查产排污核算方法和系数手册》中的《生活污染源产排污系数手册》，在各乡镇范围内，计算农村生活污水排放量和相应污染物排放量，相关系数见表1. 具体计算公式如下。
农村生活污水年排放量=农村常住人口×污水排放系数×365/1000
对生活污水进行处理的比例=农村生活污水处理站年处理水量/农村生活污水年排放量
污染物年产生量＝农村常住人口×污染物产污强度×365/1000000
污染物年排放量＝污染物产生量×（1-对生活污水进行处理的比例×污染物综合去除率）
排入南排河的污染物年排放量＝污染物年排放量×流域范围内面积占比
（2）城镇生活源核算
根据《生活污染源产排污系数手册》计算方法，在各乡镇范围内，核算城镇生活污水排放量和相应污染物排放量，相关系数见表2. 具体计算公式如下。
进入污水处理厂的生活污水 收集区城镇生活污水总氮排放量=城镇常住人口×人均综合生活用水量×折污系数×365天×城市生活污水集中收集率×污水处理厂总氮出水浓度×10−9
未纳入污水处理厂的生活污水 未收集区城镇生活污水总氮排放量=城镇常住人口×人均综合生活用水量×折污系数×365天×（1-收集率）×未收集总氮排放浓度×10−9
城镇生活污水总氮排放量 城镇生活污水总氮排放量=收集区城镇生活污水总氮排放量+未收集区城镇生活污水总氮排放量
其中，根据《住房和城乡建设部办公厅关于开展城市生活污水集中收集率试统计工作的通知》（建办城函〔2018〕625号），生态环境部推荐核算城市生活污水集中收集率的计算公式如下：
式中，污水处理厂进水量和进水BOD5浓度根据地方污水厂运行情况统计表核定；城区用水总人口根据地方数据核定；人均日BOD5排放量根据《室外排水设计标准》推荐选取45克/（人·天）.
（3）畜禽养殖源核算
《全国水环境容量核定技术指南》中将规模化养殖定义为“猪大于100头，或蛋鸡大于3000只，或肉鸡大于6000只，或奶牛大于20头，或肉牛大于40头”. 因此参考《农业污染源产排污系数手册》计算各乡镇范围内畜禽养殖的污染物排放量. 相关系数见表3. 由于二污普数据统计时间较久，本研究同时计算了2021年流域内各区县污染物排放总量，根据2017年结果折算至各个乡镇. 具体计算公式如下。
污染物年排放量=∑年畜禽养殖量× 排污系数/1000
排入南排河的污染物年排放量=污染物年排放量×流域范围内面积占比
（4）水产养殖源核算
根据《排放源统计调查产排污核算方法和系数手册》中的《农业污染源产排污系数手册》，在各乡镇范围内，计算水产养殖的污染物排放量，相关系数见表4. 具体计算公式如下。
污染物年排放量=水产养殖年产量×排污系数/1000
排入南排河的污染物年排放量＝污染物年排放量×流域范围内面积占比.
（5）农业种植源核算
种植业水污染物总氮排放（流失）量通过排污系数法核算[15]，计算公式如下：
其中，Qj指种植业第j项污染物排放或流失量（单位：t）；Ag指农作物播种面积（单位：ha）；egj指农作物播种总氮流失系数（单位：kg·ha−1）（本研究取值0.775）；Aj指园地的面积（单位：ha）；eyj指园地总氮流失系数（单位：kg·ha−1）（本研究取值1.448）；qj指调查年度用于种植业的含氮化肥单位面积使用量（单位：kg·ha−1），含氮化肥用量指氮肥和含氮复合肥的折纯用量；q0指各区县2017年度用于种植业的含氮化肥单位面积使用量（单位：kg·ha−1）.
（6）涉氮工业企业源
利用第二次全国污染普查工业企业废水治理与排放情况报表，经筛选工业企业地理位置、排放去向及废水成分后核实南排河流域内涉氮企业共89家，各涉氮工业企业排放量为：
涉氮工业企业排放量=污水日排放量×排放浓度×365.
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图2展示了南排河各断面年度及季度总氮浓度变化. 从年度变化来看，2020—2022年朱庄闸总氮浓度逐年减低，由2.65 mg·L−1降低至2.22 mg·L−1. 王英庄断面和高戴庄断面变化趋势基本一致，2022年王英庄、高戴庄断面出现明显反弹，王英庄相较2021年增加24.06%，高戴庄相较2021年增加34.17%. 从季度变化来看，各断面均出现了明显的季节变化，呈现出夏秋低、冬春高的变化趋势. 汛期总氮浓度低、汛期过后总氮浓度急剧上升，汛期入流状况对河流总氮影响很大. 与同期相比，2022年春季三个断面总氮浓度抬升明显，4—12月总氮浓度虽有所波动，但总体较低. 田村闸、连村闸、张帆庄断面同期未监测.
朱庄闸是南排河的入海考核断面，图3展示了2020年1月—2023年6月朱庄闸断面总氮浓度变化. 2020年以后年均总氮浓度逐年降低，但2020—2022年其总氮浓度峰值分别为4.48 mg·L−1、4.62 mg·L−1、5.93 mg·L−1，呈现逐年递增趋势. 2021年10月—2022年3月入海断面连续6个月超过南排河2020年总氮均值2.65 mg·L−1. 南排河总氮问题在于入海断面月际总氮浓度存在差异、不能稳定达标，且总氮峰值逐年递增，两极分化严重.
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入海河流携带的氮素对近岸海域的影响主要体现在海水无机氮浓度变化[16]. 对于海洋而言，无机氮属营养盐概念，适度入海有利于海洋浮游动植物生长、促进海洋生态环境改善[17]，一旦排海量超过区域消纳量，则易造成浮游植物过量繁殖，从而引发赤潮、绿潮等生态灾害风险[18].
以沧州市近岸海域5个国控监测点位为研究对象（图4），开展2018—2022年近岸海域无机氮浓度变化分析，探究南排河对近岸海域水质影响，近岸海域海水无机氮浓度变化见图5. 从年际变化来看，2018—2019年无机氮平均浓度大幅降低后，2019—2022年无机氮平均浓度逐年抬升，无机氮监测指标呈现明显的恶化态势. 近岸海域无机氮浓度无明显季节性变化规律，2019年春季和2021年春季无机氮浓度达到低点，分别为0.019 mg·L−1、0.024 mg·L−1，2021年秋季无机氮浓度增高至0.479 mg·L−1.
沧州市入海河流主要包括捷地减河、老石碑河、廖家洼河、南排河、石碑河、新黄南排干和宣惠河等7条河流. 将总氮排海量与近岸海域无机氮平均浓度作为研究对象，系统分析入海河流总氮与近岸海域无机氮变化趋势，如图6所示（南排河2020年更换国控断面，2019年浓度数据取自前国控断面李家堡一）. 2019年及2020年，沧州河流总氮排海总量低于1000 t·a−1，与近岸海域无机氮平均浓度变化的相关性不明显；2021年和2022年河流总氮排海总量持续增加至2500 t·a−1以上，近岸海域无机氮平均浓度亦逐年增加. 除2020年南排河总氮排海量为零外，其余年份总氮排海量占7条河流总入海量比例较高，平均占比为35.8%，最高为2022年的51.8%.
2019—2022年南排河各季度总氮排海量与无机氮平均浓度间存在较显著的相关关系（r=0.630，P<0.05），其中，2021年秋季总氮排海量较高，海水无机氮浓度也同步攀升；而总氮排海量较小时，二者相关关系不明显. 由于2021年河流总氮排海量远高于往年，2022年春季海水无机氮浓度仍维持较高水平，近岸海域消纳大通量入海总氮的时间超过半年. 对于南排河而言，季度总氮排海量在沧州市内7条河流中占比波动较大，2019年春季最高为75.3%，2022年秋季最低为1.8%. 2021年秋季河流总氮排海总量极高，南排河作为排沥河道，总氮排海量占比达到44.0%.
以上可见近年来沧州近岸海域无机氮浓度恶化发展，入海河流总氮大通量排海会促使近岸海域海水总氮浓度升高. 南排河总氮排海量对沧州近岸海域无机氮变化贡献较高，对其进行总氮削减有助于降低近岸海域海水无机氮浓度.
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南排河流域总氮溯源是总氮削减工作的前提和基础. 流域总氮污染负荷来自畜牧业、种植业、生活污水等方面，不同污染源产生的污染物类别不同，产出浓度和通量亦不相同[19]. 若要真正实现污染源头管控，必须以河流断面总氮浓度为出发点，识别出对水质影响较大的支流或区域并对其污染来源进行追溯，从而为污染负荷削减和源头治理提供目标靶向.
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2023年5月末对南排河地表水总氮浓度进行监测，布设的具体情况如图7所示. 结果显示，南排河加密监测点平均浓度为4.57 mg·L−1. 朱庄闸断面闸门关闭，在朱庄闸断面前采集的水体样品总氮浓度高达6.67 mg·L−1. 渤海新区黄骅市内加密点平均浓度4.71 mg·L−1，沧县内加密点平均浓度3.54 mg·L−1，泊头市内加密平均浓度7.64 mg·L−1. 采样时为丰水期，总体上丰水期连接河及清凉江跨界断面总氮浓度较高，加密监测最大浓度位于连接河跨界位置，高达10.69 mg·L−1. 从加密监测结果来看，上游段清凉江、连接河段问题较为严重.
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水体中硝酸盐污染来源于降雨、土壤氮、化学肥料、动物粪便和污水等，不同来源的硝酸盐具有不同的氮氧同位素特征[20]. 2023年5月末在南排河主要干支流采集的12个水体样品点位分布见图8，其不同氮（δ15N-NO3−）、氧（δ18O）同位素特征值见图9. 南排河流域δ15N-NO3−和δ18O-NO3−值变化范围为-8.88‰—12.05‰（均值2.95‰）、-6.77‰—6.09‰（均值-2.22‰），分布在土壤氮、降雨及铵态氮肥和动物粪便及污水的交叉区间，上游泊头段主要是畜禽养殖污染和生活污水排放问题，沧县以下河段总氮问题主要体现在农业面源氮肥流失.
表现为土壤氮素含量的点位有4号和7号点，这两个点位于老盐河支流和南排河主河道附近. 4号点位于泊头市齐桥镇白家庄村白河，沿岸两侧分布大量农田且无护坡. 7号点位于肖家楼村肖家楼桥，周围同样分布很多农田且河道均为土河；表现为降雨和铵态氮肥为主要氮素来源的点位有8、10、11、12点. 8号点位于沧县段王英庄和高戴庄断面之间，10、11、12号点分布在渤海新区黄骅市段朱庄闸断面附近. 沧县及渤海新区黄骅市段两侧农田紧邻主河道，主要以种植玉米、大豆为主，也存在一部分枣园. 由于河道较宽，有居民在河道中部泥沙淤积处开垦种植，大面积的沿岸种植且无生态缓冲区极易引起化肥农药中的污染物伴随降雨流失[21]；表现为动物粪便及废水为水体硝酸盐主要污染源的点位有9、5、6、3、2、1号点. 9号点位在沧县和黄骅市交界处，其余各点集中在泊头市清凉江段. 沧县和黄骅市交界处的主要问题是水产养殖尾水排放. 泊头市清凉江段乡镇村庄非常集中，存在不少规模以下畜禽养殖专业户傍河养殖. 规模化养殖通常会采取适当的粪便处理措施，例如建设集中式的粪便处理设施或集中收集利用，河流受到粪便污染的风险较小. 相比之下，非规模化养殖更倾向于简单的粪便处理方式，如露天堆肥或直接用于施肥，污染物中的氮素更容易通过径流和渗漏进入河流[22]. 土壤中本底氮素含量较高，在汛期极易发生面源污染[23]，随着雨水进入河道，引起河道内总氮含量超标.
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南排河流域涉及沧县、南皮县、献县、泊头市及渤海新区黄骅市5个区县内的37个乡镇，依据统计年鉴、第二次全国污染源普查等资料计算各类污染源总氮排放量及占比，进行总氮污染来源评估. 计算结果显示：南排河流域总氮排放量为613.62 t·a−1. 畜禽养殖源总氮排放量最高，占比为33.16%. 畜禽养殖总氮排放量较高的主要原因是流域内畜禽养殖规模化率较低. 流域范围规模畜禽养殖场有203家，规模化及规模以下养殖场畜禽量折算为猪当量后测算得到流域规模化率仅22.07%，远低于沧州市2022年规模化率78%[24]. 畜禽养殖规模化率较低可能会导致饲料管理不当、粪污处理不完善和排水管理不足等问题，增加河流总氮污染风险；其次为农村生活源和城镇生活源，排放占比分别为24.23%和19.78%. 农村生活污水治理率较低是其总氮排放量较高的主要原因. 除渤海新区黄骅市外，其余四个区县均低于同期2022年河北省农村生活污水治理率40.5%. 未治理的农村地区缺乏污水处理设施，例如沧县旧州镇感化屯村、泊头市文庙镇马庄村等地存在直接将生活废水排入附近河流的现象，对生态环境系统产生的负面影响不容忽视；城镇生活源较高的原因是泊头市大部分城区位于流域内，所占比重较大. 各污染源排放量及占比见表5.
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流域内各区县总氮排放量占比及分布见图10. 通过总氮污染排放计算，识别出流域总氮污染排放量最高的区县为泊头市. 城镇生活源和农村生活源是泊头市总氮排放的主要来源，城镇生活源涉及到泊头市解放街道、河东街道等城区内8.8万人，农村生活源涉及到流域内约42.8万人. 流域内总氮排放量最高的乡镇为泊头市交河镇，年排放量为47.45 t，主要以畜禽养殖源和农村生活源为主. 其次是渤海新区黄骅市滕庄子镇（畜禽养殖源和农业种植源为主）和泊头市西辛店乡（畜禽养殖源和农村生活源为主），总氮排放量分别为39.48 t·a−1、39.28 t·a−1. 流域内各乡镇总氮排放量见表6.
1）推进畜禽养殖污染源头减量. 鼓励畜禽规模养殖场建设漏缝地板、舍下贮存池、自动清粪等设施，逐步淘汰水冲粪；对养殖专业户的养殖圈舍及配套设施进行雨污分流改造，配套设施符合“防渗、防雨、防溢流”要求.
2）提高农村生活污水治理水平. 流域内有73.38%的村庄未完成生活污水治理，需进一步提高污水收集治理率. 推进集中式污水处理设施建设或者采取分户式、联户式处理生活污水[25]，同时加强污水治理设施运行状况日常巡查和抽检.
3）加强农村坑塘整治力度. 针对流域内坑塘多、体量小、水质差、多数与沟渠河道相连的特点. 明确坑塘责任，加强坑塘日常排查工作，建立沟渠坑塘信息档案. 组织日常巡查维护、漂浮物打捞、塘岸及周边进出水道垃圾打捞.
4）持续推进化肥农药减量增效. 在有条件的地块积极倡导和推广农业节水技术，如滴灌、喷灌，形成完整适配的测土配方施肥、施用缓释肥等精准施肥技术体系，持续推进种植结构调整与农业设施升级改造；积极鼓励种植户在非雨天施肥，促进农作物高效率吸收利用肥料，减少汛期面源污染入河；汛前及时清理河道、沟渠内的药瓶.
5）城镇生活污染治理与管控. 推进泊头市城区市政排水管网排查，开展城镇分流制区域内小区及公共建筑排水系统调查，完善雨污管网建设，加强雨水管网运行维护，适时开展“清管行动”，提升城市未纳管区域生活污水的收集效率；加强对污水处理厂出水水质监管，监控数据实时上传、及时监督，严控污水超标排放[26].
6）涉氮工业企业污染管控. 重点关注污水排放量较大的企业，加强生产台账与污水排放检查，增设出水口在线水质监测设备，将总氮浓度指标纳入实时监测；针对流域部分工业企业排污口未审批为入河排污口的问题，严格落实企业污染物排放许可证制度和入河排污口设置审批制度，规范入河排污口设置行政许可行为，控制污染物入河量.
7）水产养殖污染治理与管控. 开展水产养殖业专项排查，加强沿岸水产养殖尾水处理设施监管，确保污染治理设施正常运行；推广精准减量用药，推进水产养殖规范精准减量用药行动；优化养殖模式结构，鼓励发展生态混养[27]，科学合理控制养殖密度.
8）提升流域水质监测能力. 建议实施南排河流域地表水环境监测能力建设，通过全流域常态化加密监测、关键断面布设水质与流量在线监测站[28]等手段，打造“断面-水体-污染源”全链条监测溯源体系.
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1）南排河各断面总氮浓度在年内呈现夏季低、冬春季较高的态势. 朱庄闸断面月际不能稳定达标且峰值逐年增高，南排河总氮排海量对沧州近岸海域无机氮浓度贡献较大.
2）5月总氮检测结果显示上游清凉江、连接河段总氮超标严重. 上游主要是畜禽养殖污染和生活污水排放问题，沧县以下河段总氮问题主要体现在农业面源氮肥失.
3）南排河流域总氮排放总量为613.62 t·a−1. 其中总氮排放量最高的为畜禽养殖源，总氮污染重点区域为泊头市交河镇、渤海新区黄骅市滕庄子镇和泊头市西辛店乡.
沧州南排河总氮污染状况及溯源分析
Analysis on the pollution status and Source of Total nitrogen in Nanpai River of Cangzhou
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摘要: 入海河流携带的陆源总氮污染是海域无机氮的主要来源. 本研究对沧州南排河近年总氮污染状况及其总氮排海量贡献进行了分析，并通过双同位素技术及总氮污染来源评估对流域总氮污染精准溯源，最后给出南排河流域总氮管控建议. 结果表明，南排河入海断面总氮浓度不能逐月达标、峰值逐年抬升，其总氮排海量对沧州近岸海域无机氮浓度贡献较高；流域上游主要是畜禽养殖污染和生活污水排放问题，沧县以下河段总氮问题主要体现在农业面源氮肥流失；流域总氮排放量最高的来源是畜禽养殖业，其贡献达到33.16%. 总氮污染重点区域为泊头市交河镇、渤海新区黄骅市滕庄子镇和泊头市西辛店乡.Abstract: The total nitrogen pollution from land carried by rivers entering the sea is the main source of inorganic nitrogen in the sea area. In this study, we analyzed the situation of total nitrogen pollution and the massive contribution of total nitrogen discharge in Cangzhou Nanpai River in recent years, and accurately traced the source of total nitrogen pollution through double isotope technique and total nitrogen pollution source evaluation. Finally, we give some suggestions for the control of total nitrogen in Nanpai River basin. The results show that the concentration of total nitrogen in the sea section of Nanpai River can not reach the standard month by month and the peak value increases year by year, and the mass discharge of total nitrogen in Nanpai River makes a high contribution to the concentration of inorganic nitrogen in the coastal area of Cangzhou. The upstream of the basin mainly comes from livestock and poultry breeding pollution and domestic sewage pollution, and the problem of total nitrogen in the river below Cangxian County is mainly reflected in the loss of agricultural non-point source nitrogen fertilizer. The highest source of total nitrogen emission in the basin is livestock and poultry breeding, which contributes 33.16%. The key areas of total nitrogen pollution in the basin are Jiaohe Town, Botou City, Tengzhuangzi Town, Huanghua City, Bohai New area, and Xixindian Township, Botou City.
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Key words:
- Nanpai River /
- traceability of total nitrogen /
- double isotopes /
- total nitrogen control
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图 2 南排河各断面年度及季度总氮浓度变化
Figure 2. Annual and quarterly changes of total nitrogen concentration in various sections of the Nanpai River
图 3 入海断面（朱庄闸）总氮浓度变化
Figure 3. Variation of total nitrogen concentration in sea entry section （Zhuzhuang sluice gate）
图 5 入海口近岸海域海水无机氮浓度变化（2018—2022年）
Figure 5. Changes in Inorganic Nitrogen Concentrations in Seawater near the Sea Entrance（2018—2022）
图 6 近岸海域无机氮浓度和总氮排海量变化关系
Figure 6. The relationship between the concentration of inorganic nitrogen and the massive changes in total nitrogen emissions in nearshore waters
图 7 2023年5月南排河总氮监测结果
Figure 7. Total nitrogen detection results of Nanpai River in May 2023
图 9 不同氮（δ15N-NO3−）、氧（δ18O）同位素特征值
Figure 9. Different nitrogen（δ15N-NO3−）, oxygen（δ18O） Isotope characteristic values
图 10 流域内各区县总氮排放量占比及分布
Figure 10. The proportion and distribution of total nitrogen emissions in various districts and counties within the watershed
表 1 农村生活污水排放系数表单
Table 1. Form of discharge coefficient of domestic sewage in rural areas
名称
Name单位
Unit数值
Numerical value污水排放系数 L·（人·d）−1 22.87 总氮产污强度 g·（人·d）−1 0.77 总氮综合去除率 — 47% 
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表 2 城镇生活污水排放系数表单
Table 2. Form of discharge coefficient of urban domestic sewage
名称
Name单位
Unit数值
Numerical value来源
Source人均综合生活用水量 L·d−1 145 《生活污染源产排污系数手册》 折污系数 — 0.8 《生活污染源产排污系数手册》 城镇生活污水集中收集率 — 61.77 《中国城市建设统计年鉴》计算 未收集总氮排放浓度 mg·L−1 73.8 《生活污染源产排污系数手册》
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表 3 畜禽养殖排污系数表单
Table 3. Form of pollution discharge coefficient for livestock and poultry breeding
畜禽种类
Species of livestock and poultry河北省畜禽规模化养殖总氮排污系数
Total nitrogen discharge coefficient of large-scale
livestock and poultry farming in Hebei Province河北省畜禽养殖户养殖总氮排污系数
Total nitrogen discharge coefficient of livestock and poultry farmers in Hebei Province奶牛/（kg·头−1） 11.4005 11.0903 肉牛/（kg·头−1） 5.3333 4.6367 猪/（kg·头−1） 0.5186 0.1864 蛋鸡/（kg·羽−1） 0.0630 0.0216 肉鸡/（kg·羽−1） 0.0107 0.0032 数据来源 《农业污染源产排污系数手册》
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表 4 水产养殖业排污系数
Table 4. Aquaculture industry emission coefficient
名称
Name单位
Unit数值
Numerical value来源
Source水产养殖业排污系数 kg·t−1 2.588 《农业污染源产排污系数手册》
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表 5 各区县各污染源排放量占比
Table 5. Proportion of emissions from various pollution sources in various districts and counties
氮污染类型
Nitrogen pollution type总氮排放量/（t·a−1）
Total nitrogen emissions占比/%
Proportion畜禽养殖源 203.45 33.16 农村生活源 148.70 24.23 城镇生活源 121.40 19.78 农业种植源 112.40 18.32 涉氮工业企业源 23.85 3.89 水产养殖源 3.83 0.62
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表 6 流域内各乡镇总氮排放量（t·a−1）
Table 6. Total nitrogen emissions from various townships within the watershed
县级
County乡镇
Township农村生活源
Rural living
source城镇生活源
Source of
urban life畜禽养殖源
Livestock
and poultry
breeding source农业种植源
Agricultural
planting
source涉氮工业企业源
Source of nitrogen
related industrial
enterprises水产养殖源
Aquaculture.
source总计
Total沧县 旧州 3.79 0 17.11 3.71 1.19 0 97.76 张官屯乡 6.80 0 19.91 5.13 风化店乡 1.80 0 11.68 3.96 汪家铺乡 1.58 0 3.25 2.15 刘家庙乡 0.01 0 1.89 0.44 仵龙堂乡 0.57 0 2.66 1.64 高川乡 0.46 0 1.38 1.18 黄递铺乡 0.02 0 1.26 0.17 纸房头乡 0.48 0 2.26 1.27 南皮县 冯家口镇 10.01 0 16.46 5.71 0.18 0 34.04 刘八里乡 0.03 0 1.33 0.33 献县 淮镇镇 0.17 0 2.32 0.68 0.01 0 10.34 郭庄镇 0.01 0 0.76 0.17 河城街镇 0.07 0 1.36 0.53 陈庄镇 0.26 0 1.21 1.06 徐留高乡 0.34 0 0.80 0.59 泊头市 解放街道 0 16.57 0 0.10 17.27 0 404.10 河东街道 0 24.85 0 0.03 古楼街道 0 29.00 0 0 泊镇 4.51 41.61 0.70 2.74 交河镇 9.40 0 32.16 4.81 齐桥镇 14.59 0 6.75 6.82 寺门村镇 9.00 0 5.01 5.55 郝村镇 10.28 0 1.09 6.29 富镇镇 8.56 0 0.48 4.87 文庙镇 10.03 0 3.90 5.71 洼里王镇 10.37 0 1.77 4.64 王武庄乡 6.95 0 12.61 4.45 营子乡 10.27 0 0.41 5.85 四营乡 8.39 0 2.39 5.00 西辛店乡 9.77 0 21.61 6.82 河北泊头经济开发区 0.75 9.37 0 0 渤海新区黄骅市 骅西街道 0.04 0 0 0.05 5.20 0 67.38 常郭乡 0.12 0 2.26 2.08 0.09 滕庄子镇 5.34 0 20.66 9.15 3.29 羊三木回族乡 1.25 0 5.96 2.55 0.10 南大港管理区 2.69 0 0.05 6.15 0.34 乡镇汇总 148.70 121.40 203.45 112.40 23.85 3.83 613.62
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