非点源污染的研究进展与前景展望

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1、非点源污染的研究进展与前景展望摘要：在阐述非点源污染的概念、特点、成因的基础上，从非点源污染模型、土地利用方式对非点源污染的影响、新技术应用三个方面对国内外非点源污染的研究进展和存在的问题做了分析，并对非点源研究的发展趋势进行了展望。关键词：非点源新技术研究进展　　水资源危机目前已成为世界上一个十分尖锐的社会问题，水资源危机不仅表现在水量的不足，更反应在水质的恶化。随着工业污染源的有效控制，非点源污染已经成为我国重要污染类型之一，如何科学地认识并有效控制非点源污染因而成为一个紧迫的研究课题。　　从世界范围来看，非点源已成为水环境的一大污染源或首要污染源

2、。在美国，60%的水环境污染起源于非点源。在奥地利北部地区，据计算进入水环境的非点源氮量远比点源大。丹麦270条河流94%的氮负荷、52%的磷负荷是由非点源污染引起的。荷兰农业非点源提供的总氮、总磷分别占水环境污染总量的60%和40%～50%。在我国，非点源污染问题也日益严重，在太湖和滇池等重要湖泊，非点源污染已经成为水质恶化的主要原因之一。1.非点源污染非点源是指时空上无法定点监测的、与大气、水文、土壤、植被、地质、地貌、地形等环境条件和人类活动密切相关的，可随时随地发生的，直接对大气、土壤、水构成污染的污染物来源。非点源污染(Nonpointpol

3、lution)，或称面源污染(Diffusedpollution)，是指溶解性或固体污染物在大面积降水和径流冲刷作用下汇入受纳水体而引起的水体污染。与点源污染相比，非点源污染的时空范围更广，不确定性更大，成分、过程更复杂，因而加深相应的研究、治理和管理政策制定的难度。非点源污染包括大气环境的非点源、土壤环境的非点源和水环境的非点源三类。水环境的非点源包括大气干湿沉降、暴雨径流、底泥二次污染和生物污染等诸多方面。降雨径流污染，即通常意义(狭义)的非点源污染，是与降水过程伴随进行的地表径流污染。土壤侵蚀介于大气干湿沉降、降雨径流之间，既包括风蚀，又包括水蚀

4、，是二者的有机结合[1]。一般将非点源污染分为城市和农村非点源污染两大类。非点源污染物发生后随地表和地下径流进行复杂的迁移和转化过程(沉降物还有经大气迁移的过程)。迁移方式因污染物类型而有所不同，如湿地的非点源污染研究中发现，固体颗粒、磷和农药主要经地表径流进入湿地，而氮主要经地下径流进入湿地。与污染物迁移过程相伴的是一系列的物理、化学和生物的转化过程，这些过程均因污染物、自然环境和历时的差异而发生变化。非点源污染的成因有水土流失、城市膨胀、农药化肥过量使用、废弃物堆放等，土地利用方式不合理是关键。非点源来源面广，它夹带着大量的泥沙、营养物、有毒有害物

5、质进入江河、湖库，引起水体悬浮物浓度升高、有毒有害物质含量增加，溶解氧减少，水体富营养化和酸化。在发达国家，随着工业和生活污染源等点污染源的有效控制，非点源污染已成为水体污染的主要因素，20世纪60年代发达国家开始关注非点源污染，20世纪70年代起进行系统研究，并付诸管理实践。在发展中国家，相对于点源污染而言，非点源污染仍未引起应有的重视。2.非点源污染模型　　非点源污染模型通过对整个流域系统及其内部发生的复杂污染过程进行定量描述，可以帮助我们分析非点源污染产生的时间和空间特征，识别其主要来源和迁移路径，预报污染的产生负荷及其对水体的影响，并评估土地利

6、用的变化以及不同的管理与技术措施对非点源污染负荷和水质的影响，为流域规划和管理提供决策依据。模型的发展人类开始全面认识和研究非点源污染的历史并不长，70年代以前，人们对非点源污染已逐渐有所认识并开始研究，但这个时期的研究多限于现象的因果分析，定量化的研究则寥寥无几[2]。自70年代中后期以来，随着对非点源污染物理化学过程研究的深入和对非点源过程的广泛监测，机理模型逐渐成为非点源模型开发的主要方向，其中著名的有模拟城市暴雨径流污染的SWMM、STORM，模拟农业污染的ARM，流域模型ANSWERS、CREAMS和AGNPS，以及单位线类模型[3]。90年

7、代后期，随着计算机技术的飞速发展和3Ｓ技术在流域研究中的广泛应用，一些功能强大的超大型流域模型被开发出来。这些模型已经不再是单纯的数学运算程序，而是集空间信息处理、数据库技术、数学计算、可视化表达等功能于一身的大型专业软件。其中比较著名的有美国国家环保局开发的BASINS和美国农业部农业研究所开发的AGNPS等。2.非点源机理模型的结构特点　　完整的非点源污染模型一般由四个子模型构成，如右图所示。由于应用的目的不同，实际中非点源模型的结构往往更为复杂，可能涉及水质模拟、气候模拟、作物生长模拟和管理控制费用估算等方面的子模型。　降雨径流模型用来解决各类流

8、域的产汇流问题，即推求流量过程线与径流量。它是整个研究的基础，因为降雨径流过程是形成非点源污染