水源地非点源污染及治理研究现状分析

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1、水源地非点源污染与治理研究现状分析韩成伟1许士国体王殿武2(1.大连理工大学土木水利学院.辽宁大连1160242.辽宁省水文水资源勘测局.辽宁沈阳110003)摘要氮、磷非点源污染是水源地污染的主要污染源,本文详细介绍了N、P非点源污染的研究意义、迁移转化影响因素、流域污染物负荷计算方法和治理措施等。结合我国研究现状,提出了我国开展水源地非点源污染的研究重点。主要包括:进行N、P等非点源污染物迁移转化的研究,开展重要水源地N、P非点源污染模拟研究等。关键词非点源污染氮磷污染富营养化迁移过程防治措施1引言非点源污染是指溶解性或固体污

2、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,其主要来源包括水土流失、农业化学品过量施用、畜禽养殖和农业与农村废弃物等。在环境管理和规划中,对点源污染治理的重视程度明显高于非点源污染。但在环境治理过程中,当点源污染得到控制,非点源污染的严重性也就日益显现。相关统计表明:美国在1995年,60%河流和50%湖泊的污染与非点源污染有关;丹麦在1993年,270条河流94%的N负荷、52%的P负荷由非点源污染引起。在非点源污染所引起的环境危害中,由富营养化元素N、P所引起的水源地污染问题引起人们的广泛关注。N、P非点源

3、污染物,通过降雨、地表径流和大气沉降等方式进入水源地,导致水体富营养化现象。富营养化可对生态环境产生一系列严重后果。藻类在水体中占据的空间越来越大,减少鱼类等水生生物的活动空间;同时导致藻类结构发生变化,蓝藻逐步取代硅藻和绿藻成为主要藻类,其中一些种属可向水体中排放毒素,危害其他水生生物。藻类过度繁殖,呼吸作用和死后的分解作用大量消耗水体中的溶解氧,造成水体溶解氧含量的急剧降低,严重危害贝壳类和鱼类的生存。此外,水体中过量的N可对人类和动物产生直接的危害,引发儿童高铁血红蛋白症,并可对牲畜等大型动物产生毒性作用。目前我国的滇池、天

4、津于桥水库、北京密云水库、官厅水库等重要水源地不同程度出现水体富营养化现象,非点源污染是其水质恶化的主要原因之一。例如:1994年进入滇池的总氮的50.4%和总磷的57.9%来自于非点源污染;密云水库污染年负荷量中66%的总氮和86%的总磷来自非点源污染。水源地非点源污染的严重性已在我国很多区域显现出来,引发水质恶化、水源紧缺和生态环境破坏等环境问题,严重制约着社会、经济和生态环境的可持续发展。因此,借鉴和总结国内外水源地非点源污染的研究成果,强化我国非点源污染过程机理研究,开展重要水源地N、P非点源污染模拟研究,将为我国水源地非

5、点源污染防治提供重要的科学依据。2影响非点污染机理与迁移转化的研究N、P非点源污染物,通过降雨、地表径流和大气沉降等方式进入地表水和地下水在水源地富集,导致水体富营养化现象(图1)。对于非点源污染的影响因素的研究主要包括:降雨强度、地表径流、土地利用类型、土地利用结构对污染物迁移的影响,污染物在土体内的流失以及污染物的去除机理等嘲。非点源污染是众多湖泊、河流、河口和近海海洋的N、P的重要污染源,其中化肥和动物粪肥是N、P的主要来源。因此研究N、P的污染机理和迁移转化对非源污染和治理具有重要意义。2.1磷的迁移转化机理研究土壤对P有

6、强烈的吸附固定作用,因而不易随降雨和灌溉而淋溶流失。施用的磷肥的55%一75%被土壤吸附固定,7%.15%被植物吸收,5%.10%被径流带入地表水,只有

7、积累过程主要是通过粘土颗粒与有机质颗粒的吸附作用。影响P流失的主要因素包括化学形态、土壤质地、降雨情况、磷肥施用量和施用方式等。总磷、溶解态磷的输出浓度随降雨径流过程减小,总磷输出浓度递减规律呈抛物线型,递减速度快,水溶态磷输出浓度呈非线性分布,与总磷比较,其递减变化幅度小。强度降雨可对P的流失产生影响,降雨强度越大,P的流失现象越明显。Tabbara对施用化肥和有机粪肥的土壤进行淋虑实验,施用粪肥P的流失量要比化肥低。2.2氮的迁移转化机理研究N进入土壤的主要形式包括:化肥施用、粪肥施用、大气沉降、作物残留等形式.土壤中的N,大

8、部分包含在有机质中或作为铵根离子被粘土吸附,这些形式的N(>90%)是被土壤固定的。N的流失绝大部分是由于土壤侵蚀和硝酸盐、铵盐流失引起的。Sharply通过对土壤N径流研究,发现N损失主要表现为两种形式:溶解于径流和吸附于泥沙颗粒表面的。前者主要

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