水环境质量效应研究概述

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水环境质量效应研究概述

一.引言

水环境污染现象较为严重,据统计,全球约有近50%的水域已经受到污染。水域污染造成水环境破坏,危害人类的健康生存。针对水环境治疗及水环境质量效应研究成为城市发展及社会进步关注的重点。

二.水环境概述

1.水环境现状

水环境是流域中传输、储存、提供水资源的水体,同时也是水生物繁衍和生存的空间,是各类污染物的最终归宿。按照水体的地理位置,可以将流域中的水环境分为地下水环境和地表水环境两种。地下水环境是指浅层地下水、泉水及深层地下水等存在于包气带以下的底层空隙水域;地表水环境主要指水库、湖泊、河流、海洋、冰川及沼泽等暴漏在地面的水域。人类不合理的生产和生活方式对水环境造成了不同程度的损害,世界水资源委员会指出,全世界有50%以上的水域已被污染,水域生态系统遭到严重破坏。

2.水环境质量检测

水环境质量检测可以分为现状检测和水污染源监测两大类。现状检测主要检测地表水和地下水质量;水污染源监测包括生活污水、工业废水和医院污水的检测,有时也包括农业退水、雨水初水等检测。水环境检测方法包括在线自动监测和实验室检测两种。随着检测工作受到越来越多的关注和重视,在线自动监测以其实时、连续、远程监控的优势正发挥着愈来愈重要的作用,但是实验室检测作为常规检测的有效手段不仅没有受到削弱,反而由于检测技术的发展,检测手段更为丰富了。传统检测方法以理化分析为主,以《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)为例,检测项目包括基本项目24项,如水温、pH值、溶解氧、COD、BOD5、氨氮、总磷、总氮、8个必测的有毒重金属元素、氟化物、氰化物、挥发酚等项目,另外还有集中式生活饮用水地表水源地补充项目与特定项目85项,尽管这些项目能够定量反映污染物的浓度,但却无法及时、全面、直接地反映污染物对水环境所造成的综合影响,而生物毒性检测可以弥补这一不足;随着人们对环境激素(EDC)和持久性有机物(POPs)与生态环境、人体健康关系认识的不断深入,EDC与POPs检测受到重视。

3.水土保持加强水环境治理的意义

(1)防洪减灾,保持资源小流域综合治理开发体系中的水土保持措施,层层拦蓄径流,发挥了缓洪削洪的作用,减少了洪涝灾难,宝葫芦水土资源。

(2)恢复调节,改善生态当不合理活动导致严重水土流失,生态系统遭受严重破坏且难以自我修复时,水土保持就可以帮助其重建和恢复。当生态系统恢复到一定程度,形成自我修复能力时,则可通过封禁保护,减小干扰,实现其在我良性发展。

(4)优势互补,发展经济。坡面与沟道治理开发结合,合理配置治理开发措施实行立体开发;植物措施体系与工程措施体系结合,发挥开发利用资源的互补效应;种植林草与封治理相结合增加持续利用的在生资源;田间工程措施体系与农业耕种措施体系相结合,发展优质高效农业。

三.水土保持水环境质量效应研究进展

1.水土保持耕作及工程措施的水文环境影响研究

与林草措施的水环境效应研究相比,水土保持耕作及工程措施的水环境效应的研究较少。主要研究这些措施对地表产流、土壤水入渗与蒸发等方面的影响。张金慧(1993)探讨了水平梯田减水减沙效应;蒋定生等(1997)在安塞墩滩观测比较了水平梯田、隔坡梯田、对照小区绝对休闲地的径流发生时间、土壤水分含量高低和土壤贮水量的变化、以及隔坡水平阶上降水的再分配过程;康绍忠等(1998)揭示了不同水土保持措施下坡地水量转化的系统,包括土壤水分入渗性能与过程及土壤水分再分布过程,以及对产流的影响。这些研究基本结论可归纳为:各项水土保持措施都能不同程度的减水减沙;与坡地相比,多数水土保持工程措施都能使土壤含水量提高,为造林种草提供良好的土壤水分条件;就长期而言,人工植被使土壤含水量降低,有导致土壤干化的可能;各项水土保持措施,特别是有良好的枯枝落叶层的多年生林草植被能有效提高土壤入渗速率。

2.国内对水土保持水环境质量效应的研究

我国水科学水资源所王浩院士创建了"自然-人工"二元水循环理论;并在该理论指导下,系统建立了水循环及伴生水生态、水化学和水沙过程综合模拟与多维调控技术体系。围绕应对全球气候变化的国家需求,在融合水文学、水资源学、生态学、气候学等多学科理论新进展的基础上,系统构建了"气候-水文-生态"耦合模拟、变化环境下水资源及需水预测预报技术、基于遥感和气陆耦合模式的土

壤墒情预警预报技术、水资源实时调度等多项理论与技术体系,为气候变化下水与生态安全适应性对策的制定提供了重大支撑。

3. 水土流失与面源污染的因果效应研究进展

石辉[1997]将由水土流失触发的面源污染定义为水土流失型面源污染,认为水土流失型面源污染是在土壤侵蚀运移基础上产生的,因此它是以侵蚀过程为基础,并在其上耦合进入水体的污染过程;段淑怀等[2007]认为土壤侵蚀与面源污染是一对密不可分的共生现象,特别是在农业面源污染中,土壤侵蚀是造成水体污染的主要形式;由于径流和泥沙携带大量的养分,因此水土流失过程也必然伴随着养分流失,杨爱民等[2008]认为水土流失是面源污染发生的重要形式和运输载体,也是引發水库、湖泊、河流等地表水体富营养化的重要原因。随后,研究人员陆续开展试验,加强了对水土流失产生面源污染形式的研究。研究成果表明:土壤中的氮素主要以水溶态的形式存在,通过地表径流、地下径流淋溶携带等途径进入水体;磷肥、农药、重金属等主要以吸附态的形式存在,通过土壤流失被土壤颗粒携带进入水体。由于水土流失引起面源污染发生和水体环境恶化的联动效应,所以有关水土流失面源污染的研究逐渐受到重视,成为水土保持领域新的热点,但是目前的研究成果仍以定性的居多、定量的较少。

四.结束语

基于水土保持的水环境质量效应研究是当前社会发展及经济进步、人类可持续健康发展的必要探讨。针对当前水土保持水环境治疗策略及质量效应进行深入分析,有利于提高治疗能力,促进人类和自然的和谐发展。

参考文献:

[1]杨爱民,王浩,潘玉娟等.水土保持的水环境质量效应研究进展[J].中国水土保持科学,2006,4(5):112-118

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