苏北地区农业非点源氮磷污染对水体的影响研究

收稿日期:2003-10-08;修回日期:2004-02-16

作者简介:朱建文(1970-),男,江苏灌南人,工程师,学士,主要从事环境监测工作。

苏北地区农业非点源氮磷污染对水体的影响研究

朱建文,李秀华,梁琳玲,石美霞

(

江苏省灌南县环境监测站,江苏灌南　222500)

摘　要:通过对连云港市农业非点源氮磷污染对水环境影响的研究,掌握了连云港市农业非点源氮磷污染情况及氮磷在土壤中的转化机制,监测分析了水环境氮磷污染现状及氮磷对水环境的影响途径,提出了控制农业非点源氮磷对水体环境污染的措施。

关键词:农业非点源;氮磷污染;水环境

中图分类号:X52 文献标识码:C 文章编号:1007-1504(2005)01-0059-03

Study the E ffect of N onpoint Source Pollution on W ater in Subei Area

ZHU Jian -wen ,L I Xiu -hua ,L IAN G Lin -ling ,SHI Mei -xia (Guannan Environmental Monitoring Station ,Guannan Jiangsu 222500,China )

Abstract :Through studying the effect of nonpoint source N/P pollution on water environment in lianyungang ,status of non 2point source N/P pollution and transform mechanism of N/P in soil are found out.Thepaper analyzes current situation of N/P pollution in water and its effect approach ,and accordingly countermeasures for controlling nonpoint source N/P pollution are brought forward in this paper.

K ey w ords :nonpoint source pollution ;N/P pollution ;water environment

近年来的大量研究证明,农业生产过量施用化肥、农药是造成氮磷非点源污染的主要原因。美国国会1990年已通过法律规定,在海岸带地区州政府的任何建设项目都必须向国家环保署和国家大气与海洋管理局递交《海岸带非点源控

制方案》,

《非点源污染管理措施指南》(美国国家环保署)中专门提出氮磷污染的控制。

连云港市人口密集、农业生产集约化程度高、工业和水产业发展迅速,社会经济活动与水环境关系日益密切,水污染问题也愈来愈突出,因此,氮磷污染对水环境及其生态系统的影响研究刻不容缓。

1　农业非点源氮磷污染状况111　农药、化肥使用情况

连云港市农药使用强度为812kg/km 2,市

区使用强度为1834kg/km 2,比全市平均水平高

出一倍多。全市化肥年使用总量为20183万t ,

平均使用强度为38100kg/km 2,其中使用氮肥为11187万t ,平均施用强度为21700kg/km 2。全市农田使用农药、化肥有加大趋势,害虫对农药抗性增强,生态平衡受到影响。112　土壤环境中氮磷现状

土壤有机质、全氮、速效磷含量上升,土壤速效钾、缓效钾含量下降。土壤有机质、全氮、速效磷含量分别为1188%、01127%、1018mg/kg ,与1982年普查结果相比,分别上升了30154%、01039%、618mg/kg 。土壤速效钾、缓效钾分别为20814、101613mg/kg ,与1982年普查结果相比,分别下降了5313、21514mg/kg 。113　水环境中氮磷现状

连云港市城区内的7条河流中,非离子氨超

标严重,年超标率分别为813%～10010%,其中有5条河流的年超标率为100%,亚硝酸盐超

第19卷　第1期2005年3月 干旱环境监测

A rid Environmental Monitoring

V ol.19　No.1M ar..2005

标次之,蔷薇河和烧香河的年超标率分别为2212%和1617%。连云港市四县7条主要河流的非离子氨近几年明显升高,沙汪河和石安河的非离子氨年超标率分别为100%和1111%,河流氮素污染日趋严重,其超标率仅排在高锰酸盐指数之后,氮素污染已构成污染的主要因素。

连云港市境内水库氮磷污染问题较重,非离子氨和总磷年均值超标率为1313%,未超标的亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的监测值也明显增大,亚硝酸盐的浓度域为01002～01061mg/L,平均值为01027mg/L,硝酸盐氮的浓度域为0118～2109mg/L,平均值为0196mg/L。

连云港市近岸海水的无机磷和无机氨的年均值为01081mg/L和0131mg/L,超标率分别为80%和7212%,整个近岸海水氮磷污染比较重。

连云港市地下水氮素污染主要表现在亚硝酸盐氮的监测值较高或超标,主要污染水期为枯水期,其氨氮浓度域为0101～0124mg/L,平均值为0109mg/L,硝酸盐氮浓度域为2144～1105mg/L,平均值为5199mg/L,亚硝酸盐氮的浓度域为01002～0124mg/L,平均值为01085mg/L,超标率为3310%。丰水期地下水氮素污染不突出,但监测值仍然较高,水质较劣。

2　氮磷对水环境的影响

211　氮素对水环境的影响

化学肥料氮施入土壤后,氮损失率平均值为42%,残留土壤中的氮素占肥料的平均值为25%,水田土壤氮素的损失率为54%,在目前施肥水平上,碳酸铵的损失率(56%)大于尿素(38%)。氮素的损失途径主要有淋溶损失、挥发损失、地表径流和冲刷。试验证明,氮素的淋溶损失为918%～38%(25℃),稻田施肥后,如果24h内排水,氮素损失12%～21%。

各种形式损失的氮素均可以进入水环境,并影响地下水水质结构。农田水井的水质硝酸盐氮含量高于近河岸线水井,地下水硝酸盐氮污染持续加重。1991年连云港市地下水硝酸盐氮含量在枯水期和丰水期分别为2128mg/L和13186mg/L;1995年,其含量分别为15180mg/L和13124mg/L,分别上升56518%和24310%; 1998年,其含量分别达16163mg/L和13156 mg/L,仍呈持续高状态。地下水水质硝酸盐氮含量与地表农田速效氮含量呈正相关。农村地下氮污染调查表明,农村井水硝酸盐氮含量为2015mg/L,最高达2817mg/L,超标率远高于城市地下水。

212　磷素对水环境的影响

磷肥主要品种为过磷酸钙,磷肥利用率平均值为16%,磷肥施入土壤中移动性小,水溶性磷肥施入土壤后,有效性随时间延长而降低,在2个月内有65%以上变成不可提取态磷,主要为Ca—P、Al—P、Fe—P型磷酸盐。磷素对水环境的影响主要是径流携带。

3　农业非点源氮磷污染的控制

311　加强侵蚀控制

侵蚀控制措施有二类:(1)使表土稳定化或植被覆盖,以减少雨点对表土的冲击;(2)降低坡降,以渠道化手段分散径流或降低流速,以减弱径流的侵蚀力,并减少雨水在地表溢流的数量。具体控制措施有植被覆盖、植被系带、表面覆盖和水土保持。

312　增加地表蓄水

增加地表蓄水的作用就是与容纳和保留表面径流相类似,主要是合理规划农田退水渠道,减少氮磷扩散流失;用石灰等改善粘土质土壤的透水性,减少淋溶和下渗。

313　加强农田管理,优化生态环境,减少氮磷肥随着工业的发展和农药、化肥的大量施用,水土污染问题越来越引起人们的重视。在农业生产中,逐步做到因土施肥,因作物施肥,增加有机肥施用量,大搞秸秆还田,积极发展沼气肥,减少氮磷肥的施用。

314　提高肥料利用

控制施肥总量,讲求施肥技术,改善施肥结构,防止或减轻施肥对水环境的污染。研究中发现:(1)缓效化肥和生产释放养分速度不同的化肥品种相互配合施用,达到一次施肥可满足作物不同时期的营养需要,减少施肥次数和肥料损失,减轻了氮磷对水环境的污染;(2)使用稻田水

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・ 干旱环境监测 第19卷