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1、張乃明:我國(guó)農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染研究概況與展望103我國(guó)農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染研究概況與展望張乃明(云南農(nóng)業(yè)大學(xué)環(huán)境科學(xué)系,云南昆明650201)摘要:農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染因其對(duì)水體污染的普遍性而日益受到重視,本文綜述了我國(guó)農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染研究現(xiàn)狀及近年來(lái)研究方法特別是定量化研究的最新進(jìn)展,并結(jié)合我國(guó)實(shí)際提出今后這一領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。關(guān)鍵詞:農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染;模型;富營(yíng)養(yǎng)化中圖分類(lèi)號(hào):X503文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1008-181X(2002)01-0101-03張乃明:我國(guó)農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染研究概況與展望103污染物的發(fā)生源通
2、??煞譃辄c(diǎn)源和非點(diǎn)源兩類(lèi),非點(diǎn)源污染是指污染物從特定地點(diǎn)在不確定的時(shí)間內(nèi)、排放不確定數(shù)量的污染物匯入受納水體而引起環(huán)境污染。近年來(lái)隨著工業(yè)點(diǎn)源污染控制水平的提高,非點(diǎn)源污染已成為水環(huán)境污染的主要來(lái)源,在各種非點(diǎn)源污染引起的水環(huán)境污染問(wèn)題中農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染最為普遍,并構(gòu)成當(dāng)今世界水質(zhì)惡化的第一大威脅。農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染具有影響因素多、發(fā)生的隨機(jī)性大、危害范圍廣、污染物排放種類(lèi)和數(shù)量不確定、污染負(fù)荷時(shí)空差異性顯著等特點(diǎn),使得農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染的研究與防治工作比點(diǎn)源污染更為困難。非點(diǎn)源污染的主要危害可概括為以下3個(gè)方
3、面:(1)淤積水體、降低水體生態(tài)功能;(2)引起水體富營(yíng)養(yǎng)化,破壞水生生物的生存環(huán)境;(3)污染飲用水源,危害人體健康。我國(guó)從70年代末開(kāi)始農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染問(wèn)題研究,現(xiàn)就基本的研究狀況與主要的進(jìn)展進(jìn)行回顧與總結(jié)。1農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染研究的發(fā)展1.1研究概況我國(guó)農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染研究起步較晚,在80年初開(kāi)始的河流、湖泊、水庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化調(diào)查和水質(zhì)規(guī)劃研究中,發(fā)現(xiàn)地面水富營(yíng)養(yǎng)化已十分普遍,進(jìn)一步研究證實(shí),造成水體富營(yíng)養(yǎng)化的氮、磷營(yíng)養(yǎng)元素的污染負(fù)荷非點(diǎn)源高于點(diǎn)源。已有文獻(xiàn)報(bào)道[1-2]非點(diǎn)源量占總污染量的三分之二,而農(nóng)業(yè)
4、活動(dòng)對(duì)非點(diǎn)源污染的貢獻(xiàn)率高達(dá)75%。我國(guó)從環(huán)境保護(hù)的角度研究農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染的歷史并不長(zhǎng),但研究土壤養(yǎng)分徑流損失和農(nóng)用化學(xué)物質(zhì)進(jìn)入土壤中遷移轉(zhuǎn)化行為及作用機(jī)理卻有多年的歷史,土壤和農(nóng)業(yè)化學(xué)家對(duì)這方面的問(wèn)題十分重視并取得不少成果[3-4],開(kāi)展的農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染研究?jī)?nèi)容主要包括兩面?zhèn)€方面;一是化肥、農(nóng)藥及畜禽糞便等經(jīng)土壤通過(guò)不同途徑進(jìn)入水體對(duì)受納水體造成的污染影響,包括探討受納水體的環(huán)境容量[5]和研究農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源對(duì)水體產(chǎn)的危害,其中國(guó)內(nèi)研究較多的是對(duì)地表水富營(yíng)養(yǎng)化和地下水硝態(tài)氮污染的問(wèn)題[6--7],第二方
5、面的研究?jī)?nèi)容主要是有關(guān)農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染產(chǎn)污機(jī)理與影響因素的探索。由于了解農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染的產(chǎn)污機(jī)理是進(jìn)行治理與開(kāi)展模擬監(jiān)測(cè)的前提,近年來(lái)有許多學(xué)者對(duì)農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染的形成過(guò)程、影響因素及計(jì)算方法進(jìn)行了較為深入的研究,一致認(rèn)為非點(diǎn)源污染形成分為四個(gè)連續(xù)的動(dòng)態(tài)過(guò)程,即降雨徑流過(guò)程、土壤侵蝕過(guò)程、土表溶質(zhì)溶出過(guò)程和土壤溶質(zhì)滲漏過(guò)程。國(guó)內(nèi)學(xué)者提出的蓄滿(mǎn)產(chǎn)流、超滲產(chǎn)流及綜合產(chǎn)流理論用于區(qū)域農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染計(jì)算[8],結(jié)果比較適合我國(guó)的國(guó)情。1.2研究方法與手段的進(jìn)展研究農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染最終是要控制農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染,由于非點(diǎn)
6、源污染是降雨動(dòng)能的沖擊作用及地表徑流沖刷而產(chǎn)生的土壤顆粒、化肥、農(nóng)藥等隨地表徑流流入水體、引起水質(zhì)質(zhì)污染的過(guò)程,因此在研究方法上最早采用的是實(shí)地調(diào)查監(jiān)測(cè)法確實(shí)降雨徑流的水質(zhì)、水量,在此基礎(chǔ)上又將流域水文模型引入用于估算非點(diǎn)源污染負(fù)荷,在研究化學(xué)肥料中的氮、磷由土壤向水環(huán)境遷移轉(zhuǎn)化與擴(kuò)散時(shí),應(yīng)用了同位素示蹤方法[9]張乃明:我國(guó)農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染研究概況與展望103。水土流失與非點(diǎn)源污染是密不可分的,由于水土流失帶去的泥沙本身就是一種非點(diǎn)源污染物,而且農(nóng)業(yè)活動(dòng)也直接影響水土流失的數(shù)量,因此水土流失與農(nóng)業(yè)非點(diǎn)
7、源污染之間的關(guān)系受到人們的廣泛重視,目前美國(guó)通用土壤流失方程已在農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染研究中得到應(yīng)用,基于通用土壤流失方程建立起來(lái)的農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源研究方法已成為一種基本的研究方法、并在于橋水庫(kù)、密云水庫(kù)非點(diǎn)源污染研究中得到實(shí)際應(yīng)用。由于我國(guó)農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染研究起步較晚,在土壤侵蝕量與農(nóng)業(yè)非點(diǎn)污染負(fù)荷定量關(guān)系及六大侵蝕因子影響的定量化方面尚缺少深入的探討,目前研究工作中基本上是照搬美國(guó)的經(jīng)驗(yàn)。研究手段的先進(jìn)與否不僅直接影響研究結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性,而且也是決定研究工作成敗的關(guān)鍵。我國(guó)在農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源研究開(kāi)展之初,主要采用
8、徑流試驗(yàn)場(chǎng)法,基本取幾乎完全依賴(lài)于野外實(shí)地調(diào)查和監(jiān)測(cè),但由于農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染是一種間歇發(fā)生、隨機(jī)性、突發(fā)性、不確定性很強(qiáng)的復(fù)雜過(guò)程,這種基礎(chǔ)數(shù)據(jù)收集工作勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低、周期長(zhǎng)、費(fèi)用高、數(shù)據(jù)可靠性也差。到80年代后期,遙感技術(shù)、人工模擬試驗(yàn)技術(shù)被引進(jìn)農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染研究領(lǐng)域,有效地克服傳統(tǒng)研究方法的不足,為揭示農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染的發(fā)生發(fā)展規(guī)律提供了簡(jiǎn)便、有效的途徑。2農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染定量化研究進(jìn)展過(guò)去普遍認(rèn)為,工業(yè)污染為主的點(diǎn)源污染是造成水體污染的主要原因,但實(shí)