邢臺(tái)市平原區(qū)使用化肥對(duì)地下水質(zhì)的影響

苑志濤

【摘要】本文通過(guò)多年水質(zhì)資料和化肥使用量的相關(guān)分析認(rèn)為，通過(guò)降水入滲補(bǔ)給地下水而形成的面污染中以氮污染最為嚴(yán)重。針對(duì)水質(zhì)污染的途徑提出了防治地下水污染的措施和建議。

【關(guān)鍵詞】使用化肥；水質(zhì)污染；合理使用化肥；邢臺(tái)市

邢臺(tái)市地處河北省中南部，位于東經(jīng)113。45′～115。50′和北緯36。45′～37。48′之間。西靠太行山與山西接壤，東以衛(wèi)運(yùn)河為界與山東毗鄰，北與石家莊、衡水兩市搭界，與邯鄲市相連。區(qū)域東西長(zhǎng)約185km，南北寬約80km，其狀略呈馬鞍形，面積12456km2，農(nóng)作物播種面積1015420hm2。目前，邢臺(tái)市使用的化肥主要是氮肥、磷肥、鉀肥和復(fù)合肥4種，其中氮肥的使用量最大，化肥的大量使用，雖然提高了農(nóng)作物的產(chǎn)量，但又相當(dāng)一部分化肥不能被農(nóng)作物吸收，隨水土流失進(jìn)入水體，造成地表水和下水的污染。未被植物及時(shí)利用的氮化合物，若以不能被土壤膠體吸附的NO3—N的形式存在，就會(huì)隨下滲的土壤水轉(zhuǎn)移至根系密集層以下而造成污染。可導(dǎo)致河川、湖泊和內(nèi)海的富營(yíng)養(yǎng)化；土壤受到污染，物理性質(zhì)惡化；食品、飼料和飲用水中有毒成分增加。為防止污染環(huán)境，應(yīng)對(duì)使用的化學(xué)肥料進(jìn)行控制和管理。

1、長(zhǎng)期使用化肥對(duì)地下水污染機(jī)理分析

平原區(qū)地下水主要是由降雨入滲、山前側(cè)補(bǔ)、地表水補(bǔ)給和井灌回歸4種方式補(bǔ)給，其中降水入滲補(bǔ)給占補(bǔ)給總量的57.1%，是平原區(qū)地下水的主要補(bǔ)給來(lái)源，同時(shí)也是通過(guò)土壤環(huán)境因素污染地下水的主要來(lái)源。其次是山區(qū)側(cè)向徑流補(bǔ)給，占總補(bǔ)給量的21.9%，由于西部山區(qū)污染較輕，水質(zhì)較好，對(duì)地下水質(zhì)量影響較小。第三是河道滲漏補(bǔ)給，補(bǔ)給量占總補(bǔ)給量的8.99%，該項(xiàng)補(bǔ)給量雖小，但對(duì)地下水水質(zhì)影響較大，主要是平原區(qū)，嚴(yán)重污染的地表水通過(guò)灌溉和入滲直接污染地下水。井灌回歸補(bǔ)給占總補(bǔ)給量的12.4%，對(duì)地下水的影響與降水入滲相似，只是因分布范圍和入滲強(qiáng)度不同而異。

土壤中的氮含量以及施入土壤的肥料氮，在降水和灌溉水的作用下，部分直接以化合物的形式淋洗到土壤下層，大部分最終以可溶解的硝酸鹽氮亞硝酸鹽氮、氨氮形式淋洗到土壤下層，盡管土壤能夠吸附一部分，但大部分還是隨水流滲入地下水中，對(duì)地下水造成氮污染。

2、地下水水質(zhì)變化趨勢(shì)分析

根據(jù)2011年《邢臺(tái)市地下水水質(zhì)調(diào)查與評(píng)價(jià)》計(jì)算成果與2011年《邢臺(tái)市水資源保護(hù)規(guī)劃》計(jì)算成果對(duì)比分析，淺層地下水Ⅲ類水面積增加417km2，Ⅴ類水面積增加891km2，淺層地下水有逐漸變差的趨勢(shì)。在滏西平原區(qū)，在1991年淺層地下水中硝酸鹽氮質(zhì)量濃度為0.81mg/L，1996年為mg/L，2000年為1.49mg/L，平均每年遞增0.076mg/L。

3、氮污染地下水機(jī)理分析

化學(xué)氮肥施入土壤后，主要有3個(gè)去向，即作物吸收、土壤殘留和環(huán)境損失，其中土壤殘留的一部分氮素還可被作物繼續(xù)吸收，而環(huán)境損失除釋放到大氣的部分外，其余則經(jīng)過(guò)還原和淋溶，滲入到地下水。

3.1 氮污染地下水的途徑。隨降水垂直滲入：農(nóng)田使用的氮肥，除一部分被植物吸收外，剩余部分殘留在土壤中，降水時(shí)，污染物隨雨水滲入地下污染地下水。污染程度與滲水量多少、包氣帶巖性厚度和土壤性等因素有關(guān)。降水時(shí)農(nóng)田徑流帶入地表水體的氮化物占人類活動(dòng)排放水體氮的51%，施氮肥地區(qū)氮的流失比不施氮肥的地區(qū)高3～10倍。通過(guò)河道側(cè)向補(bǔ)給地下水的水源具有較高的含氮量，必然影響地下水質(zhì)。污染的地表水要通過(guò)一點(diǎn)的距離滲透才能到達(dá)水源地。在滲透的過(guò)程中，地表水所含的污染物通過(guò)土壤上層的自凈作用，使?jié)舛扔兴档汀?/p>

通過(guò)灌溉滲入，灌溉入滲使土壤中殘留的氮化物隨水滲入地下水。特別是利用污水進(jìn)行灌溉，不僅把殘留在土壤中的氮極其污染物帶入地下，同時(shí)也把污水本身的污染物滲入地下，造成雙重污染，是對(duì)地下水污染最嚴(yán)重的一種。

3.2 影響氮在土壤中運(yùn)移的因素。水和溶解態(tài)硝酸根的向下移動(dòng)，受重力以及土壤水勢(shì)差和化學(xué)勢(shì)差控制。有兩個(gè)條件對(duì)硝酸鹽向深層移動(dòng)極為重要：一是要有硝酸鹽存在；二是水向下移動(dòng)。后一個(gè)條件決定于水的滲漏，因?yàn)榱苋茏饔弥荒艹霈F(xiàn)在有過(guò)量水灌進(jìn)土壤的時(shí)候。影響硝酸根從土壤表層淋溶的因素和過(guò)程大致分為兩類：一是影響土壤的水流，從而影響硝酸根的移動(dòng)，因?yàn)橄鯌B(tài)氨一般不受土壤吸附作用的影響；另一類影響土壤中氮素的轉(zhuǎn)化，從而影響硝酸根的濃度。影響土壤中氮淋溶滲入的主要因素有降雨量、土壤性質(zhì)、化肥種類和用量以及植物覆蓋度等。

4、防治地下水污染的措施和建議

地下水不同于地表水那樣容易受到污染，而且地下水流速很小，污染物在地下水中擴(kuò)散速度很慢，可能在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)不容易被察覺(jué)。因此，地下水污染潛在的危險(xiǎn)往往被忽視。地下水污染的治理應(yīng)貫徹預(yù)防為主的原則。因?yàn)榈叵滤廴竞?，要清除是極其困難的。當(dāng)切斷污染源以后，如果巖層的滲透性很低時(shí)，要從含水層清除污染需要很長(zhǎng)時(shí)間。對(duì)此，為防患于未然，應(yīng)當(dāng)采取相應(yīng)的措施，切實(shí)加強(qiáng)對(duì)地下水的保護(hù)。

4.1 有機(jī)無(wú)機(jī)結(jié)合的作物養(yǎng)分體系。實(shí)現(xiàn)綜合作物養(yǎng)分管理，有機(jī)無(wú)機(jī)相結(jié)合，是提高產(chǎn)量和氮肥利用率的重要措施之一。邢臺(tái)市近年來(lái)積極推行秸桿還田措施，取得了明顯效益。

秸桿是一種數(shù)量多、來(lái)源廣，可就地利用的優(yōu)質(zhì)肥源，有補(bǔ)充和平衡土壤養(yǎng)分、補(bǔ)充土壤新鮮有機(jī)質(zhì)、疏松土壤、改善土壤理化性狀和提高土壤肥力的作用，秸桿分解時(shí)所產(chǎn)生的有機(jī)質(zhì)能促進(jìn)土壤難溶性磷酸鹽轉(zhuǎn)化為弱酸性磷酸鹽，提高其有效性。秸桿還田是緩解當(dāng)前有機(jī)肥源和鉀肥資源不足的一項(xiàng)有效措施。

4.2 合理使用化肥。從生產(chǎn)、生態(tài)和效益考慮適宜的施肥量，隨化肥使用量增加，糧食產(chǎn)量明顯提高；到高施肥階段，隨著施肥量的增加，產(chǎn)量增加越越慢，化肥損失量上升，對(duì)環(huán)境污染程度加重，所以，要從生產(chǎn)、生態(tài)和效益多方面考慮化肥使用量，做到合理施肥。根據(jù)作物吸肥規(guī)律、土壤供肥性和化肥效應(yīng)，在以有機(jī)肥為基礎(chǔ)的條件下，種植前提出氮、磷、鉀和微量元素的適宜用量和比例以及相應(yīng)的施肥技術(shù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉凌.地下水污染趨勢(shì)預(yù)測(cè)研究[J].水文，1986，（2）.

[2]崔玉亭主編.化肥與生態(tài)環(huán)境保護(hù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000.