针对农田地下水污染(氮磷元素)设计实验监测与分析

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摘 要：农田中富含氮、磷元素化肥农药的大量使用导致了严重的环境污染。本文在某农田基地布设实验进行农田地下水氮磷元素污染物时空变化特征监测与分析，得到结论：地下水中污染物的消长主要与土壤水分有关，同时施氮量，土壤类型，土地利用方式也是影响地下水中污染物浓度重要因子，并对解决这一污染问题提出了建议。

关键词：点-面源污染 地下水 时空变化

中图分类号：X5 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）01（a）-0000-00

相关专业研究发现，中国农田磷肥的低利用率不仅造成严重的资源浪费，还会使得大量的化学元素积累在土壤中，破坏土壤结构，造成土壤板结。剩余的养分通过各种途径进入环境，改变土壤的结构和特性。加之农村环境保护意识淡薄，生活污水，禽兽粪便的随意排放，这势必加剧了氮磷的污染。

1 实验描述

在试验小区打一地下水井，每两周定期测量地下水位和采集地下水分析水，在降雨或施肥后加密监测频率，每3天监测一次。

水样采集后放置冰箱中保存，并及时送市水资源管理处水资源监测站进行检测分析，其分析指标包括：总氮（TN）、氨氮（NH4+-N）、硝态氮（NO3--N）

2 实验结果

对试验田内6口地下水井氮磷浓度进行长期观测，利用kriging差值法分别对6口地下水井8次采样中氨氮、硝氮、总氮和总磷的时空变化特征绘图来显示氮磷的浓度差异。

2.1地下水NH4+-N浓度在水稻生长季的时空分布情况

氨氮浓度同一时间内在空间上分布不均，不同时间同一采样点的NH4+-N浓度也变化较大。第一次采样6月13日与7月13日相比较，水稻生长初期东部区域地下水NH4+-N浓度较高，一个月后西北部含量较高，呈梯度向东南方向较少，主要与两个区域施肥时间有关系，东部比西部早施基肥7日左右，东部施肥5日后6月13日采样氨氮已下渗影响到地下水氨氮浓度；水稻生长中期整个试验田地下水氨氮浓度含量较均匀，没有大的区域差异，水稻生长后期地下水NH4+-N浓度区域差异较大，西北区域含量较低，东南区域含量较高，试验田内部形成两个NH4+-N含量梯度明显区域，NH4+-N高浓度区域随水稻生长进入黄熟期由东南部向东北部转移，这种浓度区域变化一定程度上反映了地下水潜流的趋势，分析出在水稻黄熟期稻田NH4+-N浓度可能对东北区域以外的地下水质产生主要影响。

2.2地下水NO3--N浓度在水稻生长季的空间变化过程

除了水稻插秧初期6月13日西部区域地下水NO3--N浓度较高，7月13日东部区域NO3--N浓度较高，水稻生长前期出现这种特征与氨氮相似主要是由于东部施肥较西部早有关，施肥后田间NO3--N是NH4+-N通过硝化作用转化而来转化过程受田间水稻生长环境影响，NO3--N东部区域较高且在同一位置，9月1日，9月16日，10月1日地下水NO3--N高浓度区域出现在实验田外部东北方向区域，整个生长期NO3--N浓度总体表现为东部区域高，西部区域低，分布梯度明显基本没有随地下潜流发生明显迁移。

3 地下水中污染物含量的特征及影响因素

实验场地中，共3口地下水井采样7次，地下水井7口，采样8次。地下水分布在实验场地外，是大尺度分布的水井，距实验场地较远。地下水井在实验田内部，污染物的变化更为敏感。

一号地下水井中氮素含量呈先缓慢增长后缓慢减少到趋于稳定的趋势。在初始阶段氮素含量以氨氮为主，硝氮的含量很少。到8月14日时硝氮的含量显著增加，比氨氮含量多。地下水中氮素的消长的影响因素有多种，土壤水分是氮素淋溶的主要驱动力之一，降雨使土壤水分向地下水运移。第二是作物生长期各田块的氮肥施用量，施氮量是氮素淋溶损失的决定性因素。此外土壤类型和土地利用方式等也是影响土壤氮素淋失的重要因素，土壤质地是支配土壤特性的根源，土壤的氮磷溶量与农田土壤粘粒含量一般呈负相关的对数关系；因为质地较细的土壤排水缓慢，且反硝化能力较大，因此质地粗的砂质土壤淋溶比粘质土壤严重。同样土地利用方式，种植的作物在土壤剖面中能有效地吸取硝态氮，减少其损失，不同的作物农作物和所采取的耕作耕作方式对肥料的吸收差异很大。在施肥的期间地下水中氮素含量明显增加，之后缓慢减少。地下水中的氨氮消长速率较快，容易受到施肥降雨径流的影响，波动幅度大。硝氮的含量迅速下降，氮的存在方式主要以氨氮为主。因此，降雨是地下水硝氮浓度变化的直接因素。并且随地下水埋深减少，硝氮浓度增大，其原因在于虽然土壤含水量的增加会对土壤中的硝氮浓度有一定的稀释作用，但因为土壤剖面中硝氮极易随田间水分向地下水淋溶，补充了地下水中硝氮因受到稀释作用而造成的浓度降低量。

4 结论

地下水中污染物的消长主要与土壤水分有关，同时施氮量，土壤类型，土地利用方式也是影响地下水中污染物浓度重要因子。

地下水氮磷浓度主要在水稻生长前期较高，氨氮和总氮在变化趋势较一致，硝氮和总磷在水稻生长前期浓度较高，后期变化较平稳；地下水氮磷空间分布不均，不同时间点氮磷高浓度区域不同，氨氮和总氮区域分布基本一致，水稻生长前期和后期变化较大；总磷在水稻生长季内空间变化不明显，高浓度区域一直分布在东南区域。

5 控制农田地下水污染建议

根据所得结论，如需控制地下水体中的污染物的浓度，一方面需要控制农田的施肥，采用科学合理的施肥方式。另一方面控制农田的灌溉，合理的灌溉模式不仅提高作物对水分的需求，同时又可以减少氮磷流失量，在水量相同的条件下，氮磷流失量顺序：喷灌生态

参考文献

[1] GustafsonA，FleiseherS，JoelssonA.Decreasedleachingandincreasedretention Potential cooperativemeasurestoreduce diffuse nitrogenloadona watershed level[J].water Scienceand Technology，2000，38（10）：181-189.

[2] 彭畅，朱平，牛红红，等，农田氮磷流失与农业非点源污染及其防治川.土壤通报，2010，4：508-512.

[3]孙林华，付金沐. 模式识别方法在奎河氮磷环境背景值研究中的应用[J].安全与环境学报，2014，05：302-306.