顾海霞
(黑龙江省大西江农场,黑龙江 嫩江 161441)
随着我国经济发展水平的不断提高,发展速度的逐步加快,环境为此付出了沉重的代价,水资源污染问题就是典型的表现之一。据有关数据调查显示改革开放开始后我国有近一半以上的湖泊受到不同程度的污染,湖泊富营养化问题严重,究其原因导致水体污染的污染源主要有点源污染与非点源污染两种。所谓点源污染主要是指污水未经处理直接排入收纳水体中所造成的水体污染,非点源污染与点源污染不同,它并非直接将污水排入收纳水体之中,而是在暴雨冲刷的作用下将污染物、垃圾、农药、家畜粪便以及其他污染物随雨水形成的径流进入收纳水体之中,对水体造成污染。由此可见非点源污染具有一定的对急性与不确定性和时空差异性。
非点源污染根据产生污染物主体的不同可以划分为不同的类型,主要有以下几种:农业非点源污染、林业非点源污染、采矿业非点源污染、城市生活非点源污染、施工非点源污染等几种主要类型。在各种非点源污染中因农业生产说动所引起的非点源污染是所有非点源污染中最严重、最普遍的、影响最大的。农田在耕种过程中会应大量含氮、磷的元素在内的化肥和含其他有成分的农药,受降雨和灌溉的影响,氮、磷和企业元素会在地表径流、农田排水和下渗的作用下注入水体之中,进而引发水体的富营养化,污染灌溉水源。
就引起农业非点源污染的情况可以看出,农业非点源污染主要是因农业生产中农业化学药物作用于土壤圈所导致的,土壤圈中的污染物在外力的作用下经过迁移、转化最终扩散到水圈,最终引起水体污染的。通过导致农业非点源污染的的的机理可以看出,如何降低或是避免土壤圈中的污染物是治理农业非点源污染的关键所在。针对如何解决农业非点源污染问题相关领域的专家、学者已经展开了大量研究,并取得了一定成果。
目前我国在控制治理工业和城市等点源污染方面已有较为成熟的方法,而对占有较大污染负荷的非点源污染的控制和治理却收效甚微。农田氮磷一旦进入水体,治理的成本迅速增加,据估计,现在处理一吨城市污水处理的成本大概需要0.5元-0.7元,而氮磷的去除又需要进行深度处理,无疑又加大了处理成本。目前有建议考虑环境成本实现绿色GDP的发展,其实质就是不能将环境作为一种免费资源而随意挥霍。在控制方法上,许多学者提出应遵循“谁污染谁交费”的原则,这些经济措施针对点源污染产生的很好的效果,对于农业非点源污染也有较多的研究试图通过排污收费市场经济手段来解决问题,但是农业非点源污染又有其自身的特点,对象过于庞大且规模又相对较小,同时农业生产有较强的政策性,控制效果不甚理想。农业生产是一个多目标的生态系统,而目前政策的制定与实施上仅将其作为单产量目标生产系统来处理,而忽视了环境目标的实现。
氮素是玉米生产力的主要限制因素之一,在大多数情况下施用氮肥都可以获得明显的增产效果,但是重要的是环境污染因子,当水体中总氮浓度达0.12~0.15L/mg上时,即被视为富营养化水体。目前农田氮素流失引起的水体富营养化、地表水环境恶化、地下水硝酸盐含量超标等环境问题日益严重。由农田氮素造成的非点源污染对当今世界水质恶化构成了最大的威胁,但其运移规律和形成机理等都不太清楚,因此由农田氮素造成的非点源污染的产污机理、影响因素及其污染负荷的定量计算和调控对策研究已引起国内外学者的高度重视。
如何提高化肥的利用率是农业施肥问题的关键,通过具体的施肥实践经验可知,采用集中深地施肥,并在此之后进行多次、少量施肥的方式可以提高化肥的利用率,使农作物所需化肥数量与施肥比重趋于合理。此外还可以采用人畜粪、植物秸秆等有机肥来代替化肥对玉米种植进行施肥,与化肥相比这些有机肥料具有改良土壤、增强土壤肥力、促进土壤良性循环的作用,还可以使植物秸秆和人畜粪便得到充分合理的利用变废为宝。
灌溉方式的不同所引起的养分流失情况也是不同的,一般状况下喷灌所导致的土壤养分流失最小,淹灌次之,沟灌所造成的土壤养分流失最严重。同时磷元素在各种农田水体中的含量是不同的,田面水的磷含量最高,大于地表排出水和灌溉水中的磷含量,渗漏水中的磷含量最低。这种状况主要是由于灌溉水进入农田后,经过蒸发浓缩,以及土壤中养分向水层释放作用等过程,使得田面水中氮磷的浓度升高,特别是施肥后几天内,田面水中养分的浓度可达到较高的峰值。针对这一问题对玉米种植进行合理灌溉必须对田间水灌溉加强管理,可以采用浅水勤灌、干湿灌溉和减少排水量等方法,来降低灌溉水中的磷元素含量。
通过调查显示,科学合理的玉米耕作栽培制度对减少土壤损失、提高土壤肥力、增加农作物产量具有重要作用。在中等坡度的土地上进行直接耕作而非按照土地的自然等高线进行耕作,可造成严重的土壤损失。同时在耕作制度上可以采用轮作、套种的方式提高土地的利用率,充分利用土壤中所含有的养分,提高玉米种植的科学性与合理性。此外北方的种植业多为一年一熟,秋收后土地在去除残茬后处于裸露状态,此时土地容易受到风力侵蚀。
缓冲林带及植被过滤带的建设可以形成一层“过滤网”,对水体中多含有的氮、磷等成分起到稀释过滤的作用,进而减少水体中的氮磷含量。缓冲林带与过滤带对防治水体富营养化所起到的效果主要通过两个方面得以呈现:一是对地表径流起到滞缓作用,调节入河洪峰流量;二是有效地减少地表和地下径流中固体颗粒和养分含量,太湖地区的研究也表明,适当的林带对NP的净化效果分别为30%~50%和29%~86%。
农田中增加一些湿地面积,可有效地控制养分流入水体。有150个人工塘的巢湖小流域,水塘仅占不到5%的面积,但可截留该区径流中90%的养分。在滇池流域处理农田径流废水中就使用了人工湿地工程技术措施,由漂浮植物池、挺水植物池以及草滤带组成的人工湿地,在正常运行情况下,面源主要污染物去除TN率达到60%。且工程具有投资少,效益好,运行管理方便以及抗面源污染负荷冲击能力强等优点。人工湿地正常运行情况下,TN平均去除率达到47.8%,TP去除率在50%左右,如农田与水体间的湿地宽度能达到50m以上,便能减少进入水体的89%的氮和80%的磷。
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