非点源污染新讲解

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1、非点源污染 非点源污染的研究进程及定义 非点源污染的分类 非点源污染的危害 非点源污染的防治措施 非点源污染的研究进程 20世纪60年代发达国家开始关注非点源污染 ，20世纪70年代起进行系统研究，并付诸管理实 践。在发展中国家，相对于点源污染而言，非点 源污染仍未引起应有的重视。我国真正意义上的 非点源污染研究始于北京城市径流污染的研究及 20世纪80年代初的全国湖泊、水库富营养化调查 和河流水质规划研究。但国内非点源污染研究范 围较窄，管理实践进展也较为缓慢。 非点源污染（Non-point pollution）又称扩散源 污染（Diffuse pollution）或面源污染，是指溶 解性

2、或固体污染物在降水和径流冲刷作用下汇 入受纳水体而引起的水体污染。污染物的主要 来源包括土壤侵蚀、化肥和农药的过量使用、 畜禽养殖、以及城镇废弃物的无处理排放等等 。 非点源污染的定义 狭义的非点源污染是指农业非点源污染 。 非点源污染的分类 l 根据非点源污染发生区域和过程特点，一般将 其分为农业非点源污染、城市非点源污染和其他 非点源污染三类。 l根据污染物的来源不同，非点源污染可分为农 业化肥农药污染、农村牲畜粪便污染、林区非点 源污染、城市径流污染、矿区建筑工地非点源污 染以及其他污染源。在这六个方面中，前三个直 接来源于农业生产活动，农业生产活动已经成为 最大的非点源。 非典源污染的

3、分类 农业非点源污染 城市非点源污染 其他非点源污染 农业非点源污染 农业非点源污染的定义 农业非点源污染的主要特征 农业非点源污染的现状 农业非点源污染的表现形式 农业非点源污染的来源 农业非点源污染 农业非点源污染是指在农业生产活动中，氮素 和磷素等营养物质、农药以及其他有机或无机 污染物质通过农田地表径流和农田渗漏形成的 水环境的污染。主要包括化肥污染、农药污染 、集约化养殖场污染等。 农业非点源污染主要特征 1.分散性和隐蔽性 非点源污染具有分散性的特征, 它随流域内 土地利用状况、地形地貌、水文特征、气候 、天气等不同而具有空间异质性和时间上的 不均匀性。排放的分散性导致其地理边界和

4、 空间位置的不易识别。 2. 随机性和不确定性 大多数非点源污染问题, 包括农业非点源污 染,涉及随机变量和随机影响。区分进入污染 系统中的随机变量和不确定性对非点源污染 的研究是很重要的。例如, 农作物的生产会 受到天气的影响, 因为降雨量的强度、空气 温度、空气湿度的变化会直接影响化学制品 (农药、化肥等 )对水体的污染程度。 3.广泛性和不易监测性 由于非点源污染涉及多个污染者, 在给定的 区域内它们的排放是相互交叉的, 加之不同 的地理、气象、水文条件对污染物的迁移 转化影响很大, 因此很难具体监测到单个污 染源的排放量。 4.滞后性和模糊性 农田中农药和化肥施用造成的污染, 一般在降

5、 雨时才对水环境产生影响, 若施用化肥即遇到 降雨,造成的非点源污染将会十分严重。农药 和化肥在农田存在的时间长短决定非点源污染 形成的滞后性的长短。通常, 一次农药或化肥 的使用所造成的非点源污染将是长期的。 5.研究和控制难度大 由于非点源污染来源的复杂性, 机理的模糊 性和形成的潜伏性, 需要考虑流域内的地形 条件、土壤类型、农药和化肥的试用量、 农作物生长季节和农村居民的生产生活方 式等等, 因此在研究和控制非点源污染方面 具有较大的难度。 农业非点源污染的现状 非点源污染己成为水环境的第一大污染源或首要污 染源。自上个世纪 70年代被提出和证实以来,非点 源污染对水体污染所占比重随着

6、对点源污染的大力 治理呈大幅度上升趋势。全球范围来看, 30%50% 的地球表面已受到非点源污染的影响, 并且在全世 界不同程度退化的 12亿 hm2耕地中, 约有12% 是 由农业面源污染引起的。据统计, 美国的非点源污 染量占污染问题的 2/3, 其中农业的贡献率为 75% 左右, 美国 60% 的水体污染起源于非点源。欧洲国 家也得出相似的结论, 奥地利北部地区进入水环境 的非点源氮量远比点源大, 丹麦 270条河流 94% 的 氮负荷、52% 的磷负荷由非点源污染引进, 荷兰农 业非点源提供的总氮、总磷分别占流域污染负荷的 60% 和 40% 50%。从 20世纪 60年代起发达国 家

7、开始关注非点源污染, 20世纪 70年代起进行系统 研究, 并付诸管理实践, 而在发展中国家, 相对于点 源污染而言, 非点源污染仍未引起应有的重视。在 中国河湖的非点源污染也很严重, 北京密云水库、 天津于桥水库、安徽巢湖、云南洱海和滇池、上 海淀山湖、太湖等水域, 非点源污染比例均超过点 源污染, 见表 1。 农业非点源污染的表现形式 以氮磷等富营养形式污染水体 它主要来自农用化肥、畜禽鱼粪尿和生活污水 以有机磷、有机氯、重金属等毒害形式污染水体 它主要来自农药、除草剂和部分肥料。 1.化肥施用量大利用率低 过去十多年中，全国化肥的施用量从1990年的2 590万吨增加到2005年的4 8

8、97万吨，占全世界平均消 费量的14，达400 kghm2，远远超过国际上为防止 水体污染而设置的225kghm2的化肥使用安全上限， 中国每年农田养分被植物利用的部分很少，氮肥的利 用率仅为30一35，约为发达国家的l2，磷肥为 10一25，钾肥35一50，中国化肥的平均施用 量是发达国家化肥安全施用上限的2倍，平均利用率仅 为40左右。剩余的养分通过各种途径，如径流、淋 农业非点源污染的来源 溶、反硝化、吸附和侵蚀等进入环境。剩余部分 的氮、磷、钾元素随水流进入沟渠，再汇集江、 河、湖、水库及近海域，使水体中的氮、磷等营 养元素富集，导致水质的恶化；进入土壤，改变 原有土壤的结构和特性，造

9、成板结。 2.农药的使用不科学，形成流失 目前，大量使用的农药有杀虫剂、除草剂和除菌 剂。农业生产过程中农药施用量大，致使害虫和 杂草的抗药性显著增强，因而必须施用更大剂量 的农药，才会取得较好效果。在农田中施用的农 药通过大气、地下水和地表径流迁移，停留在土 壤中的农药受到土壤颗粒的吸附、侵蚀、微生物 降解、挥发、淋溶，其浓度不断下降。农药的不 合理使用和浪费，导致土壤、水体和大量农产品 受到污染，更严重者导致一些地区农田生态平衡 失调，其负面效应愈发明显。 中国是世界生产和使用农药的第一大国，2000年 ，全国农药使用量约为128万吨，平均值为14 kg hm2，比发达国家高出1倍，高毒、

10、高残留的有 机磷、有机氯农药仍占很大比例。全国农药喷施 约有6070进入环境中，仅有约30被农作 物吸收。据调查，若喷洒液体农药，仅有20左 右附着在植物体上，1一4接触到目标害虫， 其余4060降落到地面，5一30的药剂 飘游于空中。过量的化肥和农药施用相互配合， 已造成全国过半数的水体污染、大部分城市地下 水污染、沿海大多数省份水土氮污染和全国10 左右的土壤污染。 3.畜禽粪便和农村居民生活垃圾污染 动物饲养圈是农村危害最大的土地利用区， 是污染地下水中的营养盐和病菌的主要来源 。中国的畜禽养殖业近年来发展迅速，畜禽 养殖业由农民个体家庭饲养逐步走向集约化 、工厂化养殖。由于饲养方式、养

11、殖规模和 分布区域发生巨大变化，畜禽养殖业的环境 污染总量和污染程度也随之变化。畜禽粪便 主要污染物化学耗氧量(COD)和生物耗氧量 (BOD)的流失量逐年增加， 预计到2010年，COD的流失量将达到72826万 吨，BOD的流失量将达到49883万吨， NH3一 N的流失量将达到13220万吨。畜禽粪便如随意 堆放并且不及时妥善处理，在降雨季节，污染物 随地表径流进入水体会形成大面积污染。农村普 遍缺乏基本排水和生活垃圾情愿处理系统，生活 污水大多随意泼洒，大量蔬菜、秸秆等生产垃圾 与生活垃圾四处堆放，在雨水的冲刷下使大量的 渗滤液排入水体或冲人河道，形成更直接、危害 更大的污染。 4.农

12、田污水灌溉污染 污水灌溉是利用土壤对污染物的自然净化 作用和农作物对营养元素的吸收作用，净 化污水，虽然污水中的营养元素可以被农 作物所吸收，但如果施用量过大或时间不 恰当，许多污水未经过农作物和土壤的自 然净化而直接进入水体，同样会导致土壤 和地表水及地下水体污染。 5.农膜的“白色污染” 农膜的大量使用带来了巨大的经济效益，但 随着农膜的破损及其在土壤中残留量的增加 ，其污染问题日趋明显。也会造成严重的土 壤污染。目前普遍使用的农膜属高分子有机 聚合物，在土壤中不易分解，同时降解会产 生有害物质。农膜在土壤中残留量逐年增加 ，其危害主要有： 影响农田机械耕作，影响农作物根系的伸展及其 对土

13、壤养分的吸收，容易造成作物倒伏、死苗、 弱苗和减产，影响土壤结构，影响正常灌溉，农 用地膜缓慢降解产生的有害物质逐年累积造成了 土壤理化性质的恶化。农村地区还没有全面建立 固体废弃物处理设施，其中绝大部分排入河道， 最后进入河流。 城市非点源污染 城市非点源污染的定义 城市非点源污染的来源 城市非点源污染 城市地表聚集了一系列污染物及城市 垃圾，受到降雨过程中雨水及其形成 的地表径流的冲刷，通过排水渠道或 直接进入江河湖泊，造成污染。 城市非点源污染的来源 1.商业区及住宅区 降雨过程中，雨水及所形成的地表径流，流经城 镇地面，如商业区、住宅区、街道、停车场等， 聚集的一系列污染物，如原油、盐

14、分、氮、磷、 有毒物质及杂物，随之进入河流或湖泊，污染地 表水或地下水体。根据已有的研究，上海城市径 流中氮和磷都达到了较高的水平，其中总无机氮 、氨氮、亚硝态氮和硝态氮的均值含量分别达到 7.45、3.14、2.98 mgL和1.33 mgL，与同期 河流水体中氮含量相比，降水径流中营养元素氮 对河流水体中氮含量水平具有重要的贡献； 磷的含量也达到了一个较高水平，溶解态 有机磷、无机磷和总磷的含量达到0.136、 0.177 mgL和0.313mgL。降水径流中 携带的氮、磷等营养元素本身无害，但进 入城市河道后，会使河水出现富营养化现 象，进而引起水环境的恶化。此外，在城 市地区，人类活动

15、较为强烈，不文明行为 导致很多有毒有害的废弃物被无处理随意 堆放，垃圾和污水随意倾倒，一方面严重 影响了城市水体景观；另一方面，对城市 水环境造成了严重影响。 2.城市交通 城市交通量的增加导致城市非点源污染发 生量增加。汽车行驶过程中，汽车轮胎与 地面摩擦产生灰尘，形成碳氢化合物、铅 、磷酸盐及颗粒物等污染物；车辆行驶导 致沉积尘土扬起，迁移扩散。研究发现， 交通直接贡献大约为0.7g/(km辆)的固体 颗粒物，汽车排放大约0.2g/(km辆)废物 和0.125g(km辆)的轮胎磨损。 机动车直接排出的污染物仅占与交通有关的污染 物的5，但其污染物潜在的毒性，使他们成为主 要污染物。在北方寒冷地区的冬季，道路融雪剂 的使用对地表径流的组成产生影响，高盐度的径 流对道路、车辆及行人的鞋子有腐蚀作用也影 响土壤、植被和地下水。 3.城市娱乐及景观 城市娱乐休闲用地包括公园景观、球场、露 天广场及海滩等。这些区域通常由专门的部 门管理，植被或绿地得到良好的保护，不易 发生水土流失，污染危害最小，潜在的污染 源是除草剂的过量使用和植物施肥超量。 高强度的人为建筑活动破坏了原来的土壤 结构和植被面貌，使得土壤表层裸露，未 加保护，导致水土流失增加。重型建筑机 械将土壤压实，降低了土壤的渗透率和地 表蓄水，增加了水文活动