紫色土丘陵区村镇地表径流氮磷污染特征

目录
摘要：    1
文献综述    2
1.1面源污染的概念和研究历史背景    2
1.2面源污染的危害    3
1.3面源污染的特点    3
2.1城镇降雨径流污染的概念及相关情况    4
2.2国内外城镇降雨径流污染特征    5
2.2.1城镇降雨径流污染源    5
2.2.2城镇降雨径流污染特征    6
3.3本文研究的主要内容    7
正文    8
1.1研究地点概况    8
1.2降雨径流的观测方法    10
1.3降雨径流的分析指标    10
1.4观测实验涉及的仪器和试剂    10
2.1降雨径流水质分析    11
2.2村镇降雨-径流-氮磷浓度变化规律    11
2.2.1降雨-径流过程氮量浓度变化规律    11
2.2.2村镇地表径流-氮磷迁移特征    13
2.2.3村镇径流氮磷输出形态    15
3.1村镇径流氮磷污染源    16
3.2初期冲刷效应分析    16
4结论与展望    16
参考文献    18
致谢    20

紫色土丘陵区村镇地表径流氮磷污染特征

摘要：为了分析村镇地表径流氮磷的污染特征，本文选取了紫色土丘陵区典型村镇——盐亭林山乡镇为研究地点，对三次降雨-径流事件进行了观测，分析了产流过程地表径流中氮磷形态与浓度变化特征。结果表明，地表径流氮磷主要形态为溶解态氮（DN）和颗粒态磷（PP）并且氮磷浓度高，远远超过国家地表水V类标准，具有较大环境风险；径流氮磷污染特征呈现明显的初期冲刷效应。关键词：污染特征；地表径流；氮；磷；村镇

The characteristic of nitrogen and phosphorus pollution of village surface runoff in the purple hilly region
Abstract: In order to analyze the characteristic of nitrogen and phosphorus pollution of village surface runoff, in this paper we choose the Linshan town which is typical town in the purple hilly areas as the location of study sites.Based on the observation of the nitrogen and phosphorus concentration in three local rainfall runoff ,we analyze the changes of the nitrogen and phosphorus concentration over time, and research the output patterns of the nitrogen and phosphorus pollutants. We come to the conclusion that the output patterns of the nitrogen and phosphorus pollutants in surface runoff are mainly dissolved nitrogen (DN) and particulate phosphorus (PP),and at higher level, which is far exceeded the national Class V surface water standards,which is provided with more environmental risks;and there is significant first flush effect with the nitrogen and phosphorus pollution.
Keywords：The characteristic of Pollution;Surface runoff; N; P; Town

文献综述
     随着人类社会的高速发展，人类对资源的需求不断增加，加上资源的不合理的开发利用，人类生存的环境受到了前所未有的挑战。环境污染问题已经严重影响了人类的生存和发展。在这些问题中，从最初的点源污染到面源污染，人们的认识越来越深刻，问题也越来越复杂。
1.1面源污染的概念和研究历史背景
面源污染（也称非点污染源）是指溶解的或固体污染物从非特定的地点，在降水和径流的冲刷下，通过径流过程而汇入受纳水体（如河流、湖泊、海湾等），引起的水体污染[1]。
从地表的可透水性方面来划分，面源污染可以分为不可透水性地表径流污染和可透水性地表径流污染两种。城市、厂区、公路路面等地表径流都属于不可透水性地表径流，农田耕作区、矿山开发区、林区以及农村居住区等都属于可透水性地表径流[2]。
点源和面源污染是地表水体污染的两大来源，在此之前，人们一直认为点源污染是造成水体污染的主要原因。为保护水源，美国国会于1972年通过了《水污染法案》，规定1985年达到零排放，及要求排入江河的污水必须经过处理，使水体达到当地地表水原有的水质标准，不得增加将会的污染物负荷，并期望以此达到完全控制污染的目的。在经过花费大量资金、人力建设许多污水处理厂之后，实际上却没有达到目标。在俄亥俄和、五大湖，当把所有供应废水和城镇生活污水全都处理之后，水体污染问题并未得到解决。后来研究发现是由于暴雨径流把广大地面上的各种污染物都带入了水体。于是美国国家环保局1977～1981年的科研计划中，正式提出了面源污染控制的科研课题，开始对面源污染的研究。其研究范围及包括广大农村地区地表雨水径流引起的水体污染，也包括城镇地表雨水径流引起的水体污染。之后的很长一段时间里，研究一直在持续。直到现在，城市地表径流这一面污染源越来越受到重视。
1.2面源污染的危害
和点源污染相比，面源污染危害规模大，防止更难。据美国国家水质委员会在80年代初估算[3]，美国来自点源和面源的悬浮物总量为3.48×103t/d，其中面源总量为319×103t/d，中92%；氮负荷总量为78.6×103t/d，其中面源总量为62.3×103t/d，占79%；磷负荷总量为8.0×103t/d，其中面源的有4.25×103t/d，占53%；大肠杆菌的数目98%以上来自面源污染。1995年美国国家环保局关于水体污染的调查表明[4]，在美国，面源污染已经成为环境污染的第一因素，60%的水资源污染起源于面源污染。在我国，滇池湖泊流域的大青河，暴雨期悬浮物浓度比平时均值高22倍，亚硝酸盐氮则高163倍，宝象河暴雨期最大悬浮物浓度是非暴雨期的106倍[5]。
面源污染中氮磷污染占主要部分。大量含氮磷的污染物遭遇径流冲刷后，被带入河道、湖泊、水库等水体，并随水流四处扩散，引起水源地水体的富营养化，导致水体中藻类及其他浮游生物的迅速繁殖，是水体溶解氧含量下降，造成藻类、浮游生物、植物、鱼类等衰亡甚至绝迹的面源污染现象。我国以富营养化为主要特点的内湖和海域污染已经到了相当严重的地步，造成可利用的水资源严重减少，严重影响着人们的生活生产。目前，巢湖、滇池、太湖等水体已经失去或大部分失去应有的使用功能。
地下水也严重受到影响，据统计，目前全国有80%以上的河流受到不同程度的污染，有25%的地下水源不合格，有25%的地下水体遭到污染，35%的地下水源不合格。河北省水质监测中心对辖区内地下水水质进行监测时发现，所有井的水质超标项目都有亚硝酸盐氮和氨氮，且这两项的超标率高达94.7%，足以证明氮磷污染对地下水环境的影响不仅范围广，而且危害大。
1.3面源污染的特点
1.3.1复杂性
面源对水体的污染起因于对土壤的扰动而引起有机或无机物污染物，在降雨过程中，借助地表径流、农田排水或地下渗漏等途径进入水体，或者其他排污方式任意排污直接造成水体污染。所以，面源对水体的污染过程是指是污染物从土壤圈和生物圈向水圈的迁移、转化和扩散过程。由于污染物在各圈层间迁移、转化和扩散过程的复杂性，决定了面源污染的复杂性。在一些小城镇或者村镇，由于城镇建设过程中一些基础配套设施的规划建设和滞后，更加加重了面源污染在这些地区的复杂性。
1.3.2治理难度大，任务长期而艰巨
面源污染防治任务艰巨，难道较大，是一个长期的过程。不仅因为面源污染负荷巨大，来源复杂，也与其他因素有关，主要表现在以下几个方面：其一是机理角度讲，不同下垫面条件面源污染的产生机理，迁移、转化和进入水体的特征各不相同；村落废弃物、养殖过程中产生的面源污染物的形态、迁移、转化过程、排放通量，以及对水体污染的贡献，面源污染的负荷总量、入水体通量的评估方法等方面，均有一些科学问题有待于进一步研究，任务艰巨。另外从管理角度也说明面源污染防治难度较大。面源污染物流的来源控制很难，因为涉及的污染物种类以及污染源太多，进行管理的必要的设施和政策法规还很不完善，对面源污染治理的投入也还不够，综合说明面源污染防治难度大，任务艰巨，是一个长期的艰苦的过程。
2.1城镇降雨径流污染的概念及相关情况    
城镇降雨径流污染是指降水过程中雨水形成的径流流经城镇地面（如商业区、居住区、停车场、街道等），聚集的一系列污染物质（如氮、磷、重金属、有机物质等）排入水体而造成的面源污染。进年来，随着人口的持续增加，城市化进程的加速，使得城镇雨水污染问题日益严重，主要表现在，随着城镇不透水地面面积的增加，城镇环境管理又十分滞后，污染物累积量变大，雨水冲刷能力增强，降雨径流污染日益严重。
国外，美国、加拿大等西方发达国家对城镇降雨径流污染的认识从上世纪80年代末，90年代初开始的。美国的EPA1987年在总结15年（1972-1987）成功控制点源污染的经验基础上提出将集中力量关注包括城市降雨径流污染的非点源污染控制，以确保水质达标。加拿大从1990开始解决城镇降雨径流水量的同时，关注城镇降雨径流的污染问题，并逐步通过法案和一系列的措施来解决城镇降雨径流的污染问题。英国则是在1989年水务私化后，创建了单独的环境管理机构，从法规、规划建设、制度体系上，综合、客观、有序的开始控制城镇的降雨径流污染。我国城镇面源污染研究开始与20世纪80年代，从北京开始，然后在上海、苏州、杭州、深圳、武汉等大城市相继进行。“十五”以来，以国家“十五”期间设立的“水污染控制技术和治理”专项研究中的《汉阳地区城市面源污染控制技术与工程示范》及其它工程项目为契机，我国城市降雨径流污染特征，管理、规划和拦截等污染控制集成技术上取得了不少成果，促进了城市可持续发展的城市水体面源污染控制技术和管理模式的构建。