邢臺市平原區使用化肥對地下水質的影響

苑志濤

【摘要】本文通過多年水質資料和化肥使用量的相關分析認為，通過降水入滲補給地下水而形成的面污染中以氮污染最為嚴重。針對水質污染的途徑提出了防治地下水污染的措施和建議。

【關鍵詞】使用化肥；水質污染；合理使用化肥；邢臺市

邢臺市地處河北省中南部，位于東經113。45′～115。50′和北緯36。45′～37。48′之間。西靠太行山與山西接壤，東以衛運河為界與山東毗鄰，北與石家莊、衡水兩市搭界，與邯鄲市相連。區域東西長約185km，南北寬約80km，其狀略呈馬鞍形，面積12456km2，農作物播種面積1015420hm2。目前，邢臺市使用的化肥主要是氮肥、磷肥、鉀肥和復合肥4種，其中氮肥的使用量最大，化肥的大量使用，雖然提高了農作物的產量，但又相當一部分化肥不能被農作物吸收，隨水土流失進入水體，造成地表水和下水的污染。未被植物及時利用的氮化合物，若以不能被土壤膠體吸附的NO3—N的形式存在，就會隨下滲的土壤水轉移至根系密集層以下而造成污染。可導致河川、湖泊和內海的富營養化；土壤受到污染，物理性質惡化；食品、飼料和飲用水中有毒成分增加。為防止污染環境，應對使用的化學肥料進行控制和管理。

1、長期使用化肥對地下水污染機理分析

平原區地下水主要是由降雨入滲、山前側補、地表水補給和井灌回歸4種方式補給，其中降水入滲補給占補給總量的57.1%，是平原區地下水的主要補給來源，同時也是通過土壤環境因素污染地下水的主要來源。其次是山區側向徑流補給，占總補給量的21.9%，由于西部山區污染較輕，水質較好，對地下水質量影響較小。第三是河道滲漏補給，補給量占總補給量的8.99%，該項補給量雖小，但對地下水水質影響較大，主要是平原區，嚴重污染的地表水通過灌溉和入滲直接污染地下水。井灌回歸補給占總補給量的12.4%，對地下水的影響與降水入滲相似，只是因分布范圍和入滲強度不同而異。

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，對地下水造成氮污染。

2、地下水水質變化趨勢分析

根據2011年《邢臺市地下水水質調查與評價》計算成果與2011年《邢臺市水資源保護規劃》計算成果對比分析，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。在滏西平原區，在1991年淺層地下水中硝酸鹽氮質量濃度為0.81mg/L，1996年為mg/L，2000年為1.49mg/L，平均每年遞增0.076mg/L。

3、氮污染地下水機理分析

化學氮肥施入土壤后，主要有3個去向，即作物吸收、土壤殘留和環境損失，其中土壤殘留的一部分氮素還可被作物繼續吸收，而環境損失除釋放到大氣的部分外，其余則經過還原和淋溶，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，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。降水時農田徑流帶入地表水體的氮化物占人類活動排放水體氮的51%，施氮肥地區氮的流失比不施氮肥的地區高3～10倍。通過河道側向補給地下水的水源具有較高的含氮量，必然影響地下水質。污染的地表水要通過一點的距離滲透才能到達水源地。在滲透的過程中，地表水所含的污染物通過土壤上層的自凈作用，使濃度有所降低。

通過灌溉滲入，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，同時也把污水本身的污染物滲入地下，造成雙重污染，是對地下水污染最嚴重的一種。

3.2 影響氮在土壤中運移的因素。水和溶解態硝酸根的向下移動，受重力以及土壤水勢差和化學勢差控制。有兩個條件對硝酸鹽向深層移動極為重要：一是要有硝酸鹽存在；二是水向下移動。后一個條件決定于水的滲漏，因為淋溶作用只能出現在有過量水灌進土壤的時候。影響硝酸根從土壤表層淋溶的因素和過程大致分為兩類：一是影響土壤的水流，從而影響硝酸根的移動，因為硝態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、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散速度很慢，可能在長時間內不容易被察覺。因此，地下水污染潛在的危險往往被忽視。地下水污染的治理應貫徹預防為主的原則。因為地下水污染后，要清除是極其困難的。當切斷污染源以后，如果巖層的滲透性很低時，要從含水層清除污染需要很長時間。對此，為防患于未然，應當采取相應的措施，切實加強對地下水的保護。

4.1 有機無機結合的作物養分體系。實現綜合作物養分管理，有機無機相結合，是提高產量和氮肥利用率的重要措施之一。邢臺市近年來積極推行秸桿還田措施，取得了明顯效益。

秸桿是一種數量多、來源廣，可就地利用的優質肥源，有補充和平衡土壤養分、補充土壤新鮮有機質、疏松土壤、改善土壤理化性狀和提高土壤肥力的作用，秸桿分解時所產生的有機質能促進土壤難溶性磷酸鹽轉化為弱酸性磷酸鹽，提高其有效性。秸桿還田是緩解當前有機肥源和鉀肥資源不足的一項有效措施。

4.2 合理使用化肥。從生產、生態和效益考慮適宜的施肥量，隨化肥使用量增加，糧食產量明顯提高；到高施肥階段，隨著施肥量的增加，產量增加越越慢，化肥損失量上升，對環境污染程度加重，所以，要從生產、生態和效益多方面考慮化肥使用量，做到合理施肥。根據作物吸肥規律、土壤供肥性和化肥效應，在以有機肥為基礎的條件下，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的施肥技術。

參考文獻：

[1]劉凌.地下水污染趨勢預測研究[J].水文，1986，（2）.

[2]崔玉亭主編.化肥與生態環境保護[M].北京：化學工業出版社，2000.