集约化蔬菜种植区化肥施用对地下水硝酸盐污染影响的研究——以“中国蔬菜之乡”山东省寿光市为例

本研究在典型集约化蔬菜种植区山东省寿光市展开。在不同季节对3个有代表性的乡镇的653个地下水水样的检测表明,全年平均NO-3-N含量高达22.6mg·L-1,超出我国饮用水标准的水井比例为36.5%,超出最高允许含量(MAC,10mg·L-1)的水井比例达59.5%,可见寿光市地下水受硝酸盐污染十分严重,污染范围相当广泛。硝态氮(NO-3-N)含量最大值出现在9月份,最小值出现在4月份,同时表现复杂的时空动态变化特征。全年2次对不同蔬菜种植区262个农户蔬菜施肥水平的调查显示,地下水硝酸盐含量与同区氮肥施用水平呈正相关,氮肥过量施用是造成地下水硝酸盐污染的根本原因。     

北京市集约化农区地下水硝酸盐含量变化分析

为分析和评价北京市地下水硝酸盐污染状况,以北京市集约化农区13个郊区县为研究对象,采集2005—2012年地下水样本,分析测定其NO-3-N含量。结果表明,地下水NO-3-N平均含量为6.34 mg·L-1,年际均值在5.85～6.93 mg·L-1之间,符合国家地下水质量标准（GB/T 14848-93）的Ⅲ类水质标准,超标率（＞10 mg·L-1）和严重超标率（＞20 mg·L-1）分别为19.36%和6.73%。地下水NO-3-N含量雨季后略高于雨季前;不同作物种植区地下水NO-3-N平均含量顺序为蔬菜种植区＞粮食作物区＞其他作物区＞果树种植区,均值分别为7.66、6.15、5.58 mg·L-1和4.97 mg·L-1;NO-3-N含量随地下水埋深增加呈明显下降趋势。     

环渤海七省(市)地下水硝酸盐含量调查

饮用水质量直接影响人类健康，而饮用水中硝酸盐（NO3^--N）含量水平又是衡量其质量的重要指标。通过调查的方法，对我国北方环渤海七省（市）包括北京、河北、河南、山东、辽宁、天津以及山西的地下水中硝酸盐含量状况进行了大面积调查研究。结果表明，上述七省市地下水中NO3^--N含量较高，平均值达到11．9mg·L^-1，约34．1％的地下水超过WHO制定饮用水的标准。农田利用类型对地下水的影响较大，在粮田、菜地、果园、养殖等几种类型中，菜地的影响最大，O3^--N平均含量达到21mg·L^-1，其次是果园。随着地下水深度的加深，N03-N含量呈现明显下降的趋势，其中10m以内的水体O3^--N含量最高，达21．7mg·L^-1。由于不同地区施肥习惯不同，地区之间有很大的差异。     

2010—2012年辽宁省蔬菜主产区地下水硝酸盐含量调查

为调查辽宁省蔬菜主产区地下水硝酸盐污染现状,于2010—2012年连续3年,分别在每年7月份(雨季)和10月份(雨季后)从辽宁省蔬菜主产区112眼水井采集地下水样品,并利用紫外分光光度法测定其硝酸盐含量。结果表明,所调查的水井中,29%的水井NO-3 N含量超标,39%的水井有潜在污染风险;地下水NO-3 N含量与水井深度呈显著负相关,井深＜10 m、10～20 m和≥20 m的地下水NO-3 N含量分别为2623,1761和681 mg·L-1;雨季(7月份)NO-3 N含量超标频数高于非雨季(10月份);硝酸盐含量与施氮量呈线性相关,当纯氮年投入量超过3229 kg·hm-2时,易造成地下水NO-3 N含量超标。     

北方设施蔬菜种植区地下水硝酸盐来源分析——以山东省惠民县为例

【目的】以华北平原典型集约化设施蔬菜种植区山东省惠民县为研究对象,分析浅层地下水硝酸盐的含量状况并追溯其来源。【方法】多点采集设施蔬菜种植区土壤、肥料及地下水样品,利用稳定性同位素技术识别地下水氮污染的可能来源。【结果】结果表明,蔬菜大棚区浅层地下水硝态氮含量为25.3—279.6mg·L-1,平均为121.6mg·L-1,87%的样品硝态氮含量超过50mg·L-1;较集中分布在50—70mg·L-1和170—190mg·L-1区间,含量最高的点位超标高达27倍;5种蔬菜大棚地下水硝态氮的含量依次为:黄瓜芹菜-辣椒和辣椒芹菜-黄瓜和芹菜-番茄。研究区域内土壤的δ15N值在1.96‰—7.38‰之间,化肥(尿素、复混肥等)在0.2‰—0.6‰之间,动物粪便(农家肥、厩肥)在7.3‰—16.87‰之间;地下水样的δ15N值变化在-0.01‰—15.91‰之间,平均为6.75‰±3.15‰,随NO3--N含量减少地下水δ15N值未呈现增加趋势,该研究区域内地下水反硝化作用较弱。【结论】蔬菜棚区内浅层地下水硝态氮污染十分严重,受人为因素干扰很大;硝酸盐主要来源为土壤有机氮,其次为动物粪便。     

天津市水体硝酸盐污染调查与空间分布研究

通过现场采样及室内分析,对天津地区的201个水样进行了硝酸盐污染现状调查研究.结果表明,各类型水体之间硝酸盐浓度存在明显差异.其中,主要水库、河流未发生硝酸盐污染.少部分排污河与农田排灌沟渠水体有硝酸盐污染倾向.地下水硝酸盐浓度较高,平均值达到15.56mg·L-1,随着地下水深度的加深,地下水硝酸盐浓度呈明显的下降趋势.0～100m的浅层地下水硝酸盐污染状况比较严重.而大于100 m的地下水尚未发生硝酸盐的污染.浅层地下水硝酸盐污染程度又与农区种植类型密切相关,大部分蔬菜种植区浅层地下水硝酸盐污染状况十分严重.运用Kriging法绘制了地下水硝酸盐浓度的空间分布图,表明天津市地下水硝酸盐污染存在明显的地区差异性.地下水硝酸盐浓度较高的区域主要分布在武清、西青、静海及宝坻等地区的蔬菜种植区.     

土地利用变化对绿洲区地下水硝酸盐空间变异特征的影响

应用遥感、地理信息系统和地统计学方法,分析了三工河流域绿洲区地下水硝酸盐空间变异特征和土地利用/土地覆被变化状况,探讨了土地利用变化对绿洲地下水硝酸盐空间变异特征的影响.研究数据主要包括2004年77口采样井地下水水质数据以及1987年TM影像和2004年ETM影像数据.结果表明,流域上游至下游硝酸盐含量逐渐降低,样点含量介于1.4～83.1 mg·L-1之间,变异系数为1.11,属于较高的变异强度.上游冲洪积扇和下游冲积平原硝酸盐平均含量分别为27.37和6.02mg·L-1,冲洪积扇出现了显著的地下水硝酸盐污染.硝酸盐含量较高的区域均是土地资源开发历时较长的区域,主要为耕地和建设及工矿用地的土地利用变化方式.反映出随着绿洲的不断扩展,土地利用变化对地下水硝酸盐空间变异特征产生了显著的影响.     

铁屑修复地浸采铀地下水中硝酸盐污染的研究

以废铁屑为原料,对地浸采铀地下水中的硝酸盐氮污染进行修复实验,研究了溶液pH、地下水中主要共存离子以及不同柱填料对NO-3-N去除率的影响,同时结合粉煤灰预处理技术,对实验条件下铁屑去除硝酸盐的污染进行了探讨。结果表明:铁屑可有效去除地下水中的NO-3-N,其去除率随pH的降低而逐渐升高;溶液中共存的Ca2 、Mg2 对NO-3-N的去除影响不大,而SO42-、HCO-3的存在可明显降低NO-3-N去除效果;实验室条件下,单独采用铁屑去除地浸采铀地下水中的NO-3-N,反应5h去除率为93%,经粉煤灰预处理后,反应4h,NO3--N去除率可达到98.6%。     

滇池流域地下水硝酸盐污染特征及影响因素研究

在滇池流域5个功能区采集了41个地下水的水样,对其硝酸盐含量状况进行分析。结果表明,滇池流域浅层地下水位硝酸盐含量高于深层地下水位,地下水硝酸盐含量变化范围为0.3~326 mg.L-1,平均含量为26.93 mg.L-1,已超出国家饮用水卫生标准,不同功能区对地下水硝酸盐含量影响的大小顺序为:蔬菜-花卉种植区>传统农作物种植区>城郊结合部>工矿区>昆明市主城区。分析氮肥投入量、地下水位深度等因素对污染地下水硝酸盐的影响可知,氮肥投入量和地下水中硝酸盐含量呈明显正相关。     

铁屑修复地浸采铀地下水中硝酸盐污染的研究

以废铁屑为原料,对地浸采铀地下水中的硝酸盐氮污染进行修复实验,研究了溶液pH、地下水中主要共存离子以及不同柱填料对NO-3-N去除率的影响,同时结合粉煤灰预处理技术,对实验条件下铁屑去除硝酸盐的污染进行了探讨。结果表明:铁屑可有效去除地下水中的NO-3-N,其去除率随pH的降低而逐渐升高;溶液中共存的Ca2+、Mg2+对NO-3-N的去除影响不大,而SO42-、HCO-3的存在可明显降低NO-3-N去除效果;实验室条件下,单独采用铁屑去除地浸采铀地下水中的NO-3-N,反应5h去除率为93%,经粉煤灰预处理后,反应4h,NO3--N去除率可达到98.6%。     

某市X供水井群四氯化碳污染特征研究

X供水井群位于某市南郊水源地的北区,日供水量约5×104m3,是该市的主要供水水源,2000年11月发现该供水井群受到四氯化碳污染。3年多的监测资料表明,污染初期井水中四氯化碳含量迅速上升,强排抽水治理期间除个别时段井水中四氯化碳浓度显著升高外,井水中四氯化碳含量明显下降,目前四氯化碳含量相对较低,在30～130μg·L-1内波动,但仍大大高于国家饮用水标准。地下水流场控制着四氯化碳污染的扩散,X井群井水中四氯化碳含量随地下水位的上升而下降。自由相的四氯化碳是一种DNAPL,沿着深部或含水层底板运移,在含水层底部的部分自由相四氯化碳不断转化为溶解相并在浓度梯度下向上扩散,因此井孔越深井水中四氯化碳含量越高。     

三江平原挠力河流域地下水恢复研究进展

文章结合挠力河流域地下水开发利用现状,分析了在该流域开展地下水恢复研究的必要性。探讨了地下水恢复研究领域的现状、存在的问题和发展趋势,并提出了在挠力河流域开展地下水恢复研究的具体工作构想。     

佳木斯市城区地下水动态特征分析

采用佳木斯市区2001～2005年的地下水观测资料,对城区地下水的动态变化、影响因素及降落漏斗的现状与发展进行分析。结果表明,"十五"期间,佳木斯市城区地下水位埋深范围为6.64～10.85m,水位标高范围为70.92～74.66m。由于大气降水具有迟后补给作用,2001年降水量最小,为350.5mm,造成2002年地下水位最低;2003年降水量最大,为564.4mm,使得2004年水位最高。地下水的常年大量开采,使城区已形成约60km2的降落漏斗,并向南侧和东北侧略有扩展。     

灌溉对土壤水分分布和潜水蒸发的影响

通过室内土柱试验,对3种灌水处理条件下不同地下水埋深土壤中的水分分布和潜水蒸发规律进行了分析。结果表明,灌溉制度和地下水埋深对潜水蒸发影响较大。在同一水位下,总灌水量相同,灌水频率不同时,随灌水频率增加,潜水蒸发量显著减少;在同一水位下,低灌水频率土壤随次灌水量增加潜水蒸发减少,且水位越深,潜水蒸发量减少越大,水位越浅,潜水蒸发量减少越小。     

于田绿洲土壤含盐量与地下水关系分析

在潜水蒸发强烈的干旱区,土壤含盐量与地下水埋深和矿化度有着密切的关系,确定地下水埋深和矿化度与土壤各土层含盐量的关系,有助于排水系统设计和地下水管理.根据于田绿洲实测土壤含盐量、地下水埋深及矿化度资料,分析了地下水埋深和矿化度对土壤含盐量的影响.研究结果表明,在干旱区土壤含盐量与地下水埋深和矿化度存在显著的指数相关关系,并建立了表层、20、40、60 cm土层土壤含盐量与地下水埋深和矿化度三者之间的经验公式.为盐渍化治理和地下水管理提供指导.     

井灌区机井取水量定额管理下的地下水动态模拟

针对华北平原农业灌溉地下水超采的问题,以房山节水示范区为例,采用机井取水量定额管理的方法,基于水文地质模型软件GMS,对示范区地下水位进行模拟研究。结果表明:取水量定额管理后,示范区2020年模拟的地下水位比现状回升了3.34m,比按现状取水量模拟的地下水位多回升了1.49m。机井取水量定额管理可以提高地下水位的回升力度,是实现区域地下水采补平衡的有效措施。     

北京西郊农场节水型农业示范区的地下水资源

通过对北京西郊农场节水型农业示范区地下水资源的调节计算，建立了地下水动态预测模型，并得到了不同年份地下水的允许开采量。用此模型预测了2010年的地下水动态。预测结果表明：该地区地下水严重超采，按现在的开采水平到2010年地下水水位理深将达54．2m；节水灌溉可明显减缓地下水水位的下降。     

曲周地下水位下降对农业种植结构的影响

以历史统计资料和农户调查数据为基础,以河北省曲周县为例探讨了地下水位下降对农业生产的影响。通过对曲周县主要种植模式需水量及投入产出分析得出:地下水位下降引起灌溉成本的增加,制约曲周农业经济的进一步发展;农业成本的增加会促使农民耕种收益更高、风险更大的经济作物,增加了农村经济的风险,同时给粮食安全带来隐患。曲周县地下水位在快速下降,增加了农业生产成本,降低了农民耕种的积极性,增加了粮食安全风险。建议曲周对各个生产环节进行最优化配置,完善水利设施,推广节水农业,同时应用科学的种植方法,提高耕地的播种面积,达到提高粮食产量和持续土地利用的目的。     

地下水浅埋区3种水分的定量关系分析

利用多年实测降水、土壤水、地下水资料,分析了地下水浅埋区3种水分之间的定量关系.结果表明,不同降水年型有效时段内地下水埋深与时段降水量之间呈极显著线性相关性;时段末的土壤质量含水量与时段初土壤质量含水量、时段内降水量之间呈极显著线性相关性,且这种相关性在不同降水年型、不同土层之间存在着差异;当地下水埋深在一定范围内时,土壤水分明显受地下水埋深影响,二者之间有显著的相关性.     

塔里木河下游应急输水典型断面地下水流模拟分析

依据塔里木河下游英苏监测断面第一次输水前与第五次输水后地表水与地下水的监测资料。利用Modflow和PMPATH建立了该断面地下水剖面二维流运动的数值模型，分析了输水后地下水位的变化趋势及恢复水量，结果表明：线状输水在英苏断面的影响区域在距河2km以内，距河1km内则是显著影响区域。