赵王河流域种植业化肥污染负荷分析

　　农业面源污染由化肥、农药、农用薄膜、农田土壤颗粒以及其他有机或无机污染物质引起，其中化肥是引起农业面源污染的主要因素之一［１，２］。中国科学院对我国淡水生态环境质量的现状分析表明，在已监测的全国１３１个主要湖泊中有６７个为富营养化，其中农业面源氮、磷负荷占的比例较大［３］。２０世纪７０年代后的研究发现，农业面源污染中氮和磷是主要影响因素［４，５］。氮营养元素污染轻重与化肥使用量，特别是氮肥使用量呈正相关关系［６］。另外，在丹麦和北爱尔兰的监测湖泊中发现，减少城市点源的磷素输入只能使湖水中的磷素含量略有降低，这说明农业磷素的输入是水体中磷素含量增加的主要原因［７］。
　　赵王河是徒骇河的一条支流，是北方水城聊城市规划区南部的主要排水河道。近年来，由于工业和农业的快速发展，赵王河水质出现了恶化的现象：赵王河入徒骇河口２００８年３月监测的水质数据为ｃｏｄcr ３６ ｍｇ／ｌ，氨氮２．９0 ｍｇ／ｌ；５月监测的水质数据为ｃｏｄcr ３５ ｍｇ／ｌ，氨氮１．１３ ｍｇ／ｌ，根据《地表水环境质量标准》（gb 3838-2002）可知赵王河水质属于ⅴ类水，水质恶化严重。
　　为了恢复赵王河水质，有必要对输入赵王河的污染源进行分析，其中，种植业可能是引起赵王河氨氮、ｔｎ超标的原因［８］。但是针对赵王河流域种植业施用化肥污染状况的研究较少。因此，通过对赵王河流域种植业产生的污染负荷的计算，探讨种植业化肥的施用对赵王河水质恶化的影响，查明赵王河水质恶化的原因，可为赵王河流域的农业污染研究和赵王河污染治理提供基础数据。wwW.11665.CoM
　　１ 材料与方法
　　１．１ 研究对象
　　研究对象为赵王河流域２００９年种植业化肥污染负荷，包括ｔｎ、ｔｐ、ｃｏｄcr和氨氮的流失量以及ｃｏｄcr、氨氮、ｔｎ和ｔｐ的入河量。
　　１．２ 计算方法
　　１）种植业ｔｎ和ｔｐ流失量的计算方法。
　　化肥施用总量＝化肥中的折纯量×种植面积 （１）
　　化肥流失量＝化肥施用量×流失率 （２）
　　２）种植业ｃｏｄcr和氨氮流失量的计算方法。
　　污染物流失量（ｔ）＝污染物源强系数×■（不同类型农田废水流失系数×不同类型农田播种面积） （３） 论文联盟http://

　污染物源强系数［ｋｇ／（ｈｍ２·年）］＝标准农田源强系数×土壤类型修正系数×降雨量修正系数×化肥使用量修正系数×化肥使用结构修正系数 （４）
　　３）种植业污染物入河量的计算方法。
　　污染物入河量＝污染物流失量×污染物入河系数 （５）
　　２ 结果与分析
　　２．１ ｔｎ和ｔｐ流失量
　　经调查统计，赵王河流域种植的农作物主要有小麦、玉米、豆类、棉花；果树品种主要是苹果、梨、桃、葡萄等。根据２０１０年全国污染源普查数据得到２００９年赵王河流域主要种植模式面积及施肥情况见表１。赵王河流域２００９年主要种植模式的化肥施用总量按公式（１）计算的结果见表２。
　　施用的化肥并没有完全发挥功效，有一部分会随着地表径流流失，参考《肥料系数手册２００９０７０４》中主要种植模式ｔｎ、ｔｐ的流失率，数值选取见表３。
　　根据公式（２）计算赵王河流域２００９年主要种植模式化肥流失量如表４。表４结果表明，２００９年赵王河流域种植业化肥中ｔｎ的流失量为４２７．５5 ｔ，ｔｐ的流失量为５７．１3 ｔ，赵王河流域种植业ｔｎ流失量大于ｔｐ流失量。
　　２．２ ｃｏｄcr和氨氮流失量
　　赵王河流域２００９年种植业化肥中ｃｏｄcr和氨氮流失量按公式（３）和公式（４）计算。
　　农田类型一般分为两种，一种是水田，一种是旱地，水田废水流失系数为０．２０，旱地废水流失系数为０．０５，赵王河流域农田类型只有旱地，所以废水流失系数取０．０５；由于赵王河流域只有一种农田类型，所以只有一种类型的农田面积；农田的污染物源强系数与农田坡度、农作物类型、土壤类型、化肥施用量、化肥施用结构和降雨量等因素相关，标准农田源强系数ｃｏｄcr为１５０ ｋｇ／（ｈｍ２·年），氨氮为３０ ｋｇ／（ｈｍ２·年）；赵王河流域土壤为壤土，土壤类型修正系数取１．０；赵王河流域降雨量为４００～８００ ｍｍ，降雨量修正系数取１．１；根据赵王河流域种植业施肥状况，化肥施用量修正系数和化肥施用结构修正系数均取１．４，污染物流失量采用公式（３）进行计算，结果如表５。由表５可知，赵王河流域２００９年种植业化肥污染ｃｏｄcr流失量为９３３．７６ ｔ，氨氮流失量为１８６．７５ ｔ，与沈万斌等［９］研究的面积为１８．７４万ｋｍ２的吉林省２００１年种植土地氨氮排放量为５４ ９４６．４９ ｔ结果类似。
　　２．３ 赵王河流域种植业化肥污染物入河量
　　排放到环境中的污染物只有一部分在降雨冲刷或者其他作用下流入江河，污染物入河量是污染物流失量与污染物入河系数的乘积，污染物入河系数需要长期的监测试验得到，目前这方面尚缺乏系统研究，参考吉林省松原市的入河系数（１０％）［１０］和水口库区流域的入河系数（１０％）［１１］，综合多地类似赵王河流域气候地形的入河系数，最终确定赵王河流域的种植业化肥污染物的入河系数为１０％。
　　根据公式（５）计算赵王河流域化肥污染物入河污染负荷。结果表明，赵王河流域２００９年种植业化肥污染物入河量分别是ｃｏｄcr ９３．３８ ｔ、氨氮１８．６８ ｔ、ｔｎ 42．76 ｔ和ｔｐ 5．71 ｔ，其中，ｃｏｄcr入河量最大，其次是ｔｎ，再次为氨氮，ｔｐ最少，与张之源等［１２］的研究结果基本一致。
　　３ 结论与讨论
　　２００９年赵王河流域种植业化肥ｔｎ的流失量为427．55 ｔ， ｔｐ的流失量为57．13 ｔ；赵王河流域种植业化肥污染ｃｏｄcr流失量为９３３．７６ ｔ，氨氮流失量为１８６．７５ ｔ。赵王河流域各污染物入河量分别为ｃｏｄcr ９３．３８ ｔ、氨氮１８．６８ ｔ、ｔｎ 42．76 ｔ和ｔｐ 5．71 ｔ，ｃｏｄcr入河量最大，其次是ｔｎ，再次是氨氮，ｔｐ最少。因此，赵王河流域环境与水体的污染应该引起重视，采取有效的防控措施，减轻种植业化肥产生的环境污染。
　　１）加强土壤肥料监测和管理。为防止通过化肥带入土壤过量的有害物质，首先对化肥进行环境污染物含量的监测管理，严格标准；其次要严格控制新污染源的产生；第三要加强化肥质量监测工作，杜绝有毒化肥的施用。
　　２）改进施肥方法。改氮肥追施时表面撒施为开沟深施，改磷肥撒施为集中施用，改一次性施肥为少量多次。在提高肥料利用率的同时，减少对土壤的污染［１３］。
　　３）大力调整氮、钾施用比例，推广平衡施肥。据研究，采用平衡施肥技术，作物可增产１２．８％～２２