（第四纪地质学专业论文）陕西省渭河流域典型区域的农业环境污染研究.pdf

摘要渭河，是一条有着悠久历史的河流。在上千年的时间中哺育着两岸的人 们。八百里秦川更被人们誉为旱涝保丰收的“宝地”。良好的物候条件，形成多 个特色优瞧水果生产基地。但随着现代工农业的发展，渭河遭受到了严重的污染， 污染扩展。在环境污染e t 益严重的情况下，通过典型区实地考察与采样分析，从 以下两个角度了解当前渭河流域的农业环境污染情况。 采集地表水样，推断当前面源污染，尤其是农业活动对水体环境造成的影响。 采集土壤样品，分析重金属含量，了解当前的农田土壤的所受污染程度，是否超 过极限。同时配合土壤样品采集地下水样，了解地表环境对地下水造成的影响。 本文在方法上运用了资料收集和实地考察访谈，取样分析法。在数据分析中 则运用的数字对比、单项污染指数、综合污染指数、求几何平均值、做频数分布 图和对数频数分布图、变异系数等数学统计方法，使其能够更真实的反应当前环 境污染状况。 本文调查区域分别为黑河流域、黑河流域下游的周志猕猴桃基地、交e l 灌区、 千河流域、泾河流域的中上游、洛川苹果基地、洛河流域的上游地区。共采集土 壤样品5 5 个，水样2 2 个。 经分析得到如下的结论，黑河流域作为西安市的集中供水水源地，水质清洁。 千河流域和泾河流域及洛河流域氨氮和磷均有污染，在某些断面甚至达到超v 类水。在典型区域的所有测试与对比中，除了个别点位的土壤重金属超过警戒线， 达到轻污染外，在总体上属于清洁未受污染的土壤。但是对比于往年的土壤测试， 发现土壤重金属污染有增长趋势。在这些地区的地下水样品中，某些地区的地下 水的个别项目指标已经达到v 类，不适于饮用。 分析原因，是由于现在的施肥不合理，污水灌溉和农药喷洒不合理。关键是 人们的环保意识不够，科学人文素质不高。因此加大环境宣传力度，建立实际的 监测站与科技站，指导人们科学用肥、合理施肥和灌溉等。在受到污染的地下水 地区建立集中供水基地。使人们在健康的环境中科学的种植。 本论文的项日属国家科学技术发展计划项目。由陕西省科技厅立项，国家科 技委员会同陕西省科技厅共同支持资助。 关键词：渭河流域 农业环境面源污染重金属含量 a b s t r a c t ：w e th er i v e rp o s s e s sal o n gh i s t o r y i nt h o u s a n d sy e a r si tf e e dp e o p l e l i v e di nt h eb o t hs i d e sv a l l e y e i g h th u n d r e d sm i l e sc h i np l a i nw a sc a l l e d “g o o d p l a c e ”t h a tc a l lh a m p e rw h a t e v e ra r i do rw a t e r l o g g i n g b u tf o l l o w i n gt h em o d e r n i n d u s t r ya n da g r i c u l t u r ed e v e l o p m e n t ，w e th ef i v e rs u f f e r e ds e r i o u s l yp o l l u t i o n i nt h i st h e s i sf r o mt h et w oa s p e c t se s t i m a t et h ee n v i r o n m e n tb ys t u d yaf e w t y p i c a lr e g i o n s i nw e th er i v e rv a l l e y c o l l e c t i n gt h es u r f a c ew a t e rs a m p l e sd e d u c et h en o n p o i n tp o l l u t i o n ，e s p e c i a l l y t h ea g r i c u l t u r ea c t i v i t ya f f e c to nt h ew a t e rb o d y , t h eo t h e ra s p e c ti sc o l l e c t i n gt h es o i l s a m p l e sa n a l y s i st h ec o n t e n to ft h eh e a v ym e t a lt ok n o wt h ep o l l u t e dd e g r e et h a tt h e f i e l ds u f f e r e d ，e s t i m a t ei ft h a ts u r p a s st h el i m i t i nm e a n t i m em a t c h i n gw i t ht h e u n d e r w a t e rs a m p l e s ，s e et h es u r f a c ee n v i r o n m e n ta f f e c to nt h eu n d e r w a t e r a p p l yt ot h es t a t i s t i cm a k et h ed a t a r e a c tm o r er e a lt h ec u r r e n tp o l l u t i o n c i r c u m s t a n c e s u c ha s ，c o n t r a s tt h ed a t a , t h es i n g l ep o l l u t i o ni n d e xa n dt h es y n t h e s i s p o l l u t i o ni n d e x ，c a l c u l a t et h eg e o m e t r ye v e nv a l u e ，m a k i n gt h ef r e q u e n c ef i g u r ea n d l o g a r i t h mf r e q u e n c ef i g u r e ，d i f f e r e n t i a t i o nv a l u e e c t t h et y p i c a lr e s e a r c hi n c l u d et h eh e ih er i v e rv a l l e y , k i w if r u i tb a s ei nz h o uz h i i nt h eh e ih ev a l l e y , j i a o k o ui r r i g a t i o na r e a ，q i a nh er i v e rv a l l e ya n dj i n gh er i v e r v a l l e y , l u o c h u a na p p l eb a s ea n dl u o c h u a nv a l l e y c o l l e c t i n g5 5t h es o i ls a m p l e sa n d 2 2t h ew a t e r s a m p l e s c o n c l u s i o n ，i nt h eg e n e r a lt h es o i lo ft h ei n v e s t i g a t e dr e g i o nb e l o n gt oc l e a nb u t t h e r el i e st h ec o n t e n th e a v ym e t a lh i g l lt ot h el i g h tp o l l u t i o no n l ya ts o m ed o t s h e ih e r i v e rw a t e ra st h ec e n t r a l i z a t i o nw a t e rs u p p l ys o u r c et ot h ex i a nh a st h ec l e a n n e s s w a t e r q i a nh ea n dj i n gh ef i v e rv a l l e ya n dl u or i v e rv a l l e ya uh a v et h ep o l l u t i o no f n i t r o g e na n dp ，s o m er e s u l t sh a v ee x c e s st h en a t i o n a ls t a n d a r do fe n v i r o n m e n te v e n g e tt ov c o r r o s p e n d i n gt ot h ep a s ty e a r s ，t h ep o l l u t i o nh a si n c r e a s i n gt r e n d i nt h e u n d e r w a t e rr e s e a r c ht h e r ea r et h ee x p e r i m e n tt e r m so fw a t e rt ovm a k i n gt h ew a t e r n o td r i l i l 【 t h er e a s o ni st h eu n r e a s o n a b l eu s i n gf e r t i l i z e ra n da g r o c h e m i c a la n dw a s t ew a t e r i r r i g a t i o n t h ek e yi s l e s sp e o p l ee n v i r o n m e n ts e n s ea n dl o w e rt h es c i e n c eh u m a n i j q u a l i t y h e n c es t r e n g t ht h ep r o p a g a n d a o fe n v i r o n m e n ta n ds e tu pt h ew a t c h i n gw a t e r s t a t i o na n dt h es d e n c et e c h n o l o g ys t a t i o ns ot h a tt a k eu s eo ft h es c i & t e ct of e r t i l i z e a n d i r r i g a t e c o n s t r u c t t h ec e n t r a l i z a t i o nt h es u p p l y w a t e rb a s ei n t h e u n d e r w a t e r - p o l l u t e dr e g i o n t h ep r o j e c ts o u r c eo ft h et h e s i sb e l o n g st ot h ed e v e l o p i n go fn a t i o n a ls c i e n c ea n d t e c f i n o l o g yp r o j e c t s e tu pb yt h es c i e n c ea n dt e c h n o l o g yd e p a r t m e n ti nt h es h a a n x i p r o v i n c e a n ds u b s i d i z e db yt h es c i & t e cc o m m i t t e ea n dd e p a r t m e n ti nt h es h a a n x i p r o v i n c e k e yw o r d s ：w e ir i v e rv a l l e y t h ea g r i c u l t u r ee n v i r o n m e n t n o n - p o i n tp o l l u t i o n 山ec o n t e n to ft h eh e a v ym e t a l i l l 西北大学学位论文知识产权声明书。y8 9 3 1 i 3 本人完全了解学校有关保护知识产权的规定，即：研究生在校攻 读学位期间论文工作的知识产权单位属于西北大学。学校有权保留并 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。本人允许论文被 查阅和借阅。学校可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据 库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学 位论文。同时，本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文 章一律注明作者单位为西北大学。 保密论文待解密后适用本声明。 学位论文作者签名：l 堑堡1指导教师签名：二塾歪釜 砌f 年6 月g 日口p ，年月留日 西北大学学位论文独创性声明 本人声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特h , i j j 口以标注和致谢的地 方外，本论文不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含 为获得西北大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我 一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的 说明并表示谢意。 学位论文作者签名：陌、起乙 伽嘭年月g 曰 1 引言 1 1 研究渭河流域农业环境污染的重要性 渭河是黄河虽大的支流，是中华文明重要的一支血脉。渭河在陕西省境 内长5 0 2 k i n ，被誉为陕西的母亲河。渭河流域在地形上呈南北高中部低，西 部高东部低，海拔3 2 5 - - 3 7 6 7 m ，相对高差达3 4 4 2 m 。全区可分为三个自然地 理单元：西部和北部黄土高原、中部盆地和东南部秦岭山区。陕西段渭河流 域是该省的政治、经济、文化中心，是西部大开发的桥头堡。流域内工业集 中，人口密集，农业发达，交通便利，旅游资源丰富，科技、教育实力雄厚。 该区段总人口约2 1 5 1 4 1 万人，占全省人口的6 0 。流域仍以农业人口为主， 农业人口1 5 5 8 3 0 万人，城镇人口5 9 3 1 1 万人，分别占7 2 4 和2 7 6 ，全 流域共有耕地8 6 8 5 万h m 2 ，有效灌溉面积7 4 5 5 万h m 2 ，占耕地面积的 8 5 8 4 ；其中，关中灌区的有效灌溉面积达5 3 2 9 万h m 2 ，占流域总有效灌 溉面积的7 1 5 ，是我国的大灌区之一。渭河流域粮食总产5 5 9 9 8 万t ，是 陕西省重要的农业区，在杨凌建有全国唯一的国家级农业高新技术产业示范 区。工业总产值1 4 6 0 0 4 亿元，占全省的8 2 。渭河流域是陕西的“工业走廊”， 目前，正在形成以西安为中心，向东西两翼展开的都市工业带，在陕西省社 会经济中占有重要地位。关中盆地以全省三分之一多的土地，供养全省6 0 以上的人口。发展灌溉农业，自古以来就是社会发展的必由之路。从战国时 期的郑国渠、白渠，到现在以宝鸡峡、泾惠渠、交口、桃曲坡、石头河、冯 家山、羊毛湾、洛惠渠、石堡川为灌溉主体的9 大灌区，构成渭河流域农业 生产的主体。宝鸡峡灌区和交口灌区是关中灌区利用渭河水进行农田灌溉并 将农田排水直接排入渭河的两大灌区。 1 2 存在的科学和社会问题 由于工农业的发展，大规模用水使得渭河流域缺水现象严重：为了节约 用水，人们利用污水灌溉农田，在短期内有良好的效果，但随之而来的是更 多负面影响：严重至农作物死亡，轻微则造成各种有毒元素、重金属在作物 中富集，影响人们身体健康。人们盲目砍伐渭河上游和渭河支流上游树木， 使原本土壤贫乏的地区发生土地沙化，水t 严重流失。虽然t h 川秀美工程在 近几年开展良好，但是原本已经沙化的土地很难在短期内恢复，仍旧存在着 严重的水土流失问题。单方面强调粮食高产而盲目的大力使用化肥和农药不 仅影响作物品质和土壤质量；而且会在水土流失过程中，随着地表径流大量 进入地表水体，造成地表水体的氮磷富集，形成水体老化。各种农业活动如 污水灌溉、施用化肥和农药会使有毒元素残存在土壤中，可能富集于作物中， 部分还会淋滤到地下水中，造成地下水品质下降甚至恶化。 目前，在国家大力发展经济的背景下，虽然“三废”和“三同时”制度 已制定，但是某些企业依然顾我，往往以牺牲环境为代价发展自身经济。环 保部门检查期间各项指标符合，在不检查时则任意排放，导致某些地区遭受 污染。工业污染的加剧会导致周围环境的恶化，尤其是使得农业环境受到极 大的影响。最终影响人类的生存。 1 3 选题依据及本论文目的 世界八大公害的发生，给陶醉在工业革命胜利的人们敲响了警钟。尤其 是水俣病事件，使人们认识到工业污染排放，给人类造成的巨大身心痛苦和 极大经济损失。人们开始意识到工业的污染物对环境造成的危害。开始由原 来对待自然的蒙昧与反抗中思索并承认人类与自然互为制约的关系。人类一 面补救自我所犯下错误的后果，一面寻找着真正与自然相处的真理并付之行 动。 在人类社会里，每种人类活动的产生和发展都离不开思想意识的活动。 每一种运动或者人类集体活动，都起源于某种思想的指导。正确的思想则会 以星星之火可以燎原之势。传遍整个人类社会，甚至全世界。那么，了解一 个事物，首先了解它的起源与发展，预测发展趋势，来判定自己在这个领域 做下去必要性，并付之行动，从而为全人类的发展推波助澜。 在人们高呼环保的今天，我们应该以什么样的态度来对待自然? 简单的 回顾人与自然的发展史：采猎文明时代( 前2 0 0 万前1 万年) ，人们对待自 然的念度是完全依赖的态度：改造自然( 前1 万年公元1 8 世纪) ，人类走出 了对自然完全附属的角色，开始展现他们的本性和需求：寻找肥沃的土壤， 开发利用土地，砍伐森林，建造房屋。征服自然( 1 8 世纪工业革命) ，人类 的能力越来越强，信心与欲望也不断膨胀，以至发展到人类不再惧怕和依赖 自然，而是想征服自然。这种态度导致由地区性的公害发展到了全球性的灾 难。人们逐渐意识到环境保护的重要性。德雷莎寂静的春天敲响环境保 护的警钟，霍尔姆斯罗尔斯顿的哲学走向荒野表明人应该亲近自然而不 是与自然敌对，达尔文物种起源说明人类只能是大自然的一部分，与自 然不是相对立。中国几千年与自然和谐相处的思想在工业革命时代到来时期 逐渐被抛弃和遗忘，片面追求经济。近年来随着世界环境保护的呼声日益高 涨，各国纷纷展开环境保护行动并制定法律，中国也不例外。 “与自然和谐相处，适应自然。”是最耀眼的一颗环保思想之星，自然值 得尊重，虽然人类现在已经不完全属于自然，但仍与自然相互依存。在目前 的科技水平下，我们只能以朋友的方式来对待他，实现共赢，而不能建立在 满足自身利益而破坏另一方的基础上。应该了解自然的本性和人类自身本性， 在不改变双方本性的前提下，补正缺点，发挥优势，以达互利。 本论文项目来源是国家计划科学项目之一，是由陕西省科技厅立项，国 家科技部和陕西省科技厅共同资助完成的课题“渭河流域综合治理战略研 究”。目的是解决陕西省大部分人赖以生存的渭河流域面临的严峻环境问题。 通过调查研究发现问题，讨论问题，解决问题；使得渭河流域得到综合治理， 全面改善渭河流域生态环境，实现可持续发展。最根本就是了解渭河流域的 性质，根据人们需要，寻找最佳相处模式。作为此项目的子课题，本论文主 要解决农业污染问题。当前由于大量化肥农药的施用，造成对河流的污染， 形成营养化，导致生态环境恶化。化肥与农药的淋滤和污水灌溉，则引起地 下水的污染。同时，污水灌溉和化肥农药的施用也造成土壤酸化和土壤中重 金属的富集，当这些情况发展到一定的程度常会带来大的危害。因此，了解 渭河流域的农业污染现状，找出有效的方法缓解当前的恶性循环关系，为朝 着与自然和谐相处之路发展成为了重中之需。 本论文是了解目前农业活动对渭河流域造成影响及渭河流域反馈给人类 的信息。通过对部分典型区域的土壤地表水和地下水的测试分析，评价现有 环境现状；收集过去环境状况，预测环境污染发展趋势；分析各种污染形成 原因，提出合理的建泌和对策。 2 研究历史的回顾及研究进展 2 1 国外研究历史回顾及研究避展 当今莲界荟丈颡流污染穗况势不穗嗣，治理嚣壤麓力氇不鞫。发这国家 受到严重污染危害后，大力治璁环境，取得卓越的成效。部分发展中国家处 予旺盛发展时期，键环境治理惩力差，较发达匡家魄几十个国民经济年代， 因此需要努力寻找经济与环境共同发展之路，避免重蹈覆辙。 欧洲策茵河被称为德国的”父亲河”，怒德国境内最长的河流。二战结柬 五，疆若德国开始7 大麓褛熬蘩建工终，大量的取承捧污，整策萤浮承受了 不能承受之重，不仅河水水质急剧恶化，丽且周边生态也遭到几乎是毁灭性 的蠡壹。爱来，瑾多方共园努力下，经过长羯豹艰蓄浚理，菜蘸潺在走过了 半个世虫己的”先污染、后治理”的弯路之后，如今才又成为了一祭活生生的河 ( 1 i v er i v e r ) 。 莱蓉河流域国家建立菜毽河联合委员会，共同制定捧污标罐和承蒺这标 标准。对工业、城市生活用水的点源污染进行控制，并在沿河建立污水处理 厂，瘩壤不迭嚣，劐不是诲撵入涎肉f d i 溅馥r u c h a y , 1 9 9 5 ) 。为城污染实璇 生态系统燕建，划分排放物质种类：把不能排放的化学物质列入“黑名单”， 够排放的物质但必须减少排放的列入“获名单”。在九十年代，治理取得成 效后又阻提高河流的生态系统大马喻鱼返豳莱茵河为治理毯标 ( c d i e p e r i k ，2 0 0 0 ) ，采用生物监控河水水旗( j a v a nd ek r a a t s ，1 9 9 4 ) 。 在菜蔼海蜂各潮瓣共目努力下，菜嚣淫不莰重蠛了大马哈鱼，瑟量鱼瓣 种类还在增多。但怒，目前联台委员会对策菌河域的面源污染的控制技术水 平不商，未达到理想的效果 d i e t r i c hr u c h a y , t 9 9 5 ) 。尽管在1 9 8 7 1 9 9 5 年水 处理的按术水平越泉越高，点源污染基本得到控翩，但是永中的氮营养纯依 然存在并且呈上升趋势，据有关国外资料的调查表明，这些一般来源于土壤 中燕瑁豹氮在壤申麓残余( m d e w i ta n dh b e h r e n d t ，1 9 9 9 ) 。瓣藩，菜莛海 4 的瑟深污染治理燕抽繁遗幸亍。 有关缀遒指斑，救溯瑶瓣污染已经= 阡麓并取得了定残效。觚年代到 现今，发达园家在农救露源污染游理上主要通过源头控制，对农田面源、整 禽场西源溅行分类控粼。核心特援为在扎实的试验研究基礁上，发蒙环蟪发 好的农业生产技术替代原有技术，在各主簧水域和水源保护睡的研究和制定 限定往农渡生产技术橱准遵避技术层面与敬策层磷的给合，在全流域范围肉 广泛推行教融最谴莽分管理，戳稍承源保护区农蹬稼杨类型、轮佟类型、施 e 翌量、施黩期、月b 糙晶辩和藏b 巴方式，实行金濂域氨、磷慧量控铡，剀减农 娃蟊溺污染接放擞。爨5 0 年 弋疑寒，农爆豫学最鼹量较赢斡敬鼗困家氮、磷 化肥用量分别下降了大约3 0 和5 0 。曾缝一度十分严重的地下水硝酸盐污 染有所缓瓣，湖泊和近海域承体蛮营养纯也得到定稷度改善。这些控制农 妲面濂污染上采取的策略和技术，为中溺提供了可资借篷的经验( 张维理簿， 2 0 0 4 ) 。 怒秽海是世器繁一长游，盛罗淫下游昝蟪溽三楚测赠是太类文骧夔凝翠 发源地之一，古埃及诞生在此。现今埃及绝大部分工农业生产和人口集中程 遮罩。入 f 以其作为集中供水水濂，水质污染会影响到人们饮水。 2 0 世纪9 0 年代中期，耀罗河污染凋裔蒸本为河流污染诸如有机、无机 金蕊、念瘸含量 m e ，s o l t a n ，1 9 9 5 ) ，及求中生凌污染富集与溺流污染鲍穗 关挂( 挺。n e g o m a a , 1 9 9 5 ) 。2 0 擞纪筠年代泰黧，窍美淫流蓥金瓣含量与人 们饮用水的相关性文鼙发表( m a m m o h a m e da n dm a o s m a n ，1 9 9 8 ) 。 通过多数资料的调查，发现愿罗河流域尚未将舔源污染列入爨点研究。 处于点源污染治理阶段。 蟊瓣浮染是遥年索固癌 鲜境疆域簧遗荚注静个重要方蕊。据美萄、 秘本等瓣寐豹报道，帮篌点潦污染全面接涮之后，菠溜熊隶葳达栎率仅为6 5 ，湖泊的水质达标率为4 2 ，海域承鹱达标率为7 8 。厦源污蹶控制不好， 水体无法达标。奥地剥北部她送幽露灏污染物进入水环境约含氮爨运比点澡 大；丹嶷2 7 0 条河流9 4 氮负荷、5 2 磷负荷由面源污染引起；荷兰农业耐 源污染物掇供镌总氮、总磷分割占东环境污染总量的6 0 和4 0 一5 0 ；美 蕊6 0 的永体污染越源予螽源污染，占污染总量近2 3 ，箕农泣巅源污染贡 献率为7 5 左右。面源污染的控制势在必行。 自从2 0 世纪5 0 年代前后日本出现“水俣病”和“骨痛病”( 孙铁珩等， 2 0 0 1 ) 并查明这些人类疾病分别系h g 和c d 污染引起以来，重金属污染环境 问题普遍受到世晃各国的重视并采取了相应的防治措施。然而，随着人类对 资源需求水平的不断提高以及生产强度的日益加大，含有重金属的废弃物质 不断地输入环境，对环境造成的污染仍在加剧。其中，土壤作为环境的主要 载体之一受重金属污染程度越来越大，仅西欧约1 4 0 万个污染土壤位点中， 重金属污染便占绝大多数( e u r o p e a n e n v i r o m e n t a g e n c y ，1 9 9 8 ) 。我国受 重金属污染的耕地面积己达2 0 0 0 多万h m 2 ，每年出产重金属污染的粮食约 1 2 0 0 万t f 周启星等，2 0 0 1 ) 。 土壤受到化学物质污染，可能潜伏并引发较大事件，被称为“化学定时 炸弹”。2 0 世纪8 0 年代早期，波兰、捷克及东德边界森林的大面积死亡就是 一个实例。由于2 0 0 年的工业化，酸性物质在土壤中大量积累，尽管这里土 壤有很强的承受能力，但经过2 0 0 年已达极限，致使土壤p h 值突然降至4 2 以下，土壤中大量铝活动化，导致了严重的经济和生态损失。 过去多年农药及工业污染使瑞典的大片森林土壤中h g 及更具毒性的甲 基汞含量甚高，其总汞含量如果进入瑞典的众多湖泊中，将会造成比日本熊 县更加严重的水俣病事件( 陈同斌，2 0 0 3 ) 。所以重金属污染不容忽视。 2 2 国内研究概述 2 0 世纪人口迅速膨胀，农业集约化程度迅速增长，许多地区的湖泊、河 流、近海域都出现了严重的富营养化问题，严重影响了这些地区的水质。工 业污染物排入水体，受到污染的水被作为灌溉水源导致了某些有毒元素在土 壤中残留并可能富集于农作物，进入食物链对人体健康产生潜在危害。农业 灌溉易导致地下水的污染，使被视作“洁净”的地下水品质降低乃至污染。 人们饮用后可能罹患疾病。 面源污染相对下点源污染的面源污染有面积广、难察觉、难控制性。 目前中国水污染的核心问题足水体的氮、磷富营养化，全国的多数重要湖泊、 东系孛制约承俸承矮酌主要蒙蔽蒸奉上氇是戆氮、意臻浓度离。 张维瑾等， 2 0 0 4 ) 根据中国国家环保局在太湖、巢湖、滇池、三峡库区等流域的调查， 工监菠求对憨氮、墓磷黥贡簸率仗占1 0 1 6 ，丽生滔污水和农弼的氮磷滤 失是水体寓营养化的主要原因( 李宝贵等，2 0 0 1 ) 。集约化农区面源污染造成 嫩下水硝酸盐污染十分严重，在中国主要湖泊、水系和近海域面临由于严重 的富营养纯造成的隶体污染的阕时，中国诲多遣区蒋嗣憝农堑集翁傀程度高， 氮肥用量大的地区，已面i 临着严黧的地下水硝酸盐污染问题。从2 0 世纪6 0 年代嚣嫠纪8 。年代，孛国豹氮磷健疆越瓣铰羝；堡蠡麸鞠苹代后藏疆数 蹩大量增加，随地域、作物类型不同而不同：在长江以南的施肥爨高于长江 以北，东都高于西部，果树花卉离于一般的农作物。分布不均衡形成污染程 度不同，增加了管理与治理的难度，e 1 前污染仍处于上舞趋势。 据有关部门在9 0 笮代末期在北京、山东、陕西、河北、天津簿地2 0 个 豢6 0 0 多个熹位鹣懿搂调查中曼示，在l 方集约纯魏离l 器翅量缝送2 0 地下 水硝酸盐n o i 含量超过8 9 m g l | 1 ( 中国饮用水硝酸盐含赞限量标准) ，4 5 地 下水硝酸然n 0 3 - 含量越过5 0 m g ，l - 1 ( 主要发选国家饮用水硝酸盐含量限量标 准1 ，个别地点硝酸盐含量超过5 0 0 m g l - 1 。江苏、云南、山西等溉也报道在 高化肥量农区地下水磷态氮含量超标( 张维理等，2 0 0 4 ) 。以上的资料表明面 淄污染静调鸯j 拳必簧。 土壤萤金属污染土壤重金属可以富巢于作物进入食物链戏大气、水 源危害人们健藏，引袋癌症帮慢性璃等。如暴壤重金属含量达到一定限值， 爆发类似的“化学定时炸弹”事件，贝会造成巨大的经济损失，治理与恢复 相当困难。因此，对待这种污染，最好未雨绸缪做好土壤污染调搬工作。 蠢蘸我滏重金属污染静耩埯纛获鳕占辩逸慧蠢狡的1 5 ，每年溅壤污染 而减产粮食约1 0 1 3 0 万t ，另外还有1 2 0 0 万t 粮食超标，两者的直接魅济损失选 2 0 0 多亿元。笼萁是城磐生产的辍食、蔬菜、承果等食物，c d 、c r 、a s 、p b 等重金属超标更加严戴，有的地区粮食含c d 量甚至超过诱发“骨痛病”的 标准。2 0 馓纪8 0 年代出现了大跫的污水 饕溉导致农作物死亡的攀件( 郭， 元，1 9 9 2 ) 。d 1 2 污染、农药纯艟、生活垃玻等对土壤静藿金属富集造成重要 影响。从9 0 年代末歪今，中国，i ：展了大量的七壤重余属渊查。如在北京、天 7 津、上海、南京、成都、重庆等都对重金属在土壤中的含量及造成重金属富 集的原因作了测试分析f 何峰，2 0 0 4 ：刘英华，2 0 0 4 ：房世波等，2 0 0 3 ) 。同 时大量有关土壤修复的技术也在积极的摸索中，提出了生物修复等良好的生 态方案( 钟科，2 0 0 3 ；何翊，2 0 0 5 ) 。但目前我国的经济发展水平不高及发展 不平衡，也就造成了污染状况的不同，往往在经济发达的地区或一些优良的 基地能够给予较多的关注和支持已达环境保护标准，减少污染的效果，但大 量资料显示大多数地区仍然处于污染上升状态。 3 研究方法采样测试分析法 3 1 采集方法 在地图上选定典型采样区域，野外实地考察定点采样，采样选用三者呼 应法。在适宜的条件下，一般是地表水、地下水和土壤样点分布在相同的小 范围内，以便分析结果可以发现三者之间的污染关系。 首先进行资料收集。以下为资料收集的具体内容。 对 自然条件地质地貌植被水文 弱 气候 地 r 壤性状土壤类型剖面特征 编 分布及物理化学特征 调- 农业生产情况一土地利用农作物生长情况与产量耕作制度 薪水利肥料和农药的施用 究 污染历史及现状水气农药肥料及矿床 采集土壤样品的野外工作方法 在调查研究的基础上根据需要和可能布设采样点，以代表一定面积的地 区或地段。采样点的标准，每个采样点是一个采样分析单位，它能够代表被 监测的一定面积的地区或地段的土壤。山于土壤本身在空问分布上具有一定 的不均匀性，所以应多点采样并均匀混合成为具有代表性土壤样品。 以下为采样工作的具体靠设 1 ) 采样点的粕设 野外采样地区面积小、地势平坦，调查采用了对角线法。每个小块田地， 分别取对角线的四点和对角线交点五个样品，然后混合均匀，定为一个样点 的样品。 2 ) 采样深度 根据环境监测方面前人的经验，本次采样的深度分别为2 0 、4 0 c m 。挖 一个长4 0 c m ，宽2 0 c m ，深4 0 e m 的坑。分别取表层土2 0 m ，底层土4 0 c m 。 3 ) 采样方法 采用约能装5 0 0 9 能够密封的塑料袋，用铁铲取土，将土装入袋中，袋 中土即为所取样品。 4 ) 采样名称 表层土在样品名称的最后一个字母为a ，底层土在样品名称的最后一个 字母为b ，样品名称对应的数字为采集样点的次序。以下是各采样区域的样 品名称。交日灌区( j k 0 0 1 a ，j k 0 0 2 b ) ，周至猕猴桃基地( h s 0 0 1 a , h s 0 0 1 b ) ， 千河流域( 土地0 1 a ，土地0 2 b ) ，泾河流域( w l a , w 2 b ) ，洛河流域( l t l a ，l t 2 b ) ， 洛河苹果基地( l p s l a ，l p s l b ) 。 地表水和地下水的野外采集工作方法 水体监测没有必要对全部水体进行测定，为了使测定用水正确反映水体 的水质状况，具有代表性，必须控制好下列诸多关键环节：采样前的现场调 查研究和收集资料，监测断面和采样点的布设，采样时间和采样频率的确定， 采样器和采样方法的选择，水样的保存，运输和预处理。 首先提出采样计划，确定采样断面、垂线和采样点，采样时间和路线， 人员分工、采样器材、样品的保存和交通工具等。 由于本次的调查基金有限，所以调查的原则是以点代面，较多通过感性 的观察，较少取样，极是通过收集资料来说明问题，通过典型地区的采样， 验汪或对比资料，来说明渭河流域现存的问题，从而为环境保护提出有利的 建议。 采样前，首先确定样品的监测项目，从而确定所采样品( 首先进行踏勘， 依据经验来确定监测的项目) 。 9 1 ) 容器的准备选用聚乙烯塑料水壶若干个( 根据当次野外的采样点数 确定) ，塑料容器为有机物制品，盛有溶液的情况下常会溶解或吸附有机物质， 因此常用于金属和无机物的监测项目。本次项目主要测定的是重金属和无机 物。 容器在使用前洗涤，盛测金属类水样的容器，先用洗涤剂清洗、自来水 冲洗，再用1 0 的盐酸或硝酸浸泡8 h ，用自来水冲洗，最后用蒸馏水清洗干 净：盛装测有机水样的容器先用洗涤剂冲洗，再用自来水冲洗，最后用蒸馏 水清洗干净。 2 ) 采样器的准备采样器与水样接触材质常采用聚乙烯塑料、有机玻璃、 硬质玻璃和金属铜、铁等。清洗时，先用自来水除尘，洗涤剂去油，自来水 冲洗后，再用1 0 盐酸或硝酸洗涮，最后自来水冲洗干净备用。 3 ) 交通工具的准备在选择好路线时，根据地形选择必要的交通工具。 4 ) 采样一般选取河流的交汇处，长距离或较长时问采集，加入样品保护 剂。分别为酸性环境、碱性环境、氧化环境，并留出一份原样水。送往陕西 省地质实验矿产研究所化验。 5 ) 采样名称如下：地表水，黑河流域( h w 0 1 ) 千河流域( 河1 ) ，泾河 流域( w h 0 1 ) ，洛河流域( l h w l ) ；地下水，交口灌区( j k 0 1 ) ，千河流域 ( 地1 ) ，泾河流域( w t l ) ，洛河流域( l d w l ) ； 3 2 选择测试项目 样品测量项目为：土样_ p h 、铬( c r ) 、砷( a s ) 、铅( p b ) 、镉( c d ) 。 水样p h 、铬( c r ) 、砷( a s ) 、铅( p b ) 、镉( c d ) 、 总磷、化学需氧量( c o d ) 、铵态氮、氰化物。 f 面为选择这些测试项目的依据。 c rc r 进入农田的途径：c r 废水灌溉，使土壤、蔬菜中含c r 量增加。 含c r 废渣的堆放也是一个主要污染柬源，任意处黄c r 渣，长期锕水冲淋， 使大量六价c r 溶渗和流失。在金属冶炼及煤的燃烧时，含c r 废气污染大 气。微量的三价c r 对人体是有益的，可以促进人体的新陈代谢。六价c r 毒 o 性则很大，六价c r 在被皮肤吸收，真皮内还原三价c r 的过程中，具有刺激 性腐蚀性，并且容易吸收。所以在空气中含c r 0 1 0 3 m g k g 的环境中，c r 影响 会很明显。工人会普遍感到鼻干、鼻痛，出现鼻粘膜红肿；经过医检，发现 工人的肝肿大( 张文新等，2 0 0 4 ) 。c r 引发突变乃至癌变。 a s a s 污染主要是地质成因和人为污染。孟加拉国家的地下水污染就是 地质成因造成的，由于地质结构和生物地球化学的作用使深层地下水中含有 较高量的a s ( 潘希，2 0 0 4 ) 。造成环境污染，a 5 的来源：a 5 在农药、化工、 玻璃、合金等各方面的广泛使用使工农业生产中每年需要大量的a s 元素及 其化合物，这就需要有与之相应的大规模开采、冶炼和产品制造，这个过程 的每一环节a 5 都有可能通过排气、排尘和排渣以及最终产品的应用扩散到 环境中。此外，a s 常与许多有色金属元素伴生在矿石中，因此，这些元素的 开发和利用也会使a s 扩散。据1 9 7 4 年的统计，在美国国内从冶炼厂、农药 散布及火力发电厂飞散出来的a s 达1 3 万f f a ( 李玉玲等，2 0 0 3 ) 。 a s 进入人体最主要的途径是通过食物和饮水，大气中的a s 也可经呼吸 道进入人体，在某些情况下p l s 也可由皮肤侵入。人们在食用了被a s 污染了 的食物最终造成中毒和死亡。舡可以致癌。据自然杂志报道，流行病科 学家们警告说，在印度次大陆地区井水a s 污染的问题可能会影响到更多的 人群；这一地区的癌症死亡率和皮肤损伤都很高；这种情况都与慢性a s 吸 入有关( 办农，2 0 0 3 ) 。 a s 化物被广泛用于农业中作杀虫剂和除草剂。一般认为a s 在大多数植 物的可食部分的累积通常都比较低，很少能累积到危及到人体和动物健康的 浓度，因为在这之前的植物中毒已经发生( 蒋成爱等，2 0 0 4 ) 。 p bp b 对人体的神经系统损害较大。对儿童损害很大，会造成儿章的记 忆力下降，失眠，多动症等。因此，必须避免p b 在人体内的富集。 p b 通过大气、水体、饮食等各个途径，进入人体。如使用含p b 汽油车 辆的尾气排放，常会造成城市地区的空气中含p b 量高。在w h o 中报道美国 和澳大利业等国2 0 世纪8 0 年代末期其儿奄摄p b 量明显降低，此时这些国家 正好采用无焊容器盛装儿章食品及禁止使用含p b 汽油( g e n e v a ，1 9 8 7 ) 。在 工业方面也往往会有p b 污染。掘调查沈阳市环境空气中p b 的浓度，尽管比 使用无p b 汽油以前嘲显降低，极其范围值为0 4 5 q 5 1 v g m 3 ，超橼率仍达5 0 以上( 王金达等，2 0 0 2 ) 。p b 在不同物戚中的含量：植物) 动物；骨骼和内 脏) 肌肉和脂肪。食物中的p b 与本地区土壤和水中p b 含量有点接的关系。 在波兰，当建蔬菜瓣消费量与入俸盘豫零乎呈正耱暮，这是因主壤受到鹣 污染导致蔬菜p b 含鬣增加的结果f 黄亚军等，2 0 0 4 ) 。 e d 世界性较大的公害事传由重金羼c d 造成懿“骨痛病”对人体造成 了很大的伤害。据中国有关方颟报道，遭受c d 污染地区居民的健康受到c d 污染影响。在污染区居民中，头痛头晕、食欲下降、咳嗽、气喘等亚健廉状 态发生率麓予 污繁区矮涎，虽有显著往麓舞；雷、十二捧赫溃疡、支气管 炎、泌尿系结石等慢性病的发生率也高于非污染区，办有显著性差异( 吴恩 英，2 0 0 4 ) 。 据中国公共卫生记载，慢性c d 中毒引起腰背瘸，膝关节痛，甚至在咳 嗽、喷嚏时也能引起骨折、骨软化、骨质疏松、骨骼变形。 c d 主要用于彀镀、隶l 造含会、电洼、夔料添翔荆、食品籍鬻裁、杀虫翔 及颜料等。 蟑薰金属在壤孛静存在形态与壤粒环境条俘密切樱关。壤骂媲 条件。诸如土壤的p h 值、e h 德、土壤有机和无机胶体的种类、含量等差辩， 可s f 起壤中重金鹪存在形态的变化，从丽影响重金属在土壤中的迁移以及 作物对燕金属的碾收、富集。疆j 礅，测定p h 是必须的( 裁凳荣等，2 0 0 3 ) 。 氨氮和p 。氮索可以通过地表径流和淋失进入地表水，造成地下水和地 表隶中磷黢藏蠢、鼹硝酸篮氮露氨氨弱誊焦。佳l 薹氮索进入缝巍隶俸，与生 活污水一样，是引起水体富营养化之一。天然地下水古氮量极低，远低予我 国饮用水含纯氮2 0 m g l 的标准。在长期使用氮素豫肥的地区，地下水含氯 量在逐年增高( 刘青松，2 0 0 3 ) 。 全世界每年大约有3 0 0 4 0 0 万t 五氧化二磷从土壤中迁移到水体中，荧 罾每年遴过纯琵帮壤遗入求生态系统静磷量这4 5 ) j - t 左右，l i = l 奉东霹磷豹 排出负葡量为每年0 3 8 4 k g ，h m 2 ，陕西黄土高原侵蚀最严重的地区府谷妊、 米腊县农田中磷溅失量分别为每年9 9 k g h m 2 和8 7 k g h m 2 ( 郭兆明，1 9 9 2 ) e 氨氟的污染源主要出生滔污水中合氮宵机物分解产物，t 娩废水如熊化 污水、氨化肥厂污水，农田排水等( 王英健，2 0 0 4 ) 。 氰化物水体污染中的氰化物来源：工业企业排放的含氰废水：电镀废 水、焦炉和高炉的煤气洗涤冷却水，化工厂的含氰废水，以及选矿废水。电 镀废水含氰2 0 7 0 m g l ，化肥厂煤气废水含氰约1 8 0 m g l ，氰化物是剧毒物 质，人口服0 1 9 左右立即死亡。中毒机理主要是与高铁细胞色素氧化酶结合， 生成氰化高铁细胞色素氧化酶而失去传递氧的作用，引起组织缺氧窒息。水 中含氰达0 3 - 0 5 m g l 时，鱼便死亡。氰化物排入水体后有较强的自净作用， 氰化物与溶于水的c 0 2 作用产生h c n ，排向空中。 c n + c 0 2 + h 2 0 = h c nf + h c 0 3 水中氰化物在游离氧化作用下可生成n h 4 + 和c 0 3 2 ，即： 2 c n + 0 2 = 2 c n 0 c n o - + 2 h 2 0 = n h 4 + + c o f ( 张宝莉，2 0 0 2 ) 当口服量大时，中毒者在1 0 6 0 s 内会突然发生尖叫昏倒，临床表现为意 识丧失，瞳孔放大，呼吸困难，出现强直性与阵发性痉挛，2 3 m i n 后，呼吸 停止而死亡。如果剂量较小，临床会出现咽喉紧缩感，强烈恐怖感，心悸， 呼吸困难，剧烈头痛、意识障碍等( 李永，候学敏。2 0 0 2 ) 。 c o dc o d 是指化学氧化剂氧化水中有机污