農(nóng)業(yè)面源污染控制的機(jī)理與對(duì)策

農(nóng)業(yè)面源污染控制的機(jī)理與對(duì)策

農(nóng)業(yè)面源污染的產(chǎn)生、遷移和轉(zhuǎn)化過(guò)程主要是污染物從土壤路徑向其他路徑的過(guò)程，尤其是水路徑的過(guò)程。農(nóng)業(yè)面源污染的本質(zhì)上是一種分散污染。近年來(lái),全世界對(duì)水環(huán)境的關(guān)注要求農(nóng)戶(hù)去熟悉同環(huán)境友好的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式,農(nóng)業(yè)面源污染的危害及防治得到重視。農(nóng)業(yè)面源污染物從不同層次和不同角度理解種類(lèi)繁多,但主要的污染物有化肥、殺蟲(chóng)劑、硝酸鹽、沉積物、畜禽糞便、病原菌。農(nóng)業(yè)面源污染物通過(guò)徑流的傳遞嚴(yán)重影響水體質(zhì)量。降雨徑流過(guò)程(水文過(guò)程)、侵蝕過(guò)程和污染物的遷移轉(zhuǎn)化過(guò)程是農(nóng)業(yè)面源污染形成、影響和作用的主要特征。目前,國(guó)內(nèi)外農(nóng)業(yè)面源污染研究主要有化學(xué)投入品的合理施用、廢棄物再利用、灌溉水設(shè)計(jì)、水土流失防治、農(nóng)業(yè)面源污染物的污染機(jī)理、新技術(shù)應(yīng)用、土地利用方式剖析、徑流監(jiān)測(cè)、模型模擬、管理實(shí)踐、經(jīng)濟(jì)成本分析等。本文通過(guò)分析國(guó)內(nèi)外在農(nóng)業(yè)面源污染方面的研究成果,從農(nóng)業(yè)面源形成的條件和主要污染物的污染機(jī)理兩方面進(jìn)行歸納總結(jié),為農(nóng)業(yè)面源污染的防治和進(jìn)一步研究提供參考。1土壤表土養(yǎng)分流失源農(nóng)業(yè)面源污染發(fā)生條件有營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)過(guò)量、殺蟲(chóng)劑大量使用、農(nóng)村生活污水和廢棄物的任意排放、水動(dòng)力作用、土壤侵蝕、水和沉積物運(yùn)輸。表土養(yǎng)分的流失主要包括部分可溶性養(yǎng)分隨徑流向坡下流失,坡面徑流攜帶部分土壤細(xì)粒物質(zhì)向坡下運(yùn)動(dòng),部分徑流攜帶養(yǎng)分滲入土壤為植物根系截獲或在下層土壤中隨壤中流運(yùn)動(dòng)、再分布,部分土壤細(xì)粒物質(zhì)的淋洗、淀積。集水處的地貌特征影響水質(zhì)量,包括氣候、沉淀、水文、地質(zhì)、土壤、植被、地形、土地利用現(xiàn)狀。1.1化肥、化肥與畜禽糞糞農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中化肥、殺蟲(chóng)劑的大量使用,存在嚴(yán)重的農(nóng)業(yè)面源污染問(wèn)題,突出表現(xiàn)在殺蟲(chóng)劑、化肥的流失對(duì)地表水、土壤、大氣的污染以及在食物中的殘留。1978年以來(lái),我國(guó)肥料消費(fèi)快速增長(zhǎng),最近變成了世界上最大的生產(chǎn)和消費(fèi)N肥的國(guó)家。平均每年N的應(yīng)用率從1975年的38kghm2增加到1985年的130kghm2,從1995年的236kghm2增加到2001年的262kghm2,用N的效率低于40%,地下水中硝酸鹽濃度經(jīng)常超過(guò)飲用水標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)平均每年有1100多萬(wàn)噸的化肥流失,其中以N肥損失率最高。施入土壤的N只有30%~40%被作物吸收利用,約20%被作物的根、莖及土壤微生物固定在土壤中。據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織計(jì)算,世界每公頃耕地年平均化肥施用量為104kg,中國(guó)為261kg,美國(guó)108kg。另外,我國(guó)禽畜養(yǎng)殖業(yè)的糞便流失嚴(yán)重。1980年全國(guó)畜禽糞便產(chǎn)生約6.9億噸,2002年增至約41億噸,是工業(yè)有機(jī)污染物的4.1倍,預(yù)計(jì)2015年將達(dá)到60億噸。全國(guó)90%以上的畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)沒(méi)有污水處理系統(tǒng),畜禽糞便大多直接排入地表水,而很少作為肥料資源通過(guò)農(nóng)田再利用。2002年我國(guó)利用肉牛、豬、家禽和奶牛的糞便生產(chǎn)有機(jī)肥的比率分別為44%、43%、10%和3%,這不僅浪費(fèi)了養(yǎng)分資源,而且還污染了環(huán)境。1.2農(nóng)業(yè)面源污染的成因農(nóng)業(yè)面源污染發(fā)生伴隨流域暴雨過(guò)程產(chǎn)生,豐水年污染負(fù)荷較大,枯水年相對(duì)較小,污染負(fù)荷主要集中在年內(nèi)的暴雨期;農(nóng)田的施肥量和施肥時(shí)間對(duì)面源污染負(fù)荷也有重要影響,合理施肥對(duì)減少農(nóng)業(yè)面源污染負(fù)荷有重要意義。農(nóng)業(yè)面源污染主要由暴雨徑流沖刷作用產(chǎn)生,由于農(nóng)業(yè)面源污染在時(shí)間和空間上的廣泛性、隨機(jī)性及不確定性,目前主要采用模型估算的方法進(jìn)行研究。國(guó)內(nèi)外已經(jīng)開(kāi)發(fā)出各種數(shù)學(xué)模型,并且針對(duì)各種不同的地貌特征和土地利用類(lèi)型,獲取了一定數(shù)量的水文參數(shù)和污染物參數(shù),以這些模型為基礎(chǔ)的決策支持系統(tǒng)也被應(yīng)用于流域環(huán)境規(guī)劃與管理過(guò)程中。土壤侵蝕包括土壤顆粒在土體中的分散過(guò)程和在陸地表面的傳輸和沉積過(guò)程。污染物在地表的遷移轉(zhuǎn)化受其自身組成的影響,污染物可分為顆粒態(tài)和溶解態(tài),顆粒態(tài)污染物只能隨地表徑流遷移,而溶解態(tài)的污染物則可隨地表徑流、土壤流和地下水流遷移。污染物在傳輸過(guò)程中,一部分顆粒態(tài)物質(zhì)由于重力作用發(fā)生沉積,從而減少了污染物輸出量。1.3面源污染的徑流和土壤濕度農(nóng)業(yè)面源污染最終主要以雨水徑流的形式產(chǎn)生。由于匯水面的性質(zhì)不同,導(dǎo)致不同的水文特征。通常農(nóng)業(yè)面源的匯水面徑流系數(shù)小,形成徑流的時(shí)間長(zhǎng),地下的入滲量較大。徑流形式主要表現(xiàn)為地表漫流、溝渠和河道徑流。河流中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度同土壤、水文條件有強(qiáng)的相關(guān)性。一般來(lái)講,徑流量越大,污染物負(fù)荷量越高;在徑流量相同的情況下,潛在的污染物含量越高,造成的污染負(fù)荷越大。徑流量大小取決于降雨量、降雨強(qiáng)度、降雨歷時(shí)、流域下滲和蓄水特征等因素。由降雨所產(chǎn)生的徑流是造成面源污染的主要驅(qū)動(dòng)力。降雨徑流過(guò)程的研究,大多以水文學(xué)為基礎(chǔ),重點(diǎn)研究農(nóng)業(yè)面源污染的產(chǎn)流、匯流特性。在同一降雨數(shù)量下,一個(gè)短暫高密度的降雨通常比一個(gè)長(zhǎng)時(shí)間低密度的降雨造成更多的徑流。沉積物傳輸?shù)胶恿髦心軐?dǎo)致河流動(dòng)植物的生活環(huán)境和河流水文學(xué)條件改變。在潮濕的氣候和半干旱氣候區(qū)濕的季節(jié),表面徑流是在有限的時(shí)間和有限的地區(qū)產(chǎn)生。這些地區(qū)土壤能在一個(gè)暴雨期間快速地膨脹,導(dǎo)致土壤濕度、地形、地表水量的改變。例如,每年在俄亥俄州地區(qū)發(fā)生一次或二次特大的暴雨形成超過(guò)全年徑流的75%,每年總P輸出超過(guò)全年的90%。在春天和冬天,山上來(lái)的水頭中硝酸鹽和總P的濃度較高。在干的季節(jié)如夏季,硝酸鹽和總P的濃度受河流生物過(guò)程和人工供水的影響較強(qiáng)。在冷的季節(jié)如冬天和春天,盡管硝酸鹽和總P有同樣的空間動(dòng)力,但進(jìn)入水體為硝酸鹽。在雨季如春天,P的遷移變化也同位于斜坡上游的森林相關(guān)。1.4農(nóng)業(yè)面源污染農(nóng)業(yè)面源污染的產(chǎn)生與地表形態(tài)密切相關(guān),土地利用類(lèi)型是影響農(nóng)業(yè)面源污染物傳輸最重要的因素。污染物沖刷的強(qiáng)弱取決地形、地貌、植被的覆蓋程度和污染物分布狀況。土壤的特性如土壤質(zhì)地、pH、陽(yáng)離子交換量(CEC)、有機(jī)質(zhì)含量、透水性及土壤剖面等均可改變土壤中污染物的含量及累積量,從而影響農(nóng)業(yè)面源污染負(fù)荷。污染物沉積的主要影響因素包括流域的地形、坡度、污染源與流域出口的距離等。土地利用方式也是重要的影響因素,土地利用方式表示一個(gè)區(qū)域內(nèi)人類(lèi)的主要活動(dòng),農(nóng)業(yè)面源污染負(fù)荷在相當(dāng)程度上與土地利用狀況及土地利用強(qiáng)度有關(guān)。土壤濕度和土體運(yùn)動(dòng)是農(nóng)業(yè)面源污染發(fā)生的兩個(gè)重要概念。土壤濕度決定沉積物滲透到土壤中和形成徑流的量。在土層中存在蓄水層和防水層,頂部不確定的蓄水層叫淺水層,最容易受農(nóng)業(yè)面源污染物的影響。對(duì)于陡峭的斜坡,通過(guò)耕作措施能大量地減少流失量,如等高線和梯田及其它聯(lián)合作用。地表徑流中的N傳輸?shù)胶訛I帶時(shí),能被植物吸收、發(fā)生脫硝作用、沉積物的誘捕。植物吸收不可能是一個(gè)長(zhǎng)期移動(dòng)N的過(guò)程,除非植物被收獲,每年的植物將枯死,分解作用又重新釋放N。農(nóng)作物和森林植被能攔截降雨量,一個(gè)覆蓋度好的森林每年能攔截10%~20%的降雨量。Herlihy等(1998)用GIS空間數(shù)據(jù)多元回歸分析美國(guó)大西洋中部368條河流,發(fā)現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度、氯化物濃度、酸的中和能力、基本的陽(yáng)離子量同流域土地蓋度有強(qiáng)的相關(guān)性。2農(nóng)業(yè)面源污染機(jī)2.1n的生物生態(tài)學(xué)特性是一個(gè)復(fù)雜的、反復(fù)的過(guò)程,其重點(diǎn)在于土N是生命物質(zhì)必需的元素。在天然水中N的化學(xué)性質(zhì)復(fù)雜,因?yàn)镹存在不同的氧化狀態(tài)如NO3-(+5)、NO2-(+3)、(NH4+)(-3)。在這些物質(zhì)中,NO3-和NO2-最受關(guān)注,因?yàn)樗鼈儗?duì)人類(lèi)健康構(gòu)成潛在的毒害。大約20%~70%的N應(yīng)用到作物上,剩下的N進(jìn)入大氣中,或結(jié)合到土壤有機(jī)物質(zhì)中或滲漏到地下水中以硝酸鹽形式存在。流域中水的化學(xué)反應(yīng)是非線型的,控制N的作用有滯后性,這個(gè)趨向在農(nóng)業(yè)面源污染過(guò)程方面減輕非常困難。非線型特性引起對(duì)降雨和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)負(fù)荷的延時(shí)響應(yīng),這個(gè)特征在酸沉降流域研究中得到證明。次要的原因可能歸因于流域土地利用類(lèi)型。在一個(gè)確定的土地利用內(nèi)和一個(gè)地形邊界內(nèi),營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)負(fù)荷減少的響應(yīng)依靠它的位置和相對(duì)起作用的地表面。據(jù)大量的應(yīng)用表明N的利用效率低、作物的吸收量少,因?yàn)镹的吸收只是在作物沒(méi)收獲的時(shí)候,作物收獲后土壤中N在反硝化和氨化作用下以不同形態(tài)揮發(fā)或滲透到土壤的深層部位。一些人認(rèn)為植物微生物在保持N方面起重要作用。農(nóng)家肥中大部分N為有機(jī)的和NH3的形式存在。如果農(nóng)家肥使用后不是在短的時(shí)間內(nèi)被作物吸收,大部分的N將以NH3的形式揮發(fā)損失。農(nóng)家肥中N的損失高達(dá)30%。N的損失也發(fā)生在處理或貯藏過(guò)程中。新鮮的農(nóng)家肥在有氧的條件下N的損失可高達(dá)70%~80%,但在厭氧的坑中損失僅為15%~30%。一些研究認(rèn)為在池塘和濕地長(zhǎng)時(shí)間地滯留或在有侵蝕的流域,有機(jī)N的沉淀是一個(gè)次要的過(guò)程。如果增加有機(jī)N的礦化是減少N保持力的主要原因,阻止反硝化作用可能有利于高N的保持。例如,低的滯留時(shí)間、低的溫度、少量可用的N或C、水中高的氧含量能有效地保持N不被流失。河水中N污染源以NH4+-N為主,而井水中以NO3--N為主,湖、河及井水不同深度的水樣中NO3--N和NH4+-N濃度差異不顯著,但隨時(shí)間變化差異明顯。N流失在不同季節(jié)表現(xiàn)出一定的形態(tài)差異性,稻季以NH4+-N為主(53%),麥季以NO3--N為主(46%);P在稻季和麥季的流失均以顆粒P為主(56%~69%)。穩(wěn)定肥料中N是通過(guò)抑制硝化作用,增加作物在以后季節(jié)的利用和吸收,減少它在土壤中的流動(dòng)性?？刂芅的方法包括輸入的減少、灌溉管理改進(jìn)、冬季覆蓋作物。2.2暴雨事件中的磷礦物和巖溶p在淡水中,P是藻類(lèi)生長(zhǎng)的關(guān)鍵營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。控制P吸附的主要變量有土壤粘粒、Fe、Al、CaCO3和有機(jī)顆粒物。在酸性土壤中,粘粒、Al、有機(jī)顆粒物主要控制P的吸附;在石灰性土壤中,Fe、CaCO3控制P的吸附。風(fēng)化土壤中P的吸附比例比較高,因?yàn)檫@些土壤類(lèi)型含有相對(duì)高的粘粒、Al和Fe含量;沙土中,相對(duì)低的反應(yīng)要素提高了溶液相中P的含量。有機(jī)物質(zhì)能提高P的吸附,但僅在有限的范圍內(nèi),非常高的有機(jī)物質(zhì)如泥炭塊和有機(jī)肥料多的土壤更容易使P溶解,也許因?yàn)橛袡C(jī)物質(zhì)影響了P的吸附點(diǎn)。在石灰性土壤中,P能同CaCO3結(jié)合形成磷酸鹽。土壤pH也影響P的吸附/解吸,P最大的溶解發(fā)生在pH為6.0~6.5的時(shí)候。在酸性條件下攔截從農(nóng)田來(lái)的P,低磷酸鹽濃度時(shí)發(fā)生P被Fe和Al的氧化物和粘土礦物吸附,高濃度時(shí)發(fā)生Fe和Al的磷酸鹽沉淀。酸性土壤中無(wú)機(jī)磷酸鹽主要為Fe和Al的磷酸鹽,堿性土壤中主要為Ca磷酸鹽。以N為基礎(chǔ)的肥料管理下,土壤中P的水平將持續(xù)增加。高P水平的土壤容易受到侵蝕的影響,水體富營(yíng)養(yǎng)化危險(xiǎn)大。土壤中無(wú)機(jī)P形式極度地不溶解,因?yàn)镻被粘土吸附,Fe和Al氧化物濾取P到地下水很少。P的滲漏常發(fā)生在排水好的、深的、沙質(zhì)土壤中。暴雨期間沉積物傳輸P導(dǎo)致質(zhì)地好的土壤侵蝕。P傳輸?shù)募竟?jié)性同土壤飽和水的變化有關(guān)。河流河岸侵蝕也是微粒P的來(lái)源,也通過(guò)結(jié)合在家畜身上進(jìn)入水體。水中的P濃度同最近的河流密切相關(guān),而同整個(gè)流域中每個(gè)流域段高P土壤的分布無(wú)相關(guān)性,因此,河流附近的表面徑流和土壤中P水平是流域輸入P的主要形式。相對(duì)于遠(yuǎn)離河渠的徑流地區(qū),加強(qiáng)在河流附近主要表面徑流產(chǎn)生地區(qū)的P管理有更大的潛在減少P輸出的作用?；实膽?yīng)用、家畜廢水和糞便的產(chǎn)生是農(nóng)業(yè)集水區(qū)P的主要來(lái)源。地質(zhì)學(xué)物質(zhì)、土壤、植被沉積也是天然P來(lái)源。在土壤接近飽和時(shí),化肥應(yīng)用和放牧能導(dǎo)致大量有效P和顆粒P的損失。通過(guò)顆粒物、主要的無(wú)機(jī)P負(fù)荷能計(jì)算每年大部分總P的傳輸和近似反映流域懸浮沉積物的動(dòng)力學(xué)。集水區(qū)形態(tài)學(xué)和土地利用方式也影響P的流失。有機(jī)P的滲透在一些地區(qū)顯著,因?yàn)橛袡C(jī)形式的P被土壤吸附弱。暴雨事件中,沉積物帶著明顯高的有效P濃度。沉積物濃度高時(shí),大部分P傳輸受沉積物控制。農(nóng)業(yè)土地上的P大多隨沉積物傳輸,控制P主要通過(guò)控制沉積物實(shí)現(xiàn);并且P同土壤結(jié)合在一起,不明顯影響地下水。在濕地沉積物中N比P更容易移動(dòng)。P經(jīng)常緊密地吸附在粘土顆粒中,小的濕地保持P較低,草或牧場(chǎng)系統(tǒng)比耕作系統(tǒng)能輸出大比例的有效P。在地表徑流中減少P的流失包括應(yīng)用P前的土壤測(cè)試、覆蓋作物減少表面徑流和侵蝕、等高線耕作、保護(hù)性耕作、河濱區(qū)域管理。2.3地下水中硝酸鹽含量隨地表土壤質(zhì)量的變化情況,我國(guó)農(nóng)業(yè)大量N肥施用到農(nóng)田和作物系統(tǒng)中,低N利用率經(jīng)常導(dǎo)致硝酸鹽過(guò)剩滲透到地下水中。我國(guó)平均N的利用率為30%~41%,大約水稻田損失N肥30%~70%,旱地?fù)p失N肥20%~50%,直接通過(guò)滲透損失N肥5%~10%。在一些飼養(yǎng)場(chǎng)土壤剖面,反硝化作用可能發(fā)生。Schuman和McCalla(1975)測(cè)量了硝酸鹽濃度在距土壤表面100mm的土壤中為7.5mgkg-1,在200mm以下硝酸鹽濃度低于1.0mgkg-1。Elliott等(1972)開(kāi)挖一個(gè)牛飼養(yǎng)場(chǎng)的沙土剖面,在表土下面0.45m、0.70m、1.10m處收集徑流水,樣品中硝酸鹽的濃度通常低于1.0mgL-1,在75mm處的濃度范圍為0.3mgL-1~101mgL-1。Sewell(1978)發(fā)現(xiàn)在15m井中的硝酸鹽和氯化物濃度在6個(gè)月的使用期間快速增加,后來(lái)慢慢降低到使用前的相近水平。沙質(zhì)土壤中硝酸鹽通過(guò)灌溉滲漏最大,粘土中最小。粘土的襯墊層能減少肥料在貯藏池下面的化學(xué)運(yùn)動(dòng)。Schmidt和Sherman(1987)發(fā)現(xiàn)許多地區(qū)地下水中高的硝酸鹽濃度同地表沙質(zhì)土壤有相關(guān)性。在作物根部區(qū)域硝酸鹽濃度隨粘土含量的增加而降低。Lund和Wachtell等(1979)研究表明質(zhì)地好的土壤比沙質(zhì)土壤的反硝化作用強(qiáng),因?yàn)橘|(zhì)地好的土壤中有高的土壤濕度和有機(jī)碳比例。Mcneal和Pratt(1978)認(rèn)為很少的反硝化作用發(fā)生在2m下的淹沒(méi)排水溝地方。劉光棟等研究表明農(nóng)田耕作管理與淺層地下水硝酸鹽含量之間缺乏必然相關(guān)性。地下水中硝酸鹽N的污染過(guò)程和空間分異研究表明硝酸鹽分布深度達(dá)150m~200m,NO3--N污染類(lèi)型和分布主要受地下水在水平方向上的流動(dòng)影響。改良灌溉也可能提高硝酸鹽滲透到含水土層中。其它影響硝酸鹽的因素有土地利用類(lèi)型、滲流區(qū)厚度、土壤質(zhì)地、肥料應(yīng)用時(shí)間,土地利用類(lèi)型也顯著影響淺層地下水N的負(fù)荷。在蔬菜生產(chǎn)地區(qū),地下水硝酸鹽濃度非常高,但地表應(yīng)用率和地下水硝酸鹽濃度的相關(guān)性在鄰近的地區(qū)發(fā)現(xiàn),這個(gè)矛盾歸因于水力地質(zhì)條件的變化。我國(guó)華北典型高產(chǎn)糧區(qū)桓臺(tái)縣農(nóng)業(yè)硝酸鹽面源污染具有非均衡的空間分異特征,即硝酸鹽定向遷移導(dǎo)致硝酸鹽凈輸出源區(qū)和凈輸入?yún)R集區(qū),源區(qū)硝酸鹽污染相對(duì)穩(wěn)定,而匯集區(qū)硝酸鹽污染趨于惡化,不同程度污染面積占56.57%,其中大于10mgL-1的污染面積占20.5%;污染較重的匯集區(qū)4年間地下水NO3--N濃度升高到27.2mgL-1,而源區(qū)則相對(duì)穩(wěn)定在5.5mgL-1~7.2mgL-1,農(nóng)業(yè)面源污染空間分布與潛水位等值線的一致性表明在空間分異過(guò)程中地下水流向占主導(dǎo)作用。2.4不同類(lèi)型條件下的藥劑有很高的蒸發(fā)壓力和水傳導(dǎo)率方面的不同二次世界大戰(zhàn)后,鹵代苯氧型除草劑和有機(jī)氯殺蟲(chóng)劑廣泛運(yùn)用,如2,4二氯苯氧基乙酸和DDT。19世紀(jì)60年代中期,它們被氨基化合物和三嗪除草劑、碳酸的和有機(jī)磷酸酯的殺蟲(chóng)劑代替。80年代開(kāi)始,三嗪除草劑、有機(jī)磷酸酯和氨基甲酸鹽殺蟲(chóng)劑逐漸被限制,被其它半衰期短和用量少的殺蟲(chóng)劑類(lèi)型代替。殺蟲(chóng)劑的蒸發(fā)壓力通常極度低,高蒸發(fā)壓力的殺蟲(chóng)劑容易在蒸發(fā)作用下散失到大氣中,一些高揮發(fā)性的殺蟲(chóng)劑也可能向下傳輸進(jìn)入到地下水中。通常,質(zhì)地粗糙的土壤比質(zhì)地細(xì)密的土壤有高的滲透率和水傳導(dǎo)率。土壤pH是重要的因素,在土壤堿性條件下二溴氯丙烷的降解或水解率較快。土壤中大孔隙和裂縫能影響殺蟲(chóng)劑的傳輸,在特殊的水灌溉條件下,殺蟲(chóng)劑將在一個(gè)短的時(shí)間內(nèi)通過(guò)大孔隙和裂縫移動(dòng)到水體中。耕種影響地表下殺蟲(chóng)劑的濃度,但在不同的地區(qū)結(jié)果不一致。通常,減少耕種引起殺蟲(chóng)劑在地下的分散。殺蟲(chóng)劑的有效利用率很低,噴施中殺蟲(chóng)劑只有10%~20%的殺蟲(chóng)劑附著在植物體上,其余部分約有40%~60%降落于地面,5%~30%飄浮于空中,落于地面上的殺蟲(chóng)劑又會(huì)隨降雨形成的地表徑流而流入附近水域或滲入土壤。殺蟲(chóng)劑影響因素包括使用時(shí)的降雨時(shí)間、總降雨量和殺蟲(chóng)劑特殊的物理化學(xué)性質(zhì)。在溪流中短暫的殺蟲(chóng)劑濃度高峰增加了污染物監(jiān)測(cè)的難度。2.5城市河流中的大腸菌密度農(nóng)業(yè)面源污染的病原菌主要為細(xì)菌、大腸菌等。土地利用特征能影響接納水體中大腸菌密度。Gannon和Busse(1989)發(fā)現(xiàn)在城市地區(qū)暴雨徑流中有非常高的大腸菌水平。另外,不同非透水面徑流中大腸菌密度有高的可變性。Young和Thackston(1999)報(bào)道在城區(qū)支流中大腸菌密度直接同住房密度、人口密度、密封的化糞池比例相關(guān),可能與地區(qū)家庭的寵物行為有關(guān),暴雨徑流發(fā)生多的地區(qū)比不發(fā)生的地區(qū)有高的大腸菌密度。Mallin等(2000)發(fā)現(xiàn)在幾個(gè)河口系統(tǒng)中,幾何平均數(shù)的大腸菌密度直接同密封的化糞池多少相關(guān),同時(shí)指出大腸菌密度同混濁度和鹽度相關(guān)。Mallin等(1999)發(fā)現(xiàn)季節(jié)性變化和潮汐影響大腸菌密度。最近的研究表明化糞池可能是一個(gè)嚴(yán)重對(duì)人類(lèi)影響的排泄物污染源。但是,有研究表明化糞池不是主要的進(jìn)入河口的排泄物污染源。在適當(dāng)?shù)耐寥篮退Φ臈l件下,腐爛物系統(tǒng)能有效的移去排泄物細(xì)菌。Weiskel等(1996)比較其它來(lái)源,估計(jì)從化糞池來(lái)的排泄物負(fù)荷最小,盡管這個(gè)地區(qū)存在大量的化糞池。目前,病原菌的研究主要集中在城市面源污染,而農(nóng)業(yè)面源污染的研究較少。2.6侵蝕和傳輸沉積物沉積物是傳輸土壤附著的化學(xué)污染物從農(nóng)業(yè)面源產(chǎn)生地區(qū)到水體中的重要工具。沉積物能攜帶農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的殺蟲(chóng)劑,除去的雜草和其它附著在土壤上的有害物也能隨著流失的沉積物從一個(gè)農(nóng)田傳輸?shù)搅硪粋€(gè)農(nóng)田。農(nóng)業(yè)面源污染問(wèn)題解決必須強(qiáng)調(diào)侵蝕和沉積物控制。研究表明大部分沉積物通過(guò)集合體侵蝕和傳輸,特別是沉積物的粘粒部分。因此,粘粒的粒徑大小和致密性可能在土壤侵蝕過(guò)