农田排水中氮磷迁移转化规律的研究进展お.doc

农田排水中氮磷迁移转化规律的研究进展お 　　摘要：[HT5”K]指出了氮、磷在排水沟渠中的迁移转化是农业面源污染控制和管理的重要环节。归纳总结了氮、磷在排水沟渠系统中的迁移转化机制及其影响因素。结合目前研究现状，探讨了目前研究中存在的不足，提出了在原位条件下，进行排水沟渠各组分及各影响因素综合作用下的氮、磷迁移转化规律研究是今后该领域的研究重点，分析了在河口盐碱地带开展相关研究的必要性。 　　关键词：[HT5”K]农田排水；氮；磷；迁移转化 　　收稿日期 　　作者简介：程希雷（1980―），男，辽宁阜新人，博士，工程师，主要从事水体污染治理与防治工作。 　　中图分类号：[HT5”SS]X703 　　文献标识码： 　　[JY]文章编号：[HT5”SS]1674994.4（2015HK] 　　1引言 　　水体富营养化是一种严重的水体污染，不仅影响水体水质，也会对水环境造成负面影响。水体富营养化已经成为全球性环境问题，也是世界水环境面临的最为重要的问题，引起了生态学家、湖沼、海洋学家的普遍重视，同时也得到一些国际组织、国家政府及社会各界人士的广泛关注与重视。大量研究表明，农田氮磷流失导致的农业面源污染是形成水体富营养化的主要原因。如何有效防治农田面源污染，修复水环境是目前亟待解决的问题。针对农田氮磷流失引起的农业面源污染问题，采用的控制措施主要可归纳为：源头控制、中间调控和末端治理3个方面。源头控制就是通过加强田间管理、科学施肥减少面源污染的产生。中间调控就是在面源污染迁移的过程中加以截留和净化，达到削减污染物进入下游受纳水体的总量；末端治理就是在污染物汇入河流、湖泊等后进行去除。与源头控制和末端治理相比，中间调控是一种更加经济可行的手段，这是由于虽然源头控制是削减农业面源污染物最有效的措施，但是在目前粮食危机日趋严峻的形势下，大幅度减少化肥施用量难以实现，而末端治理又具有高投入、低收效的特点。也正因如此，中间调控措施得到了国内外学者以及水环境保护工作者的高度重视。农[JP3]田排水是农田氮磷流失的主要途径，研究农田排水中的氮磷在排水沟渠系统中的迁移转化规律是有效进行中间调控的基础，因此在治理以及防治因农业面源污染而引起的水体富营养化中显得尤为重要，对于水环境治理具有事半功倍的效果，对正确评估水稻田流失氮、磷对环境的污染和影响，提出科学有效的控制措施具有重要意义。[JP] 　　[JP3]本文旨在对农田排水中的氮磷迁移转化规律进行综述，以期为建立科学合理的水体富营养化控制措施以及后续的污染治理工程提供决策依据，并为建立可持续发展的生态农业提供理论依据和数据支持，也为面源污染模型的建立及应用提供理论基础。同时本文还将分析探讨目前研究工作的不足，并对未来的研究方向提出展望。[JP] 　　2[JP3]氮磷在排水沟渠系统中的迁移转化机制[JP] 　　排水沟渠中的氮主要以有机氮、氨态氮（NH+4-N）和硝态氮（NO-3-N）的形式存在，磷主要是以溶解态磷（DP）和颗粒结合态磷（PP）形式存在。这些不同形态的氮、磷在植物、微生物和基质底泥的共同作用下在排水沟渠系统中进行着迁移转化。因此，氮、磷在排水沟渠系统中的迁移转化机制可以概括为：底泥吸附、植物吸收和微生物降解与协同。 　　2.1底泥吸附 　　排水沟渠的底泥有巨大的表面积，富含有机质，有较好的团粒结构，对水体中的氮磷会产生吸附作用。从农田流失掉的不同形态的N随着排水进入沟渠，其中有机态N和NH+4-N会被底泥所吸附，研究表明沟渠底泥对NH+4-N的最大饱和吸附量可达13mg/g，而由于底泥胶体带负电荷，因此NO-3-N不易被底泥吸附。被底泥吸附的有机N通过矿化作用转化为NH+4-N，并在硝化细菌作用下进一步发生硝化作用转化为NO-3-N，厌氧条件下，发生反硝化作用，形成N2和N2O，挥发进入大气。与氮相比，底泥对磷的吸附能力和速度要更强大。当农田排水进入沟渠以后，大量的可溶性磷被底泥吸附，研究表明，底泥对磷的吸附率最大可达99%，底泥吸附是农田排水中磷去除的主要机制。底泥对磷有很强的吸附能力是由于底泥中含有较多的无定型（非晶体型）铁、铝氧化物，能与磷形成溶解度很低的磷酸铁或磷酸铝，但随着底泥深度的增加，好氧状态逐渐向缺氧、厌氧状态转化，铁、铝等形态随之发生变化，因此，底泥对磷的吸附主要发生在表层，且随深度增加，吸附能力下降。底泥对磷的吸附过程是可逆的，因此被底泥吸附的部分磷只是暂时储存在底泥中，一旦底泥对磷的吸收会出现饱和状态，或是沟渠水体磷浓度降低，不能满足植物和其他生物的生长需求，就会使一部分磷由底泥重新释放到水中。正由于被吸附的磷会发生解吸现象，因此尽管底泥吸附作用对磷的去除发挥重要作用，但是同时沟渠底泥中的磷也是造成磷