硝酸鹽污染

近幾十年來，隨著工農業生產的發展，農村、城市的地下水都存在著不同程度的氮污染問題，農業化肥的過量使用，尤其足氮肥的過量使用和動物排泄物的處置不當，使世界許多地方地表水和地下水中硝酸鹽氮的含量在不斷升高，已經危及包氣帶土壤和地下水的質量安全，硝酸鹽污染日趨嚴重。

土壤中的硝酸鹽主要被農作物吸收，澆水灌溉也使硝酸鹽滲入、污染地下水體。蔬菜極易吸收和富集硝酸鹽，從調查結果來看，過量施用氮肥使土壤中的硝酸鹽含量明顯升高，直接導致蔬萊硝酸鹽過多積累，尤其是葉菜類。硝酸鹽攝人人體后可轉化為亞硝酸鹽、皿硝酸胺，甚至致癌。因此，開展土壤硝酸鹽控制途徑的研究，對降低農作物及蔬菜中硝酸鹽含量，生產綠色食品有著極其重要的意義。

地下水中硝酸鹽是一種日益增加且分佈廣泛的污染物質。地下水中大量的硝酸鹽氮主要來源於居民生活污水與垃圾糞便、化肥、工業廢水、大氣氮氧化合物乾濕沉降以及污水灌溉等。

一般認為，過量施用氮肥是造成地下水硝酸鹽污染的主要原因。自上個世紀初實現氮素化肥的人工合成以來，全球農作物單位面積產量的大幅度提高在很大程度上依賴於氮素化肥施用量的不斷增加。農田施用氮肥雖然使糧食產量至少增加40%，但因為農作物種類和施肥技術不同，施用的氮肥僅有25%～85%被植物吸收利用，大部分氮肥經各種途徑進入環境中，尤其是農田氮肥的徑流損失和淋溶損失，使得許多地表水和地下水硝酸鹽含量過高。

生活污水和居民生活區的糞便是造成地下水污染的一個重要來源。大量的生活污水、糞便通過滲井與化糞池滲入地下，其有機氮化合物在土壤微生物的作用下，分解產生的氨基酸，經氨化作用合成氨，再經亞硝酸鹽細菌作用轉化為亞硝酸鹽，最後經硝化細菌的作用而氧化為硝酸鹽，從而造成地下水中硝酸鹽污染。

由於現代工業的發展，特別是食品、皮革、造紙等輕工業均排出含大量有機物的廢水，這些有機廢水可通過滲透作用進入地下水中，並轉化為硝酸鹽，為硝酸鹽的形成提供了物質條件。而且，一些機械化學等工業每年還使用大量與硝酸鹽有關的原材料，這些原材料流失到河、湖、土壤、大氣與地下水等環境中的數量可佔一半以上，造成嚴重的水體污染。

因為煤、石油、天然氣、植物等的燃燒也產生了大量的氮氧化合物。通過化學作用后，形成硝酸鹽類沉降下來，或隨雨水降落到地表、土壤和河、湖中，最終也能進入到地下水。

近年來，隨著水資源的日益緊張。污水灌溉增多。污水灌溉面積大幅度增加，污水水質也發生了明顯的變化，污染物濃度增高。灌溉面積己從1963年僅有63萬畝發展到1998年的5427萬畝，佔全國總灌溉面積的7.3%，特別是1978到1980年污灌面積從500萬畝猛增到2000萬畝。利用污水灌溉雖然在一定的程度上可以緩解農業用水和水資源短缺的矛盾。在利用污水中大量有機物作為肥料的同時，污水也得到了一定的凈化，但是污水中含有大量的有機氮化合物，如果灌溉不合理，它們不僅污染了農田環境，對土壤和農作物形成直接危害，而且在土壤微生物參與下，污染地下水，導致地下水中硝酸鹽的增加。

20世紀50年代以來，隨著城市規模的不斷擴大和工農業生產的迅速發展，城市用水量也隨之增加。本世紀以來，地下水超采嚴重，引起水位持續下降，形成了地下水降落漏斗，改變了水動力條件，加速了污染的範圍。同時由於水位下降，原先的飽水帶變為包氣帶，氧化還原作用增強。促進了有機物分解及二氧化碳分壓增大，從而進一步溶解了土體中原先難溶解的砂礫石等物質，使地下水體中溶解性總固體含量上升，總硬度升高。

硝酸鹽本身易被生物體吸收，也易排泄，對哺乳動物不構成直接危害。但在缺氧環境下，如在消化道中可被還原成有毒的亞硝酸鹽，亞硝酸鹽在人體內可將低鐵紅蛋白氧化成高鐵紅蛋白，使之失去輸送氧的能力，另外亞硝酸鹽還可與仲胺類化合物反應生成具有致癌作用的亞硝胺類物質。故長期飲用含高濃度硝酸鹽的水，會使人畜中毒。目前關於硝酸鹽危害的報道主要是“藍嬰兒綜合征”(6個月以下嬰兒受到影響未能及時治療)，癥狀為嬰兒身體發藍色，呼吸短促。

地下水污染具有隱蔽性和難以難以治理性，一旦被污染，其治理和修復具有極大的難度，工藝複雜，費用昂貴，很難完全治理。故對於地下水污染治理，預防是主要的，其次才是對污染的治理。地下水硝酸鹽污染的來源主要有兩種類型，點源污染和面源污染。廢水排放，通過河道滲漏污染地下水，城市化糞池，污水管的泄漏以及禽畜糞便的雨水淋溶等。這類污染具有點源污染特徵。主要是農業面源污染，農業上的精細耕作造成的過多氮肥的使用和其利用率不高，造成農耕區地下水硝酸鹽食量嚴重超標。

控制污染源控制污染源是防止地下水污染的關鍵，所以針對污染源可以制定相應的防治政策。實行水污染物排放許可制度，嚴格要求工業和生活污水污染物排放總量不超過允許排放量。應通過減少工業廢水、生活污水的排放量，選擇科學的施肥和科學的田間管理模式等措施來降低飲用水水源中的硝酸鹽含量。調整產業結構，樹立可持續發展的城市建設思想，建立與水資源特徵配套的產業布局。在城市地區還可改良城市下水道，減少城市生活污水通過下水道滲漏的可能，雨污分流等。不準向地下水排放工業廢水和生活污水以及其它污染物，禁止污水就地排放，嚴禁利用滲井、滲坑直接排污。對位於水源一級保護區以內，硝酸鹽污染風險高的地區進行重點防治。對污水進行處理，使之達到灌溉甩水標準後排放。既增加了灌溉水量。又可防止對土壤和地下水的污染，對垃圾填埋場的淋濾液進行回收處理，防止其污染地下水等等。通過相應的政策來切斷或減少污染源，防止地下水進一步受硝酸鹽的污染。

減少農用氮肥流失是硝酸鹽污染治理的工作重點之一。嚴格控制施肥總量，採用科學施肥方式，深施覆土，大力發展多養分的優化配方、施肥新技術，逐步改善化肥結構，改變目前氮、磷、鉀比例失調以及化肥中多為單營養元素的狀況，提倡使用複合肥，使氮肥利用率最大限度地提高。合理選擇氮肥，提高氮肥利用率：因此，施用時必須根據作物種類、土壤性質等情況選擇理想的氮肥品種，以提高肥料利用率。改良現有化肥，使用控釋/緩釋肥料。採用先進灌溉技術，減少氮肥流失；採用先進的噴灌、滴灌、霧灌、暗灌技術，改澆水為澆作物。大大減輕了對環境的污染。

水行政主管部門應根據(中華人民共和國水法)的有關規定劃定地下水的超採區和禁止取水區。嚴格地下水取水許可審批手續，使地下水的取用有章可循，防止源區地質環境進一步惡化。地下水資源因其埋藏條件的特殊性，一旦遭受污染，很難在較短的時間內恢復到以前的水質狀況，因此一方面要加強對工業三廢中的廢水、廢渣和城市污水排放的管理；另一方面要加強對地下水水質的監測。控制污染源的同時對已污染的地下水進行治理，即污染控制和治理同步進行。尤其是對於局部區域堆存或坑埋的垃圾點，以及污水存蓄、利用、輸排等，要設置必要的監測設施，防止有害、有毒物質發生滲漏，污染地下水水質。採取有效的技術措施，加速地下水的運動，以提高地下水的自凈能力。另外，使地下水環境監測和保護工作更好地發揮其服務經濟建設和保護環境、生態的作用。