北方典型設(shè)施蔬菜種植區(qū)地下水水質(zhì)特征研究

趙占梅

摘 ? 要：懷安縣位于河北省西北部，居冀、晉、蒙三省區(qū)交界處，縣域總面積1 706 km2，年均降水量380 mm;轄4鎮(zhèn)7鄉(xiāng)273個(gè)行政村、24.7萬(wàn)人，全縣綠化覆蓋率達(dá)到37%。近年來(lái)，懷安縣堅(jiān)持走農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化道路，優(yōu)先培育設(shè)施農(nóng)業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)，大幅提升了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的規(guī)模和水平，使農(nóng)業(yè)發(fā)展實(shí)現(xiàn)了大跨越。采用常規(guī)理化分析和紫外可見(jiàn)吸收光譜分析技術(shù)對(duì)地下水進(jìn)行了分析研究，以期為相關(guān)種植者提供參考。

關(guān)鍵詞：設(shè)施蔬菜;種植區(qū);地下水;水質(zhì);特征

當(dāng)前，懷安縣已成為北方農(nóng)業(yè)設(shè)施蔬菜種植的典型，所以對(duì)地下水水質(zhì)實(shí)施監(jiān)控成為必要的措施，尤其是在2018年地下水超采綜合治理地下水高效節(jié)水灌溉項(xiàng)目實(shí)施后，必須對(duì)地下水水質(zhì)特征進(jìn)行檢測(cè)，以此確保設(shè)施蔬菜種植區(qū)種植的香椿、尖椒、番茄等蔬菜的正常生長(zhǎng)及安全沒(méi)有受到影響。

1 ? 設(shè)施蔬菜種植對(duì)地下水水質(zhì)的影響

在設(shè)施蔬菜種植過(guò)程中，需要使用大量的技術(shù)手段進(jìn)行溫濕度、土地營(yíng)養(yǎng)元素的調(diào)整，更需要灌溉、施肥等步驟，而其中存在過(guò)量、期限的標(biāo)準(zhǔn)，也就是在施肥、補(bǔ)充土地營(yíng)養(yǎng)元素、溫濕度等調(diào)整中，從時(shí)間、量的增加中，地表元素滲透進(jìn)地下水，進(jìn)而在地表量超標(biāo)、長(zhǎng)期積累下對(duì)地下水構(gòu)成污染問(wèn)題，而一旦造成地下水污染，再利用地下水對(duì)蔬菜種植區(qū)進(jìn)行灌溉，就會(huì)嚴(yán)重地影響到蔬菜種植的質(zhì)量。

2 ? 地下水水質(zhì)特征

懷安縣設(shè)施蔬菜種植區(qū)常年種植番茄、蘿卜、芹菜等蔬菜，種植年限已久，在種植過(guò)程中，使用過(guò)殺菌劑、殺蟲(chóng)劑、除草劑、植物調(diào)節(jié)劑、有機(jī)糞肥等，以地下水灌溉為主。

2.1 ? 常規(guī)的理化分析技術(shù)

常規(guī)理化分析是對(duì)種植區(qū)地下水水質(zhì)的針對(duì)性分析，即使用不同的儀器對(duì)地下水進(jìn)行分析，如通過(guò)YSI水質(zhì)參數(shù)儀、水質(zhì)參數(shù)酸堿值pH進(jìn)行測(cè)試，對(duì)電導(dǎo)圖（EC）進(jìn)行測(cè)試，對(duì)氧化還原電位進(jìn)行測(cè)試，而后對(duì)地下水進(jìn)行過(guò)濾，采用0.45 μm的醋酸纖維素濾膜進(jìn)行常規(guī)理化檢測(cè)，在檢測(cè)中，使用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀檢測(cè)地下水中蘊(yùn)含的重金屬（ ICP-OES ICAP600 USA），使用離子色譜檢測(cè)地下水中含有的陰離子、硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮等（ ICS-2000，DionexUSA），使用總有機(jī)碳分析儀檢測(cè)地下水中含有的溶解性有機(jī)碳（multi N /C-2100 TOC，Analytik Jena GER），使用納氏試劑法檢測(cè)地下水中含有的氨氮[1]。如此便能根據(jù)儀器測(cè)試出對(duì)應(yīng)的數(shù)值，并根據(jù)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)分析出地下水pH、EC、ORP是否超標(biāo)。

經(jīng)過(guò)測(cè)試之后，最終確定種植區(qū)地下水pH值在7.24～7.53，呈弱堿性;ORP為-26～-10 mV，呈還原狀態(tài);地下水的硬度在1 200～3 040 mg/L（碳酸鈣含量），表示該地下水的硬度很高;EC變化頻率為5.12～6.39 mS/cm，陰離子中的氯離子和硫酸根離子濃度保持在830.00～1 004.00 mg/L和939.00～1 119.00 mg/L。通過(guò)常規(guī)技術(shù)檢測(cè)地下水化學(xué)成分，分析地下水各元素過(guò)量或超標(biāo)、低量的原因可看出，地下水化學(xué)成分與降水、滲透息息相關(guān)，而在種植區(qū)，此類情況同樣嚴(yán)重。因?yàn)殚L(zhǎng)期灌溉的緣故，種植區(qū)地質(zhì)層濕度較高，極容易滲透，造成無(wú)機(jī)鹽長(zhǎng)期累積。而通過(guò)亞硝態(tài)氮等檢測(cè)后超標(biāo)表示，長(zhǎng)期地使用化學(xué)肥料、有機(jī)糞肥會(huì)造成有毒物沉降，最終通過(guò)水滲透，導(dǎo)致地下水污染。

2.2 ? 紫外可見(jiàn)吸收光譜分析技術(shù)

紫外可見(jiàn)吸收光譜法是利用某些物質(zhì)的分子吸收10～800 nm光譜區(qū)的輻射來(lái)進(jìn)行分析測(cè)定的方法，這種分子吸收光譜產(chǎn)生于價(jià)電子和分子軌道上的電子在電子能級(jí)間的躍遷，廣泛用于有機(jī)和無(wú)機(jī)物質(zhì)的定性與定量測(cè)定。該方法具有靈敏度高、準(zhǔn)確度好、選擇性優(yōu)、操作簡(jiǎn)便、分析速度快等特點(diǎn)。特殊的結(jié)構(gòu)會(huì)有特殊的電子躍遷，對(duì)應(yīng)著不同的能量（波長(zhǎng)），反映在紫外可見(jiàn)吸收光譜圖上就有一定位置一定強(qiáng)度的吸收峰，根據(jù)吸收峰的位置和強(qiáng)度就可以推知待測(cè)樣品的結(jié)構(gòu)信息。在實(shí)際的地下水檢測(cè)中，如在355 nm下樣品系數(shù)的計(jì)算公式為：a（355）= 2.303×A（355）/L，其中，a（355）表示355 nm下的吸收系數(shù)，A（355）表示吸光度，L表示光程路徑。由此可以分析出地下水中的溶解性有機(jī)物濃度[2]。

3 ? 結(jié)束語(yǔ)

設(shè)施蔬菜種植區(qū)對(duì)地下水水質(zhì)有嚴(yán)重的影響，會(huì)因?yàn)樵诜N植階段使用化肥、糞肥、灌溉、農(nóng)藥等種植措施而造成土壤污染及在滲透方式下的地下水污染，而通過(guò)采集樣品后，利用常規(guī)理化分析和紫外可見(jiàn)吸收光譜分析技術(shù)對(duì)地下水進(jìn)行分析研究，便可以做到針對(duì)地下水問(wèn)題采取解決措施，使設(shè)施蔬菜種植與地下水環(huán)境形成良好的相互促進(jìn)狀態(tài)。

參考文獻(xiàn)：

[ 1 ] 于靜，虞敏達(dá)，藍(lán)艷，等.北方典型設(shè)施蔬菜種植區(qū)地下水水質(zhì)特征[J].環(huán)境科學(xué)，2017，38（9）：3696-3704.

[ 2 ] 雒愛(ài)紅.生物有機(jī)肥水肥一體化技術(shù)在設(shè)施蔬菜黃瓜上的試驗(yàn)報(bào)告[J].農(nóng)業(yè)科技與信息，2019（7）：22-23.

（收稿日期：2019-06-17）