地表水中农药的迁移

农药在地表水中的迁移描述了这些化学物质在离开其原始农业或城市施用地点后如何通过溪流、河流、池塘、湖泊、水库和相连的排水网络移动。

农药的移动并不遵循一个简单的途径，因为每种化合物都以多种不同的方式与流动的水、悬浮颗粒、溶解的有机物、沉积物、阳光、微生物和水生生物相互作用。

一些农药主要以溶解相传播并随水流移动，而另一些农药则牢固地附着在土壤、有机物、粘土或悬浮颗粒上并随运输物质移动。

降雨、灌溉回流、侵蚀、排水、喷雾漂移和意外释放都会将农药引入地表水中。它们的浓度、分布和持久性取决于环境条件和化学性质。

了解这些途径有助于环境管理者、农民、渔业经营者、自来水公司和监管机构预测污染风险、选择监测点并减少农药从处理过的土地转移到接收水域和敏感水生生境。

农药如何进入地表水

有几种途径可以将农药转移到河流和其他受纳水域。理解 水污染的非点路径 有助于确定降雨、排水、侵蚀和分散的农业活动造成污染物的地方。

径流是最重要的途径之一，因为流过经过处理的表面的水可以溶解农药残留物或将受污染的土壤颗粒带入附近的排水沟、溪流、池塘和河流。

农业领域也可以通过以下方式做出贡献： 农业径流作为污染源特别是在施用农药后发生强降雨并将溶解的残留物或侵蚀的土壤带向相连的地表水的情况下。

侵蚀增加了另一条途径。当降雨使土壤分离时，沉积物中的杀虫剂会随着侵蚀物质一起移动。因此，即使农药水溶性仍然相对较低，强风暴也会产生大量污染物迁移。

当液滴或细颗粒移出预期处理区域并直接进入附近的水中时，喷雾漂移也会产生影响。良好的应用实践通过控制天气暴露和设备使用来减少这种途径。

排水网络将农田和城市地区与受纳水体连接起来。离开这些路径的水可能会将农药残留物带到更大的溪流、水库、湿地和河口，造成原始地点以外的下游暴露。

当溶解的农药移动到地表以下并随后排入溪流、泉水或其他相连的水域时，地下水也会造成地表水污染。地表径流结束后，这条路径可能会继续。

由于多种途径可以一起发挥作用，因此农药浓度通常会随着时间和地点的不同而发生很大变化。降雨后、流量变化期间以及可能的入口点附近的监测可以增进对交通的了解。

另请阅读： 水、土壤、沉积物采样取样设备

农药在溶解水中的迁移

溶解相包括分布在水本身而不是附着在较大固体上的农药分子。这些分子通常对水流速度、湍流、混合和整体水运动做出反应。

1、水流量： 溶解的农药通常随流动的水移动，因此河流流量和流速成为重要的控制因素。更快的流速可以在降解、稀释或其他过程降低浓度之前将污染物带到更远的地方。

2、分散性： 水不会以完全均匀的块的形式移动。湍流和水流速度的差异将农药浓度扩散到整个水体并沿着下游河道远距离传播。

3.溶解有机物： 一些农药与溶解的有机碳或胶体材料结合，同时保持流动性。这种关联可以改变表观传输，而不会像较大颗粒那样引起立即沉降。

4、溶解度： 高溶解度农药通常在水中更容易被利用，并且在径流过程中很容易移动。低溶解度化合物更经常分配到附近的沉积物、有机物或悬浮固体。

5.化学交换： 溶解的分子可以附着在悬浮颗粒上或从颗粒返回水中。这种持续的交换意味着农药在运输过程中可以在移动形式和移动性较小的形式之间交替。

6. 浓度变化： 当水流向下游时，稀释、混合、降解和额外的投入会改变农药浓度。因此，仅靠距应用区域的距离并不能可靠地预测监测点的浓度。

沉积物输送和农药吸附

颗粒结合农药的行为有所不同，因为它们随悬浮物移动，而不是简单地跟随溶解的水相。沙子、淤泥、粘土、有机碎片、粪便颗粒和细骨料可以将化学物质带到下游。

疏水性农药具有很强的离开水并附着在有机碳和其他表面上的倾向。这种行为会使污染物集中在底部沉积物中，特别是在细颗粒和有机物积聚的地方。

沉积物中积累的一些污染物具有以下描述的行为： 与沉积物相关的污染物运动，尽管农药化学成分在各个化合物之间差异很大。

当水流能量减少时，悬浮颗粒沉降到沉积区。因此，湖泊、水库、回水、水池和遮蔽区域可以收集含有农药的沉积物，并暂时从流动的水柱中去除这些化学物质。

沉积物并不能永久捕获所有农药。物理干扰、强流、洪水、风暴径流、船舶交通、建筑、疏浚或水位变化都可能使受污染的颗粒重新悬浮，并使相关化学物质返回水中。

重新悬浮可能会使污染超出最初的施用期限，因为旧的农药残留物在沉积物中保留数月或数年后可能会再次移动。因此，沉积物既充当汇又充当运输介质。

可靠的评估需要 代表性水、土壤和沉积物采样 因此分析人员可以区分溶解浓度和与悬浮或沉积材料相关的残留物。

吸附强度也会影响流动性。对土壤有机质或矿物质表面具有强亲和力的农药往往会保持与颗粒的结合，而附着力较弱的化合物则更容易在溶解的水中移动。

一旦重新悬浮，与颗粒相关的农药可能会在沉积物和水之间重新分布。一些分子溶解，而另一些分子仍然附着在颗粒上，随后在平静的条件下，随着流动能量的减少，这些颗粒再次沉降。

地表水流和流体动力学

流体动力学决定了水和污染物移动的速度、颗粒沉降的位置以及沉积的农药残留物何时返回水柱。有几个物理因素控制地表水系统的这种行为。

1. 流速： 更快的水流可以增加下游运动并保持细颗粒悬浮。较慢的条件会促进沉积，使与颗粒相关的农药积聚在水池、水库和其他低能量区域。

2. 湍流： 湍流会增加混合并扰乱底部沉积物。因此，强烈的湍流促进了整个移动水柱中溶解相、悬浮颗粒和床沉积物之间的重新分布。

3、降雨强度： 强烈的风暴会产生快速径流和侵蚀，将农药残留和受污染的土壤带入溪流。风暴驱动的运输可能会在短时间内产生异常高的农药浓度。

4. 流几何： 渠道宽度、深度、坡度、弯道、水池和障碍物影响循环和沉降。这些物理特征可以创造农药运输、储存和新的下游运动的交替区域。

5、油藏条件： 水库和湖泊一般具有较长的水停留时间和较宽的沉积带。悬浮的农药颗粒可能会沉淀在那里，而混合和季节性周转可能会在以后重新分布污染物。

6. 洪水事件： 洪水通过增加流量、剪切应力和沉积物运动创造了特殊的运输条件。以前沉积的农药残留物可以再次移动并移动到下游栖息地或取水口。

溪流、湖泊和水库中的运输

由于水流经规定的渠道，溪流通常比湖泊或水库输送农药更远、更快。然而，当地的水池、侧沟、植被和沉积物会减慢运动速度。

在水流湍急的河流中，溶解的农药可以向下游流动，同时湍流将其传播到整个河道。 流量特性和排放量 影响水移动时浓度变化的速度。

浓度可能会因沿途稀释、降解、吸附和额外混合而下降。因此，下游位置可能显示出与原始进入点不同的农药浓度。

湖泊和水库创造了不同的条件，因为水在系统中停留的时间更长。农药可能会与悬浮沉积物一起沉降、保持溶解状态、垂直混合或在离开流域之前穿过不同区域。

了解相关的水输入也受益于以下知识： 废水管理和处理工艺，特别是在经过处理或未经处理的排放物向河流、湖泊或水库添加污染物的情况下。

当温度和密度差异出现时，分层可以将表层水和深层水分开。这种分层会影响溶解的农药残留的位置以及污染物到达更深水域或出口结构的速度。

回水和浅沉积区可以长时间保留含有农药的沉积物。随后流量、风力循环或水库运行的变化可能会扰乱这些沉积物，并将残留物再次向下游移动。

在暴风雨期间，河流和水库可能会从多个上游来源接收农药脉冲。这些脉冲可能会产生临时的浓度峰值，如果在不合适的时间进行监测，则常规采样可能会错过该浓度峰值。

流水和静水之间的差异使得针对具体地点的评估至关重要。在评估运输路径时，管理者应考虑渠道条件、停留时间、沉积物行为、季节性流量和可能的农药特性。

改变农药迁移性的因素

农药的流动性取决于化学性质和环境条件。这些因素决定了化合物是否保持溶解、与颗粒结合、快速降解或持续足够长的时间以进行重复运输。

1. 水溶性： 溶解度强烈影响农药是否保留在水中或分配到固体中。更可溶的化合物通常具有更大的溶解迁移率，特别是当水快速流过处理过的表面时。

2. 吸附亲和力： 与土壤颗粒、有机碳或沉积物紧密结合的农药通常会在这些材料受到侵蚀时移动。因此，它们的运输在很大程度上取决于悬浮固体和沉积物动力学。

3、坚持： 降解缓慢的农药可以更长时间地运输。持续性增加了在后期风暴、沉积物再悬浮事件或下游持续排放条件下重复移动的机会。

4.有机物： 富含有机物的土壤和沉积物可以为疏水性农药附着提供丰富的表面。因此，含有大量有机物质的沉积区可能比沙质、低有机物区域保留这些化合物的时间更长。

5、环境条件： 温度、pH、阳光、氧气、微生物活动和水化学会影响农药的降解和相分布。因此，季节变化会改变同一水体内的运输模式。

6. 应用及景观： 施用量、时间、田地坡度、植被覆盖、土壤状况、排水和处理后的降雨量都会影响径流或侵蚀到地表水中的农药量。

农药重新分布和降解

农药运输并不意味着化学品在整个运输过程中保持不变。水条件可以引发转化，而生物体和沉积物可以在几个相连的环境分区之间重新分配化合物。

化学转化可以通过涉及水化学、氧化、还原、水解或其他过程的反应来改变农药分子。所得产品在地表水中的表现可能与原始化合物不同。

当微生物在正常代谢活动期间使用或转化农药化合物时，就会发生微生物降解。温暖的条件、合适的营养物质、氧气供应和有利的栖息地都会影响生物分解的速度。

当阳光提供能量转化易受影响的农药分子时，就会发生光解作用。因此，暴露在强烈阳光下的地表水可能会经历与附近阴影、浑浊或更深的水域不同的退化模式。

吸附在降解过程中仍然很重要，因为附着在沉积物上的农药与自由溶解的分子相比，可能会经历不同的阳光和微生物暴露。因此，分区可以改变环境的持久性。

水处理决策还取决于 处理技术及水质标准，因为处理过程的有效性可能会随着污染物的化学性质及其与水或固体的物理关联而变化。

生物累积和生物浓缩可以将农药残留从水中转移到水生生物中，特别是当化合物在水中溶解性较差但在长时间暴露期间很容易与脂质或生物组织结合时。

亨利定律描述了化合物在水和空气之间分配的趋势。对于足够挥发性的农药，这种特性会影响地表水通过直接大气交换的损失。

公共供水处理 可能涉及多个物理和化学阶段，尽管农药的去除取决于特定的化合物、浓度、水化学和所选的处理系列。

降解和相转移过程共同决定了农药可用于下游运输的时间长度。化合物在其环境旅程中可能会移动、沉降、再次溶解、转化、挥发或进入生物体。

另请阅读： 正确的废水处理方法

监测和减少农药运输

在农药到达地表水之前就开始进行有效的控制。监测应通过识别可能的途径、跟踪浓度变化以及揭示溶解或沉积相关的运输是否占主导地位来补充预防性管理。

1. 仔细计划农药的使用： 遵循产品标签，仅按要求的用量涂抹，避免不必要的涂抹。减少土地可用量会降低径流的承载量。

2. 保护土壤表面： 植被覆盖、覆盖、保护措施和侵蚀控制可减少土壤流失。将沉积物安全地保留在农田上还可以减少颗粒结合的农药进入附近水域的情况。

3. 管理降雨和排水： 如果可行，请避免在强降雨前立即施用。维护排水结构和植被区域，使径流在到达溪流或池塘之前减慢、渗透并沉积沉积物。

4. 保护水缓冲器： 在河流、溪流、排水沟和池塘旁边保留适当的植被缓冲区。这些区域可以减缓地表水流、截留沉积物并减少直接向地表水域输送农药。

5. 监测水和沉积物： 在适当的季节和水流条件下采集代表性样品。对水和沉积物进行测试可以揭示溶解的污染物以及随时间推移的持久性颗粒相关残留物。

6. 协调应对措施： 农民、水务公司、渔业管理者、社区和监管机构应分享有关农药施用、异常泄漏、风暴事件和监测结果的信息，以改善对受纳水域的保护。

对于更广泛的 水污染防治措施，管理应将源头减少、径流控制、谨慎的化学品施用、监测和敏感接收环境的保护结合起来。

当工业活动产生污染物时， 工业废水处理工艺 可以在污水到达河流、湖泊、排水沟或其他相连水域之前减少污染物排放。

管理员还可以查看 可用的废水处理方案 在选择污染水的实际控制措施时，应考虑污染物特性、排放要求、成本和受纳水体的敏感性。

农业径流造成的水污染 提供了有关径流如何将农药、沉积物、营养物和其他污染物带入附近水体并影响水生环境的更多农业背景。

地表水中农药迁移总结：关键过程

有关地表水中农药运输的常见问题：关键过程

1. 是什么控制农药在地表水中的迁移？

运输取决于农药的溶解度、吸附性、持久性、降雨、径流、水流、沉积物运动、湍流、水化学以及与有机物和水生生物的相互作用。

2. 溶解的农药的移动方式与沉积物结合的农药不同吗？

是的。溶解的农药通常随水移动，而沉积物结合的农药则随悬浮颗粒移动，并且可以沉降到沉积区域，然后在以后的扰动中返回。

3、为什么沉积物能长期储存农药？

疏水性农药通常与有机物和细小沉积物牢固结合。沉积的物质可以保护残留物免于立即运输，直到洪水、湍流、疏浚或侵蚀使它们重新悬浮。

4. 强降雨会增加河流中的农药浓度吗？

是的。强降雨会产生快速径流和侵蚀，导致溶解和沉积物结合的农药进入河流、溪流、池塘和水库的短命脉冲。

5. 农药进入湖泊或水库后会发生什么变化？

它们可能保持溶解状态、附着在悬浮颗粒上、沉降到沉积物中、降解、挥发或通过混合、循环、水位变化和季节性物理条件重新分布。

6. 农药降解如何影响运输？

降解减少了可运输的原始农药的量，尽管转化产物可能仍然与环境相关，并且有时表现与母体化合物不同。

7. 农民如何减少农药进入水中？

农民可以遵循标签说明，减少不必要的施用，保护土壤免受侵蚀，维护植被缓冲区，仔细管理排水，并避免在强降雨前立即施用。

8. 为什么要同时监测水和沉积物？

水样揭示了溶解的污染物，而沉积物样品可以识别残留在沉积区域的持久性颗粒相关残留物，即使水浓度相对较低。

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