农民和附近的居民已经注意到越南的Nhue河的藻类生长越来越多,威胁着他们的水和生计。由于使用了核技术,科学家们现在已经确定了过量氮和磷污染的来源,并正在采取措施改善这条70英里长的河流的水质。以下是他们的故事。
Nhue河是越南北部的一条小河,是穿越首都河内的红河的一条支流。它已经出现了过度的植物和藻类生长--这是被称为富营养化的高浓度营养物质的结果--以至于它不能再用于捕鱼、旅游甚至灌溉,导致作物损失,威胁到20多万依赖它的人的福祉,在某些情况下还威胁到他们的生活。
来自越南原子能研究所(VINATOM)核科学与技术研究所(INST)和土壤与肥料研究所(SFRI)的科学家已经能够确定罪魁祸首:附近农场过度使用化肥。越南专家得到了国际原子能机构与联合国粮食及农业组织(FAO)合作的支持。
正如粮农组织/国际原子能机构粮食和农业核技术联合中心的土壤肥力综合管理专家Joseph Adu-Gyamfi所解释的。"同位素可用于追踪磷和氮的污染物,因此有助于确定污染物的来源、其分配和转移"。
水稻种植后一个月大量施氮磷钾肥,会导致受纳水体富营养化。(照片:河内核科学与技术研究所)
通过对种植不同蔬菜和作物的顺化河上游的小溪和池塘的水进行采样,并确定水和营养物质的同位素组成,科学家可以追踪污染的流向(见使用稳定同位素追踪水中的农业污染物),并可以向那些使用的肥料超过其作物吸收能力的农民提出建议,多余的化学品会进入顺化河的小溪和池塘。
根据氮同位素的结果,土壤科学家可以根据植物在其生命周期中的需求,确定何时施肥以及施肥的数量。通过遵循这一做法,化肥径流减少了,在某些情况下,完全减少了污染和富营养化。
自2011年以来,作为试点项目的一部分,SFRI已经为500名农民组织了关于同步化和适当施肥技术的培训。农民Do Trong Thang是参与者之一,他说。"现在我知道了,我们过去浪费了很多钱,因为施肥的方式不正确,多达70%的肥料由于挥发、沥滤或径流而从田里漏掉"。农民可以将该地区农作物的尿素(氮肥)施用量减少一半以上,从每年75 130吨减少到34 560吨。
"虽然水的退化并没有完全解决,因为工业污染和家庭废水也最终进入河流。但与此同时,水质已经有了一定程度的改善,而且随着越来越多的农民参与到该计划中来,其影响会越来越大。"河内核科学与技术研究所的项目对口人员Duc Nhan Dang博士说。
科学知识
使用稳定同位素追踪水中的农业污染物
当河流、小溪或池塘发生多源污染时,常规监测无法追踪污染物的来源。稳定同位素是原子的非放射性形式,由于其独特的特性,可以用作追踪器:每种营养物质的同位素特征可以成为来源的指纹。它们具有与 "普通 "原子相同的化学特性,但有一个更重的原子核,因此可以被区分开来。科学家们故意将稳定同位素标记的氮肥(N)添加到土壤中,以确定所添加的肥料被植物吸收的百分比,以及通过径流逃到河流和池塘,导致富营养化的多余部分。