大冶湖流域面源污染特征及防治措施

方月梅 張曉玲 吳風林

摘要通過對大冶湖流域的面源污染進行系統調查，分析了其污染特征和成因。結果表明，農村生活產生的化學需氧量、總磷和總氮量均最大；水產養殖排放的總磷和總氮最大；對大冶湖流域水環境污染影響較大的地區是陽新縣所轄的3鄉鎮和1開發區、金山店鎮和還地橋鎮。農業生產技術落后、農村環保設施薄弱、超面積圍網養殖、農民環保意識淡薄，是造成面源污染的主要原因。針對流域面源污染現狀，提出了相應的治理對策，為治理大冶湖流域污染提供可靠的依據。

關鍵詞大冶湖流域；水環境；面源污染；特征；防治措施

中圖分類號S181.3；X524文獻標識碼

A文章編號0517-6611（2015）31-231-03

Nonpoint Source Pollution Characteristics and Control Measures in Daye Lake Basin

FANG Yuemei， ZHANG Xiaoling， WU Fenglin （Hubei Polytechnic University， Huangshi， Hubei 435003）

Abstract By system investigation of nonpoint source pollution in Daye Lake basin， the pollution characteristics and causes were analyzed.The results showed that the biggest production of COD， TP and TN were from the rural life； aquaculture discharged the biggest loads of TP and TN； the areas larger impacting water environment of Daye Lake basin were in three jurisdiction towns and one industrial zone of Yangxin County， Jinshan Town and Huandiqiao Town.The main causes of nonpoint source pollution were backward technology of agricultural production， weak protection infrastructure in rural environmental， super net breeding area， and farmers weak environmental consciousness.According to current situation of watershed nonpoint source pollution， the corresponding countermeasures were put forward to provide a reliable basis for controlling pollution in Daye Lake basin.

Key words Daye Lake basin； Water environment； Nonpoint source pollution； Characteristics； Prevention and control measures

大冶湖是黃石市第一大湖泊，主要有供水、防洪調蓄、灌溉、漁業養殖、航運、城區景觀等功能，是大冶人民的“母親湖”。大冶湖流域面積1 106 km2，水域面積64.6 km2，自然條件得天獨厚，是礦產資源聚集區，流域內總人口為128.84萬人，流域經濟發達，其水質安全對維持大冶湖流域正常的生產生活起著重要作用。但是，礦產資源采掘、選取、提煉等開發利用，以及種植業、畜禽養殖業、水產養殖業等所排放的污染物，對大冶湖水質造成了很大的影響，特別是過度圍網養殖對大冶湖的水質、水生動植物以及整個生態環境造成嚴重破壞[1-2]。目前，大冶湖整體處于富營養化狀態。

面源污染是水體氮、磷等營養物質的主要來源，控制面源污染是防止水體富營養化的重要手段[3-4]。因此，筆者以大冶湖流域面源污染為研究對象，調查流域所有入湖面源，分析面源污染結構和分布特征，并提出相應的治理對策，以期摸清入湖面源污染和流域污染特征，較全面地反映大冶湖流域水環境污染現狀，為治理大冶湖流域污染提供可靠的依據。

1大冶湖流域概況

大冶湖屬長江中下游南岸的一級支流，是湖北省第七大湖泊，黃石市第一大湖泊，主要由三里七湖、內湖、尹家湖、紅星湖和外湖組成。大冶湖支流眾多，長流港、棲儒港、楊羹港、三里七港、羅家橋港、大箕鋪港等40條河流匯入湖泊。大冶湖呈不規則長型，東西走向，東西長40 km，南北寬1～3 km，岸線長240 km，屬河谷沉溺湖；主要靠天然降雨和地表徑流補給更新，是流域下游的重要調蓄湖泊，調蓄容量大，湖容3.0×108 m3，蓄水量5×107～2×108 m3；湖泊水位有緩漲緩落的特征，并且隨季節變化較明顯。

大冶湖流域水質日益惡化[2]。2009～2012年上半年大冶湖流域水質監測資料表明：大冶湖整體處于富營養化狀態；大冶湖流域入湖河港嚴重污染，內湖重度污染，大冶湖上游污染嚴重、下游水質略好，但依然達不到水功能水質標準；大冶湖沒有I、II類水體，水質以劣V類為主，局部地區為Ⅲ～V類，大冶湖沒有納污能力。大冶湖底泥中鎘、銅、鉛3種重金屬超標，超標率分別為37.9%、 17.2%和13.8%。嚴重的是重金屬污染已經危及到了水產養殖的食品安全性，如不加以整治，大冶湖水產養殖功能將喪失殆盡。大冶湖河流域生態環境壓力增大，區域生態環境急待保護和修復。

2大冶湖流域面源污染調查

調查范圍為大冶湖流域內所涉及到的污染物入湖區域，涉及大冶市、陽新縣、黃石市黃金山開發區全部，以及下陸區、鐵山區和西塞山區部分地區。大冶湖流域的面源污染主要為農村生活污染（包括散養的畜禽）、農業面源污染、內源污染、地表徑流污染、大氣降塵污染。

2.1農村生活污染大冶湖流域農村地區沒有生活污水和生活垃圾收集處理設施，農村生活廢棄物隨意排放，對水體和土壤造成了較大的污染。

農村生活污染源包括農村人口生活污水和散養家禽的污染。以分布在大冶湖流域周邊的鄉鎮（街辦、區）為單位，調查了農村人口數量及流域分布特征、農村人均綜合用水量、散養型畜禽（包括豬、牛、馬、羊、鵝、雞、鴨）養殖數量及廢渣回收方式等。根據《第一次全國污染源普查城鎮生活源產排污系數手冊》等，計算出大冶湖流域周邊農村生活污染源排放量（表1）。由表1可知，東岳路辦、金山店鎮、陳貴鎮、大箕鋪鎮和陽新縣轄區（3鄉鎮、1開發區）5個區域的農村生活污染對大冶湖流域水體的影響較大，其廢水排放量占總排放量的55.1%，應加快這些地區的生活廢水治理設施建設。

2.2農業面源污染

農業面源污染主要是農業生產施用的化肥、農藥等產生的農業徑流污染。據統計，大冶湖流域水田、旱地、林地、草地面積分別為23 680.00、11 692.85、30 705.00、113.33 hm2。化肥施用量3.9×104 t/a，主要種類有復合肥、碳酸氫銨、磷肥、尿素、鉀肥等。農業面源污染是大冶湖入湖污染物中總氮、總磷和化學需氧量的主要來源，農業面源污染物的產生量為：化學需氧量7 964.91 t/a，總氮2 275.51 t/a，總磷231.71 t/a。水田、旱地、林地污染物的流失率分別按0.25、0.20、0.18計算[4-6]，則農業面源污染的入湖量為：化學需氧量1 807.38 t/a，總氮532.83 t/a，總磷5185 t/a。

2.3內源污染

內源污染包括底泥、水產養殖、船舶等污染源導致的污染。底泥的污染難以定量計算，船舶造成的污染相對較小，而大冶湖流域水產養殖污染較嚴重，因此內源污染只計算水產養殖污染。大冶湖流域水產養殖面積約4 976.86 hm2，養殖戶向湖內投放化肥、餌料等，嚴重污染水質。大冶湖流域水產養殖情況和污染物產生量見表2。水產養殖時餌料中的氮、磷并非全部輸入水體，而是大部分被魚類和其他水生生物吸收，污染物排放系數取0.35，則大冶湖流域因水產養殖排放的污染物為：化學需氧量1 986.93 t/a，氨氮24.48 t/a，總氮940.77 t/a，總磷139.44 t/a。

2.4地表徑流污染

地表徑流包括城市地表徑流和非城市地表徑流。城市地表徑流是指地表沉積物與大氣沉降物等在降雨的淋浴和沖刷作用下，擴散進入水體，造成城市水環境質量下降。非城市地表徑流是指人數較少的城鎮居民居住地所產生的地表徑流，有別于城市地表徑流和農村生活污水。

根據《全國水環境容量核定技術指南》、《湖泊污染控制技術指南》[7]和太湖流域上游城鎮地表徑流的計算方法[5，8]，大冶湖流域由地表徑流產生的污染物入湖量為：總氮2.733 t/a，總磷0.152 t/a，化學需氧量11.812 t/a 。

2.5大氣降塵污染

污染物可通過降水、降塵直接進入水體，因此水面降塵的污染負荷也是大冶湖流域的污染源之一。根據《流域環境規劃典型案例》[9]，大氣降塵的強度為：總氮10.5～38.0 kg/（km2·a），總磷0.12～0.97 kg/（km2·a）。大冶湖流域分布的大多是“高能耗，污染大”的工業，工業粉塵污染較嚴重，大氣降塵的強度應取最高值。因大冶湖流域的溝渠水面面積是隨季節變化的，所以只計算大冶湖的大氣降塵污染。大冶湖面積為63.8 km2，則大冶湖流域大氣降塵的污染負荷為：總氮2 424.40 kg/a，總磷61.89 kg/a。

3大冶湖流域面源污染特征分析

3.1污染結構分析

由圖1可知，農村生活源產生的化學需氧量、總磷和總氮量均最大，所占比例分別為57.36%、56.26%、57.113%，其所排放的化學需氧量也最大。水產養殖產生的總氮和總磷排在第二，所占比例分別為23.66%、27.107%；水產養殖排放的總磷和總氮都是最大的，所占比例分別為41.89%、47.72%，其排放的化學需氧量也位居第二，所占比例為33.06%。農業面源產生的化學需氧量所占比例為24.87%，位居第二，排放的化學需氧量、總氮和總磷均位居第三。對大冶湖流域水污染影響最小的是大氣降塵，地表徑流對大冶湖流域水污染影響也很小。因此，農村生活源、水產養殖、農業面源對大冶湖流域的污染影響較大，是今后治理的主要方向。

3.2面源污染分布分析

選取農村生活污染源、農業面源兩個污染產生量大的產污單元，對大冶湖流域各地區主要面源各污染物的產排比例進行比較。

由圖2可知，面源污染中對大冶湖流域水環境污染影響較大的是陽新縣（所轄3鄉鎮和1開發區）、金山店鎮和還地橋鎮。其中，對大冶湖流域水環境污染最大的是陽新縣所轄的3鄉鎮和1開發區，主要是因為其農村人口、散養的家禽、農業種植面積均較大，其產生的化學需氧量占整個流域的17.16%；其次是金山店鎮和還地橋鎮，其產生的化學需氧量分別占整個流域的11.46%和9.37%。因此，陽新縣（所轄3鄉鎮和1開發區）、金山店鎮和還地橋鎮也是今后面源治理的重點區域。

4大冶湖流域面源污染成因分析

4.1農村環保設施和基礎設施薄弱

流域農村人口達60.84萬人，但無生活廢水和生活垃圾收集處理設施，農村生活廢棄物隨意排放；散養的畜禽量多且分布區域廣，產生的糞尿直接排放，對水體、大氣和土壤造成污染。

大冶湖流域許多溝渠塘由于缺乏管理，淤積嚴重，雜草叢生，不僅無法有效攔截農田徑流氮磷流失直接進入水體，同時成為鄉村生活污水、分散畜禽養殖尾水的排放通道和固體廢棄物的堆積場所，成為農業污染源的重要傳播途徑。

4.2農業生產技術落后

大冶湖流域農業科技水平不高，測土施肥、保護性耕作、有機肥、生物農藥等技術尚未普及，農民主要靠追加化肥和農藥用量來提高產量，農藥和化肥利用率低下，加劇了氮磷流失，同時對農業生態環境造成嚴重污染。

4.3超面積圍網養殖

大冶湖流域水產養殖規模過大，特別是圍網養殖過量投餌對水質破壞嚴重。大冶湖水域面積64.6 km2，湖圍網養殖面積已達12.01 km2，遠遠超過《湖北省實施<中華人民共和國漁業法>辦法》中規定的圍欄面積應嚴格控制在全湖面積10%以內的要求。

4.4農村環保機制缺乏，農民環保意識淡薄

雖政府對農村面源污染有所認識，但農村環保機制依然缺乏，沒有建立相應的監控體系，沒有開展面源污染宣傳工作；大多數農民環保意識淡薄，沒有認識到面源污染的危害，不停勸阻焚燒秸稈，隨意丟棄農業廢棄物，不愿接受先進環保的耕作技術，進一步加劇了農村面源污染。

5大冶湖流域面源污染防治措施

5.1大力推進節水高效生態農業建設

發展節水高效生態農業，調整農業產業結構，推動有機食品基地建設。開展無公害農產品生產全程質量控制，推廣農業清潔生產技術，加強沼氣、秸稈還田和測土配方施肥技術的推廣應用，控制焚燒、丟棄秸稈帶來的污染，減少化學肥料及化學農藥施用量。嚴禁高毒和高殘留農藥的施用，推廣施用長效復合肥、有機肥，積極示范推廣生物農藥、高效低毒低殘留農藥和新型高效藥械，以生物防治、物理防治部分替代化學防治，控制農作物蟲害發生頻次，減少化學農藥用量，開展植保專業化防治，有效降低大冶湖水環境惡化的風險[3，10-11]。

5.2控制水產養殖污染

大冶湖流域圍網養殖面積遠超過《湖北省實施<中華人民共和國漁業法>辦法》規定的10%，逐步實施圍網拆除工程，壓縮網圍養殖規模，大冶湖應拆除圍網養殖面積5.55 km2。合理確定水產養殖規模，限制投餌式網箱養殖和施肥養殖等不

合理的養殖模式。探索生態放養的相關機制，著力恢復湖泊生態功能，提高水體自凈能力。發展清潔養殖工程，對現有養殖池塘進行合理布局，在同一區域內規劃為主養區、混養區、濕地凈化區和水源區等4個功能區，構建養殖池塘濕地系統，實施池塘循環水養殖技術示范工程，通過實現養殖小區內水的循環利用，控制流域內水產養殖對大冶湖水體的影響。

5.3加強農村環保基礎設施建設

加強農村生活污水處理設施、生活垃圾處理設施及配套管網的建設，提高污水、垃圾集中處理率。生活污水處理設施要按照集中和分散相結合、“廠網并舉、管網優先”的原則，優化布局。在村民居住較集中地區域，必須因地制宜建設生活污水集中收集系統，雨污分流工程。流域內主要建制鎮以上的建成區，均應建設生活污水處理廠和生活垃圾處理設施，配套建設較為完善的污水截流與輸送管網，同時開展流經區污染嚴重的河道治理，大幅度減少生活污染物進入地表水體。在不具備接管條件的村組，以多戶共建、共用的形式，建設庭院式生態濕地收集處理農村生活用水，減少對水體的污染。

針對農村生活垃圾隨意丟棄和堆放的問題，實施農村生活垃圾分類資源化處理。對有機質較豐富的垃圾，采用小型堆肥等生物處理后達到減量化；對不可進行生物處理的垃圾，建立“戶集、村收、街運”與“村收集、鎮中轉、縣市處理處置”相連接的城鄉生活垃圾統籌處理模式。建立農村垃圾保潔、收運長效投入機制。穩步推進大冶湖流域生活垃圾集中處理設施建設，充分利用創冠環保（黃石）有限公司生活垃圾焚燒發電的先進技術和設施（目前處理800 t/d，二期工程完成后日處理1 200 t/d）處理大冶湖流域的生活垃圾，杜絕二次污染。

5.4加大地表徑流攔截系統工程建設

地表徑流是面源污染物的載體，應在入湖港渠兩側建立面源氮磷流失生態攔截系統，加快采用生態田埂、生態溝渠、旱地系統生態隔離帶、生態型濕地處理以及農區自然塘池緩沖與截留等技術，利用現有農田溝渠塘生態化工程改造，建立新型的面源氮磷流失生態攔截系統，攔截吸附氮磷污染物，大幅削減面源污染物向水體直接排放。

5.5防治空氣沉降物污染湖水

目前，黃石市受日益增加的機動車揚塵和尾氣，以及數百家企業和生活燃煤污染影響，冬季空氣中的SO2濃度偏高，增加了酸雨率，影響大冶湖的水質。應加強對冶金企業二氧化硫廢氣治理；盡快在黃石市實施能源替代戰略，大力推廣使用清潔能源，使用燃氣或電能；控制機動車數量及其尾氣達標排放；對立地條件差，適宜封山育林的疏林地，實施封山育林；能成林的荒山荒地、采伐跡地和火燒跡地等都應調整為生態公益林。對城鎮、鄉村、居民點進行綠化，增加園林綠化用地，提高森林覆蓋率，控制降塵污染大冶湖流域水體。

5.6建立面源污染監控體系和加強宣傳教育

建立面源污染監控體系，及時對流域水體、土壤和大氣進行監測并發布預警信息；加大環保宣傳力度，加強全社會對面源污染危害的認識，提高公眾的環保意識；建立社會公眾參與面源污染防治的有效機制，鼓勵和引導農民積極參與農業面源污染的防治。

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