飲用水源地臍橙園面源污染監測與評價

王學雄，薛 珺，朱欽娟，王星梅(.贛南師范大學 生命與環境科學學院，江西 贛州 000；.贛南師范大學 化學與化工學院，江西 贛州 000；.贛州市水土保持局，江西 贛州 000；.江蘇國蘇檢測有限公司，江蘇 南京 0000)

飲用水源地臍橙園面源污染監測與評價

王學雄1，薛 珺2，朱欽娟3，王星梅4
(1.贛南師范大學 生命與環境科學學院，江西 贛州 341000；2.贛南師范大學 化學與化工學院，江西 贛州 341000；3.贛州市水土保持局，江西 贛州 341000；4.江蘇國蘇檢測有限公司，江蘇 南京 210000)

水源地；臍橙園；面源污染；水土流失；污染物監測

于2015—2016年臍橙不同生長期，在禮亨水庫及其周圍的臍橙園分別采集水樣和土樣，分析水、土樣中農藥殘留，化學需氧量(COD)，重金屬和總氮、總磷含量。結果顯示：農藥殘留僅阿維菌素被檢出；水樣和土樣中總汞、總鉛未超標，水樣中總砷未超標，但土壤中總砷超標；水樣中總氮未超標，部分總磷超標；部分水樣中COD存在超標現象。降雨容易誘發果園水土流失及面源污染，造成飲用水水源受污染。因此，水源地周圍區域應嚴禁從事果園開發和生產活動，建議現有水源地周圍果園采取退果還林措施，以確保飲用水水源的安全。

水源地的安全關系到人民生活、經濟發展和社會穩定。受人類活動影響，近年來水源地面源污染問題愈發嚴重[1]，而水土流失則是面源污染發生的重要途徑[2]。贛南是我國乃至全世界著名的臍橙產地，但臍橙園現行的傳統清耕及粗放式管理模式造成地表植被覆蓋度低甚至完全裸露，導致水土流失嚴重[3-4]。現有研究也表明，在強降雨條件下，臍橙園容易發生水土流失，并伴隨氮、磷和重金屬污染等[5]。本研究基于2015年10月至2016年9月的實地調查，通過采樣測定禮亨水庫周邊臍橙園面源污染對水源地的影響，以期為禮亨水庫水源地安全與保護，以及贛南臍橙園水土流失防治提供參考。

1 研究區概況

定南縣為江西省贛州市市轄縣，氣候溫和，四季分明，屬中亞熱帶季風濕潤氣候區，年均降水量1 549.9 mm，年均氣溫18.8 ℃。禮亨水庫位于北緯24°08′、東經115°15′，距定南縣城3.5 km，建成于1964年，壩址以上控制流域面積34.9 km2，總庫容3 910萬m3。水庫于2001年被確定為縣城主要飲用水水源地，為縣城7萬余居民供應飲用水。1995年，水庫周邊山地開始大規模開發種植臍橙，至1999年已形成幾十公頃的臍橙種植區。2014年，黃龍病流行，水庫周邊果園砍伐了大量病樹。經勘查，水庫流域范圍內除臍橙園外，無其他生產性經營項目。

2 材料與方法

2.1 水樣采集

禮亨水庫水面大致呈長方形。沿水流自上而下，大致在水庫中線上等距、均勻布設了5～6個水樣采集點。采集時間分別為2015年11月27日、2016年1月11日和4月26日，即分別在臍橙的采果期、萌芽期和現蕾期進行采集。在采集點用水樣采集瓶分別采集水面下1、5 m處水樣，每個樣品采集水樣量2 L，放入專用樣品瓶和專用冷儲箱，帶回實驗室待測。

2.2 土樣采集

根據采集范圍和數量，結合水樣采集點位置，選取水庫周邊5個果園，在每個果園按坡向以“品”字形均勻布設采集點。采集時間同水樣采集時間一致。在每個采集點，沿果樹周圍用專用土鉆采集3～4個20 cm深土層土樣，混勻后裝入封口塑料袋，每個點取土樣1 000 g。

2.3 樣品檢測

通過實地調查了解果園常用農藥種類，并以此為依據，確定所要檢測的主要農藥殘留種類。委托江蘇國蘇檢測有限公司檢測，農藥殘留重金屬等檢測項由贛南師范大學化學化工學院實驗室研究人員檢測。所有檢測分析方法均采用國家標準規定：水、土樣中有機磷農藥測定采用氣相色譜法；水樣中阿維菌素測定采用原藥的液相色譜分析法，土樣中阿維菌素測定采用氣相色譜分析法；水、土樣中菊酯類測定采用氣相色譜分析法；草甘膦和啶蟲脒測定采用液質聯用法；揮發性芳香烴測定采用頂空氣色譜分析法；COD測定采用重鉻酸鉀法；重金屬汞、砷和鉛測定采用微波消解-原子熒光光譜法；總氮和總磷測定采用分光光度法。

2.4 評價標準與方法

依據《地表水環境質量標準》(GB 3838—2002)(以下簡稱《地表水評價標準》)評價水樣測定結果，依據《土壤環境質量標準》(GB 15618—2008)(以下簡稱《土壤環境質量標準》)評價土樣中重金屬測定結果。此外，依據“全國第二次土壤普查土壤分類(1978—1979)”[6](以下簡稱“土壤普查土壤分類”)評價土樣中總氮和總磷含量測定結果。對照上述標準，采用單因子評價法予以評價[7]。

3 結果與分析

3.1 觀測期間降雨特征

降雨是我國南方水土流失面源污染的主要驅動因子。觀測期間(2015年10月至2016年9月)總降水量和降水日數分別為2 312 mm、119 天，而多年平均降水量和降水日數分別為1 658 mm、106 天(降水觀測數據由禮亨水庫管理委員會提供)，即觀測期間降水量和降水日數分別比多年平均值多出39.4%和12.3%。從圖1可以看出，觀測期間降水量大，主要是因為2016年1、3、4月降水量分別是對應月份多年平均月降水量的3.6、2.2、2.2倍。由此推論，理論上而言，觀測期間因降雨引發的水土流失面源污染應較平常年份更為嚴重。

圖1 觀測期間研究區降水特征

3.2 農藥殘留量

檢測分析農藥殘留共12項，即阿維菌素、毒死蜱、水胺硫磷、殺撲磷、樂果、聯苯菊酯、高效氟氯氰菊酯、氯氟菊酯、苯、草甘膦、啶蟲脒和三唑酮。經檢測，在所有的水樣和土樣中，上述12項農藥殘留僅阿維菌素被檢出(表1)。阿維菌素是十六元大環內酯化合物，在臍橙園被廣泛用于殺菌、殺蟲。目前，國家尚無水質中阿維菌素殘留的評價標準。本研究參照《食品安全國家標準 食品中農藥最大殘留限量》(GB 2763—2014)，測定結果顯示，水中阿維菌素殘留平均值為0.001 2 mg/L，≤0.002 mg/L，即未超出規定范圍。

表1 水樣和土樣中的農藥殘留測定結果(2016年1月11日和2016年4月26日)

3.3 總氮和總磷含量

表2為觀測期間兩次測定的水樣(1、5 m深)和土樣中的總氮、總磷含量。依據地表水評價標準，各次的水樣平均值總氮≤1.0 mg/L，符合地表水Ⅲ類標準(0.5～1.0 mg/L)；總磷≥0.05 mg/L，超出地表水Ⅲ類標準(0.05～0.1 mg/L)。依據土壤普查土壤分類，各次的土樣平均值總氮在1 000～1 500 mg/kg (三級范圍)，未超出土壤總氮的高量范圍(一級，>2 000 mg/kg)；總磷在800～1 000 mg/kg，接近但未超出土壤總磷的高量范圍(一級，>1 000 mg/kg )。圖2為不同采樣點水樣總磷測定值散點分布，從圖中可以看出，兩次取樣各有60%的采集點的測定值超過評價標準線(地表水Ⅲ類標準，0.05 mg/L)。

表2 水、土樣中總氮與總磷含量測定結果

圖2 水樣中總磷含量散點圖

3.4 重金屬含量

表3為觀測期間兩次測定的水樣(1、5 m深)和土樣中重金屬總汞、總砷和總鉛含量。依據地表水評價標準，各次的水樣中平均值總汞≤0.000 1 mg/L、總砷≤0.05 mg/L、總鉛≤0.05 mg/L，均符合地表水Ⅲ類標準。土壤中重金屬含量不僅直接影響土壤的污染程度，而且會隨著降雨引發的水土流失造成水體污染。從表3可以看出，依據土壤環境質量標準，各次土樣中平均值總汞≤0.7 mg/kg、總鉛≤80 mg/kg，均未超出Ⅱ級標準，兩次取樣測定的總砷均>30 mg/kg ，超出土壤環境質量Ⅱ級標準，分別超標6.8%、37.9%，表明有輕度污染。

3.5 化學需氧量(COD)

COD是反映水體是否被有機物污染的重要參數。表4為不同時間、不同深度水樣的COD測定結果。依據地表水評價標準，各次、各深度水樣的COD平均值均在規定范圍內(Ⅲ類，15～20 mg/L)。但從圖3來看，2015年11月27日采集的COD測定值有40%超出規定范圍，2016年4月26日采集(6個采集點)的COD測定值均未超出規定范圍。初步判斷，上述結果跟臍橙園施肥、打藥通常下半年較上半年多有關。方差分析結果表明，1、5 m深水樣之間不存在顯著差異(P>0.05)。

表3 水樣和土樣中重金屬含量測定結果

表4 不同采樣時間、深度的水樣COD測定結果 mg/L

4 結 論

本研究對定南縣禮亨水庫飲用水水源地開展了污染物監測和評價，通過采集水庫水體和水庫周圍臍橙園土壤樣品，測定了12種農藥殘留，COD和重金屬汞、砷、鉛含量，以及總氮、總磷含量。結果表明：水樣和土樣中的農藥殘留僅阿維菌素被檢出；水樣和土樣中的重金屬總汞和總鉛未超標，水樣中的總砷未超標，

圖3 不同時間水樣COD散點圖

但土樣中的總砷超標，存在輕度污染；水樣中的總氮未超標，但有60%的總磷超標；部分水樣的COD存在超標現象。需要指出的是，觀測期間，受黃龍病影響，大部分果園處于幾近荒廢狀態，因此可以推論，在正常生產年份，施用的化肥、農藥量將大大增加，可能會導致以上測定項目含量提高。此外，在贛南這樣的南方丘陵山區降雨量大且集中，在水源地區域開發臍橙園極易受降雨影響而造成水土流失和面源污染危害。因此，現階段須加強對水庫周邊現有臍橙園的監測，嚴格控制施肥和打藥，將水土流失和面源污染造成的風險降到最低水平。同時，建議用2～3年的時間逐步施行退果還林措施，從而保證飲用水水源的長期清潔與安全。

[1] 申曉云,黨晨席.我國水源地非點源污染現狀分析與對策建議[J].中國農村水利水電,2014(10):30-37.

[2] 莫明浩,方少文,涂安國,等.水土流失面源污染及其防控研究綜述[J].中國水土保持,2012(6):32-33.

[3] 陳曉安,楊潔,季宏兵,等.贛南的水土流失及防治對策[J].中國水土保持,2012(8):58-59.

[4] 孫永明,葉川,黃欠如,等.贛南臍橙園不同水保措施應用效果研究[J].中國水土保持,2016(8):9-12.

[5] 王學雄,谷戰英,黃齊.贛南臍橙園水土流失面源污染的初步研究[J].中南林業科技大學學報,2015,35(5):74-77.

[6] 貝榮塔,周躍,何敏.土壤中氮磷和滇池水體污染的潛在關系[J].西北林學院學報,2010,25(2):30-34.

[7] 李文攀,朱擎,李東一,等.集中式飲用水源地水質評價方法研究[J].中國環境監測，2015,31(1):24-27.

江西省水利廳科技項目(KT201329，KT201652)

S157

A

1000-0941(2018)01-0047-04

王學雄(1963—)，男，江西興國縣人，副教授，博士，研究方向為水土保持和流域管理。

2017-06-15

(責任編輯 李楊楊)