洞庭湖區(qū)滄浪河流域農業(yè)面源污染現狀調查與分析

摘 要：為了摸清洞庭湖區(qū)漢壽縣滄浪河流域農業(yè)面源污染情況，依據農業(yè)面源污染的主要來源，對滄浪河流域水產養(yǎng)殖、畜禽養(yǎng)殖、種植業(yè)及農村生活污染的總氮（TN）、總磷（TP）和化學需氧量（COD）等農業(yè)面源主要污染物排放狀況進行了調查與分析。結果表明：區(qū)內TN、TP和COD的排放總量分別為243.4、37.9和891.6 t/a；其中，水產養(yǎng)殖的污染排放最為嚴重，分別占排放總量的60.8%、71.5%和26.6%；其次為畜禽養(yǎng)殖污染和農村生活污染，種植業(yè)污染排放相對較輕。因此，滄浪河流域農業(yè)面源污染防治應重點開展水產養(yǎng)殖污染治理。

關鍵詞：洞庭湖；面源污染；農業(yè)；調查；滄浪河流域

中圖分類號：X592 文獻標識碼：A 文章編號：1006-060X（2018）05-0056-05

Investigation of the Agricultural Non-point Source Pollution Status in the Canglang River Basin of Hanshou County near Dongting Lake

LI Sheng-nan1，Li Ji2，HE Kang3，HU Shi-peng3，CUI Win-zhong3，LI Chang-jun1，PENG Hua1

（1. Hunan Institute of Agro-Environment and Ecology， Hunan Academy of Agricultural Sciences， Key Laboratory of Agro-Environment in Midstream of Yangtze Plain， Ministry of Agriculture， Changsha 410125， PRC； 2. Managing and Protecting Station of Agro-environment Quality， Changsha 410005，PRC； 3. Agricultural Bureau of Hanshou County， Changde 415900， PRC）

Abstract：In order to reveal the agricultural non-point source pollution situation in the Canglang River basin of Hanshou County near Dongting Lake， the discharge of major pollutants including total nitrogen （TN）， total phosphorus （TP） and chemical oxygen demand （COD） from different agricultural non-point sources （aquaculture， livestock breeding， farming and rural life pollution） were investigated and analyzed. The results indicated that the total discharges of TN， TP and COD within the investigated area were 243.4， 37.9 and 891.6 t/a

respectively； and the pollution from aquaculture is the most serious， accounting for 60.8%， 71.5% and 26.6% respectively， followed by pollutions from livestock breeding and rural life. Pollution from farming is relatively low. Thus， the prevention and control of agricultural non-point source pollution in Canglang River basin should pay more attention to aquaculture.

Key words：Dongting Lake； non-point source pollution； agriculture； investigation； Canglang River basin

農業(yè)面源污染是指在農業(yè)生產活動中，化肥、農藥、畜禽糞便及其他有機或無機污染物質，通過農田的地表徑流和低下滲漏等過程，進入受納水體引起水質污染的過程[1]。隨著我國農業(yè)和農村經濟的快速發(fā)展，養(yǎng)殖數量和規(guī)模不斷擴大，種植業(yè)農藥化肥等農用化學品投入逐年增加；加之農業(yè)投入品利用率低、種養(yǎng)殖廢棄物處理滯后，導致農業(yè)面源污染問題日益突出，成為社會和公眾關注的熱點問題。根據2010年第一次全國污染源普查公報，我國農業(yè)面源污染引起的總氮（TN）、總磷（TP）和化學需氧量（COD）的排放量已分別達到270.46、28.47和1 324萬t/a，分別占全國污染排放總量的57.19%、67.27%和43.71%，已經超過工業(yè)和生活污染源成為地表水污染的第一大污染源[2]，因此，控制農業(yè)面源污染是治理水體富營養(yǎng)化及改善農村水環(huán)境的當務之急。

由于農業(yè)面源污染來源的分散性、復雜性以及溯源的困難性，加之排放的不確定性和隨機性，無疑加大了農業(yè)面源污染治理的難度。而農業(yè)面源污染主要來源包括種植業(yè)（如化肥、農藥流失）、畜禽養(yǎng)殖、水產養(yǎng)殖以及農村生活污染等。因此，對不同區(qū)域農業(yè)面源的主要來源及排放情況進行調查，是制定符合區(qū)域發(fā)展情況的高效農業(yè)面源污染防控措施的基礎。為了摸清洞庭湖區(qū)漢壽縣滄浪河流域農業(yè)面源污染情況，支持區(qū)域農業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，并為區(qū)域農業(yè)面源污染防控提供依據，筆者對洞庭湖區(qū)滄浪河流域農業(yè)面源污染狀況進行了調查與分析，并針對區(qū)域農業(yè)面源污染特征，提出了相應的面源污染防控措施。

1 調研區(qū)域與方法

1.1 調研區(qū)域

滄浪河位于湖南省北部洞庭湖西濱的漢壽縣內，根據其小流域特征，選取漢壽縣滄港鎮(zhèn)軍劉村和北美村、聶家橋鄉(xiāng)先鋒村及毛家灘鄉(xiāng)馬澗村等3個鄉(xiāng)鎮(zhèn)4個行政村作為調研區(qū)域。調研區(qū)地貌以平原為主，區(qū)內河網發(fā)達，湖泊眾多，水流走向如圖1所示，降水經溝渠匯入三個主要湖泊（青泥湖、滑泥湖和王家湖），后通過電排站和水管站排入滄浪河，最后經過沅江流入洞庭湖。目前，區(qū)內共設有14處電排站，2個水管站。調研區(qū)內總戶數為3 116戶，總人口12 728人，常住人口9 167人；區(qū)內面積29.4 km2，其中耕地面積16.4 km2，距離長江支流沅江僅3.4 km，距離洞庭湖28.4 km，是漢壽縣重要的水源地保護區(qū)。

1.2 調研內容與方法

針對農業(yè)面源TN、TP及COD等主要污染物，分

別對區(qū)內畜禽養(yǎng)殖業(yè)、水產養(yǎng)殖業(yè)、種植業(yè)及農村生活污源染展開調查。所采用的調查方法包括以下四點。

（1）資料收集，通過信息檢索、資料收集及現場走訪等方式，廣泛收集區(qū)內土地利用現狀、農業(yè)生產情況、地質、水文等信息。

（2）現場踏勘，通過現場踏勘，察看區(qū)內農業(yè)面源污染現狀，核實資料收集的準確性，獲取與面源污染有關的線索；另外利用遙感、水文圖和GPS定位系統(tǒng)精確調查點位。

（3）人員訪談，對區(qū)內知情人員采取現場咨詢等形式進行訪談，內容包括區(qū)內農業(yè)面源污染的歷史及現狀等。

（4）采樣調查，通過現場采樣、結果分析等，分析確認區(qū)內水體主要污染物濃度。根據調研區(qū)流域特征及污染排放情況，于2017年8月在區(qū)內共設置16個采樣點，進行水樣采集，采樣點位分布如圖2所示，其中：1#為陳家湖取樣；2～5#為青泥湖4個采樣點；6#、8#、9#為滑泥湖3個采樣點；10#為居民生活污水排渠取樣；11#、13#為王家湖2個采樣點；7#、12#、15#分別為滑泥湖、王家湖和青泥湖與滄浪河連接水體通道取得水樣；14#、16#分別為滄浪河上游和下游水樣。水樣采集用采樣瓶多點取混合樣（冷凍保存、24 h內送測），水質調查指標包括總氮（TN）、總磷（TP）、氨氮（AN）、懸浮物（SS）和生化需氧量（COD），檢測方法均參照對應國標法進行分析。

2 調研結果

2.1 水產養(yǎng)殖污染

水產養(yǎng)殖是調研區(qū)支柱性產業(yè)之一，也是區(qū)內主要農業(yè)面源污染源。調研區(qū)內水域面積共9.4 km2，占總面積的32%，而其中80%以上均為養(yǎng)殖水域，且多為精養(yǎng)魚塘。根據調研結果，區(qū)內水產養(yǎng)殖總面積7.5 km2，其中精養(yǎng)魚塘面積4.6 km2（占比61.1%），粗養(yǎng)魚塘面積2.0 km2（占比26.7%），網箱河蚌珍珠套養(yǎng)家魚面積0.9 km2（占比12.2%）；區(qū)內水產年產量6 411 t，以家魚為主。為了獲得高產，調研區(qū)水產養(yǎng)殖多采取投肥投喂的精養(yǎng)模式（占比73.3%），年飼料投喂4 216 t（折合純氮投入148.41 t），有機肥投入2 781 t（折合純氮投入55.62 t）。

根據《第一次全國污染源普查水產養(yǎng)殖業(yè)污染源產排污系數手冊》水產養(yǎng)殖污染物排放系數，測算調研區(qū)內水產養(yǎng)殖源每年TN、TP和COD的排放量（見表1），其中水產養(yǎng)殖N、P和COD年排放量合計161.84、27.77和237.28 t。

2.2 畜禽養(yǎng)殖污染

調研區(qū)畜禽養(yǎng)殖以小規(guī)模分散型生豬與雞鴨養(yǎng)殖為主，區(qū)內現有規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖戶7戶，其中生豬養(yǎng)殖戶4家（僅有一家存欄1 000頭左右的中等規(guī)模的養(yǎng)豬場），總存欄2 000頭，蛋雞養(yǎng)殖戶3家，飼養(yǎng)蛋雞10 500羽（見表2）；除此之外，區(qū)內共散養(yǎng)生豬577頭、牛166頭、羊330頭、雞14 177羽、鴨8 330羽、鵝3 560羽。生豬百頭以上的規(guī)模化養(yǎng)殖戶多數已自建沼氣池或厭氧池，但仍存在露天堆放、資源化利用不充分的現象，易引起徑流污染；分散養(yǎng)殖戶多數為直排，總體上缺乏規(guī)劃與生態(tài)治理措施，對周圍的溝、渠、塘、庫存在季節(jié)性水體污染的問題

根據《第一次全國污染源普查畜禽養(yǎng)殖業(yè)源產污系數與排污系數手冊》中南地區(qū)—生豬—育肥（74 kg）水沖清糞、中南肉牛（316 kg）養(yǎng)殖干清糞、蛋雞—產蛋雞（1.8 kg）干清糞排污系數，測算調研區(qū)畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物產生量，具體系數及結果如表3所示，其中畜禽養(yǎng)殖N、P和COD排放總量合計28.71、5.72和380.18 t/a。

2.3 種植業(yè)污染

調研區(qū)種植業(yè)以糧、棉、油、糖柑生產為主，現有耕地面積16.4 km2，其中雙季稻面積10.8 km2，水旱輪作（水稻—棉花/油菜）面積3.1 km2，糖柑1.6 km2。化肥年平均投入量達114 kg/667m2，全區(qū)年化肥投入總量為2 797 t，其中氮肥589 t（純氮），磷肥179 t（純磷），由于區(qū)內降水豐沛、地表徑流發(fā)育，農田徑流廢水源強系數按316 L/667m2·a計算，則農田徑流廢水年排放量為7 752 t。此外，農田平均農藥施用量達1.05 kg/667m2，農藥使用總量達25.6 t。

根據區(qū)內土地類型和種植模式查閱《第一次全國污染源普查農業(yè)污染源肥料流失系數手冊》計算肥料流失量。區(qū)內主要土地類型和種植模式分別為南方濕潤平原區(qū)—平地—水田—雙季稻（模式59）、南方濕潤平原區(qū)—平地—水田—其他（模式60）、南方濕潤平原區(qū)—平地—旱地—稻油輪作（模式62）、南方濕潤平原區(qū)—平地—旱地—大田兩熟及以上（模式65）及南方濕潤平原區(qū)—平地—旱地—園地（模式66），得到具體流失系數及結果如表4所示，其中種植業(yè)TN和TP合計排放量為29.33和2.01 t。

2.4 農村生活污染

調研區(qū)現有居民戶數3 116戶，總人口12 728人，其中常住人口9 167人（見表5）。區(qū)內居民點較為分散，多數依水而居，基本沒有生活污水處理設施，居民生活污水直接排入周邊溝渠，居住區(qū)溝渠多已進行了硬化，不具污染修復凈化能力，造成居住區(qū)水體環(huán)境污染問題十分突出。根據《第一次全國污染源普查城鎮(zhèn)生活源產排污系數手冊》三區(qū)2類標準，人均生活污水產生量以170 L/d計，TN、TP、COD排污系數分別為10.0、0.72和59.0 g/人·d計，則區(qū)內居民生活污水年排放總量為79萬m3；排放TN 46.5 t、TP 3.3 t和COD 274.1 t。

2.5 水質調查結果

通過采樣分析，各點位水質檢測結果如表6所示。區(qū)內水體TN、TP、COD和pH值均值分別為1.29 mg/L、0.23 mg/L、49.0 mg/L及6.9，TN、TP、COD和pH值的范圍分別為0.39～2.82 mg/L、0.06～0.71 mg/L、6.0～217.6 mg/L及6.8～7.1。三大湖泊中，青泥湖和滑泥湖水體水質在III～V類間，以精養(yǎng)魚塘為主的王家湖水質最差，為V類水標準，均沒有達到《地表水環(huán)境質量標準（GB3838-2002）》相應功能分區(qū)的要求。此外，區(qū)內養(yǎng)豬場排水已經超過V類水標準，居民生活污水為IV類水，未經處理的污水任意排放對周邊水體已造成很大污染風險，其中，水體TP和COD的污染嚴重，亟需進行治理。

3 結論與建議

根據調查結果，區(qū)內主要農業(yè)面源污染物TN、TP和COD總排放量分別為266.3、38.8和891.6 t/a。其中，區(qū)內支柱產業(yè)水產養(yǎng)殖的污染排放最為嚴重，分別占排放總量的60.8%、71.5%和26.6%；其次為畜禽養(yǎng)殖污染和農村生活污染，分別占總量的10.8%、14.7%、42.6%和17.4%、8.6%、30.7%。種植業(yè)污染排放相對較輕，TN和TP排放量分別占總量的11.0%和5.2%（圖3）。

由此可見，水產養(yǎng)殖是調研區(qū)農業(yè)面源污染物TN、TP排放的主要來源，而且水產養(yǎng)殖廢水排放主要集中在秋冬季節(jié)（11月至次年1月），對下游水體水質影響很大。因此，調研區(qū)農業(yè)面源污染治理首先應重點開展水產養(yǎng)殖污染治理。區(qū)內以精養(yǎng)魚塘為主，養(yǎng)殖密度大，水質差，相關政府管理部分應劃定限養(yǎng)、禁養(yǎng)區(qū)域，推廣分隔式池塘清潔養(yǎng)殖、環(huán)保網箱養(yǎng)殖、魚菜共生、池塘生態(tài)循環(huán)養(yǎng)殖等生態(tài)養(yǎng)殖魚塘建設模式，實現區(qū)域整體水質提升。同時，全面禁止過度投肥促產，實行投喂管控，加強生態(tài)養(yǎng)殖模式的規(guī)模化管理和宣傳培訓，推廣分隔式清潔生態(tài)養(yǎng)殖、立體種養(yǎng)等技術模式，以水產品質提升、售價提高和成本節(jié)約補償產量損失，促進農民增收，帶動農民實現水產養(yǎng)殖向生態(tài)養(yǎng)殖、生態(tài)種養(yǎng)結合等方向轉型，以此減少水產養(yǎng)殖面源污染，實現源頭減量[3]。對于集中水產養(yǎng)殖區(qū)域，重點采用水產養(yǎng)殖區(qū)生態(tài)溝渠改造、建立消毒凈化池等生態(tài)水系連通和水凈化治理工程，建立完善的水產養(yǎng)殖水循環(huán)利用模式[4]，實現水產養(yǎng)殖廢水達標排放。另一方面，區(qū)內魚塘多為土塘，年久失修，水面幾無植物，水生態(tài)惡化，可通過生態(tài)塘改造，使原有土塘恢復水生態(tài)，塘堤堅固，減少污染外排風險。

調研區(qū)畜禽養(yǎng)殖雖然量少，但排污系數高，尤其是COD排放最為嚴重，也不容忽視。針對區(qū)內小規(guī)模分散型養(yǎng)殖特色，在控制畜禽養(yǎng)殖排放污染時，應主要通過源頭控制，減少污染。例如，通過家庭小作坊式種養(yǎng)結合[5]、有機肥替代等對畜禽廢棄物進行資源化利用。對于居民生活污水，應因地制宜，建立四格凈化池或集中式污水凈化系統(tǒng)，通過雨污分離措施和污水管網建設，將各類生活污水全部收集至污水凈化系統(tǒng)中進行深度凈化處理，處理后的排水可因地制宜通過淋濾系統(tǒng)就地消納于菜地園地，或結合生態(tài)溝渠和生態(tài)塘及末端多級生態(tài)濕地得到進一步的凈化。此外，區(qū)內種植業(yè)污染雖然排量占比最小，但肥料化肥的嚴重流失也不容忽視，對此應推廣稻田冬閑季綠肥和果園生草等綠色覆蓋技術，結合秸稈還田、化肥減量、病蟲害綠色防控等多項措施[6]，進一步降低農田氮磷流失風險和農藥使用。

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（責任編輯：肖彥資）