鄱陽湖平原區農村門塘夏季水環境現狀調查分析

蘇 甜，劉方平*，姜成名，時 紅，廖 偉

(1.江西省灌溉試驗中心站，江西 南昌 330201；2.江西省高效節水與農業面源污染重點實驗室，江西 南昌 330201)

江西省水資源豐富，建在鄱陽湖外沿區域的很多村鎮的農村生產生活產生的污染物，通過地表徑流、滲透等方式流向村中門塘及湖泊，造成水體富營養化等問題。農村生產生活中，農業污染是造成水污染的主要原因，陸珊等[1]調查了廣西南流江的污染源，結果顯示這些污染物來源于農業污染。除農業污染外，畜禽養殖污染也是造成水環境污染的主因之一。馮倩等[2]2011年調查了江西省畜禽養殖情況，推算出畜禽排泄出的糞便、尿液超過了耕地的負荷能力，對撫州、宜春和新余3個市的環境構成了污染威脅。

農村門塘在村民生產生活中占據重要地位，農田灌溉用水、蓄水甚至洗衣洗菜均會在門塘中進行，門塘水環境的優劣關系著村民生活品質的好壞。目前，關于河流、湖泊、水庫等水環境研究很多，但研究與村民生活息息相關的門塘水環境卻不多見，現有的一些研究也只是對門塘水體的理化性質做了調查[3]。陳寅暄等[3]2013年調查鄱陽湖濱湖區下屬村莊時發現，采樣區域的門塘水體均達到富營養化，夏季近50%的門塘水質已達到劣Ⅴ類，而這些農村三級化糞池的改造尚不足50%。

為進一步探明影響門塘水環境質量狀況的主要因素，此次調查從污染源、沉積物、水體理化性質和水生生物等幾個方面著手，以期能夠較為準確、全面地評價農村門塘的水環境質量和預測變化趨勢。

1 調查內容與方法

1.1 調查區域

所調查區域為鄱陽湖平原區，屬于亞熱帶濕潤氣候，是長江和鄱陽湖支流水系贛江、撫河、信江、修河、饒河等水沖積而成的湖濱平原，為長江中下游平原的一部分，位于江西省北部及安徽省西南邊境；區內地勢平緩，海拔多在50 m以下，河網稠密，小湖泊眾多，稻田、菜畦、魚塘、蓮湖縱橫交錯，素有“魚米之鄉”之美譽。采樣點詳細信息見表1。

表1 鄱陽湖平原區夏季門塘信息

1.2 調查內容及方法

對農村門塘水環境的調查主要從門塘污染來源、底泥污染狀況、水體理化性質、浮游藻類4個方面進行。具體調查內容和調查方法如下。

1.2.1 門塘污染來源 2018年6月至7月對23個村莊進行了走訪調查，調查內容包括村中人口、農副產品種植、畜禽養殖、輕工業、改水改廁、供水方式、新農村建設等情況。

1.2.2 底泥污染狀況 底泥使用彼得森采泥器進行采集。樣品帶回實驗室后陰干研磨，根據國家標準檢測底泥的有機氮、總磷和有機質。底泥污染評價采用有機污染指數評價法和底泥總磷污染單因子評價法[4]。

1.2.3 水體理化性質 pH值、濁度、透明度等在現場使用YSI、哈希濁度儀和賽氏透明度盤進行原位測定，總氮、總磷、CODcr等理化指標按照國家規定檢測標準進行檢測。水質評價采用單因素評價法，水體富營養化評價參考湖泊的綜合營養指數(TLI)評價法[5]。

1.2.4 浮游藻類現狀 現場采集門塘浮游藻類樣品，使用魯哥試劑固定，帶回實驗室后進行沉降，后鏡檢種類及密度。水體狀況采用浮游藻類細胞密度、浮游藻類多樣性指數進行評價。

2 結果與分析

2.1 污染源調查分析

通過對2018年夏季調查的23個村莊門塘污染源排放進行統計分析，結果表明：鄱陽湖平原區農村門塘污染源主要有村民生活污水(廚房用水、洗滌用水、清潔沖廁水等)、農業排水及畜禽養殖廢水等，這些污水主要通過地表徑流排放至村前的門塘中。調查門塘中，65%的門塘屬于死塘，無活水流入，且只有22%的門塘進行了清淤(表2)。

通過對門塘污染源排放進行分析，發現65%的村莊都會將生活污水排入門塘中，其余村莊的生活污水有些排入農田中，有些散排，個別村莊會將生活污水排放到附近的湖或者渠道里。調查村莊中有超過70%的村莊進行了改水改廁，安裝了化糞池；其中，南昌縣和星子縣所調查村莊全部進行了改水改廁，進賢縣所調查村莊有70%進行了改水改廁，新建區所調查村莊僅有33%進行了改水改廁，為調查村莊中改水改廁比率較低的縣區。

通過對各村莊的走訪調查，發現22%的村莊會抽取門塘中的水對農田進行灌溉，17%的村莊使用河水、湖水、井水等進行農田灌溉，17%的村莊使用水庫中的水進行灌溉，其他村莊的農田用水還會使用渠道水、地表徑流水等。

調查村莊中，作物種植以水稻為主，村莊的門塘多建立在農田附近，方便取水灌溉；而61%的村莊其農業灌溉排水也都通過地表徑流進入門塘中。

另外，調查村莊中，有約50%的村莊附近建有小型及大型的養豬場，并且有25%的養豬場養殖污水通過地表徑流流入排水溝，最后流入門塘中，造成了門塘嚴重污染。除養豬外，個別村莊有養魚、養鴨等產業，也直接或者間接對水環境造成了污染。

表2 鄱陽湖平原區農村門塘現狀及其污染來源調查分析結果

2.2 門塘底泥調查分析及污染評價

底泥為底棲生物和水生植物的生長提供了必要條件，是水體環境中能量循環的重要組成部分。底泥狀況的好壞不僅能影響上覆水體的自凈能力，同時也影響著底棲動物的種類分布及其多樣性。因此，在調查研究門塘水環境的過程中，門塘底泥的調查研究也是重要環節。

根據有機污染指數評價標準和底泥總磷污染評價標準，對夏季23個門塘的底泥有機氮(ON)、有機物(OI)、總磷(TP)進行評價，發現所有調查門塘均處于有機氮(ON)污染的狀態，有83%的門塘處于有機物(OI)污染狀態，13%的門塘處于尚清潔狀態，而只有4%的門塘處于較清潔狀態。而根據總磷單因子評價體系進行評價分析，發現重度污染的門塘占13%，中度污染的門塘占35%，輕度污染的門塘達39%，清潔的門塘只有13%。

綜上所述，對于總磷而言，87%的門塘處于輕度污染及以上的狀態，而對于有機物(OI)和有機氮(ON)而言，其污染在各個門塘中也很嚴重。污水中的氮能夠在物理或生物作用下聚集到底泥中[7-8]，底泥向上覆水中會釋放大量的磷，易造成水體富營養化。具體評價結果見表3。

2.3 門塘水質理化指標分析

采用現場原位測定和實驗室理化分析相結合，對采樣點的水樣進行各項理化指標的測定，詳細結果見表4。

分析顯示，夏季門塘水體pH值范圍為5.17～7.64，均值為6.60；濁度范圍是4.62～32.60，某些門塘水體濁度過高，超出儀器檢測范圍；透明度在0.15～0.77 m；總氮范圍為0.81～16.10 mg/L，均值為3.49 mg/L；總磷范圍是0～1.07 mg/L，均值為0.30 mg/L；氨氮范圍為0.15～1.59 mg/L，均值為0.56 mg/L；CODcr范圍為6.0～64.0 mg/L，均值為25.80 mg/L。

采用單因子評價法，以總氮作為評價指標，根據GB 3838—2002《地表水環境質量標準》[9]對門塘水質進行評價，發現夏季門塘61%超過Ⅴ類水標準，91%的門塘超過Ⅲ類水標準，其濃度最高超過Ⅲ類水標準的16倍。

以總磷作為評價指標，夏季門塘22%超過Ⅴ類水標準，48%的門塘超過Ⅲ類水標準。以CODcr作為評價指標，13%的門塘超過Ⅴ類水標準，65%的門塘超過Ⅲ類水標準。除個別門塘外，pH值及氨氮濃度均滿足Ⅲ類水標準。單因子評價結果顯示，水體主要污染物是氮，其次是還原性物質和有機污染物。

表3 鄱陽湖平原區夏季門塘底泥污染狀況調查評價結果

使用湖泊綜合營養指數(TLI)評價標準對門塘水體營養型進行等級評價，其中綜合營養指數(TLI)<30為貧營養，30～50為中營養，50～100為富營養，其中50～60為輕度營養，60～70為中度富營養，>70為重度富營養。

通過統計發現，總磷綜合營養指數45.28～90.98，均值為56.90。結果顯示87%的門塘水體富營養化，其中4%門塘為重度富營養，22%為中度富營養，61%為輕度富營養。總氮綜合營養指數48.71～104.09，均值為70.10。92%的門塘水體總氮綜合營養指數評價結果為富營養化，其中43%的門塘為重度富營養，39%為中度富營養，9%為輕度富營養。

往年的一些資料[10]顯示，江西省農村生活污水每人每天可產生總氮近2.7 g、總磷0.23 g、CODcr更是達到29.25 g。種植業污水產生的總氮每人每天可達36.18 g，總磷則為4.41 g。這些廢水大多排入門塘，是其水體中氮、磷等營養鹽的主要來源。根據調查顯示，門塘是大多數生活污水和農田灌溉排水的最終匯聚地，同時門塘的底泥也會向上覆水中釋放大量的營養鹽。

水體中氨氮的污染來源也很多，生活污水、工業廢水、農業排水和畜牧業污水都會造成周邊水體的氨氮含量增加。氨氮含量較高的門塘周圍，如舒宋村、下坊村和草門村都有養殖產業，養豬、養鴨的飼料及糞便污水容易造成氨氮污染[11]。

2.4 門塘浮游藻類分析

對夏季調查的23個門塘中浮游藻類種類進行鑒定，發現鄱陽湖平原區農村門塘夏季的浮游藻類共有6門59種(屬)。通過對夏季23個門塘浮游藻類優勢種的統計，發現夏季門塘主要密度優勢種為藍藻門和綠藻門，其細胞密度范圍為8.45×108～1.94×1011個/L。根據《水生生物監測手冊》(國家環保局編委會)規定和湖泊營養型的評價標準[12]，夏季門塘全部為富營養型。

據測算香農指數[13]顯示，夏季門塘中，35%的門塘評價結果為重度污染，43%的門塘為中度污染；豐富度指數[13]顯示，夏季門塘中91%為重度污染。

統計分析生物多樣性指數，結果見表5。

氮和磷是浮游藻類生長過程中的重要元素，但過量的氮、磷會導致水體水華的發生，造成水體富營養化。夏季門塘的浮游藻類細胞密度普遍達到湖泊富營養型標準，而這些門塘的總氮和總磷綜合營養指數評價結果也顯示約90%的水體為富營養型。2種水體評價結果相近，門塘水體富營養化嚴重。

表4 鄱陽湖平原區夏季調查門塘水質分析結果

表5 鄱陽湖平原區農村夏季門塘浮游藻類多樣性指數評價結果

注：H′評價標準[13]：大于3，表明水體為清潔，2～3為輕度污染，1～2為中度污染，小于1為重度污染。M評價標準：0～1為重污染，1～3為中污染，大于3為清潔。

3 結論

根據調查結果，發現鄱陽湖平原區農村門塘大部分都是死塘，無活水流入，且多年未進行水環境整治。夏季門塘水體中的污染物來源主要有生活污水、農田排水、養殖場污水，門塘水多為劣Ⅴ類水，總氮是主要污染物。約90%的門塘總氮總磷綜合營養指數評價結果顯示水體為富營養型。門塘底泥呈現有機污染狀態，大部分底泥呈現有機氮污染，少數底泥為有機磷污染。浮游藻類多樣性指數評價結果顯示為中度污染至重度污染。浮游藻類細胞密度對水體營養化程度評價結果為富營養型。綜合以上污染源調查情況和理化性狀、生物多樣性評價，結果表明鄱陽湖平原區農村門塘水環境整體狀況不容樂觀，水體富營養化嚴重，水體污染較為嚴重。