黃河流域山東段農(nóng)田灌溉水環(huán)境質(zhì)量評價

蘇勝男，趙 杰，趙 超，趙 偉，陳 彤

(1.山東省中魯環(huán)境工程評估中心有限公司，山東 濟(jì)南 250013；2.山東省環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究設(shè)計院有限公司，山東 濟(jì)南 250013；3.山東省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，山東 濟(jì)南 250101；4.山東人和環(huán)保科技有限公司，山東 聊城 252002)

1 引言

山東水資源嚴(yán)重匱乏且時空分布不均，人均水資源占有量僅為全國人均占有量的1/6，水資源短缺日益成為制約山東高質(zhì)量發(fā)展的“瓶頸”[1]。作為最主要的客水來源，千百年來黃河哺育潤澤了齊魯大地，成為支撐山東經(jīng)濟(jì)社會高質(zhì)量發(fā)展的戰(zhàn)略資源。地處黃河流域的魯西北平原，是全國重要的糧、棉、油生產(chǎn)基地，農(nóng)業(yè)灌溉用水量大，農(nóng)業(yè)用水主要依靠黃河水的引黃灌溉，水環(huán)境質(zhì)量直接關(guān)系沿黃各市經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展?fàn)顩r[2]。近年來，隨著山東沿黃各市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城鎮(zhèn)人口的增加，工業(yè)污水及其它污染物大量排入黃河，黃河流域水生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重破壞，農(nóng)田灌溉水水質(zhì)受到污染，不僅影響農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全，還危害居民人體健康和生命安全[3，4]。

為掌握黃河流域山東段農(nóng)田灌溉水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀，2020年對黃河流域山東段沿黃5市33個灌溉規(guī)模在10萬畝以上的灌區(qū)農(nóng)田灌溉水環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行了監(jiān)測與評價，其研究結(jié)果旨在為黃河流域水資源安全利用，制定科學(xué)有效管控措施改善灌溉水質(zhì)和保障農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)安全等提供參考依據(jù)。

2 研究區(qū)概況

黃河自菏澤市東明縣流入山東境內(nèi)，經(jīng)菏澤、濟(jì)寧、泰安、聊城、德州、濟(jì)南、淄博、濱州、東營9市的25個縣(市、區(qū))，在東營市墾利區(qū)注入渤海。山東境內(nèi)河道全長628 km，占黃河總長度的12%。流域內(nèi)有大汶河、浪溪河、玉帶河等6條支流[5]及東平湖。黃河沿岸地形以平原為主，由黃河泛濫沖積而成，全省產(chǎn)量在10億斤以上的糧食生產(chǎn)大縣，有80%分布在黃河沿線，是重要的糧、棉、油生產(chǎn)基地。現(xiàn)有引黃灌區(qū)65處，其中大型灌區(qū)29處，中小型灌區(qū)36處，有效灌溉面積2858萬畝。

3 材料與方法

3.1 樣品采集

對濟(jì)南、東營、德州、聊城、菏澤等沿黃5市33個灌溉規(guī)模在10萬畝以上的灌區(qū)農(nóng)田灌溉水環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行了監(jiān)測，根據(jù)當(dāng)?shù)刂饕喔茸魑锏挠盟畷r間，每半年監(jiān)測1次、全年2次。采集了72個農(nóng)田灌溉水，用蒸餾水清洗的聚乙烯塑料瓶采集水樣，每個水樣采集500mL，采集的水樣當(dāng)天帶回實驗室密封低溫保存并盡快完成分析。監(jiān)測點位布設(shè)參照《地表水和污水監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》(HJ/T 91-2002)[6]。黃河流域山東段農(nóng)田灌區(qū)情況詳見表1。

表1 黃河流域山東段農(nóng)田灌區(qū)情況

3.2 監(jiān)測指標(biāo)及分析方法

農(nóng)田灌溉水監(jiān)測指標(biāo)包括：陰離子表面活性劑、五日生化需氧量(BOD5)、化學(xué)需氧量、懸浮物、全鹽量、氯化物、硫化物、總汞、鎘、總砷、鉻(六價)、鉛和糞大腸菌群共計13項。分析方法參照《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB 5084-2021)[7]，采用Excel、SPSS 21.0進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析。

3.3 評價方法及標(biāo)準(zhǔn)

采用《食用農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)》(HJ/T 332-2006)[8]進(jìn)行評價，評價方法采用單項污染指數(shù)法和綜合污染指數(shù)法。

4 結(jié)果與討論

4.1 黃河流域山東段農(nóng)田灌溉水監(jiān)測結(jié)果

由表2可知，黃河流域山東段農(nóng)田灌溉水陰離子表面活性劑、五日生化需氧量、化學(xué)需氧量、懸浮物、硫化物、總汞、鎘、總砷、鉛和糞大腸菌群的含量均低于《食用農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)》(HJ/T 332-2006)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值。全鹽量、氯化物和鉛含量個別灌區(qū)存在超標(biāo)現(xiàn)象，超標(biāo)率分別為5.5%、11.4%和1.3%，全鹽量的超標(biāo)率最高。東營、聊城和菏澤等3市灌區(qū)農(nóng)田灌溉水未發(fā)現(xiàn)超標(biāo)現(xiàn)象，濟(jì)南、德州2市個別灌區(qū)農(nóng)田灌溉水水質(zhì)存在超標(biāo)現(xiàn)象。

4.2 黃河流域山東段農(nóng)田灌溉水環(huán)境質(zhì)量評價

按照《食用農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)》(HJ/T 332-2006)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值，對黃河流域山東段農(nóng)田灌溉水環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行了分析評價。表3中結(jié)果顯示，黃河流域山東段農(nóng)田灌溉水中陰離子表面活性劑、五日生化需氧量、化學(xué)需氧量、懸浮物、硫化物、總汞、鎘、總砷、鉻(六價)、鉛、糞大腸菌群等11種指標(biāo)的單項污染指數(shù)均小于0.5，全鹽量、氯化物單項污染指數(shù)存在超標(biāo)現(xiàn)象。綜合污染指數(shù)顯示，濟(jì)南、東營、聊城、菏澤4市灌區(qū)農(nóng)田灌溉水質(zhì)狀況總體為清潔，德州灌區(qū)農(nóng)田灌溉水質(zhì)狀況為尚清潔。

表2 黃河流域山東段農(nóng)田灌溉水監(jiān)測結(jié)果

表3 黃河流域山東段農(nóng)田灌溉水環(huán)境質(zhì)量評價結(jié)果

黃河流域山東段沿黃5市33個灌區(qū)農(nóng)田灌溉水水質(zhì)狀況見表4，結(jié)果顯示，黃河流域山東段灌區(qū)農(nóng)田灌溉水水質(zhì)狀況總體良好，符合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對灌溉水質(zhì)的要求。有個別灌區(qū)農(nóng)田灌溉水存在超標(biāo)現(xiàn)象，超標(biāo)污染物主要為全鹽量和氯化物。從各灌區(qū)綜合污染指數(shù)情況看，監(jiān)測的33個灌區(qū)中，25個灌區(qū)農(nóng)田灌溉水水質(zhì)為清潔，6個灌區(qū)農(nóng)田灌溉水水質(zhì)為尚清潔，2個灌區(qū)農(nóng)田灌溉水水質(zhì)超標(biāo)。超標(biāo)灌區(qū)位于德州市，超標(biāo)灌區(qū)為前艾灌區(qū)和穆莊灌區(qū)。超標(biāo)原因可能是德州市位于魯西北鹽堿地區(qū)，由于自然和地質(zhì)因素，導(dǎo)致某些指標(biāo)高于標(biāo)準(zhǔn)值。

表4 黃河流域山東段各灌區(qū)農(nóng)田灌溉水水質(zhì)狀況

從沿黃5市農(nóng)田灌溉水質(zhì)狀況看(表5)，東營、菏澤2市灌區(qū)農(nóng)田灌溉水水質(zhì)均為清潔；濟(jì)南市6個灌區(qū)農(nóng)田灌溉水水質(zhì)為清潔，2個灌區(qū)農(nóng)田灌溉水水質(zhì)為尚清潔；聊城市5個灌區(qū)農(nóng)田灌溉水水質(zhì)為清潔，1個灌區(qū)農(nóng)田灌溉水水質(zhì)為尚清潔；德州市2個灌區(qū)農(nóng)田灌溉水水質(zhì)為清潔，3個灌區(qū)農(nóng)田灌溉水水質(zhì)為尚清潔，2個灌區(qū)農(nóng)田灌溉水水質(zhì)超標(biāo)。

表5 黃河流域山東段沿黃5市農(nóng)田灌溉水質(zhì)狀況

5 結(jié)論及建議

(1)黃河流域山東段農(nóng)田灌溉水陰離子表面活性劑、五日生化需氧量、化學(xué)需氧量、懸浮物、硫化物、總汞、鎘、總砷、鉛和糞大腸菌群的含量均不超標(biāo)，全鹽量、氯化物和鉛含量個別灌區(qū)存在超標(biāo)現(xiàn)象。

(2)黃河流域山東段灌區(qū)農(nóng)田灌溉水水質(zhì)狀況總體良好，符合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對灌溉水質(zhì)的要求，農(nóng)田灌溉用水是安全、可靠的。個別灌區(qū)農(nóng)田灌溉水存在超標(biāo)現(xiàn)象，主要污染物為全鹽量和氯化物。濟(jì)南、東營、聊城、菏澤4市灌區(qū)農(nóng)田灌溉水質(zhì)狀況總體為清潔，德州灌區(qū)農(nóng)田灌溉水質(zhì)狀況為尚清潔。

(3)從各灌區(qū)綜合污染指數(shù)情況看，監(jiān)測的33個灌區(qū)中，25個灌區(qū)農(nóng)田灌溉水水質(zhì)為清潔，6個灌區(qū)農(nóng)田灌溉水水質(zhì)為尚清潔，2個灌區(qū)農(nóng)田灌溉水水質(zhì)超標(biāo)。

(4)山東沿黃各市農(nóng)田灌溉水多采用地表水或引黃灌溉，水源開放性較大，雨水洗刷空氣中的污染物及沖擊地面土壤中的污染物容易匯集到其中，造成水質(zhì)污染。加之工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)偷排廢水、居民生活污水、養(yǎng)殖糞便廢水和種植生產(chǎn)過程中農(nóng)藥、化肥大量使用，極易造成水質(zhì)污染。為進(jìn)一步加強(qiáng)對黃河流域山東段沿黃各市農(nóng)田灌溉水管理，保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水安全，一方面，應(yīng)持續(xù)加大農(nóng)田灌溉水質(zhì)保護(hù)力度和監(jiān)管力度，制定改善農(nóng)田灌溉水質(zhì)的切實可行的措施[9]。持續(xù)推進(jìn)化肥、農(nóng)藥減量增效，推動化肥、農(nóng)藥使用量實現(xiàn)負(fù)增長。另一方面，加強(qiáng)農(nóng)田灌溉水監(jiān)測的組織領(lǐng)導(dǎo)和能力保障，加大對重點河段、灌區(qū)的監(jiān)測頻次，特別是污染項目多、超標(biāo)倍數(shù)大的農(nóng)灌區(qū)。加大經(jīng)費(fèi)支持力度，切實提升農(nóng)田灌溉水監(jiān)測能力。