黃山市新安江流域氮磷污染分析及對策建議

曹中琴

(黃山市生態(tài)環(huán)境保護綜合行政執(zhí)法支隊，安徽 黃山 245000)

1 引言

富營養(yǎng)化是目前全球水環(huán)境面臨的最棘手的問題之一。近年來，雖然我國污水處理率不斷提升，但是由氮磷污染引起的水體富營養(yǎng)化問題有日益嚴(yán)重的趨勢。水體一旦發(fā)生富營養(yǎng)化，其治理難度大，恢復(fù)時間長。巢湖、滇池、太湖都曾經(jīng)面臨過嚴(yán)重的富營養(yǎng)化問題[1～9]。

新安江流域是長三角地區(qū)重要的生態(tài)屏障，是習(xí)近平總書記親自倡導(dǎo)和推動的全國首個跨省流域生態(tài)補償機制試點，是習(xí)近平生態(tài)文明思想的先行探索地和重要實踐地[10]。當(dāng)前，新安江流域面源污染問題突出，水體中的總氮、總磷濃度相對偏高，影響上游河道水質(zhì)和下游千島湖水生態(tài)安全[11]。本文以新安江流域水體中氮磷指標(biāo)為研究對象，圍繞流域氮磷污染精準(zhǔn)防治工作需要，探究新安江流域氮磷污染負荷的時空變化特征并解析污染來源，以期為新安江流域生態(tài)補償機制的實施與完善、水質(zhì)目標(biāo)決策管理和流域水生態(tài)環(huán)境保護提供技術(shù)支撐。

2 材料與方法

2.1 研究區(qū)域概況

本文研究區(qū)域是我國的新安江流域，該流域位于安徽省境內(nèi)的部分，即千島湖上游流域。新安江流經(jīng)皖浙兩省，屬于錢塘江水系干流上游段，發(fā)源于安徽省黃山市休寧縣境內(nèi)海拔1629 m的六股尖。作為錢塘江的正源，新安江包括600多條大小支流，是安徽省內(nèi)僅次于長江、淮河的第3大水系。新安江流域總面積11674 km2，經(jīng)緯度范圍117°38′～118°56′E、29°25′～30°16′N，干流總長度359 km，其中在安徽省境內(nèi)的干流長度為242.3 km，流域面積為6440 km2，分別占流域總面積的55.2%和干流總長的67.5%，流域覆蓋的行政區(qū)縣包括黃山市休寧縣、歙縣、徽州區(qū)、屯溪區(qū)、黟縣、祁門縣和宣城市績溪縣的部分區(qū)域[12～17]。

2.2 采樣點布設(shè)及采集

自2010年斷面調(diào)整后，新安江流域共設(shè)置有8個國省控水質(zhì)監(jiān)測斷面(圖1)，分別為率水大橋、橫江大橋、黃口、篁墩、浦口、新管、坑口、街口，每個月進行一次常規(guī)水質(zhì)監(jiān)測。

圖1 安徽省新安江流域水質(zhì)斷面監(jiān)測點位

2.3 污染溯源模型

本文選取新安江流域內(nèi)8種典型污染源，使用(Response Estimation of Xin An Jiang Water Quality Model, XAJWQ)模型并利用流域空間差異化經(jīng)驗傳輸系數(shù)與一維河道污染物衰減算法，評估了河道水體氮磷濃度的空間變化。流域內(nèi)8種典型的污染源，包括耕地、茶園、果園、農(nóng)村生活、畜禽養(yǎng)殖、集中式污水處理廠、直排工業(yè)企業(yè)，以及本底土壤有機質(zhì)。其中，來自耕地、茶園、果園的貢獻屬于農(nóng)業(yè)種植源，反映了人類種植行為對水環(huán)境的影響，包括在降水過程中雨水的沖刷侵蝕所導(dǎo)致的肥料和水土流失，以及流域匯水過程中地表徑流和壤中流對種植用地土壤中氮、磷營養(yǎng)鹽的淋溶攜帶。農(nóng)村生活源主要指生活污水未進入大型集中式污水處理廠的農(nóng)村人口的面源生活源貢獻。畜禽養(yǎng)殖主要指基于統(tǒng)計數(shù)據(jù)核算的流域內(nèi)散養(yǎng)的和規(guī)?；B(yǎng)殖廠養(yǎng)殖的豬牛羊雞等牲畜糞便導(dǎo)致的總氮、總磷污染物排放。集中式污水處理廠主要針對黃山市境內(nèi)的5家大型集中式污水處理廠出水中的氮磷污染負荷貢獻，包括了城市生活源排放和大部分的工業(yè)企業(yè)排放。直排工業(yè)企業(yè)主要是指基于環(huán)境統(tǒng)計信息中的新安江流域工業(yè)企業(yè)污染排放情況表核算的，其生產(chǎn)廢水未經(jīng)污水處理廠處理直接排放入河的氮磷污染負荷貢獻。本底土壤有機質(zhì)指流域內(nèi)非典型人類活動行為導(dǎo)致的自然本底性總氮、總磷污染負荷，主要包括自然用地(林地、草地)上的土壤有機質(zhì)釋放。

3 結(jié)果與分析

3.1 新安江流域各斷面氮磷濃度時間特征分析

根據(jù)黃山市環(huán)境監(jiān)測站提供的新安江流域2011～2021年度總氮、總磷年均值(表1 、表2)可知，率水大橋斷面的總氮、總磷濃度整體偏低。多年的總氮平均濃度為1.02 mg/L，基本能夠達到地表水Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，總磷平均濃度為0.04 mg/L，接近河流I類水平，為新安江幾大支流中水質(zhì)最好的支流。浦口斷面多年總氮濃度平均值為2.23 mg/L。皖浙兩省的交界的街口斷面多年總氮濃度為1.31 mg/L，多年總磷濃度為0.04 mg/L，濃度接近河流I類水平。橫江大橋、新管斷面的多年總氮、總磷濃度與新安江干流黃口、簧墩、坑口斷面處于同一水平濃度。

表1 2011～2021年總氮年均值 mg/L

表2 2011～2021年總磷年均值 mg/L

3.2 新安江流域各斷面氮磷濃度空間特征分析

基于8個國省控水質(zhì)監(jiān)測站點的水質(zhì)歷史數(shù)據(jù)進行了分析，結(jié)果表明：新安江流域自其正源率水河源頭開始，在向下游傳遞過程中不斷受到周邊流域點面源污染以及支流匯入影響，其總氮、總磷濃度空間變化顯著(圖2、圖3)?；趯?個國省控水質(zhì)監(jiān)測斷面2011～2021年的實測數(shù)據(jù)均值分析可知，在新安江流域主要河流中，率水河的水質(zhì)最好，其總氮、總磷濃度低于新安江干流；橫江水質(zhì)次之，其總氮、總磷濃度與新安江干流整體處于同一水平；練江水質(zhì)最差，其總氮、總磷濃度高于新安江干流整體水平。從新安江干流總氮、總磷沿程變化上看，其受到支流匯入及周邊人類活動影響顯著。新安江在其源頭區(qū)(率水)的總氮、總磷濃度較低，到屯溪市區(qū)三岔河口與橫江交匯后總氮、總磷濃度開始升高，過屯溪市區(qū)后總氮、總磷濃度進一步升高。之后新安江干流體現(xiàn)出一定的自凈能力，沿程總氮、總磷濃度逐漸降低，到歙縣練江匯入后其總氮、總磷濃度與出屯溪市區(qū)后保持在同一水平，到與浙江省交界斷面注入千島湖前的總氮、總磷濃度又進一步降低，總氮整體保持在Ⅳ～Ⅴ類水平，總磷整體保持在河道Ⅱ類水平。

圖2 新安江流域水體總氮濃度空間變化

圖3 新安江流域水體總磷濃度空間變化

3.3 新安江流域氮磷污染成因分析

黃山市境內(nèi)工業(yè)企業(yè)較少，大多以農(nóng)耕為主，特別是歙縣境內(nèi)的練江和新安江干流中下游流域周邊分布有較多的農(nóng)業(yè)用地，通過模型解析溯源，發(fā)現(xiàn)新安江流域氮磷污染最主要來自于農(nóng)業(yè)面源污染。農(nóng)田耕作施用的化肥與農(nóng)藥、畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)生的糞便及污水、作物秸稈廢棄物、水產(chǎn)養(yǎng)殖所投入的飼料、魚藥及魚類自身代謝產(chǎn)生的有機物等污染物沉積在土壤之中，隨著降雨形成的地表徑流作用，大量的氮磷會被攜帶進入黃山市地表水體中；另外大量農(nóng)戶居住于河道兩旁的河谷地帶，大部分農(nóng)村的生活污水并沒有收集到污水處理廠中得到集中統(tǒng)一處理，居民生活產(chǎn)生的大量污水和垃圾直接傾倒進河道也是造成新安江流域氮磷污染的原因。

4 政策建議

4.1 推行農(nóng)業(yè)種植污染防治

建議重點在歙縣境內(nèi)開展農(nóng)業(yè)種植污染防治，具體的措施包括：①積極推進農(nóng)業(yè)供給側(cè)改革，促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變。②全面扎實推廣有機肥替代，擴大測土配方施肥的應(yīng)用范圍開展施肥控制管理，降低歙縣單位面積農(nóng)業(yè)用地氮肥和磷肥施用量，提高化肥利用率；③持續(xù)推行農(nóng)藥集中配送，推進茶園全域綠色防控，減少化學(xué)農(nóng)藥的使用。④在河道和耕地周邊建設(shè)植物過濾帶、生態(tài)溝渠等面源攔截工程，降低春季豐水施肥敏感時段總氮、總磷負荷壓力。

4.2 推進農(nóng)村環(huán)境治理

加強農(nóng)村面源污染治理和農(nóng)業(yè)生態(tài)攔截，加強鄉(xiāng)村和河道清潔社會化管理，一體化推進農(nóng)村垃圾、污水、廁所專項整治“三大革命”，全面推行實施有機肥替代化肥行動，化肥、農(nóng)藥用量負增長[18]。持續(xù)推進農(nóng)村生活污水管網(wǎng)建設(shè)，保障農(nóng)村污水處理廠的建設(shè)運營，提高農(nóng)村生活污水的收集率和處理率。建設(shè)人工濕地等生態(tài)設(shè)施承接集中式污水處理廠出水，以起到緩沖和調(diào)節(jié)作用，避免水質(zhì)劇烈波動，降低環(huán)境風(fēng)險。

4.3 減少月潭水庫蓄水對下游水質(zhì)擾動

上游月潭水庫蓄水造成水體流動及自凈功能下降，必然會導(dǎo)致下游水體總氮、總磷濃度升高。特別是對離月潭水庫最近的率水大橋斷面的影響較大，對3月份水質(zhì)的影響大于5月份，對總氮濃度的影響大于總磷濃度。建議選擇在春季豐水期蓄水，同時要保證生態(tài)流量供給并進行動態(tài)調(diào)節(jié)，在維持下游水質(zhì)整體穩(wěn)定的基礎(chǔ)上平穩(wěn)實現(xiàn)月潭水庫的蓄水工作。

4.4 嚴(yán)守環(huán)保準(zhǔn)入，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)

流域上游嚴(yán)格環(huán)保準(zhǔn)入，通過環(huán)境管理倒逼產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型[19]。積極發(fā)展綠色產(chǎn)業(yè)，引導(dǎo)上游人民立足優(yōu)良的生態(tài)資源，以茶葉等現(xiàn)代山區(qū)農(nóng)業(yè)為生態(tài)農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)，以旅游發(fā)展為經(jīng)濟引擎，深入挖掘和彰顯徽州文化底蘊，著力打造黃山文化產(chǎn)業(yè)特色品牌，實現(xiàn)生態(tài)、旅游、文化“三位一體”深度融合，實現(xiàn)黃山市經(jīng)濟綠色高質(zhì)量發(fā)展。

4.5 推進工業(yè)園區(qū)環(huán)保配套

加強工業(yè)園區(qū)污染集中治理、管控，開展園區(qū)化工等企業(yè)清潔生產(chǎn)審核。全面推進工業(yè)園區(qū)截污納管清潔化、循環(huán)化改造，積極推進分質(zhì)供水和再生水利用，使沿江園區(qū)和重點工業(yè)企業(yè)清潔生產(chǎn)水平達到先進水平。

4.6 推進入河排污口排查整治

加強入河排污口整治、排污口監(jiān)測、河道排口截污，嚴(yán)格實行水功能區(qū)納污總量控制，完成入河排污口規(guī)范化建設(shè)，嚴(yán)格入河排污口設(shè)置審批，實現(xiàn)入河排污口布局基本合理。

5 結(jié)論

(1)在新安江流域主要河流中，率水河的水質(zhì)最好，其總氮、總磷濃度低于新安江干流；橫江水質(zhì)次之，其總氮、總磷濃度與新安江干流整體處于同一水平；練江水質(zhì)最差，其總氮、總磷濃度高于新安江干流整體水平。

(2)造成歙縣境內(nèi)練江總氮、總磷濃度偏高的主要原因是農(nóng)業(yè)面源污染，不合理和大量施用化肥和農(nóng)藥、畜禽養(yǎng)殖糞便以及農(nóng)戶產(chǎn)生的污染物。

(3)針對歙縣境內(nèi)的練江總氮、總磷濃度偏高，建議優(yōu)先針對歙縣開展農(nóng)業(yè)種植污染防治、推進農(nóng)村環(huán)境整治、在保證月潭水庫生態(tài)流量下減少水庫蓄水對下游水質(zhì)擾動、嚴(yán)守環(huán)保準(zhǔn)入優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、推進工業(yè)園區(qū)環(huán)保配套及推進入河排污口排查整治等措施。