南大港湿地水环境现状及影响因素分析
2014-09-14,,
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(河北省沧州水文水资源勘测局, 河北 沧州 061000)
南大港湿地水环境现状及影响因素分析
胡丽丽,牟真,王艳丽
(河北省沧州水文水资源勘测局, 河北 沧州 061000)
湿地是地球上一种重要的、独特的、多功能的生态系统,其在抵御洪水、减缓径流、蓄洪防旱、降解污染、调节气候、维护自然生态平衡方面发挥着重要的作用。本文对南大港湿地的水环境现状进行了评价分析,并对影响湿地现状的因素进行了调查分析,提出了合理化建议。
南大港湿地; 水环境现状; 影响因素
1 南大港湿地概况
南大港湿地位于河北省沧州市东北部,紧邻渤海,由草甸、沼泽、水体、野生动植物等多种生态要素组成,总面积达16000多hm2。湿地海拔最高处5.4m,最低处2.9m,分为泻湖洼地、浅槽型洼地、岗地和高平地等。90%的植被为芦苇。
南大港湿地有完整的自然生态资源,为海滨复合型,具有综合的温带滨海湿地系统,多样的生物物种,保持了较多好的原生态。整个保护区内植物有47科140种。经专家发现的野生鸟类有14目38科251种,其中国家一级保护鸟类8种,包括白鹳、黑鹳、白肩雕、丹顶鹤、白头鹤、白鹤、中华秋沙鸭、大鸨等;国家二级保护鸟类24种,包括白天鹅、灰鹤、白枕鹤等;其他野生鸟类219种。有几十种鱼类以及多种藻类和浮游生物,狐、獾、黄鼬、草兔、鼹鼠、蛇、蛙等几十种陆生动物也在此繁衍生息。
2 南大港湿地的水环境现状
南大港湿地生态环境十分脆弱,土壤盐渍化、沼泽化现象严重,由于人们不合理利用湿地资源,目前南大港湿地面临水量减少、面积缩小、水质恶化等诸多水环境问题,已严重影响到湿地的可持续发展和利用。
2.1 湿地面积逐年缩小
由于降水减少、生态破坏等多种因素,南大港湿地存在着很大的危机。多年平均降水量563.1mm,年际变化大,年内分配不均,其中6~8月降水量占年降水总量的75.3%,雨量过于集中是发生涝灾的主要原因。年水面蒸发量平均为1980.5mm,干燥度为3.2。多年来,年降水量呈逐年减少趋势。同时,由于生产生活用水量急剧增加,远远超过水资源的承受能力,南大港管理区淡水资源匮乏,地表水没有保证,地下无浅层淡水资源,深层淡水资源有限,补给困难,矿化度和氟含量都很高,不仅不利于人畜饮用,也不利于农田灌溉。长期超采地下水,导致地下水位迅速下降。而上游地区对地表水截流,沧州市河流绝大部分干涸,湿地供水逐渐减少。继而造成湿地逐渐萎缩。目前仅靠引黄河水维持湿地面积。
2.2 水质污染现状
水质污染是南大港湿地面临的最严重威胁之一。湿地污染不仅使水质恶化,也对湿地的生物多样性造成严重危害。南大港湿地因水域宽阔、植物茂密,导致水流速度较为缓慢,当含有毒物和杂质(农药、生活污水和工业排放物)的流水经过湿地时,水生植物虽然能通过物理、化学和生物过程来降解污染物,但是并不能实现完全降解。因此,南大港湿地的水质绝大部分时间为劣V类,在每年引黄补水期间水质可达到IV类。其中,主要影响因素为溶解氧、氨氮、高锰酸盐指数、总氮、硫化物等。南大港湿地水体中,总氮含量在1.58~3.47mg/L之间, 超过地表水环境质量标准Ⅲ类水标准。总磷、总氮含量过高,会使水体富营养化,藻类过度生长繁殖,造成水中溶解氧的急剧减少。藻类的呼吸作用和死亡藻类的分解会消耗大量的氧,有可能在一定时间内使水体处于严重缺氧状态,影响鱼类的生存。富营养化的危害极大,治理难度很大,要预防富营养化问题加重,就必须严格控制氮、磷的排放量。
3 影响湿地水环境的因素
3.1 生活污水对湿地的影响
南大港湿地位于南大港管理区内,属环渤海、环京津经济开放区,东西北面被黄骅三面包围,南面是临港经济技术开发区,辖区总面积294km2,耕地面积8933.3km2,人口4.3万。目前农村生活污水多直接排入附近河道及坑塘,固体废弃物就近倾倒,未经任何处理。根据《河北省水资源保护规划》的要求,生活污水中污染物排放系数可按以下数据进行估算:COD:50g/(人·天);NH3-N:3.2g/(人·天);TN:6.4g/(人·天);TP:1.3g/(人·天)。污水量及其所含污染物的入河量按7%估算。经计算,得出南大港地区农村生活污染源的污染入河量(见表1),其计算方法如下:
G=365×Nc×F×7%/106
式中G——居民生活源水污染物年产生量,吨/年;
Nc——居民常住人口,人;
F——居民生活源水污染物产生系数,克/(人·天)。
表1 农村生活污染源的污染入河量
由表1可见,居民生活污水中含有大量的有机污染物,有机污染物含量的增高可降低水体中溶解氧的含量,使水生生物缺氧甚至死亡,进而导致水质腐败变臭。另外,苯、苯酚等有机物还具有较强的毒性,会对水生生物和人体造成直接伤害。
3.2 化肥农药的使用情况对湿地的影响
根据2011年沧州市年鉴资料(以2010年为水平年),南大港地区的农药使用量为72t,主要为有机磷类和有机氯类,分别占70%和28%。有90%以上的农药施作采用高压喷雾,其单一、粗放的施作方法造成90%以上的药液流失到地面,通过土壤的吸附、转移、降解、富集等过程,进入了食物链或饮用水中。化肥的使用量为1327t,其中磷肥使用量为926t,氮肥使用量为1327t,复合肥使用量为30t。采用化肥、农药流失参数估算当地的化肥、农药流失量,其中,农药的流失量占农药各项有效成分的39%,化肥、农药的各项入河量占各项流失量的60%。
总氮=(氮肥+复合肥×0.3+磷肥×0.185)×20%;
总磷=(磷肥+复合肥×0.3)×15%;
氨氮=(氮肥+复合肥×0.3+磷肥×0.185)×20%×10%。
经计算,得到该地区农药、化肥的流失情况,见表2。大量的氮磷流入湿地,是造成湿地内氮磷含量超标的主要原因,同时会给湿地的生态系统带来破坏性的危害。
表2 化肥及农药污染对南大港湿地的影响
3.3 畜禽养殖对湿地的影响
南大港地区畜禽养殖主要是分散式养殖,养殖种类主要为猪和鸡(鸭),牛、羊数量较少。畜禽粪便随意堆放,随雨水进入水系。根据畜禽的排放量、粪便污染物含量以及畜禽粪便污染物进入水体的流失率可以计算出南大港地区畜禽养殖的污染量(见表3~表7)。
表3 畜禽粪排放量 单位:kg/(只·天)
注大牲畜包括驴、马、骡子;牛包括奶牛、肉牛。
表4 畜禽粪便污染物含量
表5 畜禽粪便污染物进入水体流失率
表6 南大港地区畜禽养殖情况
表7 南大港地区畜禽养殖对湿地水体污染情况
由表7可见,畜禽养殖产生的污水中含有大量的氮、磷和有机污染物,大量消耗水中的溶解氧,使得水体变黑发臭,极易造成水体富营养化,造成水生动植物死亡、腐烂、沉淀并导致污泥增多。随着污水的不断汇入,水质不断恶化,同时滋生蚊蝇,使环境中病原种类增多、菌量增大,使病原菌和寄生虫蔓延,引起人畜共患病的情况,危害人畜健康。
4 建议及结论
湿地是地球上一种重要的、独特的、多功能的生态系统,它不仅在生态平衡中扮演着极其重要的角色,有着“地球之肾”的美名,而且在抵御洪水、减缓径流、蓄洪防旱、降解污染、调节气候、维护自然生态平衡方面发挥着重要的作用。然而近年来降雨量偏少,人类对湿地资源的不合理利用,以及粗放型的生产生活方式,已经给南大港湿地系统造成了严重的破坏。仅居民生活污水、农药化肥、畜禽养殖三项每年排入南大港湿地的总氮就高达199.56t,COD 124.13t,总磷40.74t。大量的氮、磷和有机污染物进入水体,极易造成水体富营养化,从而导致水生动植物的死亡,继而又加剧水质的恶化。为解决南大港湿地的现状问题,提出以下建议:
a.拦洪蓄水,增加调水,保证湿地水源供给。缺水是目前制约南大港湿地存在与发展的最大因素,由于连续干旱,湿地面积有缩小的趋势,而要保持现有湿地的面积和生态环境,最佳蓄水量应有5000万m3。要解决这个问题,一是利用南排河和廖家洼排干河道在汛期内最大限度地拦洪蓄水,二是从南水北调引江工程中争取部分水源,以保证湿地调水量。
b.为减少农村固体废弃物的污染,建议在农村实现一村一个沼气站,达到规模化消纳农村固体废弃物、规模化集中生产沼气和有机肥。大力推广示范“农田水微循环利用”、“猪—沼—果(菜)”等新的模式和技术,将种植业、养殖业与沼气使用相结合,以获得最佳的生态效益与经济效益。有效缓解农村人、畜禽粪尿给农村生态环境造成的污染,有效解决畜禽粪便对地表水、地下水和空气的污染问题。
c.合理使用化肥农药,及时回收废农膜。对病虫害进行“预防为主,综合防治”。提倡生物防治、物理防治与化学防治相结合,充分利用自然天敌,尽量减少农药化肥用量。选用高效、低毒、低残留的农药,严格掌握不同农药品种施用的安全间隔期。严禁在蔬菜、果树上施用国家已公布剧毒、高度、高残留的农药。从源头上消除白色污染,必须走生物全降解塑料之路,大力推广可降价农膜,人人拾捡废弃农膜等污染物。
d.积极推广农田氮磷流失生态拦截工程。主要通过实行灌排分离,将排水渠改造为生态沟渠,采用生态湿地处理技术、生态隔离带技术及农区自然塘池缓冲与截留技术可以减少表土径流及氮磷污染物的流失。
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Analysis of Nandagang Wetland Water Environment Status and Influence Factors
HU Li-li, MU Zhen, WANG Yan-li
(HebeiCangzhouHydrologyandWaterResourcesSurveyBureau,Cangzhou061000,China)
Wetland belongs to an important, unique and multi-functional ecosystem in the earth. It plays an important role in resisting flood, slowing down runoff, accumulating flood, resisting drought, preventing pollution, regulating climate and maintaining natural ecological balance. Nandagang wetland water environment status is analyzed and evaluated in the paper. Factors affecting wetland status are investigated and analyzed. Rational suggestions are proposed.
Nandagang wetland; water environment status; influence factor
TV221
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1005-4774(2014)07-0078-03