大冶湖流域面源污染特征及防治措施

2015-10-21方月梅张晓玲吴风林

安徽农业科学 2015年31期

方月梅张晓玲吴风林

摘要通过对大冶湖流域的面源污染进行系统调查，分析了其污染特征和成因。结果表明，农村生活产生的化学需氧量、总磷和总氮量均最大；水产养殖排放的总磷和总氮最大；对大冶湖流域水环境污染影响较大的地区是阳新县所辖的3乡镇和1开发区、金山店镇和还地桥镇。农业生产技术落后、农村环保设施薄弱、超面积围网养殖、农民环保意识淡薄，是造成面源污染的主要原因。针对流域面源污染现状，提出了相应的治理對策，为治理大冶湖流域污染提供可靠的依据。

关键词大冶湖流域；水环境；面源污染；特征；防治措施

中图分类号S181.3；X524文献标识码

A文章编号0517-6611（2015）31-231-03

Nonpoint Source Pollution Characteristics and Control Measures in Daye Lake Basin

FANG Yuemei， ZHANG Xiaoling， WU Fenglin （Hubei Polytechnic University， Huangshi， Hubei 435003）

Abstract By system investigation of nonpoint source pollution in Daye Lake basin， the pollution characteristics and causes were analyzed.The results showed that the biggest production of COD， TP and TN were from the rural life； aquaculture discharged the biggest loads of TP and TN； the areas larger impacting water environment of Daye Lake basin were in three jurisdiction towns and one industrial zone of Yangxin County， Jinshan Town and Huandiqiao Town.The main causes of nonpoint source pollution were backward technology of agricultural production， weak protection infrastructure in rural environmental， super net breeding area， and farmers weak environmental consciousness.According to current situation of watershed nonpoint source pollution， the corresponding countermeasures were put forward to provide a reliable basis for controlling pollution in Daye Lake basin.

Key words Daye Lake basin； Water environment； Nonpoint source pollution； Characteristics； Prevention and control measures

大冶湖是黄石市第一大湖泊，主要有供水、防洪调蓄、灌溉、渔业养殖、航运、城区景观等功能，是大冶人民的“母亲湖”。大冶湖流域面积1 106 km2，水域面积64.6 km2，自然条件得天独厚，是矿产资源聚集区，流域内总人口为128.84万人，流域经济发达，其水质安全对维持大冶湖流域正常的生产生活起着重要作用。但是，矿产资源采掘、选取、提炼等开发利用，以及种植业、畜禽养殖业、水产养殖业等所排放的污染物，对大冶湖水质造成了很大的影响，特别是过度围网养殖对大冶湖的水质、水生动植物以及整个生态环境造成严重破坏[1-2]。目前，大冶湖整体处于富营养化状态。

面源污染是水体氮、磷等营养物质的主要来源，控制面源污染是防止水体富营养化的重要手段[3-4]。因此，笔者以大冶湖流域面源污染为研究对象，调查流域所有入湖面源，分析面源污染结构和分布特征，并提出相应的治理对策，以期摸清入湖面源污染和流域污染特征，较全面地反映大冶湖流域水环境污染现状，为治理大冶湖流域污染提供可靠的依据。

1大冶湖流域概况

大冶湖属长江中下游南岸的一级支流，是湖北省第七大湖泊，黄石市第一大湖泊，主要由三里七湖、内湖、尹家湖、红星湖和外湖组成。大冶湖支流众多，长流港、栖儒港、杨羹港、三里七港、罗家桥港、大箕铺港等40条河流汇入湖泊。大冶湖呈不规则长型，东西走向，东西长40 km，南北宽1～3 km，岸线长240 km，属河谷沉溺湖；主要靠天然降雨和地表径流补给更新，是流域下游的重要调蓄湖泊，调蓄容量大，湖容3.0×108 m3，蓄水量5×107～2×108 m3；湖泊水位有缓涨缓落的特征，并且随季节变化较明显。

大冶湖流域水质日益恶化[2]。2009～2012年上半年大冶湖流域水质监测资料表明：大冶湖整体处于富营养化状态；大冶湖流域入湖河港严重污染，内湖重度污染，大冶湖上游污染严重、下游水质略好，但依然达不到水功能水质标准；大冶湖没有I、II类水体，水质以劣V类为主，局部地区为Ⅲ～V类，大冶湖没有纳污能力。大冶湖底泥中镉、铜、铅3种重金属超标，超标率分别为37.9%、 17.2%和13.8%。严重的是重金属污染已经危及到了水产养殖的食品安全性，如不加以整治，大冶湖水产养殖功能将丧失殆尽。大冶湖河流域生态环境压力增大，区域生态环境急待保护和修复。

2大冶湖流域面源污染调查

调查范围为大冶湖流域内所涉及到的污染物入湖区域，涉及大冶市、阳新县、黄石市黄金山开发区全部，以及下陆区、铁山区和西塞山区部分地区。大冶湖流域的面源污染主要为农村生活污染（包括散养的畜禽）、农业面源污染、内源污染、地表径流污染、大气降尘污染。

2.1农村生活污染大冶湖流域农村地区没有生活污水和生活垃圾收集处理设施，农村生活废弃物随意排放，对水体和土壤造成了较大的污染。

农村生活污染源包括农村人口生活污水和散养家禽的污染。以分布在大冶湖流域周边的乡镇（街办、区）为单位，调查了农村人口数量及流域分布特征、农村人均综合用水量、散养型畜禽（包括猪、牛、马、羊、鹅、鸡、鸭）养殖数量及废渣回收方式等。根据《第一次全国污染源普查城镇生活源产排污系数手册》等，计算出大冶湖流域周边农村生活污染源排放量（表1）。由表1可知，东岳路办、金山店镇、陈贵镇、大箕铺镇和阳新县辖区（3乡镇、1开发区）5个区域的农村生活污染对大冶湖流域水体的影响较大，其废水排放量占总排放量的55.1%，应加快这些地区的生活废水治理设施建设。

2.2农业面源污染

农业面源污染主要是农业生产施用的化肥、农药等产生的农业径流污染。据统计，大冶湖流域水田、旱地、林地、草地面积分别为23 680.00、11 692.85、30 705.00、113.33 hm2。化肥施用量3.9×104 t/a，主要种类有复合肥、碳酸氢铵、磷肥、尿素、钾肥等。农业面源污染是大冶湖入湖污染物中总氮、总磷和化学需氧量的主要来源，农业面源污染物的产生量为：化学需氧量7 964.91 t/a，总氮2 275.51 t/a，总磷231.71 t/a。水田、旱地、林地污染物的流失率分别按0.25、0.20、0.18计算[4-6]，则农业面源污染的入湖量为：化学需氧量1 807.38 t/a，总氮532.83 t/a，总磷5185 t/a。

2.3内源污染

内源污染包括底泥、水产养殖、船舶等污染源导致的污染。底泥的污染难以定量計算，船舶造成的污染相对较小，而大冶湖流域水产养殖污染较严重，因此内源污染只计算水产养殖污染。大冶湖流域水产养殖面积约4 976.86 hm2，养殖户向湖内投放化肥、饵料等，严重污染水质。大冶湖流域水产养殖情况和污染物产生量见表2。水产养殖时饵料中的氮、磷并非全部输入水体，而是大部分被鱼类和其他水生生物吸收，污染物排放系数取0.35，则大冶湖流域因水产养殖排放的污染物为：化学需氧量1 986.93 t/a，氨氮24.48 t/a，总氮940.77 t/a，总磷139.44 t/a。

2.4地表径流污染

地表径流包括城市地表径流和非城市地表径流。城市地表径流是指地表沉积物与大气沉降物等在降雨的淋浴和冲刷作用下，扩散进入水体，造成城市水环境质量下降。非城市地表径流是指人数较少的城镇居民居住地所产生的地表径流，有别于城市地表径流和农村生活污水。

根据《全国水环境容量核定技术指南》、《湖泊污染控制技术指南》[7]和太湖流域上游城镇地表径流的计算方法[5，8]，大冶湖流域由地表径流产生的污染物入湖量为：总氮2.733 t/a，总磷0.152 t/a，化学需氧量11.812 t/a 。

2.5大气降尘污染

污染物可通过降水、降尘直接进入水体，因此水面降尘的污染负荷也是大冶湖流域的污染源之一。根据《流域环境规划典型案例》[9]，大气降尘的强度为：总氮10.5～38.0 kg/（km2·a），总磷0.12～0.97 kg/（km2·a）。大冶湖流域分布的大多是“高能耗，污染大”的工业，工业粉尘污染较严重，大气降尘的强度应取最高值。因大冶湖流域的沟渠水面面积是随季节变化的，所以只计算大冶湖的大气降尘污染。大冶湖面积为63.8 km2，则大冶湖流域大气降尘的污染负荷为：总氮2 424.40 kg/a，总磷61.89 kg/a。

3大冶湖流域面源污染特征分析

3.1污染结构分析

由图1可知，农村生活源产生的化学需氧量、总磷和总氮量均最大，所占比例分别为57.36%、56.26%、57.113%，其所排放的化学需氧量也最大。水产养殖产生的总氮和总磷排在第二，所占比例分别为23.66%、27.107%；水产养殖排放的总磷和总氮都是最大的，所占比例分别为41.89%、47.72%，其排放的化学需氧量也位居第二，所占比例为33.06%。农业面源产生的化学需氧量所占比例为24.87%，位居第二，排放的化学需氧量、总氮和总磷均位居第三。对大冶湖流域水污染影响最小的是大气降尘，地表径流对大冶湖流域水污染影响也很小。因此，农村生活源、水产养殖、农业面源对大冶湖流域的污染影响较大，是今后治理的主要方向。

3.2面源污染分布分析

选取农村生活污染源、农业面源两个污染产生量大的产污单元，对大冶湖流域各地区主要面源各污染物的产排比例进行比较。

由图2可知，面源污染中对大冶湖流域水环境污染影响较大的是阳新县（所辖3乡镇和1开发区）、金山店镇和还地桥镇。其中，对大冶湖流域水环境污染最大的是阳新县所辖的3乡镇和1开发区，主要是因为其农村人口、散养的家禽、农业种植面积均较大，其产生的化学需氧量占整个流域的17.16%；其次是金山店镇和还地桥镇，其产生的化学需氧量分别占整个流域的11.46%和9.37%。因此，阳新县（所辖3乡镇和1开发区）、金山店镇和还地桥镇也是今后面源治理的重点区域。

4大冶湖流域面源污染成因分析

4.1农村环保设施和基础设施薄弱

流域农村人口达60.84万人，但无生活废水和生活垃圾收集处理设施，农村生活废弃物随意排放；散养的畜禽量多且分布区域广，产生的粪尿直接排放，对水体、大气和土壤造成污染。

大冶湖流域许多沟渠塘由于缺乏管理，淤积严重，杂草丛生，不仅无法有效拦截农田径流氮磷流失直接进入水体，同时成为乡村生活污水、分散畜禽养殖尾水的排放通道和固体废弃物的堆积场所，成为农业污染源的重要传播途径。

4.2农业生产技术落后

大冶湖流域农业科技水平不高，测土施肥、保护性耕作、有机肥、生物农药等技术尚未普及，农民主要靠追加化肥和农药用量来提高产量，农药和化肥利用率低下，加剧了氮磷流失，同时对农业生态环境造成严重污染。

4.3超面积围网养殖

大冶湖流域水产养殖规模过大，特别是围网养殖过量投饵对水质破坏严重。大冶湖水域面积64.6 km2，湖围网养殖面积已达12.01 km2，远远超过《湖北省实施<中华人民共和国渔业法>办法》中规定的围栏面积应严格控制在全湖面积10%以内的要求。

4.4农村环保机制缺乏，农民环保意识淡薄

虽政府对农村面源污染有所认识，但农村环保机制依然缺乏，没有建立相应的监控体系，没有开展面源污染宣传工作；大多数农民环保意识淡薄，没有认识到面源污染的危害，不停劝阻焚烧秸秆，随意丢弃农业废弃物，不愿接受先进环保的耕作技术，进一步加剧了农村面源污染。

5大冶湖流域面源污染防治措施

5.1大力推进节水高效生态农业建设

发展节水高效生态农业，调整农业产业结构，推动有机食品基地建设。开展无公害农产品生产全程质量控制，推广农业清洁生产技术，加强沼气、秸秆还田和测土配方施肥技术的推广应用，控制焚烧、丢弃秸秆带来的污染，减少化学肥料及化学农药施用量。严禁高毒和高残留农药的施用，推广施用长效复合肥、有机肥，积极示范推广生物农药、高效低毒低残留农药和新型高效药械，以生物防治、物理防治部分替代化学防治，控制农作物虫害发生频次，减少化学农药用量，开展植保专业化防治，有效降低大冶湖水环境恶化的风险[3，10-11]。

5.2控制水产养殖污染

大冶湖流域围网养殖面积远超过《湖北省实施<中华人民共和国渔业法>办法》规定的10%，逐步实施围网拆除工程，压缩网围养殖规模，大冶湖应拆除围网养殖面积5.55 km2。合理确定水产养殖规模，限制投饵式网箱养殖和施肥养殖等不

合理的养殖模式。探索生态放养的相关机制，着力恢复湖泊生态功能，提高水体自净能力。发展清洁养殖工程，对现有养殖池塘进行合理布局，在同一区域内规划为主养区、混养区、湿地净化区和水源区等4个功能区，构建养殖池塘湿地系统，实施池塘循环水养殖技术示范工程，通过实现养殖小区内水的循环利用，控制流域内水产养殖对大冶湖水体的影响。

5.3加强农村环保基础设施建设

加强农村生活污水处理设施、生活垃圾处理设施及配套管网的建设，提高污水、垃圾集中处理率。生活污水处理设施要按照集中和分散相结合、“厂网并举、管网优先”的原则，优化布局。在村民居住较集中地区域，必须因地制宜建设生活污水集中收集系统，雨污分流工程。流域内主要建制镇以上的建成区，均应建设生活污水处理厂和生活垃圾处理设施，配套建设较为完善的污水截流与输送管网，同时开展流经区污染严重的河道治理，大幅度减少生活污染物进入地表水体。在不具备接管条件的村组，以多户共建、共用的形式，建设庭院式生态湿地收集处理农村生活用水，减少对水体的污染。

针对农村生活垃圾随意丢弃和堆放的问题，实施农村生活垃圾分类资源化处理。对有机质较丰富的垃圾，采用小型堆肥等生物处理后达到减量化；对不可进行生物处理的垃圾，建立“户集、村收、街运”与“村收集、镇中转、县市处理处置”相连接的城乡生活垃圾统筹处理模式。建立农村垃圾保洁、收运长效投入机制。稳步推进大冶湖流域生活垃圾集中处理设施建设，充分利用創冠环保（黄石）有限公司生活垃圾焚烧发电的先进技术和设施（目前处理800 t/d，二期工程完成后日处理1 200 t/d）处理大冶湖流域的生活垃圾，杜绝二次污染。

5.4加大地表径流拦截系统工程建设

地表径流是面源污染物的载体，应在入湖港渠两侧建立面源氮磷流失生态拦截系统，加快采用生态田埂、生态沟渠、旱地系统生态隔离带、生态型湿地处理以及农区自然塘池缓冲与截留等技术，利用现有农田沟渠塘生态化工程改造，建立新型的面源氮磷流失生态拦截系统，拦截吸附氮磷污染物，大幅削减面源污染物向水体直接排放。

5.5防治空气沉降物污染湖水

目前，黄石市受日益增加的机动车扬尘和尾气，以及数百家企业和生活燃煤污染影响，冬季空气中的SO2浓度偏高，增加了酸雨率，影响大冶湖的水质。应加强对冶金企业二氧化硫废气治理；尽快在黄石市实施能源替代战略，大力推广使用清洁能源，使用燃气或电能；控制机动车数量及其尾气达标排放；对立地条件差，适宜封山育林的疏林地，实施封山育林；能成林的荒山荒地、采伐迹地和火烧迹地等都应调整为生态公益林。对城镇、乡村、居民点进行绿化，增加园林绿化用地，提高森林覆盖率，控制降尘污染大冶湖流域水体。

5.6建立面源污染监控体系和加强宣传教育

建立面源污染监控体系，及时对流域水体、土壤和大气进行监测并发布预警信息；加大环保宣传力度，加强全社会对面源污染危害的认识，提高公众的环保意识；建立社会公众参与面源污染防治的有效机制，鼓励和引导农民积极参与农业面源污染的防治。

参考文献

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