博斯腾湖面源污染现状及对策
2015-11-30张明
张明
摘要 新疆是农业大省,当前面源污染已成为新疆一些地方水体和土壤的主要污染源。本文选取在新疆内陆河流域具有代表性的博斯腾湖区域作为研究区,开展了面源污染现状调查,结合已有研究成果分析博斯腾湖区域面源污染存在的问题,并提出了相应的建议与对策。
关键词 博斯腾湖;面源污染;排水;现状;问题;对策
中图分类号 X592 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2015)18-0213-02
Current Situation and Countermeasures of Pollution in Bosten Lake
ZHANG Ming 1,2
(1 Xinjiang Research Institute of Water Resources and Hydropower,Urumqi Xinjiang 830049; 2 Xinjiang Agriculture Water-saving Engineering Technology Research Center)
Abstract Xinjiang is a major agricultural province,and the current source pollution has become the main pollution sources of water and soil in some areas of Xinjiang.This paper selected Bosten Lake area as the study area,to carry out the non-point source pollution investigation and analyze of the existing problems and put forward some suggestions and countermeasures of non-point source pollution in Bosten Lake area combined with existing research results.
Key words Bosten Lake;non-point source pollution;drainage;current situation;problems;countermeasures
近年来,随着社会经济的快速发展,特别是农业现代化的逐步推进,农药、化肥、地膜等化学农资的大量使用,造成了极其严重的农业面源污染[1-2]。当前,由农业生产以及农村生活排污造成的湖河水体富营养化已大大超过了来自城市生活点源污染与工业点源污染,农业面源污染已渐渐成为我国环境污染特别是水体污染的主要因素[3-6]。
新疆是农业大省,当前农业面源污染已成为新疆一些地方水体和土壤的主要污染源。开展农业面源污染控制研究是新疆水资源保护工作的重要组成部分,对防止水源枯竭、水污染和水生态系统的恶化,实现水资源可持续利用具有重要意义。因此,此次研究充分考虑新疆特点,选择渔业与风景资源丰富、富营养化问题突出、在内陆河流域具代表性的博斯腾湖区域为研究区,调查了博斯腾湖面源污染现状,总结了该区域面源污染特点,分析了当前治理面源污染存在的问题,并提出了初步建议与对策。
1 研究区概况
博斯腾湖位于天山东段南坡焉耆盆地南侧最低洼处,地处东经86°40′~87°26′,北纬41°56′~42°14′,它既是开都河的尾闾,又是孔雀河的发源地,是我国目前最大的内陆淡水湖泊。流域平均年降水量为63.5 mm。湖泊年蒸发消耗量达8.7亿m3,蒸降比达30以上。
博斯腾湖源流区的社会经济发展以焉耆盆地内的四县(焉耆县、和静县、和硕县、博斯腾湖县)和农二师(22团、223团、24团、26团、27团等团场)为主。焉耆盆地工业基础较为薄弱,区域发展以农业为主。其中,焉耆县是全州主要粮食和甜菜的产区,博湖县是渔业基地,和静县以牧业为主,兼为粮食产地,和硕县是半农半牧县[7]。
近年来,由于流域大规模的水土开发和城镇、工业的快速发展,博湖的盐化和富营养化问题日益突出,导致水体水质恶化,生态环境发展失衡。具体表现为以下几个方面:一是生物多样性减少,鱼类产量下降;二是湖水咸化,水体盐污染较重,矿化度较高,并且硫酸盐、总硬度和氯化物普遍超标;三是有机污染严重,总体属于Ⅲ-Ⅳ类水,主要污染物是高锰酸钾指数;四是富营养化趋势明显,全湖处于中营养状态,个别水域出现富营养化。
2 面源污染现状
2.1 入湖排水渠现状
博斯腾湖周边农区是博湖面源污染物的主要来源区。由于地处干旱内陆区,其污染物主要通过农田排水系统进入河湖水体。流域排水系统基本为明渠排水,各级排水沟渠较为完整。受博湖水位变化的影响,多数干排因季节排水量的不同,采用直排和扬排结合进行排水。博斯腾湖水域广阔,大体上可以划分为大湖区、小湖区及黄水区三大水功能区。
截至2014年,排入博湖的33条排渠中,有6条直接排入博斯腾湖大湖区,13条通过黄水区进入大湖区,14条直接排入小湖区,其余均间接排入博斯腾湖。其中,末端排水采用扬水站的排渠有23条;末端排水采用扬排和直排结合的排渠4条;末端排水采用自流直排的排渠有6条(图1)。
2.2 入湖污染物现状
为了准确计算入湖污染物数量,分别在2014年4月、6月、8月和11月分4次对主要排渠入湖水量、水质进行了监测。并将本次的调查数据和巴州水文局(2007年调查数据)以及塔管局(2012年调查数据为日流量,按365 d转算为年流量)的水量调查数据进行对比分析,最终确定了入湖水量与水质。
根据调查和水质分析结果,2014年通过农田排水渠排入(即不考虑开都河排入的量)大湖区、小湖区以及黄水区的污染物总量为:COD15 153.25 t/年、NH3-N 262.76 t/年、TN 646.82 t/年、TP 51.44 t/年、全盐量97.1万t/年。排入以上3个功能区域的污染物总量依次为小湖区>黄水区>大湖区。其中,开都河入博湖各项污染物总量均占入湖总量的70%以上,而盐分的总量则占入湖总量的37%。各项指标的贡献率分别为COD 75.13%、NH3-N 80.15%、TN 78.45%、TP 75.76%(表1)。endprint
各排渠中水体的矿化度含量差异较大。构成水体矿化度的离子以Cl-为主,其次为HCO3-、Ca2+和K+,且Ca2+和K+离子的含量相当,CO32-和Mg2+的含量最小。从各排渠的矿化度的年际变化来看,总的趋势是6月>4月>11月>8月。
2.3 博斯腾湖区域面源污染特点
2.3.1 降雨径流产生的面源污染有限。在湿润或半湿润地区,降雨量较大,由降雨引起的农业面源污染占主导地位。但在干旱地区降雨量较为稀少,因降雨径流所引发的面源污染相对较少。这在年平均降雨量不足100 mm的博斯腾湖灌区表现的尤为突出,尽管其雨量也较为集中,但由于年降雨总量过少,坡面径流产生的污染非常有限。
2.3.2 灌溉引起的农业面源污染起主导作用。在干旱地区,尤其在干旱且工业欠发达地区,水资源主要为农业服务,同时由于该地区盐渍化面积较大,用于淡水压盐的水量较多,因此,农田退水量较大,这些水经排渠、沟道以及地下水入渗等方式汇入到湖河,由此引发的面源污染也就成为该地区面源污染的主要方式。
2.3.3 面源污染的主导因子中含有大量的盐分。在干旱地区尤其是以盐碱地为主的新疆地区来说,面源污染的主要因子除了氮、磷等养分以及有机质为主以外,土壤中大量的盐分在农灌及排水过程中经排渠排入河流或湖泊,导致面源污染物中含有大量的盐分。因此,对于干旱的新疆地区来说,面源污染的主导因子除了应考虑传统的氮、磷、有机质等主导因子以外,更应结合干旱地区的实际,将盐分对面源污染的影响也考虑其中。
3 存在的问题
3.1 农业面源污染逐步突出,治理难度大
随着农业生产对产量增长的要求和无序开荒造成灌溉面积的快速增长,在农业生产过程中大量不科学使用农药、化肥,畜禽粪便处理不及时和其他有机或无机污染造成了农业面源污染快速增长,给农村生态环境带来日益沉重的压力。
3.2 工业废水不达标,工农业废水混合排放
调查发现,部分排渠有未经处理或处理不达标的城镇生活和工业污水排入,即存在工农业废水混合排放的现象,从而加重了博斯腾湖的受污染程度。因此,建议在点源治理方面应加强管理,严格控制焉耆盆地内工业企业废水排放标准,在后续的规划中,也应当从非工程和工程措施2方面对排渠和排污口的水质进行控制。
3.3 畜牧业养殖废水无处理设施
从农村生活、农药化肥使用、分散式禽畜养殖、水土流失、城镇地表径流等面源污染的产生源头来评估研究区域的面源污染产生量。估算的结果表明:来自农药化肥和禽畜养殖的面源污染量占农业面源污染总量的95%以上,农牧业作为当地的支柱产业,既要保障其发展又要考虑其可持续性,但目前主要的畜牧业养殖基地均无专门的废水处理设施。
3.4 对农业排水、排污缺乏有效的监测
调查发现,截至目前,还没有专门的机构对农业排渠水量、水质进行长期有效的监控,仅是在规划时,一些部门对排渠水质、水量进行了一些调查和分析。排渠的水质检测结果表明,直接或间接汇入博斯腾湖的排渠水样中,有近80%都不能达到水功能区Ⅲ类标准,这些不达标的退水在排水季大量地汇入到博斯腾湖,导致三大功能区的水质恶化。
4 对策与建议
4.1 实施滴灌节水、节肥、减污工程
针对干旱区灌溉农业“水由人控、肥随水走”的特点,利用滴灌技术水肥精量控制、减少水肥深层渗漏损失的特性,提出不同水平年大力发展高效节水灌溉工程,有效控制水肥流失,实现节水、增效、减污的规划方案与工程布局。
4.2 实施农村综合治理工程
提出不同水平年资源化利用农村生活垃圾、污水和人畜粪便等废弃物、减少污染物排放的农村河道综合治理规划方案。主要治理措施包括河道清淤、河道生态净化、生活污水厌氧净化池、生活垃圾发酵池、田间垃圾收集池和乡村物业服务站等。
4.3 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,针(下转第232页)
(上接第214页)
对不同灌区的排水特点,合理设计生态沟渠的规模与形式,根据沟渠中设置的不同植物和水生生物的特性,充分利用其能够吸收径流中养分的特点,对农田损失的氮磷养分进行有效拦截,以控制入河、湖污染物的排放总量。
4.4 完善目前流域较为成功的苇湖湿地生态截污工程
利用芦苇湿地处理系统对污水进行有效处理和拦截。废水流经苇田时,其中的污染物由于土壤截留、物理和化学吸附、化学分解和沉淀、微生物的氧化降解等作用而被大量去除。另外,芦苇还能杀灭大肠杆菌,分解水中高分子物质和去除水中金属离子,因而对废水具有明显的净化功能。净化后的水再流入博湖,从而起到保护博湖水环境的作用。与此同时,农田退水的排入,也使得部分因缺少而萎缩的芦苇湿地得以恢复,从而对水生态系统起到保护作用。
5 参考文献
[1] 朱蒋吉,曾艳,陈敬安,等.我国农业面源污染治理技术研究进展[J].四川环境,2014(3):153-1261.
[2] 虞慧怡,扈豪,曾贤刚.我国农业面源污染的时空分异研究[J].干旱区资源与环境.,2015,29(9):1-6.
[3] 张维理,武淑霞,冀宏杰,等.中国农业面源污染形势估计及控制对策I.21 世纪初期中国农业面源污染的形势估计[J].中国农业科学,2004,37(7):1008-1017.
[4] 张烽文,刘小鹏,刘希风.宁夏西海固地区农业生态环境面源污染调查研究[J].干旱区资源与环境,2007,21(7):75-80.
[5] 张水龙,庄季屏.分散型流域农业非点源污染模型研究[J].干旱区资源与环境,2003,17(5):76-80.
[6] 钱晓雍,沈根祥,郭春霞,等.基于水环境功能区划的农业面源污染源解析及其空间异质性[J].农业工程学报,2011,27(2):103-108.
[7] 李家科.博斯腾湖水环境容量及污染物排放总量控制研究[D].西安:西安理工大学,2004endprint