渔洞水库农业面源污染现状及对策建议

全 勇，唐玉凤，龚声信，马 鹏，余 勇

(云南省昭通市农业环境保护监测站，云南昭通 657000)

近年来，中国飞速发展，已成为为全球第大二经济体，但水资源污染问题十分突出，特别是湖库的富营养化问题更为严重。目前国内多数城市均采用大型水库蓄水方式作为饮用水源。这些水库承担着重大的城市功能，是一个城市的命脉，若水库一旦遭到污染，损失难以估量。但中国许多城市的供水水库均面临不同程度的污染压力问题，部分遭受轻度或较大的水资源污染，水库富营养化程度较高，如贵阳的阿哈水库［1］、昆明的松华坝水库［2］、官厅水库［3］、天津的于桥水库［4］都发生了较严重的水体富营养化。保护饮水水源首先要调查水库的污染源，从源头上控制污染物排放，提出有效的治理措施。水资源的污染分为点源污染和非点源污染即面源污染，面源污染是指污染物从非特定的地点，在降雨或雨雪冲刷作用下，通过径流过程而汇入受纳水体并造成水体的富营养化或其他形式的污染［5］。

国内外的相关研究表明，农业面源污染是污染水资源的主要来源。在欧洲的北海河口，农业面源污染输出的总磷和总氮分别占25%和60%;丹麦的270条河流中有52%的总磷和94%的总氮来源于面源污染的［6］。美国进入地表水体污染物中有47%的总磷、46%的泥沙、52%的总氮均来自于农业面源污染［7］。在中国，农业面源污染也是诸多湖泊水质恶化的主要原因，比如滇池、太湖和巢湖等，其总磷和总氮分别占污染负荷的60%～70%和50%～60%［8］。农业面源污染来源分散，主要由农业活动、水土流失、分散污水、农村固废、暴雨径流和大气沉降构成，地理边界和发生位置难以识别和确定，成因复杂、随机性强、潜伏周期长，防治十分困难，因而面源污染的控制越来越受到各国政府的重视。

1 渔洞水库概况

昭通市渔洞水库于1998年建成蓄水，总库容3.64亿m3，距离昭通城23 km，位于长江流域金沙江下段水系横江支流洒渔河上游的居乐河上，是一座集农业灌溉、城市供水、防洪和发电等多种功能为一体的大 (二)型骨干水利工程，是昭鲁坝区农业发展的命脉，是城市饮水的主要水源。径流区包括鲁甸县铁厂、水磨、龙树、新街和昭阳区大山包、大寨子、苏甲、洒渔、乐居等9个乡35个村，总人口12万余人，耕地面积3.24万公顷，坡度大于25°的耕地有0.216万公顷，整个径流区属于高二半山区和高寒冷凉山区，地形复杂，气候较差，基础设施薄弱，生产力低，农民耕作粗放，广种薄收［9］。径流区内化肥施用上主要施尿素、硝铵、普钙、复合肥和农家肥，流域内自然条件和生态环境差，人口较多，农业、农村生产和生活活动频繁，种植业农药化肥、农药、农膜的过量使用，大量畜禽粪便的直接排放，农村废弃物的随意丢弃，导致农业面源污染严重。

根据调查和测算［10］，渔洞库区每年排放生活污水350多万吨、排放COD 720吨、总氮220吨、总磷19吨、氨氮176吨;畜禽每年排放COD 2952吨、总氮 520.6吨、总磷 186.3吨、氨氮 238.8吨，是渔洞水库污染物的主要来源。

2 渔洞水库流域农业面源污染现状调查与危害

渔洞水库库区的农业面源污染主要是流域内人员进行农业生产活动时产生的污染物以及日常生活产生的生活污染物，这些污染物在降水或灌溉过程中，通过农田地表径流、农田排水和地下渗透等途径，进入水体引发污染。农业面源污染主要包括种植业所产生的化肥污染、农药污染、农作物秸秆污染、农膜污染和畜禽养殖污染、水产养殖污染、农村生活废弃物污染等7个方面［11］。据全国污染源普查云南省普查数据表明，在污染源的指标中，农业源COD、总氮、氨氮、总磷排放量在污染源排放的比例是11%、31.02%、16%、63%。在农业污染源的数据中，综合分析COD、总氮、氨氮和总磷排放量在种植业、畜禽养殖业、农村生活源污染中的比例分别是80%、10%、10%。

2.1 种植业污染现状

种植业污染主要指与种植业关系密切的农药污染、化肥污染、农膜污染以及农作物秸秆，是农业污染源的最重要的部分，对农业源污染的4个主要指标COD、总氮、氨氮、总磷排放量的贡献达到80%。其中42.24%的TN和27.29%的TP排放量主要来源于农田化肥，并有逐年上升的趋势［12］。

2.1.1 化肥污染现状与危害

自1975年以来，我国化肥消费的增长速度一直大于粮食的增长速度，这就意味着化肥的肥效没能很好发挥，很大一部分肥料通过各种途径损失掉了，由此对周围环境如水体、空气、土壤等带来危害［13］。据昭通市污染源普查数据分析［10］，渔洞水库流域内村庄每年使用化肥16210.36吨，有机肥80600吨。其中氮肥6512.31吨，磷肥3569.06吨，钾肥850吨，复混肥5278.99吨。化肥平均使用量达500kg/公顷，显著高于发达国家公认的安全水平225kg/公顷。氮肥损失的主要途径是氨挥发、硝化和反硝化，占损失比重的60%以上，地表径流带走和下渗至地下水中占损失比重的20%左右［14］。

雷诺综合征系由寒冷或情绪因素诱发的一种以双手皮肤苍白、发绀和潮红为特征的病理生理改变，一般认为是由指动脉的发作性痉挛所引起；把活血止痛胶囊用于此病治疗似不适宜。

目前使用化肥对农业面源污染主要表现在:一是矿质肥料中重金属含量高于土壤本底，长期大量使用造成部分土壤重金属含量明显上升;二是氮磷钾比例不协调，氮肥过量，造成肥料当季利用率不高，蔬菜、水果等农产品硝酸盐含量超标，品质下降;三是设施栽培，田块超量施用化肥，加之频繁灌溉，造成土壤次生盐渍化和地下水污染［15］。

2.1.2 农药污染现状与危害

化学农药在保证农作物正常生长，提高农业产量方面起着重要作用。但是，那些性质比较稳定、在环境中不易降解的农药及其代谢物，常引起对作物的污染，或者残存在土壤、水体，使农产品或食品及农用水中产生农药残留，对人畜健康造成一定威胁。目前渔洞水库流域内每年使用农药539.49吨 (商品量)，单位施用量为 17.45kg/公顷［10］，远高于我国农药施用平均用量2.33kg/公顷，但利用率不足30%，其中约有80%的农药直接进入环境［16］。使用农药造成农业面源污染的主要表现:一是在蔬菜、果树等农作物使用禁用农药造成农药残留超标;二是施药器械和方法落后，大部分药液洒落于土壤表面，形成在土壤中农药残留;三是用后农药瓶、袋弃置于沟渠边、池塘旁或施药后雨水冲洗，部分农药污染水体。因此在土壤和水体中偶尔有残留农药检出现象。四是杀灭害虫的同时也杀死了害虫的天敌，使害虫失去自然控制，引发生态破坏。

2.1.3 农作物秸秆污染现状与危害

据调查测算［10］，渔洞水库流域内粮食作物秸秆产生总量为5.76万吨，其中用作燃料直接焚烧的秸杆约为0.34万吨，占5.9%，堆放在田间地头，随意抛弃和随意焚烧约为0.05万吨，占总产生量的0.87%，作为饲料、肥料综合利用秸杆总量约为5.31万吨，占总产生量的92.18%。部分农户将秸秆长期弃置堆放或推入河沟、湖中，日晒、雨淋、沤泡引起腐烂，导致秸秆中的有机物进入水体造成污染。

2.1.4 农膜污染现状与危害

农膜是重要的农用物资，对提高农作物的产量有重要作用，但农田残膜含有毒性很强的聚氯乙烯，对于作物种子萌芽和种子幼苗生长有损害作用;影响土壤的物理化学性状，导致土壤导水力变差，物理性能变差，养分运输困难等;目前我市大量使用的农膜多为不可降解的塑料，农田塑料薄膜大多是烯烃类的高分子 (分子量104-106)聚合物，这些农膜的相对分子质量高达2万以上，一般在土壤中的半衰期为100年，自然化解则需要200年以上［17］，残膜的不断积累，极大的影响了土壤生态环境，而且通过各种渠道进入水体，造成水质恶化。渔洞水库流域内村庄每年地膜用量高达201.01吨，地膜回收162.56吨左右，回收率为80.87%，但每年仍有近2038.45吨农地膜残存于农田土壤中，残膜率达19.13%。

2.2 畜禽养殖污染现状与危害

渔洞水库流域内具有一定规模的养殖场共计79家，其余均为散户养殖，分布在各家各户。畜禽每年排放 COD 2952吨、总氮520.6吨、总磷186.3吨、氨氮238.8吨，详见表1。

表1 渔洞水库流域内村庄养殖业污染物排放量Tab.1 Pollutant emissions of livestock and poultry breeding in Yudong Reservoir area (吨/年)

据调查，该区域有近85%的畜禽粪便得到收集，但多为露天堆放，基本不做无公害处理，直接施于农田。这种方式会造成畜禽粪便随雨水冲淋，地表径流，进入水库，污染水质。

2.3 农村生活废弃物污染状况

2.3.1 生活废水排放情况

渔洞水库流域涉及9个乡镇35个村，全分布在农村。按农村生活污染负荷核算，农村村民人均污水排放量为80升/天、COD排放量16.4克/人·天、总氮排放量5.0克/人·天、总磷排放量0.44克/人·天、氨氮排放量4.0克/人·天，可以概算出渔洞水库流域村庄一年产生的污染物排放量:污水350多万吨、排放COD 720吨、总氮220吨、总磷19吨、氨氮176吨，由于该区域未对生活垃圾和污水未作任何处理，因此生活废弃物成为渔洞水库污染物的重要来源，详见表2。

表2 渔洞水库流域生活污染物排放量Tab.2 The domestic pollutant emissions of Yudong Reservoir area (吨/年)

2.3.2 生活垃圾排放情况

在渔洞水库流域村庄，村民产生的生活垃圾随意堆放。一是径流区乡镇中心集镇、村民生活集中点各种蔬菜腐败叶、塑料口袋、纸片等生活垃圾随处堆放;二是径流区乡镇中心集镇、村民生活集中点废水任意排入河道，这在水磨、龙树、新街、苏甲等几个人口大镇较为突出;三是在雨季的时候，雨水把村民乱扔的垃圾冲刷进周围的河道。

3 治理渔洞水库农业面源污染的对策建议

综上所述，种植业污染是渔洞水库流域面源污染的主要来源，以化肥流失、农药流失、秸秆污染、农膜污染为主，畜禽养殖在径流区较为普遍，成为径流区的重要污染来源。同时，随着龙树镇、水磨镇和新街镇等集镇的发展，农村生活产生的生活污水和生活垃圾的污染贡献也不容忽视。污染物入河入库具有明显的季节性，在雨季，污染物随降雨径流汇入河道，尤其是暴雨情况下，污染物进入水库的污染物就会急剧增加。针对渔洞水库流域的农业面源污染特征，提出以下对策措施。

3.1 农业生产污染源控制措施

3.1.1 种植业污染源控制措施

渔洞水库流域农业生产以种植玉米、水稻、马铃薯、大豆、荞子、燕麦等为主，尽管是传统种植项目，但由于大量的青壮年劳动力外出务工，为增加农作物产量和防治病虫害，农户对化肥农药地膜等农资产品的依赖较严重，又因施肥方法不够科学，整体施肥水平较差，农药施用不合理，导致化肥农药的流失量较大。

因此，一要针对目前渔洞流域的施肥水平和状况，推广平衡配套施肥技术，增施有机肥，控制化肥用量。严格控制化肥特别是氮肥的施用量 (粮食作物化肥总量应控制在80kg/亩*年，其中氮肥不能超过40kg/亩*年);鼓励和引导增施有机肥、生物肥、专用肥、缓释肥，大力推广以控制氮、磷流失为主的节肥增效技术;针对保护区施肥技术落后，肥料品种单一，氮、磷肥施用量偏高，钾肥施用量不足，肥料利用率低，流失严重的问题，大力推广测土施肥、配合施肥等先进技术，根据土壤养分的情况，制定合理配方，提高化肥肥效，减少氮肥用量，控制氮磷钾施用比例达到 1∶0.45∶0.35，增施硅肥、硼肥等。在雨季，务必做好水田的保水工作，防止施肥初期的高浓度水溢出田埂，流入地表水，减轻施用化肥造成的面源污染。

二是指导农民合理使用农药，禁止销售和使用对硫磷、甲胺磷等高毒高残留农药，加大低毒低残留农药的推广力度，严格执行各种农药的安全间隔期;改进农药产品结构，使杀虫、杀菌、除草剂之间的比例更趋合理;采用种子包衣、药剂拌种、撒施颗粒剂、定向喷雾的施药技术，加快普及推广防虫网、性诱诱杀、黄板篮板诱杀、频振杀虫灯等先进技术。

三是做好废旧地膜以及秸秆的回收、利用工作，制定相关政策鼓励相关生产厂家在渔洞水库流域内以村为单位内设置废旧薄膜、秸秆回收点，尽量将废旧薄膜和秸秆回收、利用。大力推广青储饲料技术，青储饲料是指青绿饲料经控制发酵而制成的饲料，提高秸秆利用率。

3.1.2 畜牧业污染源控制措施

据相关部门统计，水库径流区内具有一定规模的养殖场共计79家，以养殖肉鸡、牛、羊、猪为主，养殖方式多为集中圈养，粪便收集后出售给周围的农户还田作为农田肥料。粪便收集和处理方式较为简单粗放。有些规模较小的养殖户将畜禽粪便随意露天堆放，随雨水流入周边河道，进入水库污染水体。因此，必须杜绝畜禽粪便随意露天堆放的情况，按照国家相关条例及规范，对径流区的养殖户的畜禽粪便处理采取“一池三改”即沼气建池与改圈、改厕、改厨相结合，使人、畜粪便、厨房污水均进入沼气池的方式，强化资源利用，加快畜禽养殖场排放的畜禽粪便、污水的无害化处理。

此外，当地的农牧主管部门应向径流区的养殖大户提供畜禽养殖废弃物综合利用培训、指导和服务，宣传国家相关政策，鼓励和协助养殖大户申请国家补助，同时加大对养殖户环境保护设施的监督管理，保证各项处理措施落实到位。

3.2 农村生活污染源控制措施

农村生活污染源主要包括农村生活污水和生活垃圾，随着渔洞水库流域内集镇的发展，农村生活污水和生活垃圾排放量愈来愈大。生活用水主要用于人畜饮用、洗衣被、洗菜等，产生的生活污水部分回用，如洗菜、洗碗水再喂牲口，其余富含洗涤剂洗涤水、圈厕洗涤水等外排，目前除新街镇在建污水处理厂和污水收集系统外，其他乡镇尚无污水收集与处理设施。生活垃圾随意丢弃，缺少垃圾堆放点和垃圾清运设备，造成环境卫生脏乱差，甚至有些村民将垃圾倒入河流中冲走，严重污染地表水水质。

因此，建立完善的垃圾和污水收集处理系统至关重要。垃圾采用“户分类、组收集、村转运、乡镇处理”的模式，每户发放垃圾桶 (袋)，建设垃圾房，村镇合理配置保洁员，保证每家每户产生的垃圾都能及时清理、安全处置。农村生活污水采用集中处理和分散处理的方式，在人口密集的集镇和农户集中居住的自然村对生活污水收集后进行集中处理，分散处理则充分利用“一池三改”，将污水排入沼气池，从池中流出的污水再经过土壤-植物系统进行净化，处理后的排水还可回用，达到净化水质、节约水资源的目的。

3.3 加大宣传和管理提高农民的环保意识

充分利用各种媒体，通过科普和大众媒体，加强教育和培训，让农民了解化肥利用率不高和不合理施肥是农业面源污染的源头之一，让人们清楚地认识到水资源短缺，水污染的严重性和危害性以及保护水资源的重要性，提高全民对农业面源污染的认识和自觉参与防治污染的意识，引导和规范农民的生产生活行为方式，确实有效地保护水库及周边环境，鼓励企业和农民采取环境友好技术以实现减少农业面源污染和促进农业农村可持续发展战略的实施。在政策保障方面，要研究与面源污染控制相关的生态补偿政策、产业转型政策、税收调控政策等，并逐步开展试点和示范。

［1］刘鸿雁，王龙飞，罗 梅等.贵阳市阿哈水库农业面源污染调查与分析［J］.贵州农业科，2009，37(9):235-239.

［2］董 铭，史正涛，李滨勇 等.松华坝水源区不同LUCC情境下地表径流深变化初步研究［J］.遥感技术与应用，2009，(5):642-647.

［3］马登军，张凤娥，高云霞 等.官厅水库富营养化的评价［J］.中国环境监测，2002，(7):41.

［4］李玉英，侯任合.于桥水库富营养化趋势及成因［J］.水利水电技术，2001，(8):61-63.

［5］朱铁群.我国水环境农业非点源污染防治研究简述［J］.农村生态环境，2000，16(3):55-57.

［6］Chesapeake Bay.Arame work For action，Chesapeake Bay gram.Environmental Protection Agency Chesapeake Bay Liaison Office，Annapolis，Maryland［R］.US Environmental Protection Agency，1994.

［7］杨 钢.三峡水库水质污染及次级河流富营养化潜势研究［D］.重庆:重庆大学，2004.

［8］蒋鸿昆，高海鹰，张 奇.农业面源污染最佳管理措施(BMPs)在我国的一样［J］.农业环境与发展，2006，23(4):64-67.

［9］代堂刚，刘林贵.渔洞水库及其尾水瓜寨河水质调查与治理措施［J］.水资源保护，2011，27(1):86.

［10］昭通市污染源普查办农业组.云南省昭通市农业污染源污染源普查技术报告［Z］.昭通，2009.7:33-45.

［11］丁尚起，刘洪江，方敬智，赵雪梅.城镇库区水资源面源污染机制及保护对策研究［J］.云南地理环境研究，2010，22(2):23-28.

［12］程 炯，林锡奎，吴志峰，等.非点源污染模型研究进展［J］.生态环境，2006，15(3):641-644.

［13］傅柳松.农业环境学［M］.北京:中国林业出版社，2011，(8):143-144.

［14］徐田伟.发展有机农业与农业面源污染控制［J］.生态环境，2009，(4):45.

［15］徐宏军，管卫东.居巢区农业面源污染现状及对策建议［J］.安徽农学通报，2006，12(7):58-59.

［16］苑韶峰，吕 军，俞劲炎.氮、磷的农业非非点源污染防治方法［J］.水土保持学报 ，2004，18(1):122-125.

［17］杨京平，卢剑波.生态安全的系统分析［M］.北京:化学工业出版社，2002.277.