宁武县恢河流域面源污染状况与防治对策

王雪，贾宁凤，王晓军，陈美娟，陈文英

（1.山西大学黄土高原研究所，山西太原030006；2.山西大学环境与资源学院，山西太原030006）

宁武县恢河流域面源污染状况与防治对策

王雪1，贾宁凤1，王晓军2，陈美娟2，陈文英2

（1.山西大学黄土高原研究所，山西太原030006；2.山西大学环境与资源学院，山西太原030006）

水环境面源污染的严重性已经受到国内外的普遍关注，面源污染业已成为国际上水环境问题研究的活跃领域。以宁武县恢河流域为研究对象，在对恢河流域面源污染现状进行资料收集和数据分析的基础上，从面源污染的发生机理和面源污染的特点出发，分析面源污染与水体环境之间的关系，并探讨了农业面源污染对水环境的影响，对宁武县恢河流域的面源污染现状进行判断并提出相应对策，可为改善宁武县恢河流域水体质量、保护生态环境提供科学依据。

恢河流域；水体环境；面源污染

随着社会和经济的不断发展，河流的污染问题受到广泛关注。河流污染的来源包括点源污染和面源污染，其中，点源污染由于排污口相对集中且易于控制，目前已经逐步得到改善；而面源污染的污染范围广、影响深远，已经成为河流污染的主要来源[1-2]。面源污染的污染物浓度较低，但由于污染面积大，其总量也非常可观[3]。根据面源污染发生区域和特点，一般将其分为城市和农业面源污染两大类，其中，农业面源污染是面源污染的最主要组成部分，因此，开展相关研究并寻求解决该污染问题的方法显得尤为重要[4]。

山西省宁武县是全省的资源大县和水源地，保证水资源安全至关重要。然而，由于工业、农业的不断发展以及城市人口的快速增加，宁武县面临的水资源保护形势非常严峻。

本研究以宁武县境内的恢河流域为对象，因其流经农业种植区和县城，更能充分反映宁武县河流面源污染的状况，通过分析恢河流域面源污染的现状及成因，旨在为宁武县恢河流域的面源污染提出相应的防治对策，为保护宁武县的生态环境、实现可持续发展提供一定理论依据。

1 面源污染

面源污染是指污染物从非特定的地点，在降雨或融雪冲刷作用下，通过径流而汇入受纳水体（包括河流、湖泊、水库、海湾等）并造成水体的富营养化或其他形式的污染[5]。以全球范围内来看，30%～50%的地球表面已受到面源污染的影响[6]，面源污染已经对地球环境产生了相当广泛而且非常严重的影响。

1.1 农业面源污染

美国清洁水法修正案[7]定义非点源（面源）污染为“污染物以广域的、分散的、微量的形式进入地表及地下水体”。与点源污染相比，面源污染的时空范围更广，不确定性更大，成分、过程更复杂，因而加深了相应研究、治理和管理政策制定的难度[8]。

农业面源污染是在降水、灌溉等过程中，水流将农田中的土壤、化肥、农药和其他污染物质带到河流等水体中，由于水体的不断运动，污染物也随之扩散到更大的范围。为了加快农业发展，2002年我国化肥总用量约占到世界总用量的30%。在每年进入长江和黄河的氮素中，分别有92%和88%来自于农业，而化肥氮占约50%[9]。在全世界不同程度退化的12亿hm2耕地中，约有12%是由农业面源污染引起[6]。农业面源污染的危害巨大，积累在土壤和水体中的各种污染物质不仅会对广大居民的健康构成威胁，而且会引起各种水体的富营养化，使水藻疯长，导致大量水生动物因缺氧而死亡。

1.2 城市面源污染

城市面源污染也是面源污染中不可忽视的一部分。由于城市化的不断发展，城市地表大量硬化，降水等形成的地表径流无法渗入地下，只能在地表汇集起来，最终进入自然水体中。而城市地面中包含许多污染物质，有固态废物碎屑、化学药品、空气沉降、车辆排放物、屋面沉积物及析出物等[10-11]，成分复杂，因此，在地表径流汇集的过程中，水流从地表携带了大量的污染物，最终污染了自然水体。与其他国家相比，我国城市道路、屋面雨水径流污染物浓度均偏高，道路径流中的SS，CODCr和BOD5污染最严重[12]。

2 研究区概况

宁武县地处山西省北部，南北长约80 km，东西宽约45 km，总面积1 944.21 km2。宁武境内山脉高耸，沟壑纵横，中部的分水岭将宁武境内源于管涔山的汾河、洪河、恢河分隔为西南、正东、东北方向的3条河流。其中，恢河是宁武县境内第三大河，为桑干河上游，属海河水系。源于余庄乡分水岭脚下，流经县城后从阳方口镇流出宁武县境（图1）。恢河在宁武境内全长33 km，流域面积240 km2，流域平均宽度9.61 km，县城至阳方口段一般宽度在100～200 m。2008年5月阳方口桥处实测河宽180 m，平均水深0.81 m，洪峰流量500 m3/s。恢河流域多荒山秃岭，植被覆盖较差，水土流失严重；加之坡度较陡，每遇汛期，水势迅猛，常造成灾害。

3 数据调查与污染现状分析

3.1 数据调查

研究所用的数据均来自2008年宁武县第二次水资源调查评估报告，选取恢河的2个监测断面进行恢河水质评价。针对恢河水质调查中，调查河长33.1 km，分为2个单元河段，分别为从上游至县城以上段和县城至下游出县境段。其中，上游至县城以上段断面代表河长18.7 km，据调查无较大的排污口，水质接近天然状态，确定该河段汛期水质为Ⅲ类。县城至下游出县境段断面代表河长14.4 km，监测资料表明，该河段非汛期和全年水质类别均为超Ⅴ类。汛期缺少资料，未进行评价。超标项目主要是氨氮和溶解氧，超标程度分别为37%和40%。另外，恢河县城至下游出县境段的化学耗氧量也严重超标，表明该水体受到还原性物质的污染。

3.2 污染现状分析

本次调查发现，由于恢河在宁武境内流经大面积的农田以及县城居民生活区，因此，受到城市和农业面源污染的影响较大。从入河废污水量与恢河径流量相比，宁武县入河污水足以对恢河水体造成明显的污染。

恢河流域的城镇人口有28 788人，农村人口有40 283人，该区耕地面积0.93万hm2，有效灌溉面积0.14 hm2，农田实灌面积0.07 hm2。在调查的宁武县恢河流域，沿岸的农村有相当一部分的废水排放，农村废水中一般含有有机质、病原体、悬浮物、化肥、农药等污染物；畜禽养殖业排放的废水中，常含有高浓度的有机物。因此，恢河沿线农村排放的废水会造成一定程度的面源污染。同时，宁武县恢河沿岸有大量的耕地，农民施用过量化肥、农药（表1），导致地面径流中含有大量的氮、磷营养物和有毒的农药。这些都是恢河流域农业面源污染的主要来源，也是造成地表水污染的主要原因。而水体中氮素和挥发酚的增高也与化肥、农药施用量有关。

表1 恢河农业面源污染调查结果

另外，恢河紧邻宁武县县城，该县城在降雨后地表径流大量流入恢河，其中，包括许多工业污染物、垃圾渗滤液污染物等，形成的城市面源污染也在一定程度上加重了恢河水质的污染程度。

恢河流域的面源污染形势严峻，农田的农药、化肥使用超标现象普遍，宁武县城的城市面源污染也逐步显现，恢河流域面源污染现状不容乐观。

4 防治对策

对农业面源污染的控制包括2个方面：一方面是对污染扩散源的控制，从污染物产生的时间对其采取一定的措施回收处理，避免后续污染范围的扩大和污染程度的加深；另一方面是控制污染物的扩散，减少其向水体的运输和转移[13]。在污染源控制方面，最佳管理措施、关键控制区的管理和岸边植被缓冲带、水陆交错带湿地生态工程是减少污染物的水体迁移的重要生态工程技术。

4.1 政策措施

发达国家对农业面源污染主要采取源头控制对策。其核心特征为依靠农业科技、研究和发展环境友好的农业生产技术替代原有的技术，通过鼓励农民自愿或通过政府奖惩措施，推动农民采用新的替代技术，在重要的水源保护区和流域，制定和执行限定性农业生产技术标准，减少农田、畜禽养殖业和农村地区氮、磷径流和淋溶。美国和欧盟等国家和地区都拨出专项资金用于启动水污染治理项目[14]。

4.2 管理措施

在农业面源污染控制中，最佳的管理措施能适应面源污染的复杂性特点，已在美国、加拿大等成功应用[15]。农田最佳养分管理（Best Nutrient Management Practice，BNMP），通过对水源保护区农田轮作、施肥量、施肥时期、施肥方式的规定，进行源头控制；畜禽场面源污染主要通过畜禽场与农田的合理配置以及畜禽场化粪池容量、密封性等方面进行规定，有效减少了污染物向水体的排放量[15]。

4.3 治理措施

现已提出并应用的治理措施有人工湿地、植被过滤带、草地缓冲带、岸边缓冲区、免耕少耕法、综合病虫害防治、灌溉水的生态化、生物废弃物的再利用、防护林、地下水位控制等方法和措施[9]。意大利在东北部威尼托区的平原农耕地上进行了窄植被过滤带对除草剂（异丙甲草胺、特丁津、异丙隆）径流的影响研究，提出了植被过滤带对除草剂有稀释与吸收的作用[16]。德国在水库周边与溪流两岸都设有不同宽度的植被过滤带，用于过滤来自农田的泥沙和污染物，并将河岸改造成缓坡草地。我国研究人员也提出了人工湿地、植被过滤带与缓冲带在面源污染控制中的应用。其中，人工湿地法是采用湿地沟槽配合不同的过滤物质，清除水体中的污染物质。韩秀娣[17]研究表明，浅水池清除作用在夏天最高，在秋天和冬天最低；麦秸在夏天清除氮的能力最高，脱氮作用在秋天和冬天无差别。

［1］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.

［2］崔键，马友华，赵艳萍，等.农业面源污染的特性及防治对策[J].中国农学通报，2006，22（1）：335-340.

［3］王建兵，程磊.农业面源污染现状分析[J].江西农业大学学报：社会科学版，2008，7（3）：35-39.

［4］仓恒瑾，许炼峰，李志安，等.农业非点源污染控制中的最佳管理措施及其发展趋势[J].生态科学，2005（2）：173-177.

［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］Dennis L，Corwin K.Non-point pollution model ingbased on GIS[J]. Soil and Water Conservation，1998（1）：75-88.

［7］Lee SI.Non-point source pollution[J].Fisheries，1979，2：50-52.

［8］柴世伟，裴晓梅，张亚雷，等.农业面源污染及其控制技术研究[J].水土保持学报，2006，20（6）：192-195.

［9］杨爱民，王浩，潘玉娟，等.水土保持的水环境质量效应研究进展[J].中国水土保持科学，2006，4（5）：112-118.

［10］Sansalone J J，Buehberger S G.Partitioning and first flush of metals in urban roadway storm water[J].Journal of Environmental Engineering，1997，123（2）：134-143.

［11］李立青，尹澄清，何庆慈，等.城市降水径流的污染来源与排放特征研究进展[J].水科学进展，2006，17（2）：288-294.

［12］侯培强，王效科，郑飞翔，等.我国城市面源污染特征的研究现状[J].给水排水，2009，35（Z1）：188-193.

［13］李秀芬，朱金兆，顾晓君，等.农业面源污染现状与防治进展[J].中国人口·资源与环境，2010，20（4）：81-84.

［14］张维理，冀宏杰，Kolbe H，等.中国农业面源污染形势估计及控制对策Ⅱ.欧美国家农业面源污染状况及控制[J].中国农业科学，2004，37（7）：1018-1025.

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

［16］Monica Vianello，Luciano Scarponi，Costantino Vischetti.HerbicideLosses in run off events from a field with a low slope：role of avegetative filter strip[J].Chemosphere，2005，61：717-725.

［17］韩秀娣.最佳管理措施在非点源污染防治中的应用[J].上海环境科学，2000，19（3）：102-104.

Situation of Non-point Source Pollution and Prevention Countermeasures of the Huihe River Basin in Ningwu County

WANG Xue1，JIA Ning-feng1，WANG Xiao-jun2，CHEN Mei-juan2，CHEN Wen-ying2
（1.Institute of Loess Plateau，Shanxi University，Taiyuan 030006，China；2.College of Environmental&Resource Sciences，Shanxi University，Taiyuan 030006，China）

The ponderance of non-point source pollution in water environment had been attentioned togenerally,and the non-point source pollution was already the active field for the research on the problem of water environment in the world.Taking Huihe River Basin in Ningwu county as the study area,this paper started from the occuring mechanisms and the characteristics of non-point source pollution,analyzed the interrelation between non-point source pollution and the water environment,and discussed the influences based on the data collection and the analysis of the current situation,and then judged the non-point source pollution states of the Huihe River Basin in Ningwu county and put forward the corresponding countermeasures.The study can provide scientific basis for improving the water environment quality and protecting the ecological environment in Ningwu county.

Huihe River Basin;water environment;non-point source pollution

X522

A

1002-2481（2016）01-0060-04

10.3969/j.issn.1002-2481.2016.01.17

2015-09-10

国家青年科学基金项目（41301609）；山西省青年科技研究基金项目（2013021031-3）

王雪（1991-），女，山西晋中人，在读硕士，研究方向：生态恢复。贾宁凤为通信作者。