湖北省农村生活面源污染现状及时空特征

张富林+夏颖+许树斌+范先鹏+黄敏+熊桂云+刘冬碧+杨利

摘 要：本文采用系数法对湖北省农村生活面源污染产生和排放现状及时空特征进行了研究。结果表明，湖北省2007、2010和2012年农村生活源生活污水、垃圾、有机垃圾、COD、总氮、总磷、氨氮的年平均产生量分别为44 514.55万t、407.31万t、212.26万t、 456 279.68 t、35 412.59 t、5 456.51 t、12 604.63 t，年均排放量分别为36 996.53万t、237.55万t、63.58万t、364 910.13 t、28 202.75t、3 866.51 t、11 818.72 t，各污染物的产生和排放量呈增加趋势，年增幅约0.15%；不管氮素还是磷素，农村生活污水都是其产生和排放的主要贡献者。此外，从污染物的空间分布来看，江汉平原和鄂东沿江平原是各污染物的主要产生和排放区域。

关键词：农村生活；面源污染；现状；特征；湖北省

中图分类号：X508 文献标识码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2017.12.025

Abstract：The situation and spatio-temporal characteristics of rural living non-point source pollution in Hubei were studied based on producing and discharge coefficients method. The results showed that the annual producing quantities of wastewater， garbage， organic garbage， COD， TN， TP and ammonia nitrogen from rural living were 445.14 million tons， 4.07 million tons， 2.13 million tons， 456 279.68 tons， 35 412.59 tons， 5 456.51 tons， and 12 604.63 tons respectively in Hubei province， the annual discharge quantities of these pollutants were 369.96 million tons， 2.38 million tons， 0.64 million tons， 364 910.13 tons， 28 202.75 tons， 3 866.51 tons， and 11 818.72 tons respectively. The producing and discharge quantities of these pollutants increased at the rate of 0.15% per year. No matter nitrogen or phosphorus， the rural wastewater was the main contributor to producing and discharge. From the view of spatial distribution， Jianghan Plain and Eastern Hubei Plain along the Yangtze River were the main producing and discharge regions of all pollutants from rural living in Hubei province.

Key words：rural living； non-point source pollution； situation； characteristics； Hubei province

当前，我国农业面源污染问题日益突出[1-2]。据2007年开展的第一次全国污染源普查结果，我国农业源氮、磷和化学需氧量排放数量已达270.46万t、28.47万t和1 324.09万t，分别占各类污染源总排放量的57.2%、67.4%和43.7%[3]。农业面源污染特别是在集约化农区，已成为农田生态环境质量下降、地表水富营养化、地下水硝酸盐污染、农田生产能力降低的重要原因[4-5]。

农村生活面源污染是农业面源污染的重要组成部分，其污染物随意排放不仅会产生臭气、滋生病菌，也会对当地水体和土壤的质量产生影响，进而影响农业可持续发展[6]。隨着农村经济的发展和生活水平的提高，我国农村生活面源污染变得日益不可忽视[7]。湖北省是农业大省，但关于湖北省农村生活面源污染的现状和趋势鲜有系统研究报道。本文对湖北省农村生活面源污染现状和时空变化特点进行了研究，以期为开展相关治理提供科学支撑。

1 研究方法

本文农村生活源污染物研究类别为农村生活污水的污水量及COD、总磷、总氮量，生活垃圾的垃圾量、有机垃圾量及总氮、总磷量。其中有机垃圾主要指剩菜、剩饭等食品类废物和动植物纤维类。湖北省2007、2010和2012年农村生活各污染物产生与排放量通过系数法计算。具体方法是：先根据生态类型、经济发展程度将湖北省各县区分类，并通过查阅湖北农业统计年鉴获得各县区农村常住人口数量，再参考全国第一次污染源中三峡库区、太湖流域和巢湖流域的污染物产排系数计算各县区各种污染物的产排量。参照污染物产生排放系数见表1和表2。具体各污染物的产排量计算方法如下。

其中N为污染物产生排放总量（t·年-1），ki 为第i个县区市的污染物产生排放系数，ni为第i个县区市的农村人口数（万人）。

2 结果与分析

2.1 农村生活源污染物产排总量endprint

对湖北省农村生活源各污染物的产生、排放量进行了3年调查分析，结果显示，全省农村生活源污水、垃圾、有机垃圾、COD、总氮、总磷、氨氮的年平均产生量分别为44 514.55万t、407.31万t、212.26 万t、456 279.68 t、35 412.59 t、5 456.51 t、12 604.63 t，各污染物的产生量呈小幅增加趋势，年增幅约0.15%（表3）。全省农村生活源污水、垃圾、有机垃圾、COD、总氮、总磷、氨氮的年平均排放量分别为36 996.53万t、237.55万t、63.58万t、364 910.13 t、28 202.75 t、3 866.51 t、11 818.72 t，各污染物的排放量也以年0.15%的幅度增加（表4）。

2.2 农村生活源氮磷产排组成特征

对农村生活源氮素产生和排放的组成进行分析可知，不管是哪个年份，农村生活源氮素的产生都以农村生活污水为主，农村生活污水产生总氮量平均为85 061.99 t·年-1，占总产生量的比例平均为80.1%，生活垃圾中有機垃圾产生氮素较少，仅为7 058.6 t·年-1。农村生活源排放氮素也以生活污水为主，其排放量平均为25 936.03 t·年-1，占总排放量的比重高达92.0%，有机垃圾排放氮素占比也较低，仅为8.0%（图1）。

农村生活源磷素的产生和排放特点与氮素类似，农村生活污水也是磷素的主要产生和排放贡献者，其产生量和排放量分别为3 575.83 t·年-1和3 288.47 t·年-1，占总产生量和排放量的比重分别高达65.5%和85.0%（图2）。

2.3 农村生活源污染物产生排放的空间分布特征

湖北省农村生活源生活污水、有机垃圾、COD、总氮、总磷和氨氮等污染物的产生量空间分布见图3。从图中可以看出，江汉平原和鄂东沿江平原地区，特别是江汉平原地区是上述污染物的主要产生区域，两个区域农村生活污水、有机垃圾、COD、总氮、总磷和氨氮的产生量分别占总产生量的51.6%，44.9%，49.8%，59.0%，58.0%和64.4%。

从污染物排放的空间分布来看，江汉平原和鄂东沿江平原地区，特别是江汉平原地区也是上述污染物的主要排放区域，两个区域农村生活污水、有机垃圾、COD、总氮、总磷和氨氮的排放量占总排放量的比例分别60.2%，34.0%，60.5%，64.5%，62.3%和68.2%。

3 讨 论

农村生活源污染是农业面源污染的重要组成部分，其污染物包括生活污水和生活垃圾以及伴随的氮素、磷素及COD等。农村生活面源污染的产生和排放与农村常住人口数、生活水平、生活习惯、水资源的享有状况等有关。有研究表明，收入水平越高，生活污水、有机垃圾以及伴随氮磷的产生和排放量都越大[8-9]。本研究发现江汉平原和鄂东沿江平原地区是湖北省农村生活面源污染的主要产生和排放区域，可能与这些地区经济比较发达、农民生活水平较高有关。

从本研究来看，生活污水是湖北省农村面源污染氮素和磷素产生和排放的主要贡献者，特别是排放的主要贡献者，其排放的氮素和磷素占农村生活源排放总量的比例分别高达92.0%，85.0%；江汉平原和鄂东沿江平原地区是农村生活面源污染的主要排放区域。因此，防治湖北省农村生活面源污染应重点防治生活污水，并重点在江汉平原和鄂东沿江平原地区进行。

此外，本研究中的污染物排放是以农户庭院为界限，即只要污染物离开农户庭院这个小环境就认为是排放到环境中，而污染物要对水体产生污染，还需要从农户庭院外迁移到次级河流、湖泊等水体，在此过程中污染物还会转化、衰减[10-11]。因此，本研究虽然已初步摸清了湖北省农村生活面源污染产生、排放现状及空间分布，但为了更准确掌握全省农村生活面源污染的状况和贡献，还需要进一步监测研究污染物的入河湖系数，测算全省农村生活面源污染的入河入湖量。

4 结 论

（1）湖北省农村生活污水、垃圾、有机垃圾、COD、总氮、总磷、氨氮等污染物在2007、2010和2012年的平均产生量分别为44 514.55万t、407.31万t、212.26万t、456 279.68 t、35 412.59 t、5 456.51 t、12 604.63 t，平均排放量分别为36 996.53万t、237.55万t、63.58万t、364 910.13 t、28 202.75 t、3 866.51 t、11 818.72 t，各污染物的产生和排放量呈增加趋势，年增幅约0.15%。

（2）从排放源来看，不管氮素还是磷素，农村生活污水都是其产生和排放的主要贡献者。

（3）从空间分布来看，江汉平原和鄂东沿江平原是农村生活各污染物的主要产生和排放区域。

参考文献：

[1]冉江华，黄洁.农业面源污染研究现状及发展趋势[J].山西农业科学，2009，37（3）：7-10.

[2]李华，马丽.绵阳市农业面源污染特征与区域差异分析[J].河南农业科学，2014，43（11）：59-64.

[3]代伟.北戴河及相邻地区近海岸海域农业面源污染测算及特征分析[J].河南农业科学，2013，42（2）：58-61.

[4]刘宏斌，张云贵，李志宏，等.北京市平原农区深层地下水硝态氮污染状况研究[J].土壤学报，2005，42（3）：411-418.

[5]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.

[6]YANG Y， CHENn Y， ZHANGg X L， et al. Study on the control model of rural non-point source pollution——taking Ninghe county in Tianjin as an example [J]. Meteorological & environmental research， 2011（6）：85-89.

[7]赵会薇，刘伊明，李菊梅，等.促进精准高效清洁农业发展，防治河北面源污染[J].山西农业科学，2015，43（9）：1156-1159.

[8]王文林，胡孟春，唐晓燕.太湖流域农村生活污水产排污系数测算[J].生态与农村环境学报，2010，26（6）：616-621.

[9]万寅婧，王文林，唐晓燕，等.太湖流域农村生活垃圾产排污系数测算研究[J].农业环境科学学报，2012，31（10）：2046-2052.

[10]TIM U S，JOLLY R.Evaluating agricultural nonpoint-source pollution using integrated geographic information-systems and hydrologic/water quality model[J].Journal of environmental quality，1994，23（1）：25-35.

[11]贺缠生，傅伯杰，陈利顶.非点源污染的管理及控制[J].环境科学，1998，19（5）： 88-92+97.endprint