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合肥市店埠河流域农村面源污染现状分析与防治对策

2018-12-04彭浩

安徽农学通报 2018年17期
关键词:面源污染乡村流域

彭浩

摘 要:乡村面源污染是店埠河流域主要污染来源。为缓解巢湖和南淝河污染压力,加强农村水环境治理和农村饮用水水源保护,推进实施农村生态清洁小流域建设,通过调查分析店埠河流域各支流域污染情况,摸清店埠河乡村面源污染构成和分布情况,找出店埠河乡村面源污染的主要来源,抓住主要矛盾,提出针对性的防治对策。

关键词:店埠河;流域;乡村;面源污染

中图分类号 X524 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2018)17-0001-04

Analysis and Prevention Measures of Rural Non-point Source Pollution in Dianbu River Basin

Peng Hao

(Hefei Agricultural Economic and Technical Supervision and Administration Station,Hefei 230091,China)

Abstract:Rural non-point source pollution is the main source of pollution in dianbu river basin. In order to ease the pollution pressure on Chaohu Lake and Nanfeihe Rive,strengthen the environmental control of rural water and the protection of drinking water sources in rural areas,and promote the construction of small river basins that are ecologically clean in rural areas. By make sure the composition and distribution of rural non-point source pollution of dianbu river,find out the main source of rural non-point source pollution of dianbu river,we grasp the main contradiction,and put forward targeted prevention and control countermeasures.

Key words:Dianbu river;Basin;Rural;Non-point source pollution

随着经济发展和新型城镇化的持续推进,工业废水和城市生活污水等点源污染逐步得到有效控制,面源污染尤其是农业面源和农村生活面源污染逐渐成为水体污染的重要来源[1]。与点源污染相比,面源污染具有分散性、隐蔽性、随机性、不确定性、广泛性和不易检测性等特点[2],加之成因复杂、潜伏周期长,因而识别和防治困难。

巢湖流域是我国水污染防治的重点流域之一,也是安徽省重要的农业生产区。巢湖水污染一直得到各级政府的高度重视和投入,巢湖流域面源污染的控制成为巢湖水污染控制的重点工作之一。防治巢湖流域面源污染应从源头抓起,从巢湖流域河流小流域开展治理。

店埠河是巢湖入湖干流南淝河最大的一级支流,南淝河农村面源污染主要来源于店埠河流域。店埠河流域水系发达,污染物流失率和入河率高,农业面源污染控制技术缺乏,近年来污染进一步加剧,水质呈现逐渐恶化的趋势。研究和防治店埠河流域农业和农村生活面源污染,对巢湖污染的治理,对合肥市实施乡村振兴战略,实现经济社会可持续发展具有重要意义。

1 店埠河流域基本概况

店埠河流域为丘陵地貌,属北亚热带季风气候,光照充足,气候温和,雨量适中,年平均气温为15.5℃,无霜期237d,年平均降水量为879.9mm,日照率为47%。主要农作物有水稻、油菜、花生、小麦、大豆、山芋等,主要种植模式是“油—稻”或“麦—稻”。

1.1 店埠河流域范围 店埠河起源于肥东县众兴水库上游的江淮分水岭,主河道自北向南流经元疃镇、众兴乡、牌坊乡、磨店乡、店埠镇、撮镇镇等13个乡镇,于三汊河口汇入南淝河,河道全长51km,流域总面积579.6km2。东西两岸分别有大寨河、于湾河、龚湾河、永安河、马桥河、定光河、双桥河、山王河等8条主要支流。依据店埠河各支流河道汇水范围的不同,可将店埠河流域划分层7个小流域(具体见表1)。

1.2 流域社会经济概况 店埠河流域涉及肥东县和新站区13个行政区域,2015年总人口674379人,行政村数148个,规模化养殖家禽116万只,猪94525万头,牛18726头。

2 污染时空变异分析

2.1 水质时空变异 2015年监测结果显示,众兴水库主要集水支流元疃河水质维持在地表Ⅳ类,塅稍河丰水期和枯水期均为劣V类,平水期为Ⅳ类。店埠河上游及其支流(龚湾河、于湾河、永安河)丰水期和平水期水质在Ⅱ~Ⅳ类,枯水期为V类及劣V类水质。店埠河下游及其支流(定光河、双桥河、马桥河、秦桥河)平水期及枯水期水质均为劣V类,丰水期为Ⅳ~劣V类。店埠河流域由北向南,水质逐渐恶化,面源污染程度重,部分河段COD、TN指标严重超标。

2.2 水体污染源空间分布 店埠河上游,元疃河、塅稍河、眾兴水库一带是传统农业耕作区、规模化养殖区,龚湾河、于湾河一带相对集中规模化养殖区、分散的村镇居民生活区、传统农业耕作区,污染源主要来自粪肥污水、化肥、农药及土壤径流,规模养殖分散且离河流距离相对较远,污染物入河量相对较低。店埠河中下游,西部永安河、大寨河东一带较集中的规模化养殖区,水体主要来自粪肥污水;东部店埠河主河道一带、光定河东部、马桥河河双桥河下游一带是城镇生活区,水体主要来自城市生活污水、工业废水;光定河东北部、马桥河东部是集中的规模化养殖区、传统农业耕作区、废弃矿山区,污染源最为复杂,污染源相当一部分来自粪肥污水、化肥农药及土壤和废弃矿山径流;下游东南部为传统农业耕作区、分散规模化养殖区、部分工业园区,以及分散的洗涤服务业,污染源主要来自粪肥污水、农药化肥等。总体来说,店埠河上游北部、中游东部、东南部农村面源污染应重点控制养殖粪水、人畜粪便以及农药化肥污染;店埠河中下游,尤其是东部应控制城镇生活污水和工业废水。

3 乡村面源污染面源污染源分析

3.1 乡村面源污染源组成 店埠河流域点源污染物主要包括城镇生活、工业企业、污水处理厂排放污染物,面源污染物主要包括农村生活、种植业、畜禽养殖、水产养殖、垃圾渗滤,以及城镇地表径流排放污染物,内源物主要是底泥释放物。店埠河流域年污染排放量为COD18604.0t/a、氨氮1355.4t/a、总氮3082.5t/a、总磷211.0t/a。其中农村面源污染主要有农村生活、畜禽养殖、种植业、水产养殖等污染,面源污染产生的年废水量为471.6万t,年入河量为70.7万t;流域农村面源污染年污染物排放量为COD11816.3t/a,占COD排放总量63.51%;氨氮854.9t/a,占氨氮排放总量63.07%,总氮2009.7t/a,占总氮排放总量65.20%;总磷159.2t/a,占总磷排放总量75.45%(具体见表2)。店埠河流域农村面源污染源各组成排放量占总排放量比重在63.07%~75.45%,已逐渐成主要污染源。

3.2 污染入河量结构分析 店埠河流域年污染物入河量为COD6676t/a、氨氮596.4t/a、总氮1350.5t/a、总磷74.2t/a。其中農村面源污染COD2166.6t/a,占COD入河总量的32.45%;氨氮167.9t/a,占氨氮入河总量的28.15%;总氮432.4t/a,占总氮入河总量的32.02%;总磷31.6t/a,占总磷入河总量的42.59%(具体见表3)。店埠河流域农村面源污染主要污染源组成入河量占各组成总入河量比重在28.15%~42.59%,所占比重较大。

通过分析发现(图1),农村面源污染是店埠河的最主要污染源。其中种植业面源污染、规模化养殖和农村生活在农村面源污染重所占比重较大,种植业面源污染占30%~46%,农村生活污染占21%~33%,规模化养殖占26%~30%。

4 对策

抓住农村面源污染种植业、规模化养殖、农村生活污水3大来源,采取针对性措施,解决突出问题,有效防治农村面源污染。

4.1 抓住源头,减少污染排放

4.1.1 种植业着力做好肥料和农药的科学投入 店埠河流域传统耕作区主要分布上游北部,中游中东部,下游东南部,特色种植业主要为西部的水果种植,东部的蔬菜种植。重点要做好化肥农药的使用和监管。

4.1.1.1 农药合理使用,确保农产品质量安全 积极推广生物防治和物理防治技术,合理使用农药,减少化学农药用量。推广高效、低毒农药和相关配套使用技术,全面推广作物病虫害的综合防治技术,不断提高病虫害测报水平。加强对高毒农药的监管。推进建设“统一采购、配送,统一标准、规范的农资配送和服务网络。

4.1.1.2 推广施肥技术,提高化肥利用率 种植业面源污染以化学肥料为主,该流域化肥年播种面积施用量约为400kg(N)kg/hm2[3],远高于国际公认化肥施用安全上限225kg/hm2;氮肥利用率为20%~43%,磷肥利用率为7%~25%,氮肥、磷肥流失严重。为此必须采取措施,减少肥料投入,提高肥料利用率,减少面源污染。

(1)推广平衡施肥技术。通过加密取土测土,大力开展田间试验示范,完善测土配方施肥系统,提升技术服务水平,推广配方肥,降低氮肥用量,控制磷肥用量,稳定钾肥用量,提高施肥精准度。推广平衡施肥,配合施用有机肥、中微量元素肥料,促进氮磷钾肥的吸收,有效提高肥料利用率。

(2)推广水肥一体化技术。果树、蔬菜等旱地作物,推广水肥一体化技术。水肥一体化技术是根据作物需肥规律、土壤环境和养分含量状况,选择合适水肥配方比例,通过管道和滴头滴灌,定时、定量地将水分和养分均匀浸润在作物根系发育生长区域,满足作物水肥需求。水肥一体化技术肥料利用率可达75%~90%。

(3)推广新型肥料。加大叶面肥、有机无机复混肥料、缓控施肥料等新型肥料推广力度。根外喷施叶面,肥料利用率为施入土壤肥料利用率6~20倍。有机无机复混肥料含有有益菌、有机质和草炭,能够起到固氮、解磷、解钾的作用,促进作物对氮、磷、钾的吸收,有利于提高氮磷钾利用率。有资料显示控释肥可提高肥料利用率10~30个百分点。

4.1.2 畜禽养殖业重点抓规划和粪水再利用

4.1.2.1 做好规划,合理布局 店埠河流域上游北部为畜牧业聚集区,中部为家禽养殖聚集区。在区域特色养殖自然分布基础上,做好规划和控制,明确禁养区。禁养区:禁止在生活饮用水水源保护区、河岸线外延1000m范围内陆域、主要河道及沿岸两侧500m范围内陆域范围内开展畜禽养殖,对禁养范围内的内养殖户进行拆迁搬移。宜养区:可以开展畜禽养殖,但应当逐步减少小型畜禽养殖场数量。

4.1.2.2 总量控制,开发利用 根据河流治理目标,开展调查测算,摸清各支流环境承载能力,做好合理布局,严格畜禽养殖审批制度,做好总量控制,降低畜禽粪便排放,防止畜禽养殖粪水排放超出环境承载能力。同时做好有机肥源开发利用。充分利用肥力资源,鼓励开发,推进有机肥商品化,减少环境污染。该区域畜禽粪便替代化肥潜力为代替氮肥46.42%,磷肥55.16%,钾肥85.77%,化肥总量58.17[1],由此可见该流域环境承载压力之大,利用潜力之大。

4.1.2.3 粪水集中,无害处理 在养殖相对集中区域,按照生猪存栏2~4万头或家禽10~20万只的标准,建造1个畜粪收集处理中心。同时引导分散的规模化养殖户采用种、养-沼气一体化养殖模式,实现粪便资源再利用。充分利用沼气池等成熟工艺,对规模化畜禽养殖污染物质进行处理,处理后的废液及污水接入农村生活污水处理设施,再排入人工湿地进行处理。

4.1.3 生活污水,重点要做好收集与处理 农村生活污水主要是日常生活卫生清洗废水和人畜的排泄物,具有分散性、随机性、复杂性等特点,由于单位排放量小,且过于分散,防治较为困难,因此必须加大投入,做好收集工作。

4.1.3.1 村庄规划,人口集中 开展村庄规划,鼓励农民集中居住,土地集中,规模化种植。人口集中有利于生活垃圾和生活污水的分类集中处理,解决农村生活污染物分散与集中处理的矛盾,降低处理成本,提高处理效率,同时土地集中也有利于种植业面源污染集中治理。

4.1.3.2 分类收集,集中处理 建立农村生活污水区域管网,对日常卫生污水和人畜粪便分类收集。尤其是注意管网和生活污水处理设施的维护管理,杜绝只建设不使用的现象发生。推广厌氧发酵系统,对人畜粪便集中发酵处理,无害化处理;生活污水集中处理,采用过滤、沉降、生物修复等技术处理后再利用。

4.1.3.3 加強宣传,提高意识 农村面源污染的特点,决定防治必须发动群众广泛参与。必须加大宣传力度,引导农民树立生态文明观念,提高环境意识;加强培训,使农民认识污染的危害,真正把环境保护措施变为自觉行动。引导广大群众对垃圾和污水进行分类,便于分类收集和集中处理。

4.2 拦截净化,减少污染入河 源头治理只能减少部分污染物进入环境,但不能完全控制污染发生,因此还需打好组合拳,做好拦截净化工作。

4.2.1 示范推广农田尾水处理技术 对种植业面源污染严重区域,规模化种植区域,尤其是店埠河流域西部水果种植和东部蔬菜种植区域,示范引导建立农田尾水处理设施,实现小区域农田尾水集中管理,通过沉淀、物理和生物过滤、消毒等措施,搞好农田尾水处理再利用。

4.2.2 实施生态修复工程 生态修复对污染物中的氮磷养分可进行逐级削减,减少其向水体的迁移,最终实现污染物减排的最大化。充分利用店埠河流域地形地势、水网分布、洼地坑塘、沟槽浅滩,层层建立和培育乔、灌、草植被带,引进或恢复进化水生植物,净化水质,涵养水源、滞洪补枯,防治水土流失,修复水体生态环境。

4.2.3 退耕还林,河流沿岸建立湿地 鼓励河流沿岸退耕还林,建立沿河湿地。合理种植进化能力强的水生经济作物植物(芦苇、茭白、荷、菱)栽种,适当投放养殖小型鱼、虾、泥鳅,形成食物链。利用土壤吸附、植物吸收、生物降解等作用,可有效降低进入外部水体的污染物含量。

4.3 加大投入,提升污水处理能力 2015年店埠河流域只有3个污水处理厂,分别是肥东县污水处理厂、撮镇污水处理厂、循环经济园污水处理厂,远远不能满足污水处理需要,实际污水处理能力占3个城镇污水总量88%。在提升城镇污水处理能力的同时,要加大投入,在污染严重支流流域,尤其是规模化养殖集中区、村镇生活污水集中区,增建污水处理厂,减少农村面源污染物入河量。

参考文献

[1]张晓丽,王夏晖,路国彬.合肥市农业面源污染防控优先区域识别[J].环境与可持续发展,2017,42(3):151-155.

[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]王静,叶寅,王允青,等.利用氮氧同位素示踪技术解析巢湖支流店埠河硝酸盐污染源[J].水利学报,2017,48(10):1195-1205.

(责编:王慧晴)

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