湖北省农业面源污染防治措施探讨

聂梦丽 罗希 刘亮 余辰洋

摘要：本文基于湖北省农业面源污染的现状，从“源头控制、过程阻断、末端强化”三个方面阐述面源污染的防治措施。以武汉市江夏区某湖泊为例，定量计算面源污染负荷，通过种植制度优化、化肥减量化等源头控制、设置生态沟渠进行过程阻断、将湖汊改为塘堰湿地等末端强化措施，以达到农业面源污染整治目标。

关键词：农业面源污染;源头控制;过程阻断;末端强化

中图分类号：X506 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2019）04-00-02

Abstract： Based on the current situation of agricultural non-point source pollution in Hubei Province， this paper elaborates the prevention and control measures of non-point source pollution from three aspects： source control， process block and end strengthening. Taking a lake in Jiangxia District of Wuhan as an example， quantitatively calculate the non-point source pollution load， through source control such as optimization of planting system， reduction of fertilizer， setting up ecological ditches to block the process， and transforming lakes into ponds and wetlands. In order to achieve the goal of agricultural non-point source pollution remediation.

Key words： Agricultural non-point source pollution; Source control; Process block; End enhancement

近年来，随着精细化农业的不断发展，农业面源污染问题开始受到国内外广泛关注[1]。农业面源污染是指农业生产活动中的氮、磷等营养物质、农药及其他有机或无机污染物，通过农田地表径流和农田渗漏等途径进入受納水体（河流、湖泊、水库、海湾）所引起的污染。与点源污染相比，面源污染具有以下特点：产生过程随机、污染范围广、影响因素多、对环境危害大等，且常常伴有较长潜伏周期，较强的隐蔽性[2]。农业面源污染一般分为两种表现形式[3]：一是农用化肥、畜禽养殖粪便及生活污水产生氮磷、致使水体富营养化;二是农药、除草剂等以有机氮、磷等形式污染水体。

1 湖北省农业面源污染现状

湖北省作为一个农业大省，以不足全国2%的土地面积生产全国8.4%的稻谷、6.3%的棉花、10.3%的油料、5.4%的猪肉和16.0%的淡水鱼，并为全国5.2%的人口提供生产及生活空间[4]。湖北省农业面源污染主要包括畜禽养殖、农药化肥施用、农村生活污水、水产养殖排放废污水，随地表径流进入水体产生的污染。湖北省畜禽养殖业发展迅速，全省自1999年以来，畜禽出栏量递增速率见下表所示：

湖北省作为“千湖之省”，11 个省控湖泊中， 水质符合功能区划标准的湖泊为26.7 %，处于富营养状态的占46.2 %。武汉、黄石、鄂州、荆州、襄樊、十堰、荆门7 市内湖和11 条河渠的水质基本为劣Ⅴ类[6]。党的十九大以来，将农业面源污染治理纳入建设我国生态文明的重要内容，同时也是建设农村生态安全体系[7]的重要组成部分，有针对性的开展农业面源污染防治研究刻不容缓。

2 农业面源污染防治措施

为了防治面源污染，本文依据面源污染物的产生和迁移机理，对面源污染物实行“源头控制、过程阻断、末端强化”的措施。此措施与杨林章等[8]的农业面源污染防控技术体系 “源头减量化-过程阻断化-养分再利用-水体修复”、 茆智院士提出的“四道防线”[9]降解农田面源污染具有相通之处。

2.1 源头控制技术

农田面源污染源头控制技术包括化肥减量化技术、种植制度优化、土壤耕作优化、土壤调理剂施用、氨挥发控制技术、节水灌溉技术、农作物秸秆利用技术及农药减量化于残留控制技术。化肥减量化技术、种植制度优化、节水灌溉为目前最常用源头控制技术。通过精准化平衡施肥、科学施肥方式、大力推广缓释肥等实现化肥减量化;采用间作、套种、轮作、休闲地上种绿肥等提高植被覆盖度、提高土壤抗蚀风险，降低面源污染发生;采用喷灌技术、微灌技术和低压管道灌溉技术实现节水灌溉，减少面源污染。

2.2 过程阻断技术

过程阻断目前应用比较普遍的有以下三种技术：生态拦截沟渠技术、生物篱技术、生态拦截缓冲带技术等，以上技术中生态沟渠应用最为广泛。生态沟渠由传统的农田排水沟改造而成，沟渠内铺设基质，种植水生植物，兼有生态性及生物性，且可根据现场地形特征构建。生态沟渠作为一种特殊的湿地系统[10]，通过减缓流速、促进植物吸收营养物、基质吸附、泥沙沉降及微生物之间硝化反硝化等协同作用，去除农业面源污染物。刘福兴等人的研究表明，生态沟渠对农业面源污染物TN、TP的平均去除效率分别为63.1%、71.8%[11]。

2.3 末端强化技术

农业面源末端强化技术包括前置库、生态排水滞留拦截、人工湿地技术等。前置库、人工湿地技术因其费用较低、适合多种条件，是目前防治面源污染的有效措施。前置库技术通过调节来水在前置库区的滞留时间，使径流污水中的泥沙和吸附在泥沙上的污染物在前置库沉降，利用前置库内的生态系统，吸收去除水体和底泥中的污染物。人工湿地属于深度处理系统，通过生态沟渠可拦截大部分农田排放的氮磷，但仍有一部分氮磷和农药存在，直接排放会污染水体，在农业区下游建设一个或若干个湿地，有利用将农田面源污染降低到最低限度。

2.4 案例分析

以江夏区某湖泊为例，分析其面源污染防治措施。该湖泊位于湖北省武汉市江夏区，湖泊岸线长度约120.53km，现状常水位19.07m，对应湖面面积为38.8km2，蓄水容积8904万m3。该湖泊属于郊野型湖泊，污染来源于周边稻田施肥及地表径流，稻田占地面积11613 hm2。相关研究表明：湖北省稻田TN、TP年均径流量分别为4.90～10.67kg/hm2、0.63～1.44kg/hm2。[12]。该湖泊周边面源污染总负荷见下表所示：

该湖泊水质目标为Ⅲ类，属于中型湖泊，水体呈富营养化状态，氮或磷的水域纳污能力采用Dillon模型计算， 该湖泊纳污能力：TN：16.59t/a、 TP：2.24t/a。则该湖泊年氮磷污染负荷削减量：TN 107.32t/a、TP 14.48t/a。

该湖泊面源污染防治措施包括：（1）源头控制——优化种植结构、化肥将量化。在湖泊保护区外300m范围内严格控制种植蔬菜、花卉等单位面积施用化肥量大的农业作物，严禁施用高毒、高残留农药。（2）过程阻断——根据该湖泊的现状地形、沿湖设生态沟渠120.53km，沟渠设计水深1.3m，表面水力负荷为 0.60 m3/（m2·d）。（3）末端强化——生态沟渠出水排至湖汊处，将湖汊改造为塘堰湿地，总面积约120hm2。根据该湖泊纳污能力核算，TN、TP出水水质达标分别需109.39 hm2、51.04 hm2。满足湖泊水质要求需设塘堰湿地110 hm2，本文设计将湖汊改造为塘堰湿地，共120 hm2。加之生态沟渠的净化作用，稻田出水满足该湖泊水质要求。

3 总结

本文根据湖北省农业面源污染现状，详细介绍了农业面源污染防治措施，即“源头控制、过程阻断、末端强化”的技術。源头控制包括化肥减量化、种植制度优化、节水灌溉等技术;过程阻断包括生态拦截带、生态沟渠等技术;末端强化包括前置库、人工湿地等技术。以湖北省武汉市江夏区某湖泊为例，定量计算其面源污染负荷，并从“源头控制、过程阻断、末端强化”三个方面阐述面源污染控制措施，保证水质达标。

参考文献

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[3]查少翔，程运平.浅谈我国对农业面源污染的治理[J].江西建材，2018（12）：39+41.

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[5]姜达炳，谭勇.湖北省农业面源污染现状分析与对策措施[J].农业环境与发展，2005（04）：31-34.

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[10]王岩，王建国，李伟，等.生态沟渠对农田排水中氮磷的去除机理初探[J].生态与农村环境学报，2010， 26（6）：586-590.

[11]刘福兴，王俊力，付子轼，等.不同规格生态沟渠对排水污染物处理能力的研究[J].土壤学报，2018.

[12]段小丽，范先鹏，等湖北省稻田地表径流氮磷养分流失规律初探[J].湖北农业科学，2012，51（18）：3953-3957.

收稿日期：2019-03-05

作者简介：聂梦丽，女，汉族，助理工程师，曾获2018年中国勘察设计协会QC二等奖。