鄱阳湖平原区农村门塘夏季水环境现状调查分析

苏 甜，刘方平*，姜成名，时 红，廖 伟

(1.江西省灌溉试验中心站，江西 南昌 330201；2.江西省高效节水与农业面源污染重点实验室，江西 南昌 330201)

江西省水资源丰富，建在鄱阳湖外沿区域的很多村镇的农村生产生活产生的污染物，通过地表径流、渗透等方式流向村中门塘及湖泊，造成水体富营养化等问题。农村生产生活中，农业污染是造成水污染的主要原因，陆珊等[1]调查了广西南流江的污染源，结果显示这些污染物来源于农业污染。除农业污染外，畜禽养殖污染也是造成水环境污染的主因之一。冯倩等[2]2011年调查了江西省畜禽养殖情况，推算出畜禽排泄出的粪便、尿液超过了耕地的负荷能力，对抚州、宜春和新余3个市的环境构成了污染威胁。

农村门塘在村民生产生活中占据重要地位，农田灌溉用水、蓄水甚至洗衣洗菜均会在门塘中进行，门塘水环境的优劣关系着村民生活品质的好坏。目前，关于河流、湖泊、水库等水环境研究很多，但研究与村民生活息息相关的门塘水环境却不多见，现有的一些研究也只是对门塘水体的理化性质做了调查[3]。陈寅暄等[3]2013年调查鄱阳湖滨湖区下属村庄时发现，采样区域的门塘水体均达到富营养化，夏季近50%的门塘水质已达到劣Ⅴ类，而这些农村三级化粪池的改造尚不足50%。

为进一步探明影响门塘水环境质量状况的主要因素，此次调查从污染源、沉积物、水体理化性质和水生生物等几个方面着手，以期能够较为准确、全面地评价农村门塘的水环境质量和预测变化趋势。

1 调查内容与方法

1.1 调查区域

所调查区域为鄱阳湖平原区，属于亚热带湿润气候，是长江和鄱阳湖支流水系赣江、抚河、信江、修河、饶河等水冲积而成的湖滨平原，为长江中下游平原的一部分，位于江西省北部及安徽省西南边境；区内地势平缓，海拔多在50 m以下，河网稠密，小湖泊众多，稻田、菜畦、鱼塘、莲湖纵横交错，素有“鱼米之乡”之美誉。采样点详细信息见表1。

表1 鄱阳湖平原区夏季门塘信息

1.2 调查内容及方法

对农村门塘水环境的调查主要从门塘污染来源、底泥污染状况、水体理化性质、浮游藻类4个方面进行。具体调查内容和调查方法如下。

1.2.1 门塘污染来源 2018年6月至7月对23个村庄进行了走访调查，调查内容包括村中人口、农副产品种植、畜禽养殖、轻工业、改水改厕、供水方式、新农村建设等情况。

1.2.2 底泥污染状况 底泥使用彼得森采泥器进行采集。样品带回实验室后阴干研磨，根据国家标准检测底泥的有机氮、总磷和有机质。底泥污染评价采用有机污染指数评价法和底泥总磷污染单因子评价法[4]。

1.2.3 水体理化性质 pH值、浊度、透明度等在现场使用YSI、哈希浊度仪和赛氏透明度盘进行原位测定，总氮、总磷、CODcr等理化指标按照国家规定检测标准进行检测。水质评价采用单因素评价法，水体富营养化评价参考湖泊的综合营养指数(TLI)评价法[5]。

1.2.4 浮游藻类现状 现场采集门塘浮游藻类样品，使用鲁哥试剂固定，带回实验室后进行沉降，后镜检种类及密度。水体状况采用浮游藻类细胞密度、浮游藻类多样性指数进行评价。

2 结果与分析

2.1 污染源调查分析

通过对2018年夏季调查的23个村庄门塘污染源排放进行统计分析，结果表明：鄱阳湖平原区农村门塘污染源主要有村民生活污水(厨房用水、洗涤用水、清洁冲厕水等)、农业排水及畜禽养殖废水等，这些污水主要通过地表径流排放至村前的门塘中。调查门塘中，65%的门塘属于死塘，无活水流入，且只有22%的门塘进行了清淤(表2)。

通过对门塘污染源排放进行分析，发现65%的村庄都会将生活污水排入门塘中，其余村庄的生活污水有些排入农田中，有些散排，个别村庄会将生活污水排放到附近的湖或者渠道里。调查村庄中有超过70%的村庄进行了改水改厕，安装了化粪池；其中，南昌县和星子县所调查村庄全部进行了改水改厕，进贤县所调查村庄有70%进行了改水改厕，新建区所调查村庄仅有33%进行了改水改厕，为调查村庄中改水改厕比率较低的县区。

通过对各村庄的走访调查，发现22%的村庄会抽取门塘中的水对农田进行灌溉，17%的村庄使用河水、湖水、井水等进行农田灌溉，17%的村庄使用水库中的水进行灌溉，其他村庄的农田用水还会使用渠道水、地表径流水等。

调查村庄中，作物种植以水稻为主，村庄的门塘多建立在农田附近，方便取水灌溉；而61%的村庄其农业灌溉排水也都通过地表径流进入门塘中。

另外，调查村庄中，有约50%的村庄附近建有小型及大型的养猪场，并且有25%的养猪场养殖污水通过地表径流流入排水沟，最后流入门塘中，造成了门塘严重污染。除养猪外，个别村庄有养鱼、养鸭等产业，也直接或者间接对水环境造成了污染。

表2 鄱阳湖平原区农村门塘现状及其污染来源调查分析结果

2.2 门塘底泥调查分析及污染评价

底泥为底栖生物和水生植物的生长提供了必要条件，是水体环境中能量循环的重要组成部分。底泥状况的好坏不仅能影响上覆水体的自净能力，同时也影响着底栖动物的种类分布及其多样性。因此，在调查研究门塘水环境的过程中，门塘底泥的调查研究也是重要环节。

根据有机污染指数评价标准和底泥总磷污染评价标准，对夏季23个门塘的底泥有机氮(ON)、有机物(OI)、总磷(TP)进行评价，发现所有调查门塘均处于有机氮(ON)污染的状态，有83%的门塘处于有机物(OI)污染状态，13%的门塘处于尚清洁状态，而只有4%的门塘处于较清洁状态。而根据总磷单因子评价体系进行评价分析，发现重度污染的门塘占13%，中度污染的门塘占35%，轻度污染的门塘达39%，清洁的门塘只有13%。

综上所述，对于总磷而言，87%的门塘处于轻度污染及以上的状态，而对于有机物(OI)和有机氮(ON)而言，其污染在各个门塘中也很严重。污水中的氮能够在物理或生物作用下聚集到底泥中[7-8]，底泥向上覆水中会释放大量的磷，易造成水体富营养化。具体评价结果见表3。

2.3 门塘水质理化指标分析

采用现场原位测定和实验室理化分析相结合，对采样点的水样进行各项理化指标的测定，详细结果见表4。

分析显示，夏季门塘水体pH值范围为5.17～7.64，均值为6.60；浊度范围是4.62～32.60，某些门塘水体浊度过高，超出仪器检测范围；透明度在0.15～0.77 m；总氮范围为0.81～16.10 mg/L，均值为3.49 mg/L；总磷范围是0～1.07 mg/L，均值为0.30 mg/L；氨氮范围为0.15～1.59 mg/L，均值为0.56 mg/L；CODcr范围为6.0～64.0 mg/L，均值为25.80 mg/L。

采用单因子评价法，以总氮作为评价指标，根据GB 3838—2002《地表水环境质量标准》[9]对门塘水质进行评价，发现夏季门塘61%超过Ⅴ类水标准，91%的门塘超过Ⅲ类水标准，其浓度最高超过Ⅲ类水标准的16倍。

以总磷作为评价指标，夏季门塘22%超过Ⅴ类水标准，48%的门塘超过Ⅲ类水标准。以CODcr作为评价指标，13%的门塘超过Ⅴ类水标准，65%的门塘超过Ⅲ类水标准。除个别门塘外，pH值及氨氮浓度均满足Ⅲ类水标准。单因子评价结果显示，水体主要污染物是氮，其次是还原性物质和有机污染物。

表3 鄱阳湖平原区夏季门塘底泥污染状况调查评价结果

使用湖泊综合营养指数(TLI)评价标准对门塘水体营养型进行等级评价，其中综合营养指数(TLI)<30为贫营养，30～50为中营养，50～100为富营养，其中50～60为轻度营养，60～70为中度富营养，>70为重度富营养。

通过统计发现，总磷综合营养指数45.28～90.98，均值为56.90。结果显示87%的门塘水体富营养化，其中4%门塘为重度富营养，22%为中度富营养，61%为轻度富营养。总氮综合营养指数48.71～104.09，均值为70.10。92%的门塘水体总氮综合营养指数评价结果为富营养化，其中43%的门塘为重度富营养，39%为中度富营养，9%为轻度富营养。

往年的一些资料[10]显示，江西省农村生活污水每人每天可产生总氮近2.7 g、总磷0.23 g、CODcr更是达到29.25 g。种植业污水产生的总氮每人每天可达36.18 g，总磷则为4.41 g。这些废水大多排入门塘，是其水体中氮、磷等营养盐的主要来源。根据调查显示，门塘是大多数生活污水和农田灌溉排水的最终汇聚地，同时门塘的底泥也会向上覆水中释放大量的营养盐。

水体中氨氮的污染来源也很多，生活污水、工业废水、农业排水和畜牧业污水都会造成周边水体的氨氮含量增加。氨氮含量较高的门塘周围，如舒宋村、下坊村和草门村都有养殖产业，养猪、养鸭的饲料及粪便污水容易造成氨氮污染[11]。

2.4 门塘浮游藻类分析

对夏季调查的23个门塘中浮游藻类种类进行鉴定，发现鄱阳湖平原区农村门塘夏季的浮游藻类共有6门59种(属)。通过对夏季23个门塘浮游藻类优势种的统计，发现夏季门塘主要密度优势种为蓝藻门和绿藻门，其细胞密度范围为8.45×108～1.94×1011个/L。根据《水生生物监测手册》(国家环保局编委会)规定和湖泊营养型的评价标准[12]，夏季门塘全部为富营养型。

据测算香农指数[13]显示，夏季门塘中，35%的门塘评价结果为重度污染，43%的门塘为中度污染；丰富度指数[13]显示，夏季门塘中91%为重度污染。

统计分析生物多样性指数，结果见表5。

氮和磷是浮游藻类生长过程中的重要元素，但过量的氮、磷会导致水体水华的发生，造成水体富营养化。夏季门塘的浮游藻类细胞密度普遍达到湖泊富营养型标准，而这些门塘的总氮和总磷综合营养指数评价结果也显示约90%的水体为富营养型。2种水体评价结果相近，门塘水体富营养化严重。

表4 鄱阳湖平原区夏季调查门塘水质分析结果

表5 鄱阳湖平原区农村夏季门塘浮游藻类多样性指数评价结果

注：H′评价标准[13]：大于3，表明水体为清洁，2～3为轻度污染，1～2为中度污染，小于1为重度污染。M评价标准：0～1为重污染，1～3为中污染，大于3为清洁。

3 结论

根据调查结果，发现鄱阳湖平原区农村门塘大部分都是死塘，无活水流入，且多年未进行水环境整治。夏季门塘水体中的污染物来源主要有生活污水、农田排水、养殖场污水，门塘水多为劣Ⅴ类水，总氮是主要污染物。约90%的门塘总氮总磷综合营养指数评价结果显示水体为富营养型。门塘底泥呈现有机污染状态，大部分底泥呈现有机氮污染，少数底泥为有机磷污染。浮游藻类多样性指数评价结果显示为中度污染至重度污染。浮游藻类细胞密度对水体营养化程度评价结果为富营养型。综合以上污染源调查情况和理化性状、生物多样性评价，结果表明鄱阳湖平原区农村门塘水环境整体状况不容乐观，水体富营养化严重，水体污染较为严重。