?洞庭湖沱江流域农业面源污染调查及防治对策

2020-05-06胥爱平朱坚竺传松张德政陆志林

湖南农业科学 2020年2期

胥爱平朱坚竺传松张德政陆志林

摘要：为了解洞庭湖沱江流域农业面源污染情况，以益阳市南县三仙湖镇中奇村和小洲村等7个村为调研对象，调查分析种植业、水产养殖、畜禽养殖及农村生活污水中总氮（TN）、总磷（TP）和化学需氧量（COD）等农业面源主要污染物排放状况。结果表明：区域内地表径流污染（农村生活污染）排放最为严重，TN、TP和COD排放量分别占排放总量的64.33%、50.07%和76.26%。提出了结合“一控两减三基本”的目标，秉承“源头削减为主、过程拦截和末端治理为辅”的思路，建议通过实施村域地表径流污染治理、水产养殖污染综合治理、农田面源污染综合治理、畜禽养殖污染综合治理等措施解决区域范围内生产生活污水排放导致的严重农业面源污染问题，以促进生态环境改善，推动资源节约型、环境友好型、生态保育型可持续农业发展。

关键词：农业面源污染;调查;防治对策;洞庭湖

中图分类号：X52文献标识码：A文章编号：1006-060X（2020）02-0040-04

Abstract： In order to find out the situation of agricultural non-point source pollution in the Tuojiang River basin of the Dongting Lake， and provide an enough basis for regional agricultural non-point source pollution control， we take 7 villages （Zhongqi Village， Xiaozhou Village， etc.） of Sanxianhu Town， Nanxian County， Yiyang City as the research objects， investigate and analyze the main agricultural non-point source pollutants TN， TP and COD discharge from planting industry， aquaculture， livestock and poultry breeding and rural living sewage water. The results show that the surface runoff pollution is the most serious in the region， accounting for 64.33%， 50.07% and 76.26% of the total emission respectively. Targeting the goal of “one control， two reduction and three bases” in combination with the idea of “focusing on source reduction supplemented by process interception and the end governance”， we suggest that the serious agricultural non-point source pollution caused by the discharge of production and domestic sewage in the region should be treated by implementing the comprehensive treatment measures for village surface runoff pollution， aquaculture pollution， farmland non-point source pollution， livestock and poultry breeding pollution， so as to promote the improvement of ecological environment and the sustainable development of resources-saving， environment-friendly and ecological conservation agriculture.

Key words： agricultural non-point source pollution; investigation; control strategy; Dongting Lake

農业面源污染是指在农业生产活动中，化肥、农药、畜禽粪便及其他有机或无机污染物质，通过农田的地表径流和低下渗漏等过程，进入受纳水体引起水质污染的过程[1-2]。根据2010年第一次全国污染源普查公报，我国农业面源污染引起的总氮（TN）、总磷（TP）和化学需氧量（COD）的排放量分别占全国污染排放总量的57.19%、67.27%和43.71%，已成为地表水污染的第一大污染源[3]。湖南省农业面源污染给农产品质量安全、人们身体健康和城乡生态环境构成了严重威胁[4-6]。因此，控制农业面源污染是治理水体富营养化及改善农村水环境的当务之急。为了摸清洞庭湖区南县沱江河流域农业面源污染情况，支持区域农业的可持续发展，并为区域农业面源污染防控提供依据，笔者对洞庭湖区南县沱江河流域农业面源污染状况进行了调查与分析，并针对区域农业面源污染特征，提出了相应的面源污染防控策略。

1 调研区域与方法

1.1 调研区域

沱江河位于洞庭湖腹地的南县内，根据其小流域特征，选取三仙湖镇的中奇村、小洲村、石坝村、新联村、利群村、陈子湖村和德星湖村7个村作为调研区域。调研区域属河湖冲积淤积平原，众水环绕，水乡特色浓郁。区域内环境相对独立，介于沱江和南茅运河之间，区内有2条大的排洪渠、灌渠和其他小渠道呈网格状分布，从各出水口排出的水汇入排洪渠，排洪渠自西北方向往东南方向流，汇入均和（德星湖）三泵站，经电排排入沱江。区域土地总面积

1 806.09 hm2（表1），其中，农用地1 569.14 hm2 、建设用地167.25 hm2、其他土地69.70 hm2，是南县的重要水源保护区。2015年，区域内总人口8 804人，

1 760户，主要以水稻种植、水产养殖为主，基本形成了稻肥、稻虾和稻鱼等种养模式，全年水稻总产量1.54万t，蔬菜总产量0.62万t，绿肥总产量1.74万t，油菜籽总产量0.04万t，出产小龙虾682 t，四大家鱼约7 000 t，龟鳖34 t。

1.2 调研内容与方法

针对农业面源TN、TP及COD等主要污染物，分

别对区域内畜禽养殖业、水产养殖业、种植业及农村生

活污源染展开调查。所采用的调查方法包括以下4点。

（1）资料收集，通过信息检索、资料收集及现场走访等方式，广泛收集区域内土地利用现状、农业生产情况、地质、水文等信息。

（2）现场踏勘，通过现场踏勘，察看区内农业面源污染现状，核实资料收集的准确性，获取与面源污染有关的线索。

（3）人员访谈，对区内知情人员采取现场咨询等形式进行访谈，内容包括区内农业面源污染的历史及现状等。

（4）数据计算与统计分析整理分析收集到的农业基础数据资料，参考第一次全国污染源普查和相关污染物排放系数手册以及参考《污染源普查产排污系数手册》[7]中畜禽养殖业源产污系数与排污系数开展数据计算。

2 结果与分析

2.1 农田面源污染物分析

区域内农用地面积1 567.3 hm2，其中旱土272.1 hm2，水田981.2 hm2，年施用化肥量为1 322.7 t（表1）。根据《第一次全国污染源普查公报》农业污染源肥料流失系数手册中湖南省主要肥料流失数据计算区域内不同村农田面源污染物情况发现，区域内TN流失量达36.02 t/a，TP流失量达22.74 t/a。TN和TP流失量以利群村最大，分别达7.20和4.55 t/a。新联村氮、磷流失量最低，仅3.73和2.36 t/a（表2）。

2.2 水产养殖污染物分析

区域内有水产养殖面积274 hm2和稻虾养殖面积303.2 hm2，年产四大家鱼6 958.51 t和小龙虾682 t（表1）。排放总量根据《第一次全国污染源普查公报》中湖南省常规水产养殖污染物排放数据进行计算区域内不同村水产养殖污染情况发现，区域内TN排放总量达41.57 t/a，TP排放总量达8.05 t/a，COD总量达400.34 t/a。TN和TP流失量和COD总量以利群村最大，分别达12.34、2.39和119.99 t/a。石坝村氮磷流失和COD量最低，仅3.37、0.65和32.07 t/a（表 3）。

2.3 畜禽養殖污染物分析

区域内畜禽养殖以小规模分散型生猪与鸡鸭养殖为主，区内现有主要畜禽养殖户3户，其中石坝村生猪养殖户1家，总存栏30头;中奇村蛋鸭养殖场2家，分别存栏5 000和500羽。由于区内其余畜禽散养户较少且分散，因此分散型养殖废水的处理归入到地表径流污水净化利用工程中进行治理，在这里只针对主要畜禽养殖场进行计算。

区域内规模畜禽养殖污染排放总量根据7个村规模畜禽养殖数量来计算，排放总量根据《第一次全国污染源普查公报》中湖南省畜禽标准排放量测算，石坝村畜禽养殖污染物TN、TP和COD排放量为0.20、0.04和1.96 t/a，中奇村畜禽养殖污染物TN、TP和COD排放量为0.16、0.70和11.20 t/a，区域内畜禽养殖污染物TN、TP和COD排放总量分别只有0.36、0.74和13.16 t/a，总量较低，可知区内畜禽养殖污染影响相对较小。

2.4 地表径流污染物分析

区域内有农户1 760户，人口8 804人（表1），居民点相对集中，依公路而居。根据当地生活污水排放量及《第一次全国污染源普查公报》中的湖南省居民生活污水主要污染物排放系数以及湖南省畜禽标准排放量等数据，计算出区域内不同村每年通过地表径流排放的主要污染物排放量。区内TN排放总量达140.59 t/a，TP排放总量达31.62 t/a，COD总量达

1 328.06 t/a。TN和TP流失量和COD总量以利群村最大，分别达28.1、6.32和265.49 t/a。新联村氮磷流失和COD量较低，但也分别达到了14.56、3.28和137.57 t/a（表4）。

2.5 主要面源污染问题解析

综上所述，研究区内主要污染物TN、TP和COD排放总量分别为218.54、63.15和1 741.56 t/a（表5）。其中，农村生活污水地表径流污染排放最为严重，TN、TP和COD排放量分别占区域污染物总量的64.33%、50.07%和76.26%;其次为水产养殖污染和农田面源污染，其中水产养殖TN、TP和COD排放占比分别为19.02%、12.75%和22.99%;种植业尾水排放中TN、TP排放占比分别为16.48%和36.01%;畜禽养殖污染排放最少，TN、TP和COD排放量分别占比0.16%、1.17%和0.76%。因此，农村生活污水地表径流、水产养殖和种植业地表径流是区域内农业面源污染中最主要污染源（表5）。

3 农业面源污染防治对策

针对研究区地表径流、水产养殖、农田面源等主要污染物排放，结合“一控两减三基本”的目标，秉承“源头削减为主、过程拦截和末端治理为辅”的思路[8-10]，可采用相关技术措施，实现区内农业面源污染物减排和废弃物资源化，达到综合治理效果。

3.1 实施村域地表径流治理

3.1.1 生活污水处理一是以村庄、庭院生态靓化建设为基础，因地制宜，分户或联户建设生活污水厌氧净化处理系统[11];二是将房前屋后池塘、湿地改建成表流湿地，配套布设管网与污水处理系统连接。将经过厌氧发酵处理后的生活污水，通过管网导入表流湿地，利用水生生物的吸收功能消纳残留的污染物，最终实现污染物达标排放，确保源头控制到位。

3.1.2 生活垃圾处理主要开展垃圾分类，配套垃圾清洁、清运设备，组建农村清洁队伍，实施上门分类回收垃圾，加强垃圾分类规范化管理和宣传培训，推行“户收集、村分类、镇转运、县处理”的垃圾回收处理模式，并构建长效的垃圾分类收集管理机制[12]。

3.2 实施水产养殖污染综合治理

3.2.1 清洁养殖并控制源头污染一是推广健康养殖技术，合理调节养殖结构和规模，减少池塘投饵、投肥及施药量。二是适时搞好池塘清淤，移除池底养殖残留污染物。

3.2.2 推广种养结合模式因地制宜，推广稻—渔（虾/鱼/龟/鳖），稻—鸭、稻—蛙等生态种养模式及技术，促进水产养殖粪污资源化利用。

3.3 实施农田面源污染综合治理

3.3.1 推广应用绿色施肥防控技术推广测土配方施肥、新型肥料施用[13]、有机肥替代化肥减量、冬季绿肥种植、病虫害绿色防控等清洁生产技术。

3.3.2 农田径流排水氮、磷消纳建设生态拦截沟体系，拦截、汇集农田系统排出的径流和污水，利用生态拦截沟的生态净化功能[14]，吸收消纳水中残留的富营养和污染物，最大限度的减少农田系统污染物的排放。

3.3.3 农业投入品废弃物收集及综合利用建立农业投入品废弃物回收池，以收集包括农药、化肥等包装袋瓶废弃物。

3.3.4 农业废弃物的处理与利用建立田间有机废弃物堆沤池[15]，把农业生产中可以转化为肥料的废弃物（如秸秆等）及人畜粪便等分户集中发酵变为肥料。

3.4 实施畜禽养殖污染综合治理

3.4.1 搞好畜禽粪污资源化利用培育、发展种、养结合型规模养殖企业，引导养殖企业粪尿无害化处理和肥料化利用[16-17]，最大限度的减少养殖粪污排放。

3.4.2 落实病死畜禽无害化处理在畜禽养殖过程中，应禁止养殖企业和养殖户随意丢弃病死畜禽，按要求无害化处理病死畜禽，杜绝病死畜禽对水体的污染。