珠三角四市农业面源污染源解析与评价

夏丽佳，余慕琴，严 萌，姜 宇，熊 静

(1.珠江水利委员会珠江水利科学研究院，广东 广州 510610；2.广州禺山水务勘测设计股份有限公司，广东 广州 511488)

1 材料与方法

1.1 原始数据来源

本文采用的耕地(水田，旱地)、农作物、林业、果园、畜禽、水产、农村生活、农村人口等基础数据选自2018年广州、东莞、深圳及佛山四市统计年鉴[6-9](表1)。

表1 2018年珠三角四市农业统计数据

本文采用的各市地表水资源数据选自2018年广州市、东莞市、深圳市和佛山市水资源公报[10-13]。

1.2 排污系数选择

本文农业用地、畜禽、水产行业和农村生活产污排污系数均引自文献[14]。

1.3 污染物等标排放量

(1)

Da的物理意义是将Qa数量的污染物稀释到所执行的评价标准，所需纯净水的体积。进而计算污染源和污染物的等标负荷比(率)，反映了各污染物对地表水环境影响程度，计算公式如下：

1.4 污染风险分析

农业面源污染入河i污染物浓度=(该污染物绝对实物排放量×入河系数)/该地区地表水资源总量。本文采用《全国水环境容量核定指南》的入河系数，农田系数0.1，畜禽养殖系数0.6，水产养殖系数0.4，农村生活系数0.7。

(3)

式中P——内梅罗综合水质指数；(Ci/Si)max——单项水质指数的最大值；(Ci/Si)ave——水质指数的平均值。

具体评价标准见表2[18]。

表2 内梅罗综合水质指数评价标准

1.5 污染物排放强度

采用污染物排放强度能够反映出该地区单位面积的污染物排放量，其计算公式为[4]：

(4)

式中 EL——农业面源污染物的排放强度；E——农业面源污染物的实物排放量；AL——区域面积。

2 结果与分析

2.1 珠三角四市农业面源污染总量

表3 珠三角四城市农业面源污染物行业来源情况

表4 珠三角四市畜禽养殖行业污染物来源情况

2.2 珠三角四市农业面源污染源评价

图1 珠三角四市各类农业面源污染物排放量及等标排放率

2.3 珠三角四市农业面源污染风险分析

根据内梅罗综合水质指数评价标准(表5)，四市之间污染程度区别明显，深圳市和东莞市为轻度污染，水质综合指数为1.2和1.6；而广州市和佛山市均为严重污染，水质综合指数达到4.1和4.8。综上所述，佛山市最为严重，是四市中农业面源污染最为严重的区域。

表5 珠三角四市农业面源污染水质浓度与水质指数

2.4 农业面源污染排放强度

图2 珠三角四市农业面源污染排放强度

2.5 农业面源污染物的削减潜力分析

若珠三角四市农业面源污染物排放按照DB 4426—2001《广东省污水综合排放标准》、GB 8978—1996《污水综合排放标准》、GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》的相关标准综合执行，珠三角四市COD削减总量达121.3万t，其中广州市62.3万t，佛山市59万t；TN削减量达10.8万t，其中广州市5.7万t，佛山市5.1万t；TP削减量达2.8万t，其中广州市TP削减量1.6万t，佛山市1.2万t。综上所述，主要削减城市为广州市和佛山市，而深圳市和东莞市农业面源污染物现有水质均能达标排放，这与其农业生产情况有较大关系。深圳市作为中国第一个实现城镇化100%的城市，不存在农村人口且其农村产业占比极低，产污量为四市最少；东莞市是除深圳市外，在农业产业方面占比最低的城市，农业面源污染相对较低；而广州市、佛山市在畜禽、水产养殖行业体量大，且其农村人口均远远高于深圳、东莞两市，贡献了超过60%的污染物排放总量。整体来看，广州市与佛山市在污染物削减量上接近，但依据吨水污染物排放情况，广州市地表水资源总量为佛山市2倍，佛山的污染程度远高于广州市，需提高污染防治意识。

3 讨论

对广州、东莞、深圳及佛山四市综合农业面源污染排放情况分析发现，广州市与佛山市农业面源污染较为严重，深圳市因无农村生活污染源和区域面积较小，综合农业面源污染较轻；同样，东莞市因畜禽养殖体量、区域面积较小，综合农业面源污染同样较轻。因此，广州市、东莞市和佛山市均属于生产与生活复合型污染，而深圳市属于单一生产型污染。

从污染源分析，畜禽养殖业为珠三角四市最主要的污染源，其次为水产养殖业。这一结果与多数城市研究结果略有不同[19]。这可能是因为珠三角四市地处临海，水产养殖业较内陆城市发达，同时也说明珠三角四市的农业面源污染问题应着重于畜禽养殖业和水产养殖的治理，而家禽养殖作为畜禽养殖业的主体污染物排放源，亟须受到重视。农业农村部韩长斌[20]提出了“在现有基础上坚持源头减量、过程控制、末端利用”的畜禽养殖污染治理路径。其中源头减量主要以采用新技术，新设备和新工艺最大限度地降低粪便产量；过程控制则是应重视粪污综合收集及管理，达到在污水处理厂集中处理处置并达标排放的目的；末端利用是减少畜禽养殖业面源污染的最终目标及目的，将粪便收集后制作为有机肥料，建立到畜禽养殖资源化利用的生态循环养殖体系。而水产养殖业与畜禽养殖业同样可遵循“源头减量、过程控制、末端利用”的治理路径。地方政府应及时合理建立及完善相关行业的环境保护、监管体系。养殖户应将环境保护理念贯彻到养殖的各个环节，形成环境友好型的科学养殖方法。从污染源指标分析，COD、TN和TP是珠三角四市农业面源污染的主要污染因子。珠三角四市地处珠江入海口处，近年来珠江口的富营养化问题严重，赤潮频发，长久以此甚至致使近岸海洋生态环境被破坏。对此，亟需控制COD、氮和磷的入河量[21]。因此，四市需重点针对畜禽养殖业的COD排放采取上述减量政策，而对于氮磷的减量，农村生活和种植业是重点治理对象。其中，农村生活减量减排优化大致分为收集方式、处理技术和建设方式。收集方式应执行于镇级管网收集、村级集中收集和散户分散收集的模式；处理技术方面实行因地制宜方式，在采用传统脱氮除磷方法的同时，后段添加人工湿地技术进一步削减污染物；同时考虑经济性因素，农村生活污水处理规模一般较低，应采用一体化设备为主的策略[22]。种植业同样作为磷的主要来源之一，珠三角四市的平均化肥施用强度为291.49 kg/hm2，比防止水体污染化肥使用安全上限(225 kg/hm2)高出30%。同时四市化肥折纯率仅为50%，导致化肥利用率差，间接增大了氮磷的排放量。因此，在种植业方面，应该采用畜禽养殖业末端利用所制成的有机肥与氮磷肥混合施入的方法，实现化肥施用精确控制[23]。同时，建设配套农田灌溉沟渠系统，将生态养殖与农田灌溉结合起来构成循环利用体系。

值得一提的是，虽然佛山市农业面源各类污染物排放总量位居珠三角四市第二，但水资源总量仅为广州市的48%，污染物排放强度为427.42 kg/hm2，是广州市的1.5倍，居四市之首。分析发现，与该市的农业产业结构有很大关系，其畜禽、水产养殖行业污染源的排放贡献率超过50%。鉴于水资源总量较小，佛山市需针对畜禽、水产养殖行业进行产业结构调整及污染防治治理，从源头减少污染物产生，淘汰限制传统的规模以下养殖户，优化资源配置，合并重组规模以下养殖户往规模以上养殖场转变，加强规模以上养殖场污染防治措施，因地制宜实现污染物资源化利用[24]。

4 结论