黄河流域山东段农田灌溉水环境质量评价

苏胜男，赵 杰，赵 超，赵 伟，陈 彤

(1.山东省中鲁环境工程评估中心有限公司，山东 济南 250013；2.山东省环境保护科学研究设计院有限公司，山东 济南 250013；3.山东省生态环境监测中心，山东 济南 250101；4.山东人和环保科技有限公司，山东 聊城 252002)

1 引言

山东水资源严重匮乏且时空分布不均，人均水资源占有量仅为全国人均占有量的1/6，水资源短缺日益成为制约山东高质量发展的“瓶颈”[1]。作为最主要的客水来源，千百年来黄河哺育润泽了齐鲁大地，成为支撑山东经济社会高质量发展的战略资源。地处黄河流域的鲁西北平原，是全国重要的粮、棉、油生产基地，农业灌溉用水量大，农业用水主要依靠黄河水的引黄灌溉，水环境质量直接关系沿黄各市经济社会发展状况[2]。近年来，随着山东沿黄各市经济的发展，城镇人口的增加，工业污水及其它污染物大量排入黄河，黄河流域水生态环境受到严重破坏，农田灌溉水水质受到污染，不仅影响农产品质量安全，还危害居民人体健康和生命安全[3，4]。

为掌握黄河流域山东段农田灌溉水环境质量现状，2020年对黄河流域山东段沿黄5市33个灌溉规模在10万亩以上的灌区农田灌溉水环境质量进行了监测与评价，其研究结果旨在为黄河流域水资源安全利用，制定科学有效管控措施改善灌溉水质和保障农产品生产安全等提供参考依据。

2 研究区概况

黄河自菏泽市东明县流入山东境内，经菏泽、济宁、泰安、聊城、德州、济南、淄博、滨州、东营9市的25个县(市、区)，在东营市垦利区注入渤海。山东境内河道全长628 km，占黄河总长度的12%。流域内有大汶河、浪溪河、玉带河等6条支流[5]及东平湖。黄河沿岸地形以平原为主，由黄河泛滥冲积而成，全省产量在10亿斤以上的粮食生产大县，有80%分布在黄河沿线，是重要的粮、棉、油生产基地。现有引黄灌区65处，其中大型灌区29处，中小型灌区36处，有效灌溉面积2858万亩。

3 材料与方法

3.1 样品采集

对济南、东营、德州、聊城、菏泽等沿黄5市33个灌溉规模在10万亩以上的灌区农田灌溉水环境质量进行了监测，根据当地主要灌溉作物的用水时间，每半年监测1次、全年2次。采集了72个农田灌溉水，用蒸馏水清洗的聚乙烯塑料瓶采集水样，每个水样采集500mL，采集的水样当天带回实验室密封低温保存并尽快完成分析。监测点位布设参照《地表水和污水监测技术规范》(HJ/T 91-2002)[6]。黄河流域山东段农田灌区情况详见表1。

表1 黄河流域山东段农田灌区情况

3.2 监测指标及分析方法

农田灌溉水监测指标包括：阴离子表面活性剂、五日生化需氧量(BOD5)、化学需氧量、悬浮物、全盐量、氯化物、硫化物、总汞、镉、总砷、铬(六价)、铅和粪大肠菌群共计13项。分析方法参照《农田灌溉水质标准》(GB 5084-2021)[7]，采用Excel、SPSS 21.0进行数据统计和分析。

3.3 评价方法及标准

采用《食用农产品产地环境质量评价标准》(HJ/T 332-2006)[8]进行评价，评价方法采用单项污染指数法和综合污染指数法。

4 结果与讨论

4.1 黄河流域山东段农田灌溉水监测结果

由表2可知，黄河流域山东段农田灌溉水阴离子表面活性剂、五日生化需氧量、化学需氧量、悬浮物、硫化物、总汞、镉、总砷、铅和粪大肠菌群的含量均低于《食用农产品产地环境质量评价标准》(HJ/T 332-2006)规定的标准值。全盐量、氯化物和铅含量个别灌区存在超标现象，超标率分别为5.5%、11.4%和1.3%，全盐量的超标率最高。东营、聊城和菏泽等3市灌区农田灌溉水未发现超标现象，济南、德州2市个别灌区农田灌溉水水质存在超标现象。

4.2 黄河流域山东段农田灌溉水环境质量评价

按照《食用农产品产地环境质量评价标准》(HJ/T 332-2006)规定的标准值，对黄河流域山东段农田灌溉水环境质量进行了分析评价。表3中结果显示，黄河流域山东段农田灌溉水中阴离子表面活性剂、五日生化需氧量、化学需氧量、悬浮物、硫化物、总汞、镉、总砷、铬(六价)、铅、粪大肠菌群等11种指标的单项污染指数均小于0.5，全盐量、氯化物单项污染指数存在超标现象。综合污染指数显示，济南、东营、聊城、菏泽4市灌区农田灌溉水质状况总体为清洁，德州灌区农田灌溉水质状况为尚清洁。

表2 黄河流域山东段农田灌溉水监测结果

表3 黄河流域山东段农田灌溉水环境质量评价结果

黄河流域山东段沿黄5市33个灌区农田灌溉水水质状况见表4，结果显示，黄河流域山东段灌区农田灌溉水水质状况总体良好，符合农业生产对灌溉水质的要求。有个别灌区农田灌溉水存在超标现象，超标污染物主要为全盐量和氯化物。从各灌区综合污染指数情况看，监测的33个灌区中，25个灌区农田灌溉水水质为清洁，6个灌区农田灌溉水水质为尚清洁，2个灌区农田灌溉水水质超标。超标灌区位于德州市，超标灌区为前艾灌区和穆庄灌区。超标原因可能是德州市位于鲁西北盐碱地区，由于自然和地质因素，导致某些指标高于标准值。

表4 黄河流域山东段各灌区农田灌溉水水质状况

从沿黄5市农田灌溉水质状况看(表5)，东营、菏泽2市灌区农田灌溉水水质均为清洁；济南市6个灌区农田灌溉水水质为清洁，2个灌区农田灌溉水水质为尚清洁；聊城市5个灌区农田灌溉水水质为清洁，1个灌区农田灌溉水水质为尚清洁；德州市2个灌区农田灌溉水水质为清洁，3个灌区农田灌溉水水质为尚清洁，2个灌区农田灌溉水水质超标。

表5 黄河流域山东段沿黄5市农田灌溉水质状况

5 结论及建议

(1)黄河流域山东段农田灌溉水阴离子表面活性剂、五日生化需氧量、化学需氧量、悬浮物、硫化物、总汞、镉、总砷、铅和粪大肠菌群的含量均不超标，全盐量、氯化物和铅含量个别灌区存在超标现象。

(2)黄河流域山东段灌区农田灌溉水水质状况总体良好，符合农业生产对灌溉水质的要求，农田灌溉用水是安全、可靠的。个别灌区农田灌溉水存在超标现象，主要污染物为全盐量和氯化物。济南、东营、聊城、菏泽4市灌区农田灌溉水质状况总体为清洁，德州灌区农田灌溉水质状况为尚清洁。

(3)从各灌区综合污染指数情况看，监测的33个灌区中，25个灌区农田灌溉水水质为清洁，6个灌区农田灌溉水水质为尚清洁，2个灌区农田灌溉水水质超标。

(4)山东沿黄各市农田灌溉水多采用地表水或引黄灌溉，水源开放性较大，雨水洗刷空气中的污染物及冲击地面土壤中的污染物容易汇集到其中，造成水质污染。加之工业企业生产偷排废水、居民生活污水、养殖粪便废水和种植生产过程中农药、化肥大量使用，极易造成水质污染。为进一步加强对黄河流域山东段沿黄各市农田灌溉水管理，保障农业生产用水安全，一方面，应持续加大农田灌溉水质保护力度和监管力度，制定改善农田灌溉水质的切实可行的措施[9]。持续推进化肥、农药减量增效，推动化肥、农药使用量实现负增长。另一方面，加强农田灌溉水监测的组织领导和能力保障，加大对重点河段、灌区的监测频次，特别是污染项目多、超标倍数大的农灌区。加大经费支持力度，切实提升农田灌溉水监测能力。