洞庭湖区沧浪河流域农业面源污染现状调查与分析

摘 要：为了摸清洞庭湖区汉寿县沧浪河流域农业面源污染情况，依据农业面源污染的主要来源，对沧浪河流域水产养殖、畜禽养殖、种植业及农村生活污染的总氮（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进行了调查与分析。结果表明：区内TN、TP和COD的排放总量分别为243.4、37.9和891.6 t/a；其中，水产养殖的污染排放最为严重，分别占排放总量的60.8%、71.5%和26.6%；其次为畜禽养殖污染和农村生活污染，种植业污染排放相对较轻。因此，沧浪河流域农业面源污染防治應重点开展水产养殖污染治理。

关键词：洞庭湖；面源污染；农业；调查；沧浪河流域

中图分类号：X592 文献标识码：A 文章编号：1006-060X（2018）05-0056-05

Investigation of the Agricultural Non-point Source Pollution Status in the Canglang River Basin of Hanshou County near Dongting Lake

LI Sheng-nan1，Li Ji2，HE Kang3，HU Shi-peng3，CUI Win-zhong3，LI Chang-jun1，PENG Hua1

（1. Hunan Institute of Agro-Environment and Ecology， Hunan Academy of Agricultural Sciences， Key Laboratory of Agro-Environment in Midstream of Yangtze Plain， Ministry of Agriculture， Changsha 410125， PRC； 2. Managing and Protecting Station of Agro-environment Quality， Changsha 410005，PRC； 3. Agricultural Bureau of Hanshou County， Changde 415900， PRC）

Abstract：In order to reveal the agricultural non-point source pollution situation in the Canglang River basin of Hanshou County near Dongting Lake， the discharge of major pollutants including total nitrogen （TN）， total phosphorus （TP） and chemical oxygen demand （COD） from different agricultural non-point sources （aquaculture， livestock breeding， farming and rural life pollution） were investigated and analyzed. The results indicated that the total discharges of TN， TP and COD within the investigated area were 243.4， 37.9 and 891.6 t/a

respectively； and the pollution from aquaculture is the most serious， accounting for 60.8%， 71.5% and 26.6% respectively， followed by pollutions from livestock breeding and rural life. Pollution from farming is relatively low. Thus， the prevention and control of agricultural non-point source pollution in Canglang River basin should pay more attention to aquaculture.

Key words：Dongting Lake； non-point source pollution； agriculture； investigation； Canglang River basin

农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]。随着我国农业和农村经济的快速发展，养殖数量和规模不断扩大，种植业农药化肥等农用化学品投入逐年增加；加之农业投入品利用率低、种养殖废弃物处理滞后，导致农业面源污染问题日益突出，成为社会和公众关注的热点问题。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）的排放量已分别达到270.46、28.47和1 324万t/a，分别占全国污染排放总量的57.19%、67.27%和43.71%，已经超过工业和生活污染源成为地表水污染的第一大污染源[2]，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。

由于农业面源污染来源的分散性、复杂性以及溯源的困难性，加之排放的不确定性和随机性，无疑加大了农业面源污染治理的难度。而农业面源污染主要来源包括种植业（如化肥、农药流失）、畜禽养殖、水产养殖以及农村生活污染等。因此，对不同区域农业面源的主要来源及排放情况进行调查，是制定符合区域发展情况的高效农业面源污染防控措施的基础。为了摸清洞庭湖区汉寿县沧浪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，笔者对洞庭湖区沧浪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措施。

1 调研区域与方法

1.1 调研区域

沧浪河位于湖南省北部洞庭湖西滨的汉寿县内，根据其小流域特征，选取汉寿县沧港镇军刘村和北美村、聂家桥乡先锋村及毛家滩乡马涧村等3个乡镇4个行政村作为调研区域。调研区地貌以平原为主，区内河网发达，湖泊众多，水流走向如图1所示，降水经沟渠汇入三个主要湖泊（青泥湖、滑泥湖和王家湖），后通过电排站和水管站排入沧浪河，最后经过沅江流入洞庭湖。目前，区内共设有14处电排站，2个水管站。调研区内总户数为3 116户，总人口12 728人，常住人口9 167人；区内面积29.4 km2，其中耕地面积16.4 km2，距离长江支流沅江仅3.4 km，距离洞庭湖28.4 km，是汉寿县重要的水源地保护区。

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四点。

（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；另外利用遥感、水文图和GPS定位系统精确调查点位。

（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）采样调查，通过现场采样、结果分析等，分析确认区内水体主要污染物浓度。根据调研区流域特征及污染排放情況，于2017年8月在区内共设置16个采样点，进行水样采集，采样点位分布如图2所示，其中：1#为陈家湖取样；2～5#为青泥湖4个采样点；6#、8#、9#为滑泥湖3个采样点；10#为居民生活污水排渠取样；11#、13#为王家湖2个采样点；7#、12#、15#分别为滑泥湖、王家湖和青泥湖与沧浪河连接水体通道取得水样；14#、16#分别为沧浪河上游和下游水样。水样采集用采样瓶多点取混合样（冷冻保存、24 h内送测），水质调查指标包括总氮（TN）、总磷（TP）、氨氮（AN）、悬浮物（SS）和生化需氧量（COD），检测方法均参照对应国标法进行分析。

2 调研结果

2.1 水产养殖污染

水产养殖是调研区支柱性产业之一，也是区内主要农业面源污染源。调研区内水域面积共9.4 km2，占总面积的32%，而其中80%以上均为养殖水域，且多为精养鱼塘。根据调研结果，区内水产养殖总面积7.5 km2，其中精养鱼塘面积4.6 km2（占比61.1%），粗养鱼塘面积2.0 km2（占比26.7%），网箱河蚌珍珠套养家鱼面积0.9 km2（占比12.2%）；区内水产年产量6 411 t，以家鱼为主。为了获得高产，调研区水产养殖多采取投肥投喂的精养模式（占比73.3%），年饲料投喂4 216 t（折合纯氮投入148.41 t），有机肥投入2 781 t（折合纯氮投入55.62 t）。

根据《第一次全国污染源普查水产养殖业污染源产排污系数手册》水产养殖污染物排放系数，测算调研区内水产养殖源每年TN、TP和COD的排放量（见表1），其中水产养殖N、P和COD年排放量合计161.84、27.77和237.28 t。

2.2 畜禽养殖污染

调研区畜禽养殖以小规模分散型生猪与鸡鸭养殖为主，区内现有规模化畜禽养殖户7户，其中生猪养殖户4家（仅有一家存栏1 000头左右的中等规模的养猪场），总存栏2 000头，蛋鸡养殖户3家，饲养蛋鸡10 500羽（见表2）；除此之外，区内共散养生猪577头、牛166头、羊330头、鸡14 177羽、鸭8 330羽、鹅3 560羽。生猪百头以上的规模化养殖户多数已自建沼气池或厌氧池，但仍存在露天堆放、资源化利用不充分的现象，易引起径流污染；分散养殖户多数为直排，总体上缺乏规划与生态治理措施，对周围的沟、渠、塘、库存在季节性水体污染的问题

根据《第一次全国污染源普查畜禽养殖业源产污系数与排污系数手册》中南地区—生猪—育肥（74 kg）水冲清粪、中南肉牛（316 kg）养殖干清粪、蛋鸡—产蛋鸡（1.8 kg）干清粪排污系数，测算调研区畜禽养殖业污染物产生量，具体系数及结果如表3所示，其中畜禽养殖N、P和COD排放总量合计28.71、5.72和380.18 t/a。

2.3 种植业污染

调研区种植业以粮、棉、油、糖柑生产为主，现有耕地面积16.4 km2，其中双季稻面积10.8 km2，水旱轮作（水稻—棉花/油菜）面积3.1 km2，糖柑1.6 km2。化肥年平均投入量达114 kg/667m2，全区年化肥投入总量为2 797 t，其中氮肥589 t（纯氮），磷肥179 t（纯磷），由于区内降水丰沛、地表径流发育，农田径流废水源强系数按316 L/667m2·a计算，则农田径流废水年排放量为7 752 t。此外，农田平均农药施用量达1.05 kg/667m2，农药使用总量达25.6 t。

根据区内土地类型和种植模式查阅《第一次全国污染源普查农业污染源肥料流失系数手册》计算肥料流失量。区内主要土地类型和种植模式分别为南方湿润平原区—平地—水田—双季稻（模式59）、南方湿润平原区—平地—水田—其他（模式60）、南方湿润平原区—平地—旱地—稻油轮作（模式62）、南方湿润平原区—平地—旱地—大田两熟及以上（模式65）及南方湿润平原区—平地—旱地—园地（模式66），得到具体流失系数及结果如表4所示，其中种植业TN和TP合计排放量为29.33和2.01 t。

2.4 农村生活污染

调研区现有居民户数3 116户，总人口12 728人，其中常住人口9 167人（见表5）。区内居民点较为分散，多数依水而居，基本没有生活污水处理设施，居民生活污水直接排入周边沟渠，居住区沟渠多已进行了硬化，不具污染修复净化能力，造成居住区水体环境污染问题十分突出。根据《第一次全国污染源普查城镇生活源产排污系数手册》三区2类标准，人均生活污水产生量以170 L/d计，TN、TP、COD排污系数分别为10.0、0.72和59.0 g/人·d计，则区内居民生活污水年排放总量为79万m3；排放TN 46.5 t、TP 3.3 t和COD 274.1 t。

2.5 水质调查结果

通过采样分析，各点位水质检测结果如表6所示。区内水体TN、TP、COD和pH值均值分别为1.29 mg/L、0.23 mg/L、49.0 mg/L及6.9，TN、TP、COD和pH值的范围分别为0.39～2.82 mg/L、0.06～0.71 mg/L、6.0～217.6 mg/L及6.8～7.1。三大湖泊中，青泥湖和滑泥湖水体水质在III～V类间，以精养鱼塘为主的王家湖水质最差，为V类水标准，均没有达到《地表水环境质量标准（GB3838-2002）》相应功能分区的要求。此外，区内养猪场排水已经超过V类水标准，居民生活污水为IV类水，未经处理的污水任意排放对周边水体已造成很大污染风险，其中，水体TP和COD的污染严重，亟需进行治理。

3 结论与建议

根据调查结果，区内主要农业面源污染物TN、TP和COD总排放量分别为266.3、38.8和891.6 t/a。其中，区内支柱产业水产养殖的污染排放最为严重，分别占排放总量的60.8%、71.5%和26.6%；其次为畜禽养殖污染和农村生活污染，分别占总量的10.8%、14.7%、42.6%和17.4%、8.6%、30.7%。种植业污染排放相对较轻，TN和TP排放量分别占总量的11.0%和5.2%（图3）。

由此可见，水产养殖是调研区农业面源污染物TN、TP排放的主要来源，而且水产养殖废水排放主要集中在秋冬季节（11月至次年1月），对下游水体水质影响很大。因此，调研区农业面源污染治理首先应重点开展水产养殖污染治理。区内以精养鱼塘为主，养殖密度大，水质差，相关政府管理部分应划定限养、禁养区域，推广分隔式池塘清洁养殖、环保网箱养殖、鱼菜共生、池塘生态循环养殖等生态养殖鱼塘建设模式，实现区域整体水质提升。同时，全面禁止过度投肥促产，实行投喂管控，加强生态养殖模式的规模化管理和宣传培训，推广分隔式清洁生态养殖、立体种养等技术模式，以水产品质提升、售价提高和成本节约补偿产量损失，促进农民增收，带动农民实现水产养殖向生态养殖、生态种养结合等方向转型，以此减少水产养殖面源污染，实现源头减量[3]。对于集中水产养殖区域，重点采用水产养殖区生态沟渠改造、建立消毒净化池等生态水系连通和水净化治理工程，建立完善的水产养殖水循环利用模式[4]，实现水产养殖废水达标排放。另一方面，区内鱼塘多为土塘，年久失修，水面几无植物，水生态恶化，可通过生态塘改造，使原有土塘恢复水生态，塘堤坚固，减少污染外排风险。

调研区畜禽养殖虽然量少，但排污系数高，尤其是COD排放最为严重，也不容忽视。针对区内小规模分散型养殖特色，在控制畜禽养殖排放污染时，应主要通过源头控制，减少污染。例如，通过家庭小作坊式种养结合[5]、有机肥替代等对畜禽废弃物进行资源化利用。对于居民生活污水，应因地制宜，建立四格净化池或集中式污水净化系统，通过雨污分离措施和污水管网建设，将各类生活污水全部收集至污水净化系统中进行深度净化处理，处理后的排水可因地制宜通过淋滤系统就地消纳于菜地园地，或结合生态沟渠和生态塘及末端多级生态湿地得到进一步的净化。此外，区内种植业污染虽然排量占比最小，但肥料化肥的严重流失也不容忽视，对此应推广稻田冬闲季绿肥和果园生草等绿色覆盖技术，结合秸秆还田、化肥减量、病虫害绿色防控等多项措施[6]，进一步降低农田氮磷流失风险和农药使用。

参考文献：

[1] 杨林章，施卫明，薛利红，等. 农村面源污染治理的“4R”理论与工程实践——总体思路与“4R”治理技术[J]. 农业环境科学学报，2013，32（1）：1-8.

[2] 石 嫣，程存旺，朱 艺，等. 中国农业源污染防治的制度创新与组织创新——兼析《第一次全国污染源普查公报》[J]. 农业经济与管理，2011，12（2）：27-37.

[3] 薛利红，杨林章，施卫明，等. 农村面源污染治理的“4R”理论与工程实践——源头减量技术[J]. 农业环境科学学报，2013，32（5）：881-888.

[4] 单陆丹. 规模水产养殖场水循环利用研究[D]. 扬州：扬州大學，2011.

[5] 钱 明，黄国桢. 种养结合家庭农场的基本模式及发展意义[J]. 现代农业科技，2012，1（19）：294-295.

[6] 常志州，黄红英，靳红梅，等. 农村面源污染治理的“4R”理论与工程实践——氮磷养分循环利用技术[J]. 农业环境科学学报，2013，32（10）：1901-1907.

（责任编辑：肖彦资）

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