农业面源污染对湖泊水质影响的初步分析

农业面源污染对湖泊水质影响的初步分析　口刘润堂许建中冯绍元王素芬姚春梅　摘要我国是一个多湖泊的国家，湖泊水质直接影响我国整体水质状况。目前，许多湖泊严重污染，湖泊周边地　区成为典型的“水质型缺水”地区。调查资料显示，农业面源污染成为主要污染掉之一。通过分析典型湖泊　的污染成因，提出了防治污染的具体措施。　关键词农业污染湖泊水质　农业面源污染是指在农业生产活　状态。　靠城市污水与农田回归水在滇池中循　动中，氨素和磷素等营养物质、农药　及其他有机或无机污染物质，通过农　根据资料分析和实地调研，我国　湖泊｛水库）面源污染按所处区域大体　环重复利用才得　实现，重复利用率　达３６％。　田的地表径流和农田渗漏，形成的水　环境的荇染，主要包括化肥污染、农药　上可分为三类：南方高原富营养型｛以　滇池为代表）、北方地区富营养型｛以北　京官厅水库为代表）和河网密集区富　营养型（　太湖为代表）；　滇池水体富营养化严重，其表征　性植物是蓝藻和风眼莲（俗称水葫芦）。　蓝藻最大厚度可达３０ｃｍ，ｌ９９５年以前，　污染、集约化养殖场污染。　一、我国湖泊污染现状成因分析　蓝藻暴发频率为一年一次，１９９５年　后，水质状况日益恶化，暴发频率提高　根据对我国１３０多个湖泊近期凋　查资料分析表明，我国湖泊的主要环　境问题是严重富营养化。目前处于富　营养状态下的湖泊有５１个，占调查总　数的３９％，占总面积的３３．８％，其中藻　型湖泊富营养化问题突出，危害也很　大。据我国２０００年水资源公报：在评价　１．南方高原富营养型湖泊污染成　固分析（以滇池为捌）　了。其中草海关键水质指标高锰酸钾　指数、总氨、总磷浓度分别超过规划水　质目标０．３２、５．１、４４５倍　监测表明，草　海水质仍为劣Ｖ类，属异常言营养化　南方高原富营养型湖泊的主要特　征是：水体富营养化严重，氮、磷吉量　高，藻类｛蓝藻和水葫芦）暴发额率高。　主要代表性湖泊是我国重点治理的三　期之一的“滇池”。　（１）滇池概况及水污染现状　水体，湖底赫积严重；外海高锰酸钾指　数、总氯、总磷浓度分别超过规划水质　目标０．０７、０．９８、１，４倍，外海水质超Ⅳ　类，属重营养化水体。滇池蓝藻暴发趋　势明显，再加上湖内水葫芦的大量繁　殖，治理难度加大。　污染源主要有三十：工业、农业和　生活。目前，农业面源污染和生活污染　的２４个湖泊中，９个湖泊水质符台或优　于Ⅲ类水，４个湖泊部分水体受到污　染，１１个湖泊承污染严重。国家重点治　理的“三湖”情况为：太湖Ⅱ、Ⅲ类水质　断面占１２％，Ⅳ类水质断面占６４％，Ｖ　滇池是我国著名的高原淡水湖　泊，流域面积２９２Ｏｋ　，由草海和外海　两部分组成，人称高原明珠。位于滇池　盆地的最低凹地带，是昆明城市的主　要饮用水源之一和昆明市及沿湖地区　的惟一纳污水体　滇池流域属水质型缺水地区，年　人均水资源量仅３３０ｍ３，是全国平均数　的ｌ／９。滇池流域的平均水资源量只有　类水质断面占１２％，劣于Ｖ类水质断　面占１２％；中营养水平的水域占太湖　总面积的１６．５％，富营养水平的占　８３．５％．富营养程度比上年略有加重。　已成为主要污染源。２００ｏ年Ⅳ类污染　源对水体污染的贡献率见表。　（２）农业面源污染成因分析　①化肥的流失。目前，滇池流域年　化肥使用量为８．５万ｔ，化肥的不合理施　用，主要是过量施用氮肥和磷肥、钾肥　施甩不足与区域地区间分配不平衡，　云南滇池水质劣于Ｖ类，处于富营养　状态　巢湖东半湖水质为Ⅲ类，西半湖　水质为Ｖ娄，东西半湖均处于富营养　５，５亿　，正常年份缺水１亿　，枯水年　份缺水２亿ｍ３，水资源的供需平衡完全　２ＯＯＯ年滇池污染源比重衰　排放物　排放总量（１）　大量的氨和磷营养元索随农田排水或　总磷　１４８７　盘氮　１４ｌ５５　化学需氧量（ＣＯＤ）　６２４４９　雨水进入湖泊，导致水体的富营养化。　（ｇ）农药的大量使用。农药是当前　滇池重要的农业面源污染之一　大量　施用使农药尤其是高毒农药使用的残　留，通过各种渠道汇流到水体中，引起　工业樗染源（％）　生蛞污染源（％）　农业面源污染源（％）　２　５３　４５　４　６９　２７　Ｉ１　５２　３７　５４　中国球利２００２　６　维普资讯 http://www.cqvip.com

水质污染＝　⑧农村固体废弃物和废水的污　染。滇池流域农村固体废弃物一年约　为２９０￣－ｔ，度水１７５９万ｔ，目前，农村还没　有固体废弃物、废水的处理设施，其中　绝大部分排人河道，最后进人滇池。　④雨污分流技术水平低。昆明市　区流人滇池的９条主要河流成为纳污、　排污河道，雨季污水处理率低，水质污　染严重，并进人外海，是滇池的重要污　染途径。　＠生态环境的恶化。滇池水土流　失严重，池底潋积严重。　⑥水产养殖造成污染。这种污染　来源于鱼类粪便和饵料沉淀。　（３）总体评价　综上所述，滇池流域　源污染已　得到较为有效的控制，生活污染和农　业面源污染成为治污重点　现在滇池　人湖污水量（不含径流量）每年达１．８５　亿血３，藻类和水葫芦难　控制，滇池水　体本身已丧失了自净和生态调节能　力．因而，滇池的治理难度还很大，需　要环境、水利、农业等部门，互相协调　共同治理，改变以前“环保不下水，水　利不上岸”的分割局面。　２．坷网密集区富营养型湖泊污染　原因分析（以太湖为倒）　河网密集区富营养型湖泊主要特　征：地江中下游——我国淡水湖　泊最为集中的地区ｆ著名的五大淡水　湖泊都集中在这里），水质蒋染　有机　污染和富营养化为特征　下面以太湖　为倒，对此类湖泊的污染成因进行简　要分析。　（１）流域概况及水污染现状　太湖流域总面积３．６９万ｋｍｚ，流域　内河道总长度１２万ｋｍ．河流纵横交　错．湖泊星罗棋布。太湖流域年总用水　量高达２８５亿ｍ　，其中工业用水量１４９　亿　，农业用水量１０２亿　，生活用水　量３４亿ｍ　。流域的当地水资源量远远　不能满足用水量需求。　目前，太湖水体富营养化问题十　分突出。２０００年，太湖２４个监测点，全　年期２９％为中～富营养水平，７１％为富　营养水平；讯期４％为中～富营养水平，　５４％为富营养水平；非汛期２９％为中～　富营养水平，７１％为富营养水平；汛期　好于非汛期一　太湖各湖区表征富营养化水平的　三项指标ＣＯＤＭｎ、ＴＰ、ＴＮ含量最高的　是五里湖，其次是梅粱湖。２０００年７月，　营养状态指数为６８　１１，属于富营养状　态，污染程度较１９９９年同期明显加重，　三项指标的浓度值和营养状态指数均　有所上升：　００１年从４月中旬开始．太湖　沿岸就出现了大量蓝藻，比往年提前２　月。全湖平均总磷　０９５，ｗ－／Ｌ，总氮　２．９３ｍｇ／Ｌ，分别超２０００年目标９０％和　１９３％，富营养化问题仍然严重。　（２）主要污染源及成因分析　太湖水质污染的污染源｝工业污　染、农业污染和生活污染。据调查分析．　这三娄污染对太湖水质污染的贡献太　体上备占１／３。其中面源　染对主要指　标ＴＮ、ＴＰ的贡献率分别是妣和５９％。　①农田化肥流失。农业生产比较　发达的太湖流域，施用化肥已有较长　的历史　江苏省大量施用化肥是在７０　年代初期，特别是８０年代以来，化肥施　用量逐年上升．８０年代平均每亩施肥　量比１９５０年增加了１００倍。１９９４年，太　湖流域用氮肥４８２７３７．６ｔ，磷肥　５３１３４４ｔ。　有关估算结果表明，太湖流域氮　素在１１％流失率时，进人水环境的量　每年为５３１０１　４ｔ；当流失率为２０％时．　进人水环境的量每年为９６５４７　５２ｔ。磷　素在５％流失率时，进人水环境的量每　年为２６５６　７４ｔ；当流失率为７％时，进人　水环境的量每年为３７　１９．４ｍ。氮素对水　质污染的贡献率要大于磷素。　（呈）农药的污染　太湖流域使用农　药防治农作物病虫害有较长的历史．　早在２０世纪５０年代初就已开始，最初　用药水平低，后来使用的范国逐渐扩　大，用药量也逐年上升　农药用量大，　高毒农药比例高．是太湖流域化学农　药使用方面的两大问题。１９９１～１９９２年　度全国农药用量２２．６万ｔ，每公顷用药　量为２．２６ｋｇ，而太湖流域每公顷耕地　农药用量为８．０７２ｋｇ，是全国平均用药　水平的３　５７２倍。按流失率８０％计算，太　湖流域每公顷耕地每年就会有６４ｋｇ　农药流失到土壤、水和空气中。　④集约化养殖场污染。通过统　计，猪对水环境的污染居首位，尤其　是猪所排泄的猪尿，其次是家禽。从污　染物类型比较，ＴＰ影响最大，第二位的　是ＴＮ。困此，控制畜禽粪尿对水环境　的污染，主要是控制猪和家禽粪尿的　污染。　④传统灌溉加重农业面源污染。　太湖流域的节水灌溉还未太面积开　展，太多沿用的是传统的太水漫灌。这　一地区主要作物是耗水量大的水稻，　水稻亩用水量为１０００～１２００ｍ　，在灌溉　水量太的情况下，污染物质就会随着　太水冲到河沟里，直接汇人湖泊，造　成水体污染。以前人们对于节水灌溉　减少农业面源污染贡献研究很少，认　识也较肤浅，面对水生态环境和地质　环境的恶化，人们日益感到节水灌溉　在扼制水环境恶化方面的重要性。　江苏省江阴市的一个节水灌溉示范　点，通过试验，证明稻田采用节水灌　溉方式后，亩用水量可以减少一半，　面源污染可降低４０％～８０％。江苏省　园艺研究所进行稻田节水灌溉在降低　农业面源污染中氮、磷流失率的研　究，初步研究对比发现：实施节水灌　溉的区域灌水量减少，氮的流失率要　低于传统灌溉区域的氮的流失率。这　说明节水灌溉对控制农业面源污染具　有重要作用。　⑧太湖超负荷纳污。尽管目前人　河的各条河道的排污量均达标，但流　人太湖之后，其总量远远超过太湖所　能承受的负荷量，这就要求我们水利　部门控制人河污水量。　（３）总体评价　综上所述，太湖流域农药、化肥使　用量很大，农业灌溉用水量大，加上养　殖业的发展壮大，农业面源污染已成　中■水利２００２．６　５５　维普资讯 http://www.cqvip.com

为一个主要污染源，从水利部门而言，　为５Ｉ左右，氨磷的流失量大。　②内源污染。内源污染起于面源　污染，大量泥沙携带农药、化肥在库底　的。全球至今尚未有湖泊水质恶化后　要从发展节水灌溉控制农业用水量方　面来减少有毒物的流失，增加入湖的　清洁水量。　３北方地区水库污染原因分析（以　官厅水库为书ｉ）　完全恢复的实例。　②树立节水就是防治水污染的指　导思想。在南方及一些不缺水但存在　面源福染的地区，搞节水灌溉，要打破　往的只在缺水地区搞节水灌溉的观　泌积，成为官厅水库水质恶化的一个　重要原因。　（３）总体评价　从目前水质污染成因分析，农业　面源污染日益成为官厅水库的水质恶　化的一个重要污染源，所以下一步要加　水库是北方地区重要的供水水源　地．其污染的主要特征是：库底淤积，　库容缩小，水量减少，水质变差，主要　念，重新认识节水灌溉的作用及其重　要性。只要农业面源污染也得到预防　和控制，我们的防污治污工作才会走　上“预防为主，防治结合；标本兼治，综　合治理”的可持续发展的路子　超标参数是：氨氮、高锰酸盐指数、挥　发酚和生化需氧量。针对北方地区水　大农业面源和内源污染的治理力度，大　力发展节水灌溉，进一步搞好水土保　库污染状况，下面以官厅水库为例，简　要分析其污染原因。　（１）官厅水库概况　官厅分为东库和西库两部分，西　库为永定河来水，东库为沩水啊来水，　流域面积４３０００ｋｍ＝，１９９７年以前，是北　京工业、农业和生活用水的水源地，每　持，实现全流域水资源的优化配置。　三、防治农业面源污染的对繁和　措施　⑨加强水利综合治理措施。标　本兼治，以治本为主，对于农业面　源污染从防范到治理，包括湖泊流　域实行节水灌溉的适宜措施、技术　路线、经济社会效益分析；农业面　目前世界上一些发达国家和地区　已把控制农业面源污染作为水质管理　的必要组成部分。根据农业面源污染　的组成，其解决措施主要是从两大方　面人手：一是减少源头污染量，即减少　源污染负荷的定量化；氮元素磷元　素运移及转化规律，减少农药、化　肥的流失，提高使用效率等，加强　流域综合治理。　年提供水量３亿４亿ｍ　。随着上游地区　经济发展，用水量和排污量加大，水质　恶化逐年严重：１９９７年以后，被迫退出　作为北京生活饮用水的水源地。水库　化肥、农药的施用量，合理科学处理养　殖场畜禽粪便及有效控制其他有机或　＠段置专门的管理机构及组织协　调机构，打破条块分割。进一步健全水　源保护、水质改善、法规、条侧及　具体管理措施，加强执法力度和违法　打击力度。　无机污染物质。二是减少湖泊流域污水　流入量，即减少地表径流和地下渗漏　量，有效措施有减步农田排水、进行流　域水土保持和其他生态治理。　我国的水体污染防治工作虽然取　的八库水量由６０年代的１９亿　，锐减为　２００１年的２．２４Ｌ￣２８亿　。　官厅水库不仅水量少，而且水质　也很差，多年平均水质：东库为Ⅱ一Ⅲ　类水体，西库Ⅳ～Ｖ类水体　汛期水质　要好于非汛期，个别时段，个别指标　ＮＨ３一Ｎ，ＣＯＤ和ＢＯＤ超Ｖ类。通过对　⑤加强农业面源污染的科学研　究、国际交流与合作，围绕湖泊水域综　合有效治理这一专项课题，展开减步　农业面源污染一系列研究工作。　参考文献：　１杨树华、贺彬著，滇池流域的　景观格局与面源污染控制，云南科技　出版社　得了一定的成绩，但对于我国这样一　个农业大国，农业和农村污染近年来　增长迅猛。因此，在今后的湖泊污染治　■　１４３个监测点的数据统计，水体处于富　营养化水平。主要污染物质是ＮＨ３一Ｎ　和ＣＯＤ类化合物：　（２）污染成因分析　理过程中，要在战略上作如下转变：一　是从点源污染控制为主，向工业点源　污染与农业面源污染控制相结合转　变；二是从城市污染控制为主，向城市　与农村污染控制相结合转变；三是从　陆上污染控制为主，向陆上与水上污　染控制相结合转变；四是从治理污染　为主，向防治污染与生态环境保护并　重转变。　①工业点源污染，由于工矿企业　的发展　化肥厂、农药厂生产规模不断　扩大，一年进入库区的污水量为８ＯＯＯ　万一１亿　。靠水库自身难以降解其中　有毒物质，使得库区污染日益严重。　２程文辉、姚璐等著，太湖流域河　网水质研究工作，河海大学出版杜　３．２０００年中国水资源公报　４中国洲绘科学研究院、武汉大　学、北京师范大告主鳊，水资源环　境监９＇１１评价研究　②农业面源污染。农业面源污染　所占比例约为２０％￣３０％　主要是农田　的农药、化肥随径流的流失量，养殖场　的排出物等　！ｇｌ前，官厅水库区域内每　年农药的使用量为２８００ｔ左右，化肥的　使用量为２３万多ｔ。按区域面积平均，　每平方公里的区域内　化肥的使用量　根据我国目前湖泊水质污染的现　状及其成因初步分析，结台目前国内　ｓ程文辉、姚琪等著，太湖流域河网　水质研究工作，　可海大学出版社　（作者单位：刘润堂、件建中为中国灌　溉排水发展中心，刘润堂为主任；冯绍　外的相关治理措施，在湖泊水质污染　进一步治理工作中　作为水利部门，应　采取下述措施：　①坚持预防优于治理的原贝１ｌ。治　理污染很难达到期底消除污染的目　元、王素芬、姚春梅为中国农业大学）　责任编辑邓淑珍　５６　中目水辩２００２．６