劉聚濤 ,游文蓀 ,丁惠君
(1.江西省水利科學研究院,江西 南昌 330029;2.江西省鄱陽湖水資源與環(huán)境重點實驗室,江西 南昌 330029)
農(nóng)村水環(huán)境是指分布在農(nóng)村的河流、渠系和池塘等的地表水、土壤水和地下水[1],是農(nóng)村居民生存環(huán)境的重要組成部分[2]。目前,農(nóng)村地區(qū)的污水排放量不斷增加,60%以上的縣城、80%以上的小城鎮(zhèn),90%以上的村莊沒有有效的處理設施[3-4]。另外,據(jù)2005年建設部對全國部分村莊的調(diào)查顯示,96%的農(nóng)村沒有排水溝渠和污水處理系統(tǒng)[5],往往將污水隨意地排入周圍的水系之中,造成地表和地下水源的嚴重污染。中國環(huán)保部2011年報告顯示,農(nóng)村污染排放已占總排污量50%,其中農(nóng)村排放的COD占總COD43%,總氮占57%,總磷占67%,而且由于農(nóng)藥化肥等化學物質(zhì)的廣泛應用,致使許多地方的地下水已經(jīng)不適宜與飲用,嚴重影響了廣大農(nóng)村人民群眾的健康[6-7]。
江西省作為我國的一個農(nóng)業(yè)大省,農(nóng)村區(qū)域面積較廣、人口較多,經(jīng)濟發(fā)展水平較低。2010年全省人口4462.2 萬,其中鄉(xiāng)村人口 2496.2 萬,占全省總?cè)丝诘?6%。由于農(nóng)村水環(huán)境具有時空分散、形式多樣的特征,隨著農(nóng)村經(jīng)濟的快速發(fā)展及農(nóng)村居民一直以來沿襲傳統(tǒng)的生活習慣,加上多年來鄱陽湖流域農(nóng)村水環(huán)境沒有系統(tǒng)整治,鄱陽湖流域農(nóng)村水環(huán)境狀況日趨惡化,嚴重影響了農(nóng)村居民居住條件和身體健康,也對保持鄱陽湖“一湖清水”造成了巨大的壓力。
鄱陽湖流域農(nóng)村水環(huán)境污染按照污染源來分,主要包括生活污水污染、分散畜禽養(yǎng)殖污染、農(nóng)村固體垃圾和地表徑流污染、農(nóng)業(yè)面源污染等幾個方面,工業(yè)污染源相對較少。
生活污水是造成農(nóng)村水環(huán)境污染的原因之一。在鄱陽湖流域,生活污水集中收集和處理措施較少,污水基本上是隨意排放,排放地點為河流、池塘和下滲到土壤中,是農(nóng)村生活污染源成為影響水環(huán)境的重要因素,且隨著生活方式的改變而加劇[8]。據(jù)2005年建設部的《村莊人居環(huán)境現(xiàn)狀與問題》調(diào)查報告顯示,96%的農(nóng)村沒有污水處理及收集系統(tǒng),生活污水及糞便污水有95%直接排放到地下或江河中[9],未經(jīng)處理的生活污水嚴重影響了居民的居住環(huán)境。
根據(jù)江西省水資源保護規(guī)劃技術(shù)大綱污染物核算方法,1991年,農(nóng)村污染物排放量、TN、TP和COD排放量分別為 57.03 萬 t、3.07 萬 t、0.27 萬 t和 33.36 萬 t;至2011年,農(nóng)村生活污水污染物排放量、TN、TP和COD排放量分別增至為64.27 萬 t、3.46 萬 t、0.30 萬 t和37.59 萬 t。 1991~2011 年,農(nóng)村生活污染物排放量、TN、TP和COD排放量增長了12.68%,年平均增長量分別為 0.36 萬 t、0.02 萬 t、16.81 t和 0.21 萬 t。 近年來,在江西省逐步推進新農(nóng)村建設,采取了改水、改廁等措施,但受投入資金的極大限制,存在了3個方面的問題:一是生活污水收集系統(tǒng)不完善;二是排水管網(wǎng)接縫質(zhì)量較差,污水滲漏嚴重,大多滲入了村莊的土壤中;三是污水僅經(jīng)過化糞池預處理后直接排入池塘、溝渠,遠達不到要求的排放標準,同樣造成對水環(huán)境的污染,沒有根本上解決生活污水治理的問題。
農(nóng)村畜禽散養(yǎng)現(xiàn)象較為普遍,畜禽糞便任意排放。據(jù)統(tǒng)計,80%的規(guī)?;B(yǎng)殖沒有污染治理措施[10],導致畜禽糞便成為農(nóng)村水環(huán)境的重要的污染源。1991年,農(nóng)村分散畜禽養(yǎng)殖污染中TN、TP和COD的含量分別為4.38 萬 t、0.83 萬 t和 2.56萬t,至 2011年,TN、TP和COD的含量分別為 8.72 萬 t、1.36 萬 t和 4.41 萬 t,1991年至2011年間,TN、TP和COD的含量分別增長了 99.13%、63.84%和 72.27%,年均增長量分別為 0.22萬 t、0.03萬 t和 0.09萬 t。 農(nóng)村養(yǎng)殖業(yè)專業(yè)戶大多數(shù)沒有專門處理畜禽糞便的糞坑,大多數(shù)畜禽糞便和部分青草堆置在房前屋后和道路兩旁,由于長期堆放,畜禽糞便污染隨雨水進入村塘和河道,導致村塘淤積,污染物在村塘富集,造成池塘和河道的水體富營養(yǎng)化。同時,由于村塘基本無清除淤泥和清污措施,并且村塘水體交換僅僅依靠雨水,沒有活水更新,加上有的村塘養(yǎng)魚投放大量化肥飼料,導致水體嚴重污染,浮藻、水草叢生,治理難度加大[11]。
生活產(chǎn)生的固體垃圾沒有得到集中收集處理,或者在集中收集后統(tǒng)一轉(zhuǎn)運的時間較長,隨著地表徑流進入河流湖泊,塵土和枯枝落葉進入村塘及周邊溝渠地表徑流[12]。1991年生活固體垃圾及地表徑流污染排放量、TN 和 TP 排放量分別為 570.35 萬 t、119.77 萬 t和125.48萬t;2011年,生活固體垃圾及地表徑流污染排放量、TN和 TP排放量分別增長至 642.66萬 t、134.96 萬 t和 141.39 萬 t。1991 年至 2011 年間,生活固體垃圾及地表徑流污染排放量、TN和TP排放量增加了 12.68%,年增長量分別為 3.62 萬 t、0.76 萬 t和 0.80萬t。生活固體垃圾在溝渠攜帶能力較差的條件下淤積下來,造成了河道阻塞嚴重,同時,生活污水中大量殘渣在水流不暢、流速緩慢的地方沉積下來,并且農(nóng)村河道常年累月沒有清淤,導致村內(nèi)河道斷面縮小,堵塞嚴重,水流極不順暢,兩岸雜草叢生,進而導致農(nóng)村河道失去了其輸水、排水、休閑和景觀等功能。
近20年來,江西省農(nóng)藥和化肥的施用量一直呈增長趨勢,年均增加量分別為 10.7萬 t和 0.63萬 t[13]。 化肥施用后,實際利用率僅有30%~40%,農(nóng)藥實際利用率僅為10%~20%,其余的都進入水體或土壤中,造成水體、土壤的污染,導致農(nóng)村水環(huán)境水質(zhì)下降[13-14]。
在鄱陽湖流域,村民的河道管理意識薄弱,河道管理不能滿足現(xiàn)代社會功能的新需求,專職管理人員少,管理經(jīng)費不足,管理體制和機制不健全,如排污口管理能力薄弱,河道清潔隊伍建設滯后,導致了河道功能發(fā)生明顯變化,水體的景觀、娛樂、親水和水體自凈功能降低或消失。
農(nóng)村水環(huán)境污染按照污水排放類型劃分,可以分為集中排放生活污水、分散排放污水以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的農(nóng)藥化肥污染,針對這3種農(nóng)村水環(huán)境污染類型,可分別采取一定的工程措施和管理措施,通過措施的實施,保護農(nóng)村水環(huán)境,提高農(nóng)村水環(huán)境質(zhì)量。
農(nóng)村生活污水沒有固定的排污口,排放比較分散,并且水質(zhì)和水量波動比較大,導致大量的農(nóng)村生活污水隨意排放,不僅惡化農(nóng)村人居環(huán)境,而且會污染地下水和地表水,從而誘發(fā)各種疾病,影響農(nóng)村居民的身體健康,因此,農(nóng)村生活污水亟需集中處理[15]。在鄱陽湖流域,由于農(nóng)村面積范圍比較廣,農(nóng)村水資源相對豐沛,進行農(nóng)村生活污水的處理主要包括污水的前處理、集中收集和人工濕地集中處理等3個方面。
前處理是將人糞尿、生活和廚房等生活污染源進行生態(tài)、經(jīng)濟的無害化處理,采用改水改廁進行污水的初步處理。然后采用污水排放系統(tǒng),集中對農(nóng)村生活污水進行集中收集,減少生活污水的隨意排放。
在集中收集的基礎上,采用人工濕地進行再處理。人工濕地由人工基質(zhì)和生長在其上的沼生植物組成,是一種獨特的“土壤-植物-微生物”生態(tài)系統(tǒng),利用各種植物、動物、微生物和基質(zhì)的共同作用,過濾和吸收污水中的污染物,達到凈化的目的,具有基建投入少、便于維護和改善景觀等優(yōu)點。在江西省,農(nóng)村相對比較分散,生活區(qū)面積比較大,河道和村塘眾多,地勢有一定的坡度,利用有利地形、村塘和河道,避免了表流濕地占地大的缺點,同時冬季平均氣溫在0℃以上,冬季耐寒植物仍然能夠生長,因此在鄱陽湖流域采用潛流濕地處理農(nóng)村生活污水,具有較大的優(yōu)勢和適用性。
目前,對農(nóng)村分散污染源的處理工程一般投資比較高,更多的是通過改進養(yǎng)殖工藝、高效的糞便資源化利用以及利用穩(wěn)定塘技術(shù)改造村塘等方式進行處理。
穩(wěn)定塘主要是依靠塘中形成的藻菌共生生物體去除大部分的懸浮物、有機物、病原菌、氮和磷等污染物,具有基建投資少、運轉(zhuǎn)費用低、維護簡單、便于操作、有效去除污水中有機物和病原體及無需污泥處理等優(yōu)點。鄱陽湖流域農(nóng)村人口眾多,農(nóng)村經(jīng)濟水平相對落后,但村塘數(shù)量和面積相對較大,并且農(nóng)村分散的污染源相對較小,可以充分利用村塘遵循穩(wěn)定塘技術(shù)進行分散的污染源處理。
農(nóng)藥化肥隨著地表徑流的大量流失,導致了氮磷進入農(nóng)村河道,導致農(nóng)村水環(huán)境惡化,水體富營養(yǎng)化。在鄱陽湖流域,由于水系眾多,河網(wǎng)密布,依托河道采用人工濕地和生態(tài)溝渠進行農(nóng)藥化肥的污染治理是一種可行的生態(tài)處理技術(shù)。人工濕地可以作為農(nóng)田和水塘之間的過渡帶,通過土壤吸附、植物吸收和生物降解等作用,減少進入地表水的營養(yǎng)鹽。生態(tài)溝渠主要依托河道種植沉水、漂浮和挺水植物,通過植物的吸收轉(zhuǎn)化和利用減小農(nóng)業(yè)面源對農(nóng)村水環(huán)境的污染。其中生態(tài)溝渠具有較高的氮磷去除率和較好的景觀效應,其動態(tài)氮磷去除率達35.7%和 41.0%,靜態(tài)氮磷去除率達58.2%和 84.8%[16]。
在實施農(nóng)村水環(huán)境整治工程措施的同時,政府及相關(guān)部門應該充分認識到農(nóng)村水環(huán)境保護的公益性,重點應該制定各種農(nóng)村水環(huán)境保護管理措施,合理使用有機肥,推廣精準施肥技術(shù),加強各部門的協(xié)同管理,促進農(nóng)村水環(huán)境的治理與保護,才能實現(xiàn)農(nóng)村水環(huán)境污染問題的真正解決。
2.4.1 提高農(nóng)村居民的水環(huán)境保護意識
加強農(nóng)村水環(huán)境保護宣傳教育,運用報紙、廣播、電視媒體及發(fā)放知識宣傳手冊,舉辦水資源、環(huán)保主題活動等靈活多樣的形式,定期向農(nóng)村宣傳農(nóng)村水環(huán)境保護的重要意義、內(nèi)容和措施,提高農(nóng)村居民水環(huán)境保護意識,調(diào)動群眾參與農(nóng)村水環(huán)境保護的積極性,及時更新他們的知識和技能,從根本上扭轉(zhuǎn)農(nóng)村居民水環(huán)境保護意識薄弱的問題。
2.4.2 加大農(nóng)村水環(huán)境綜合整治基礎設施建設
農(nóng)村水環(huán)境綜合整治是一項綜合性、復雜性、艱巨性、長期性的重要工作,需要在政府的統(tǒng)一領(lǐng)導下共同參與,密切配合。在村集體和農(nóng)村居民普遍經(jīng)濟實力和水環(huán)境保護意識薄弱的現(xiàn)實狀況下,應充分發(fā)揮政府及相關(guān)部門主導作用,堅持新農(nóng)村建設與農(nóng)村水環(huán)境整治統(tǒng)籌實施,打破城鄉(xiāng)投入的二元結(jié)構(gòu),加大市、鄉(xiāng)兩級財政對農(nóng)村水環(huán)境整治的投入力度,解決落后的基礎設施,減輕日益加大的農(nóng)村水環(huán)境污染負荷及農(nóng)村水環(huán)境污染造成的危害。
2.4.3 合理使用農(nóng)藥化肥
加大測土配方施肥技術(shù)的推廣力度,針對作物確定化肥、農(nóng)藥和有機肥的施用量、施用時間和使用方法,制定新的化肥和農(nóng)藥管理法律法規(guī),鼓勵能夠減少面源污染的化肥和有機肥的生產(chǎn)和使用,推廣成熟的施肥和施藥技術(shù),提高化肥和農(nóng)藥的利用率,減少農(nóng)業(yè)面源污染物進入水體。
2.4.4 農(nóng)村固體垃圾處置管理措施
加快農(nóng)村生活垃圾的資源化進程,提出資源循環(huán)利用方案,各村建立固定的垃圾堆放和分類處理設施,不要隨意倒至池塘或河流岸邊,造成二次污染。可采用村收集-鎮(zhèn)集中-縣處理的城鄉(xiāng)生活垃圾一體化處置模式,偏遠地區(qū)要實行集中堆放、集中填埋,盡量減少對自然水體的污染和影響。
2.4.5 農(nóng)村工業(yè)污染的綜合治理
農(nóng)村工業(yè)污染規(guī)模較小,應加強工業(yè)排污的管理,各村工業(yè)污染建立集中排污口,不要隨意排放或直接排放進入門塘和農(nóng)村河道;在集中排放的基礎上,加強污染的集中處理,通過農(nóng)村污染集中處理工程或分散處理工程對工業(yè)污染進行處理,減少工業(yè)污染對水體的直接影響。
2.4.6 提高鄱陽湖流域農(nóng)村水環(huán)境保護管理水平
各級政府要把農(nóng)村水環(huán)境整治工作納入節(jié)能減排和水環(huán)境保護的總體安排,加緊制定農(nóng)村水環(huán)境污染防治規(guī)劃,積極引導綜合利用,制定相關(guān)政策和制度,把農(nóng)村水環(huán)境保護的人才培養(yǎng)納入各級政府人才培訓計劃,對負責農(nóng)村水環(huán)境保護工程運行的專業(yè)人員進行上崗培訓,提高相關(guān)管理人員的技術(shù)水平和管理水平,對實施的農(nóng)村水環(huán)境整治工程進行管理和維護,同時加強農(nóng)村水環(huán)境污染的調(diào)查和監(jiān)測,分析農(nóng)村水環(huán)境存在問題并及時總結(jié),提出相應的治理措施,促進農(nóng)村水環(huán)境的治理與保護。
2.4.7 建立并完善鄱陽湖流域農(nóng)村水環(huán)境保護的相關(guān)政策法規(guī)和技術(shù)規(guī)范
國家或地方相關(guān)部門應盡快出臺與鄱陽湖流域農(nóng)村水環(huán)境保護相關(guān)的政策法規(guī)文件,制定適合鄱陽湖流域自身特征的農(nóng)村水環(huán)境保護方面的政策法規(guī)和管理規(guī)范,明確農(nóng)村水環(huán)境污染防治工程建設、運行、管理、資金使用、監(jiān)督和考核等內(nèi)容,并研發(fā)適合本區(qū)的農(nóng)村水環(huán)境治理技術(shù),并將相應的設計規(guī)則、操作規(guī)范等上升為標準化的技術(shù)規(guī)范,促進鄱陽湖流域農(nóng)村水環(huán)境的保護與治理。
農(nóng)村水環(huán)境是鄱陽湖流域水環(huán)境的重要組成部分,需要采取合理有效的措施,治理與保護相結(jié)合,工程措施與管理措施相結(jié)合,政府主導、社會支持和農(nóng)村居民配合,縣鄉(xiāng)村三級共同努力,實現(xiàn)農(nóng)村水環(huán)境的綜合整治,保障鄱陽湖流域“一湖清水下泄”,進而為鄱陽湖流域水生態(tài)文明建設提供支撐。
[1]宋國君,馮 時,王資峰,等.中國農(nóng)村水環(huán)境管理體制建設[J].環(huán)境保護,2009,(9):26-29.
[2]楊繼富,李 斌.小康社會農(nóng)村人居水環(huán)境評價指標體系構(gòu)建[J].中國水利,2009(3):32-34.
[3]何江濤,鐘佐粲,湯鳴皋,等.人工構(gòu)建快速滲濾污水處理系統(tǒng)的試驗研究[J].中國環(huán)境科學,2002,22(3):239-243.
[4]孫宗健,滕彥國,王金生.人工土壤滲濾——濕地系統(tǒng)農(nóng)村污水分散式處理[J].水處理技術(shù), 2007,33(11): 82-84.
[5]王守中,張 統(tǒng).我國農(nóng)村的水污染特征及防治對策[J].中國給水排水,2008, 24(18): 1-4.
[6]封 燕.農(nóng)村水污染防治與新農(nóng)村建設[J].青海環(huán)境,2008,18(1):32-33.
[7]于春山,李傳哲.新農(nóng)村建設背景下的農(nóng)村水生態(tài)環(huán)境問題的思考[J].水利發(fā)展研究, 2011, 11(11): 11-17.
[8]鄭國輝,羅建中,邱鴻榮.珠江三角洲某區(qū)農(nóng)村水環(huán)境污染防治對策[J].安徽農(nóng)業(yè)科學,2013, 41(1): 268-270.
[9]唐志堅,儲 俊,張 磊,等.農(nóng)村水環(huán)境的生態(tài)治理模式與技術(shù)探討[J].污染防治技術(shù), 2008, 21(1):37-40.
[10]李曉光,周其文,胡 梅,等.中國畜禽糞便污染現(xiàn)狀及防治對策[J].中國農(nóng)學通報,2008(24):77-80.
[11]李坤峰,謝世友.重慶市農(nóng)村水環(huán)境現(xiàn)狀與保護措施探討—以涪陵區(qū)叢林鄉(xiāng)為例[J].安徽農(nóng)業(yè)科學,2008,36(6): 2433-2435.
[12]姚 偉,曲曉光,李洪興,等.我國農(nóng)村垃圾產(chǎn)生量及垃圾收集處理現(xiàn)狀[J].環(huán)境與健康,2009, 26(1): 10-12.
[13]劉聚濤,李榮昉.江西省水資源特征變化分析[J].江西水利科技,2013, 39(1): 61-65.
[14]萬金寶,蔣勝韜.鄱陽湖水環(huán)境分析及綜合治理[J].水資源保護,2006,22(3):24-27.
[15]侯京衛(wèi),范 彬,曲 波,等.農(nóng)村生活污水排放特征研究評述[J].安徽農(nóng)業(yè)科學,2012, 40(2):964-967.
[16]王 巖,王建國,李 偉,等.生態(tài)溝渠對農(nóng)田排水中氮磷的去除機理初探[J].生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學報,2010,26(6):586-590.