王雪，賈寧鳳，王曉軍，陳美娟，陳文英

（1.山西大學黃土高原研究所，山西太原030006；2.山西大學環(huán)境與資源學院，山西太原030006）

寧武縣恢河流域面源污染狀況與防治對策

王雪1，賈寧鳳1，王曉軍2，陳美娟2，陳文英2

（1.山西大學黃土高原研究所，山西太原030006；2.山西大學環(huán)境與資源學院，山西太原030006）

水環(huán)境面源污染的嚴重性已經受到國內外的普遍關注，面源污染業(yè)已成為國際上水環(huán)境問題研究的活躍領域。以寧武縣恢河流域為研究對象，在對恢河流域面源污染現狀進行資料收集和數據分析的基礎上，從面源污染的發(fā)生機理和面源污染的特點出發(fā)，分析面源污染與水體環(huán)境之間的關系，并探討了農業(yè)面源污染對水環(huán)境的影響，對寧武縣恢河流域的面源污染現狀進行判斷并提出相應對策，可為改善寧武縣恢河流域水體質量、保護生態(tài)環(huán)境提供科學依據。

恢河流域；水體環(huán)境；面源污染

隨著社會和經濟的不斷發(fā)展，河流的污染問題受到廣泛關注。河流污染的來源包括點源污染和面源污染，其中，點源污染由于排污口相對集中且易于控制，目前已經逐步得到改善；而面源污染的污染范圍廣、影響深遠，已經成為河流污染的主要來源[1-2]。面源污染的污染物濃度較低，但由于污染面積大，其總量也非常可觀[3]。根據面源污染發(fā)生區(qū)域和特點，一般將其分為城市和農業(yè)面源污染兩大類，其中，農業(yè)面源污染是面源污染的最主要組成部分，因此，開展相關研究并尋求解決該污染問題的方法顯得尤為重要[4]。

山西省寧武縣是全省的資源大縣和水源地，保證水資源安全至關重要。然而，由于工業(yè)、農業(yè)的不斷發(fā)展以及城市人口的快速增加，寧武縣面臨的水資源保護形勢非常嚴峻。

本研究以寧武縣境內的恢河流域為對象，因其流經農業(yè)種植區(qū)和縣城，更能充分反映寧武縣河流面源污染的狀況，通過分析恢河流域面源污染的現狀及成因，旨在為寧武縣恢河流域的面源污染提出相應的防治對策，為保護寧武縣的生態(tài)環(huán)境、實現可持續(xù)發(fā)展提供一定理論依據。

1 面源污染

面源污染是指污染物從非特定的地點，在降雨或融雪沖刷作用下，通過徑流而匯入受納水體（包括河流、湖泊、水庫、海灣等）并造成水體的富營養(yǎng)化或其他形式的污染[5]。以全球范圍內來看，30%～50%的地球表面已受到面源污染的影響[6]，面源污染已經對地球環(huán)境產生了相當廣泛而且非常嚴重的影響。

1.1 農業(yè)面源污染

美國清潔水法修正案[7]定義非點源（面源）污染為“污染物以廣域的、分散的、微量的形式進入地表及地下水體”。與點源污染相比，面源污染的時空范圍更廣，不確定性更大，成分、過程更復雜，因而加深了相應研究、治理和管理政策制定的難度[8]。

農業(yè)面源污染是在降水、灌溉等過程中，水流將農田中的土壤、化肥、農藥和其他污染物質帶到河流等水體中，由于水體的不斷運動，污染物也隨之擴散到更大的范圍。為了加快農業(yè)發(fā)展，2002年我國化肥總用量約占到世界總用量的30%。在每年進入長江和黃河的氮素中，分別有92%和88%來自于農業(yè)，而化肥氮占約50%[9]。在全世界不同程度退化的12億hm2耕地中，約有12%是由農業(yè)面源污染引起[6]。農業(yè)面源污染的危害巨大，積累在土壤和水體中的各種污染物質不僅會對廣大居民的健康構成威脅，而且會引起各種水體的富營養(yǎng)化，使水藻瘋長，導致大量水生動物因缺氧而死亡。

1.2 城市面源污染

城市面源污染也是面源污染中不可忽視的一部分。由于城市化的不斷發(fā)展，城市地表大量硬化，降水等形成的地表徑流無法滲入地下，只能在地表匯集起來，最終進入自然水體中。而城市地面中包含許多污染物質，有固態(tài)廢物碎屑、化學藥品、空氣沉降、車輛排放物、屋面沉積物及析出物等[10-11]，成分復雜，因此，在地表徑流匯集的過程中，水流從地表攜帶了大量的污染物，最終污染了自然水體。與其他國家相比，我國城市道路、屋面雨水徑流污染物濃度均偏高，道路徑流中的SS，CODCr和BOD5污染最嚴重[12]。

2 研究區(qū)概況

寧武縣地處山西省北部，南北長約80 km，東西寬約45 km，總面積1 944.21 km2。寧武境內山脈高聳，溝壑縱橫，中部的分水嶺將寧武境內源于管涔山的汾河、洪河、恢河分隔為西南、正東、東北方向的3條河流。其中，恢河是寧武縣境內第三大河，為桑干河上游，屬海河水系。源于余莊鄉(xiāng)分水嶺腳下，流經縣城后從陽方口鎮(zhèn)流出寧武縣境（圖1）?；趾釉趯幬渚硟热L33 km，流域面積240 km2，流域平均寬度9.61 km，縣城至陽方口段一般寬度在100～200 m。2008年5月陽方口橋處實測河寬180 m，平均水深0.81 m，洪峰流量500 m3/s。恢河流域多荒山禿嶺，植被覆蓋較差，水土流失嚴重；加之坡度較陡，每遇汛期，水勢迅猛，常造成災害。

3 數據調查與污染現狀分析

3.1 數據調查

研究所用的數據均來自2008年寧武縣第二次水資源調查評估報告，選取恢河的2個監(jiān)測斷面進行恢河水質評價。針對恢河水質調查中，調查河長33.1 km，分為2個單元河段，分別為從上游至縣城以上段和縣城至下游出縣境段。其中，上游至縣城以上段斷面代表河長18.7 km，據調查無較大的排污口，水質接近天然狀態(tài)，確定該河段汛期水質為Ⅲ類?？h城至下游出縣境段斷面代表河長14.4 km，監(jiān)測資料表明，該河段非汛期和全年水質類別均為超Ⅴ類。汛期缺少資料，未進行評價。超標項目主要是氨氮和溶解氧，超標程度分別為37%和40%。另外，恢河縣城至下游出縣境段的化學耗氧量也嚴重超標，表明該水體受到還原性物質的污染。

3.2 污染現狀分析

本次調查發(fā)現，由于恢河在寧武境內流經大面積的農田以及縣城居民生活區(qū)，因此，受到城市和農業(yè)面源污染的影響較大。從入河廢污水量與恢河徑流量相比，寧武縣入河污水足以對恢河水體造成明顯的污染。

恢河流域的城鎮(zhèn)人口有28 788人，農村人口有40 283人，該區(qū)耕地面積0.93萬hm2，有效灌溉面積0.14 hm2，農田實灌面積0.07 hm2。在調查的寧武縣恢河流域，沿岸的農村有相當一部分的廢水排放，農村廢水中一般含有有機質、病原體、懸浮物、化肥、農藥等污染物；畜禽養(yǎng)殖業(yè)排放的廢水中，常含有高濃度的有機物。因此，恢河沿線農村排放的廢水會造成一定程度的面源污染。同時，寧武縣恢河沿岸有大量的耕地，農民施用過量化肥、農藥（表1），導致地面徑流中含有大量的氮、磷營養(yǎng)物和有毒的農藥。這些都是恢河流域農業(yè)面源污染的主要來源，也是造成地表水污染的主要原因。而水體中氮素和揮發(fā)酚的增高也與化肥、農藥施用量有關。

表1 恢河農業(yè)面源污染調查結果

另外，恢河緊鄰寧武縣縣城，該縣城在降雨后地表徑流大量流入恢河，其中，包括許多工業(yè)污染物、垃圾滲濾液污染物等，形成的城市面源污染也在一定程度上加重了恢河水質的污染程度。

恢河流域的面源污染形勢嚴峻，農田的農藥、化肥使用超標現象普遍，寧武縣城的城市面源污染也逐步顯現，恢河流域面源污染現狀不容樂觀。

4 防治對策

對農業(yè)面源污染的控制包括2個方面：一方面是對污染擴散源的控制，從污染物產生的時間對其采取一定的措施回收處理，避免后續(xù)污染范圍的擴大和污染程度的加深；另一方面是控制污染物的擴散，減少其向水體的運輸和轉移[13]。在污染源控制方面，最佳管理措施、關鍵控制區(qū)的管理和岸邊植被緩沖帶、水陸交錯帶濕地生態(tài)工程是減少污染物的水體遷移的重要生態(tài)工程技術。

4.1 政策措施

發(fā)達國家對農業(yè)面源污染主要采取源頭控制對策。其核心特征為依靠農業(yè)科技、研究和發(fā)展環(huán)境友好的農業(yè)生產技術替代原有的技術，通過鼓勵農民自愿或通過政府獎懲措施，推動農民采用新的替代技術，在重要的水源保護區(qū)和流域，制定和執(zhí)行限定性農業(yè)生產技術標準，減少農田、畜禽養(yǎng)殖業(yè)和農村地區(qū)氮、磷徑流和淋溶。美國和歐盟等國家和地區(qū)都撥出專項資金用于啟動水污染治理項目[14]。

4.2 管理措施

在農業(yè)面源污染控制中，最佳的管理措施能適應面源污染的復雜性特點，已在美國、加拿大等成功應用[15]。農田最佳養(yǎng)分管理（Best Nutrient Management Practice，BNMP），通過對水源保護區(qū)農田輪作、施肥量、施肥時期、施肥方式的規(guī)定，進行源頭控制；畜禽場面源污染主要通過畜禽場與農田的合理配置以及畜禽場化糞池容量、密封性等方面進行規(guī)定，有效減少了污染物向水體的排放量[15]。

4.3 治理措施

現已提出并應用的治理措施有人工濕地、植被過濾帶、草地緩沖帶、岸邊緩沖區(qū)、免耕少耕法、綜合病蟲害防治、灌溉水的生態(tài)化、生物廢棄物的再利用、防護林、地下水位控制等方法和措施[9]。意大利在東北部威尼托區(qū)的平原農耕地上進行了窄植被過濾帶對除草劑（異丙甲草胺、特丁津、異丙?。搅鞯挠绊懷芯浚岢隽酥脖贿^濾帶對除草劑有稀釋與吸收的作用[16]。德國在水庫周邊與溪流兩岸都設有不同寬度的植被過濾帶，用于過濾來自農田的泥沙和污染物，并將河岸改造成緩坡草地。我國研究人員也提出了人工濕地、植被過濾帶與緩沖帶在面源污染控制中的應用。其中，人工濕地法是采用濕地溝槽配合不同的過濾物質，清除水體中的污染物質。韓秀娣[17]研究表明，淺水池清除作用在夏天最高，在秋天和冬天最低；麥秸在夏天清除氮的能力最高，脫氮作用在秋天和冬天無差別。

［1］張維理，武淑霞，冀宏杰，等.中國農業(yè)面源污染形勢估計及控制對策Ⅰ.21世紀初期中國農業(yè)面源污染的形勢估計[J].中國農業(yè)科學，2004，37（7）：1008-1017.

［2］崔鍵，馬友華，趙艷萍，等.農業(yè)面源污染的特性及防治對策[J].中國農學通報，2006，22（1）：335-340.

［3］王建兵，程磊.農業(yè)面源污染現狀分析[J].江西農業(yè)大學學報：社會科學版，2008，7（3）：35-39.

［4］倉恒瑾，許煉峰，李志安，等.農業(yè)非點源污染控制中的最佳管理措施及其發(fā)展趨勢[J].生態(tài)科學，2005（2）：173-177.

［5］朱鐵群.我國水環(huán)境農業(yè)非點源污染防治研究簡述[J].農村生態(tài)環(huán)境，2000，16（3）：55-57.

［6］Dennis L，Corwin K.Non-point pollution model ingbased on GIS[J]. Soil and Water Conservation，1998（1）：75-88.

［7］Lee SI.Non-point source pollution[J].Fisheries，1979，2：50-52.

［8］柴世偉，裴曉梅，張亞雷，等.農業(yè)面源污染及其控制技術研究[J].水土保持學報，2006，20（6）：192-195.

［9］楊愛民，王浩，潘玉娟，等.水土保持的水環(huán)境質量效應研究進展[J].中國水土保持科學，2006，4（5）：112-118.

［10］Sansalone J J，Buehberger S G.Partitioning and first flush of metals in urban roadway storm water[J].Journal of Environmental Engineering，1997，123（2）：134-143.

［11］李立青，尹澄清，何慶慈，等.城市降水徑流的污染來源與排放特征研究進展[J].水科學進展，2006，17（2）：288-294.

［12］侯培強，王效科，鄭飛翔，等.我國城市面源污染特征的研究現狀[J].給水排水，2009，35（Z1）：188-193.

［13］李秀芬，朱金兆，顧曉君，等.農業(yè)面源污染現狀與防治進展[J].中國人口·資源與環(huán)境，2010，20（4）：81-84.

［14］張維理，冀宏杰，Kolbe H，等.中國農業(yè)面源污染形勢估計及控制對策Ⅱ.歐美國家農業(yè)面源污染狀況及控制[J].中國農業(yè)科學，2004，37（7）：1018-1025.

［15］蔣鴻昆，高海鷹，張奇.農業(yè)面源污染最佳管理措施（BMPs）在我國的應用[J].農業(yè)環(huán)境與發(fā)展，2006，23（4）：64-67.

［16］Monica Vianello，Luciano Scarponi，Costantino Vischetti.HerbicideLosses in run off events from a field with a low slope：role of avegetative filter strip[J].Chemosphere，2005，61：717-725.

［17］韓秀娣.最佳管理措施在非點源污染防治中的應用[J].上海環(huán)境科學，2000，19（3）：102-104.

Situation of Non-point Source Pollution and Prevention Countermeasures of the Huihe River Basin in Ningwu County

WANG Xue1，JIA Ning-feng1，WANG Xiao-jun2，CHEN Mei-juan2，CHEN Wen-ying2
（1.Institute of Loess Plateau，Shanxi University，Taiyuan 030006，China；2.College of Environmental&Resource Sciences，Shanxi University，Taiyuan 030006，China）

The ponderance of non-point source pollution in water environment had been attentioned togenerally,and the non-point source pollution was already the active field for the research on the problem of water environment in the world.Taking Huihe River Basin in Ningwu county as the study area,this paper started from the occuring mechanisms and the characteristics of non-point source pollution,analyzed the interrelation between non-point source pollution and the water environment,and discussed the influences based on the data collection and the analysis of the current situation,and then judged the non-point source pollution states of the Huihe River Basin in Ningwu county and put forward the corresponding countermeasures.The study can provide scientific basis for improving the water environment quality and protecting the ecological environment in Ningwu county.

Huihe River Basin;water environment;non-point source pollution

X522

A

1002-2481（2016）01-0060-04

10.3969/j.issn.1002-2481.2016.01.17

2015-09-10

國家青年科學基金項目（41301609）；山西省青年科技研究基金項目（2013021031-3）

王雪（1991-），女，山西晉中人，在讀碩士，研究方向：生態(tài)恢復。賈寧鳳為通信作者。