岳俊濤

（江西省水利科學(xué)院，江西 南昌，330029）

0 引言

江西省位于長(zhǎng)江流域中下游，水系發(fā)達(dá)，近年來(lái)由于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，在河流保護(hù)上的疏忽，河流污染嚴(yán)重，很多河流無(wú)法實(shí)現(xiàn)供水功能，水庫(kù)成為江西省主要供水水源，仙女湖是湖庫(kù)型供水水源地典型代表之一。仙女湖位于江西省新余市，壩址以上流域涉及萍鄉(xiāng)市、宜春市及新余市，流域多年平均入庫(kù)徑流量34.7億m3，是新余市主城區(qū)及袁惠渠灌區(qū)的供水水源地，年供水量超3億m3。

面源污染已成為江河湖泊水質(zhì)惡化的主要原因[1]，而農(nóng)業(yè)面源污染是面源污染的最主要來(lái)源，仙女湖水質(zhì)目標(biāo)為III類水，近年來(lái)，仙女湖水質(zhì)基本為IV～劣V類，根據(jù)新余市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心提供的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，仙女湖2018-2020年達(dá)到III類水比例僅為16.7%，主要超標(biāo)污染物為總磷及總氮。近年來(lái)，流域內(nèi)市縣全力協(xié)同推進(jìn)河湖污染整治，不斷推進(jìn)工業(yè)集聚區(qū)污水集中處理設(shè)施及配套管網(wǎng)建設(shè)，隨著工業(yè)及城鎮(zhèn)生活點(diǎn)源污染防治取得初步成效，分布面廣、治理難度大的面源污染更應(yīng)該是仙女湖流域環(huán)境防治的工作重心。因此開展流域內(nèi)農(nóng)業(yè)面源污染入河現(xiàn)狀及特征研究非常迫切。

本文以仙女湖流域?yàn)槔?，基于相關(guān)統(tǒng)計(jì)資料，選取總磷、總氮污染物指標(biāo)，分別計(jì)算流域農(nóng)業(yè)面源污染物入河量，辨識(shí)主要污染來(lái)源，提出主要防治對(duì)策，為流域生態(tài)保護(hù)和污染防控治理提供技術(shù)支撐。

1 研究方法及數(shù)據(jù)來(lái)源

1.1 研究方法

Johnes于1996提出了較為完善的輸出系數(shù)法[2]，其具有所需數(shù)據(jù)獲取來(lái)源簡(jiǎn)便、結(jié)果簡(jiǎn)單并且具有一定的可靠性等優(yōu)點(diǎn)，目前在國(guó)內(nèi)應(yīng)用廣泛。本文采用輸出系數(shù)法作為基礎(chǔ)模型，估算仙女湖農(nóng)業(yè)面源污染負(fù)荷量。具體估算公式如下：

式中：Aj為污染物j的入河量，t/a；Eij為農(nóng)村居民生活的排放系數(shù)（g/人·d）或化肥的流失系數(shù)（t/a）或第i種畜禽的排泄系數(shù)（kg/d）或第i種水產(chǎn)養(yǎng)殖的排泄系數(shù)（kg/t）；Fj為人口數(shù)量或化肥中污染物j的含量（kg/t）或第j種畜禽的飼養(yǎng)量（頭）或第j中水產(chǎn)養(yǎng)殖的產(chǎn)量（t/a）；β為污水處理率或糞便利用率；α為入河系數(shù)。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

本文中分析所使用的有關(guān)農(nóng)業(yè)面源污染的農(nóng)村人口、化肥施用折純量、畜禽養(yǎng)殖量和水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)量等，均來(lái)自于2020年仙女湖流域相關(guān)地市統(tǒng)計(jì)年鑒，部分具體數(shù)據(jù)根據(jù)流域內(nèi)各縣區(qū)面積等情況進(jìn)行分割估算。流域內(nèi)各縣區(qū)面積見(jiàn)表1。

表1 仙女湖流域內(nèi)各縣區(qū)面積km2

計(jì)算得出各縣區(qū)農(nóng)村人口、化肥施用折純量、水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)品產(chǎn)量、畜牧業(yè)養(yǎng)殖數(shù)量等數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。流域內(nèi)農(nóng)村人口約55.31萬(wàn)人，氮磷及復(fù)合肥的施用折純量為18 282t，水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)量約7.65萬(wàn)t，畜禽養(yǎng)殖量超700萬(wàn)只（頭）。

圖1 仙女湖流域分布圖

表2 仙女湖流域內(nèi)各縣區(qū)農(nóng)業(yè)面源計(jì)算基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

本文中污染物入河系數(shù)根據(jù)文獻(xiàn)調(diào)查[3-6]以及研究區(qū)域的實(shí)際情況，確定氮磷的入河系數(shù)詳見(jiàn)表3。農(nóng)村生活、畜禽養(yǎng)殖及水產(chǎn)養(yǎng)殖的入河系數(shù)分別取0.2、0.8、0.9，農(nóng)田化肥的氮磷入河系數(shù)取0.11、0.06。

表3 仙女湖各類污染源的污染物入河系數(shù)

2 分析結(jié)果

2.1 農(nóng)村生活污染特征

農(nóng)村生活面源污染主要有生活污水及生活垃圾。為進(jìn)一步改善農(nóng)村人居環(huán)境，近年來(lái)，流域內(nèi)各縣區(qū)農(nóng)村生活垃圾治理效果顯著，治理率均達(dá)100%，因此本文不對(duì)流域內(nèi)農(nóng)村生活垃圾面源進(jìn)行分析，僅分析農(nóng)村生活污水面源污染。

生活污水中污染物排放系數(shù)參考表《第二次全國(guó)污染源普查生活污染源產(chǎn)排污系數(shù)手冊(cè)》中數(shù)據(jù)（見(jiàn)表4）進(jìn)行估算，其中萍鄉(xiāng)市及新余市屬于四區(qū)二類，宜春市屬于四區(qū)三類。入河系數(shù)根據(jù)表3取為0.2，根據(jù)相關(guān)資料，流域內(nèi)農(nóng)村生活污水處理率取12.2%。

表4 農(nóng)村生活人均排污系數(shù)g/人·d

根據(jù)流域內(nèi)人口數(shù)，計(jì)算得出農(nóng)村生活污水中的各污染物入河量，結(jié)果如表5中所示。流域內(nèi)農(nóng)村生活總氮、總磷入河量分別為93.86t/a、65.70t/a。各地主要因人口不同而占比有所差異，蘆溪縣、袁州區(qū)、分宜縣及渝水區(qū)農(nóng)村生活污水污染物入河量占比約為17%、62%、19%、2%。

表5 流域內(nèi)各縣區(qū)農(nóng)村生活污染源排放量t/a

2.2 農(nóng)田污染特征

農(nóng)田污染主要來(lái)自農(nóng)作物秸稈、農(nóng)藥以及化肥的施用等，研究區(qū)內(nèi)秸稈利用率較高，而一般農(nóng)藥中氮磷含量較低，因此本文僅對(duì)農(nóng)田化肥中氮磷的流失進(jìn)行分析計(jì)算。

化肥施用污染物入河量等于化肥施用折純量乘以化肥氮、磷入河系數(shù)，其中磷肥折純量為五氧化二磷的量，總磷含量等于五氧化二磷乘以43.66%。復(fù)合肥中氮、磷的含量取 40%、32%[7]。

根據(jù)計(jì)算，研究區(qū)域的農(nóng)田化肥總氮、總磷入河量分別為987.67t/a、184.71t/a。其中蘆溪縣、袁州區(qū)、分宜縣、渝水區(qū)的總氮入河量占比分別是23.0%、53.5%、21.7%、1.8%；總磷入河量占比分別是22.3%、52.3%、23.8%、1.6%。

表6 流域內(nèi)各縣區(qū)農(nóng)田化肥污染源排放量t/a

2.3 畜禽養(yǎng)殖污染特征

江西省是畜禽養(yǎng)殖大省，畜禽養(yǎng)殖污染物排放量大，已成為最主要的農(nóng)業(yè)污染源。近年來(lái)，針對(duì)畜禽養(yǎng)殖污染問(wèn)題，江西省堅(jiān)持多措并舉，注重源頭治理，目前已初見(jiàn)成效。據(jù)統(tǒng)計(jì)，蘆溪縣、袁州區(qū)、新余市的畜禽糞污資源化利用率分別為88.74%、85%、90.35%。

對(duì)于畜禽的飼養(yǎng)周期，查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，按豬的飼養(yǎng)周期取199天，家禽為210天，牛羊飼養(yǎng)周期大于365天按照365天進(jìn)行計(jì)算，牛、羊的飼養(yǎng)量按存欄量計(jì)算，豬、家禽的飼養(yǎng)量按出欄量計(jì)算。各種類型畜禽養(yǎng)殖污染物排放系數(shù)參照《農(nóng)業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)手冊(cè)》中的排泄系數(shù)，相關(guān)系數(shù)見(jiàn)表7。

計(jì)算得出仙女湖流域內(nèi)畜禽養(yǎng)殖總氮、總磷入河量分別為1 073.48t/a、312.49t/a。其中蘆溪縣、袁州區(qū)、分宜縣和渝水區(qū)畜禽養(yǎng)殖總氮入河量占比分別為23.6%、66.6%、8.2%、1.6%；總磷入河量占比分別為25.1%、63.6%、9.5%、1.8%。

表8 流域內(nèi)各縣區(qū)畜禽養(yǎng)殖污染源排放量t/a

2.4 水產(chǎn)養(yǎng)殖污染特征

根據(jù)《第一次全國(guó)污染源普查水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)污染源產(chǎn)排污系數(shù)手冊(cè)》查找計(jì)算水產(chǎn)養(yǎng)殖污染的排污系數(shù)，其中江西省屬于淡水養(yǎng)殖中部區(qū)。本文采用的水產(chǎn)養(yǎng)殖污染的排污系數(shù)見(jiàn)表9。

表9 水產(chǎn)養(yǎng)殖污染的排污系數(shù)kg/t

根據(jù)流域內(nèi)各縣區(qū)水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)量，計(jì)算得出各縣區(qū)污染物排放量見(jiàn)表10，流域內(nèi)水產(chǎn)養(yǎng)殖總氮、總磷入河量分別為223.45t/a、33.61t/a。其中蘆溪縣、袁州區(qū)、分宜縣和渝水區(qū)總氮入河量占比分別為10.6%、45.3%、42.7%、1.4%；總磷入河量占比分別為13.1%、44.1%、41.5%、1.3%。

3 結(jié)論

仙女湖流域內(nèi)主要農(nóng)業(yè)面源污染有農(nóng)村生活污水、農(nóng)田化肥流失、畜禽養(yǎng)殖排污以及水產(chǎn)養(yǎng)殖污染，總氮及總磷入河量分別為2 378.46t/a、594.51t/a。畜禽養(yǎng)殖排污及農(nóng)田化肥流失是總氮的主要污染來(lái)源，占比分別為45%、42%，其次為水產(chǎn)養(yǎng)殖污染，占比為9%，農(nóng)村生活污水占比為4%；總磷的主要污染來(lái)源也是畜禽養(yǎng)殖排污及農(nóng)田化肥流失，占比分別為53%、31%，其次是農(nóng)村生活污水，占比為11%，水產(chǎn)養(yǎng)殖污染占比為5%。

從各縣區(qū)氮磷入河量來(lái)看，袁州區(qū)是流域內(nèi)主要氮磷污染來(lái)源，總氮及總磷入河量占比均為59%；其次為蘆溪縣，總氮及總磷入河量占比分別為22%、23%；分宜縣總氮及總磷入河量占比相對(duì)較小，均為17%；最后為渝水區(qū)，總氮及總磷入河量占比最小分別為2%、1%。

在習(xí)近平總書記關(guān)于長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶共抓大保護(hù)、不搞大開發(fā)重大戰(zhàn)略部署下，修復(fù)長(zhǎng)江生態(tài)環(huán)境已成壓倒性任務(wù)，控制和減少污染物入河量是流域內(nèi)各縣區(qū)政府理所當(dāng)然的職責(zé)。流域內(nèi)各縣區(qū)政府應(yīng)致力于改善農(nóng)村生態(tài)環(huán)境，構(gòu)建完整的仙女湖流域農(nóng)業(yè)面源污染治理體系。畜禽養(yǎng)殖污染和農(nóng)田化肥流失是仙女湖流域農(nóng)業(yè)面源污染的主要貢獻(xiàn)源，應(yīng)作為農(nóng)業(yè)面源污染控制的重點(diǎn)。