巢湖流域農(nóng)村面源污染特性及其綜合整治措施

汪巧玲

（安徽省合肥市環(huán)境保護科學(xué)研究所，安徽 合肥 230041）

1 引言

面源污染是指溶解的和固體的污染物從非特定的地點，在降水或融雪的沖刷作用下，通過徑流過程而匯入受納水體（包括河流、湖泊、水庫和海灣等），并引起水體的富營養(yǎng)化或其他形式的污染。農(nóng)村面源污染是相對于點源污染而言的一種水環(huán)境污染類型，其污染物濃度通常較點源污染低，但其總負荷卻非常巨大。農(nóng)村面源污染起源于農(nóng)村過量和不合理地使用農(nóng)藥、化肥，小規(guī)模畜禽養(yǎng)殖的畜禽糞便，以及未經(jīng)處理的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)廢棄物、農(nóng)村生活垃圾和廢水等，在農(nóng)田、園地等區(qū)域，土壤中氮、磷養(yǎng)分和農(nóng)藥殘留等污染物通過地表徑流、土壤進入地表、地下水體，形成大面積污染，從而造成面源污染，使得各類農(nóng)村面源污染所造成的水環(huán)境質(zhì)量惡化問題日益明顯和突出。

2 農(nóng)村面源污染的表現(xiàn)形式

（1）肥料與農(nóng)藥的使用不當(dāng)造成土壤、水質(zhì)和大氣的污染，進而通過食物、飲水和空氣危害人體健康。肥料中的氮磷以及殘留的農(nóng)藥進入地表和地下水體，造成水體NP和農(nóng)藥污染、水體富營養(yǎng)化和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量下降等后果，此外還導(dǎo)致營養(yǎng)失調(diào)與NO3－積累，土壤結(jié)構(gòu)破壞（如土地板結(jié)），促進土壤酸化，降低微生物活性。

（2）低效、高毒和水溶性農(nóng)藥生產(chǎn)量和使用量大是我國農(nóng)藥品種結(jié)構(gòu)不合理的主要標志。在一些高產(chǎn)地區(qū)，每年施用農(nóng)藥可達30多次，用量高達300kg／hm2以上。1985年以來施用除草劑的農(nóng)田每年也以200萬hm2的速度在遞增，土壤、水體和大量農(nóng)產(chǎn)品受到污染，而且導(dǎo)致不少地區(qū)的農(nóng)田生態(tài)平衡失調(diào)，病蟲害越治越嚴重，進入惡性循環(huán)。農(nóng)用化學(xué)品對農(nóng)村生態(tài)環(huán)境的影響隨著施用量和施用品種的增加以及施用區(qū)的擴大而越來越明顯。

（3）水土流失?！?001年中國國土資源公報》數(shù)據(jù)顯示，我國耕地現(xiàn)有數(shù)量為1.28億hm2，其中坡度大于25°的陡坡耕地606.67萬hm2，15°～25°之間的坡耕地0.12億hm2，主要分布在耕地少、山地多的西部地區(qū)。人多地少矛盾導(dǎo)致了土地的利用的高負荷，毀林開荒的現(xiàn)象嚴重。根據(jù)全國土地資源調(diào)查的結(jié)果，全國耕地面積占土地總面積的13.7%，而水土流失面積約占全國水土流失面積的33.3%，每年的土壤流失量是全國的66.7%。土壤的大量流失導(dǎo)致了大量營養(yǎng)物質(zhì)的流失，對水體的污染日趨嚴重。

（4）農(nóng)村生活垃圾主要包括農(nóng)業(yè)固體廢棄物（主要是植物秸稈）、農(nóng)村生活垃圾、農(nóng)村生活污水。植物秸稈等農(nóng)業(yè)固體廢棄物每年的產(chǎn)生量十分巨大，但其中大部分沒有得到充分利用。各類作物的廢棄物產(chǎn)生量不同，專家估算任何干的農(nóng)產(chǎn)品中25%的物質(zhì)是廢棄物?；ɑ苁卟私斩掃^去基本全用于肥料，農(nóng)民將其或直接丟棄在田間地頭，或放火焚燒或任其腐爛，資源浪費現(xiàn)象嚴重。秸稈產(chǎn)生量最大的9個省份為黑龍江、河北、山東、河南、江蘇、安徽、湖北、湖南及四川。這些省份每年的秸稈產(chǎn)生量均超過3600萬t，秸稈產(chǎn)生總量占全國秸稈產(chǎn)生量的59.5%，面臨著嚴重的農(nóng)田固體廢棄物流失的問題。

（5）生活污水。由于農(nóng)村生活污水處理設(shè)施的空白，排放的污水大部分未經(jīng)處理就直接排入附近河道，最終流入巢湖，使氮磷富集于巢湖。

（6）畜禽養(yǎng)殖業(yè)的污染。主要是由于對產(chǎn)生的固體廢棄物和廢水未進行合理的處置造成的，其主要污染物是有機質(zhì)、氮、磷和病原微生物，其主要影響是對地表水體的耗氧和水體的富營養(yǎng)化，以及硝酸鹽帶來的地下飲用水源的污染。此外，畜禽糞便發(fā)酵后會產(chǎn)生大量有害氣體。從全國的分布來看，畜禽養(yǎng)殖分布依然是圍繞經(jīng)濟發(fā)展較好的地區(qū)，成為經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)的菜籃子基地，但東部地區(qū)由于集約化和土地占有量的矛盾使得畜禽污染顯得十分突出。

3 巢湖流域農(nóng)村生態(tài)治理分析

3.1 巢湖流域農(nóng)村生態(tài)治理的必要性

巢湖是我國重要的淡水湖泊，巢湖流域是我國重要的糧棉油主產(chǎn)區(qū)。一個時期以來，巢湖污染加劇，水環(huán)境持續(xù)惡化，這主要是工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進程加快，但農(nóng)村不合理生產(chǎn)生活方式造成的面源污染也起了一定作用，特別是氮、磷污染，加劇了水體富營養(yǎng)化。近年來，隨著農(nóng)業(yè)集約化程度的提高和養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展，過量和不合理使用化肥、農(nóng)藥農(nóng)用化學(xué)品以及畜禽糞便隨意排放造成污染問題越來越突出。農(nóng)村每天產(chǎn)生的大量生活垃圾、畜禽糞便和部分農(nóng)作物秸稈沒有得到有效處理利用，農(nóng)村面源污染情況與前幾年比，呈上升趨勢，污染問題不容樂觀。目前巢湖流域農(nóng)村面源污染所占比例已經(jīng)超過巢湖外部污染總量的50%。當(dāng)前巢湖流域污染嚴重，已直接威脅到合肥市居民的飲用水安全。更令人擔(dān)憂的是，與農(nóng)村水環(huán)境、農(nóng)村飲用水源密切相關(guān)的次級河流及水庫水體的水質(zhì)已明顯下降，而次級河流污染已經(jīng)對巢湖構(gòu)成嚴重威脅，農(nóng)村面源污染目前已經(jīng)嚴重威脅到了巢湖流域的整體水環(huán)境，因此必須采取有效的措施治理農(nóng)村面源污染。

3.2 巢湖流域污染特性

巢湖流域污染有工業(yè)污染，但主要為農(nóng)村面源污染。據(jù)《第一次全國污染源普查》結(jié)果，2007年，巢湖流域總氮2.74萬t，總磷排放量約為0.33萬t。其中城鎮(zhèn)生活源是巢湖流域COD、氨氮、總氮和總磷排放的主要污染源，分別占各自排放總量的58%、82%、52%和68%；農(nóng)業(yè)源總磷和總氮排放量分別占流域排放總量的48%和32%。主要污染原因為農(nóng)村生活污水及生活垃圾無害化處理率低，畜禽糞便綜合利用率低，面源污染防治對策難以落實；環(huán)境意識淡薄、環(huán)境治理資金投入嚴重不足；水資源價格低，沒有形成節(jié)約用水和重復(fù)用水的價格約束；產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理，農(nóng)村污水處理設(shè)施建設(shè)緩慢和運行資金缺乏，現(xiàn)行管理和運行機制不完善。

4 農(nóng)村面源污染綜合治理措施

4.1 加快農(nóng)村生活污水治理

巢湖周邊農(nóng)村人口分散，人口數(shù)量多，目前基本沒有任何農(nóng)村生活污水的收集和處理措施，農(nóng)村生活污染源成為影響水環(huán)境的重要因素，嚴重污染了農(nóng)村地區(qū)居住環(huán)境，農(nóng)村大部分地區(qū)河流水體普遍受到污染，最終排放到巢湖，使巢湖的水質(zhì)安全受到嚴重威脅。

農(nóng)村居民居住總體較為分散，局部相對集中，針對以上現(xiàn)狀，應(yīng)因地制宜地選擇50戶左右的集中連片的農(nóng)戶為一組，通過排污管、溝對污水進行集中，最終進入?yún)捬醢l(fā)酵－人工濕地處理系統(tǒng)進行污水治理，其特點是成本低、效率高，有利于污水的集中收集，節(jié)約工程投資，同時也可以減少堵塞、淤積等情況的發(fā)生，符合農(nóng)村污水處理工藝要求和農(nóng)村現(xiàn)狀。污水經(jīng)處理后可用于池塘養(yǎng)魚或農(nóng)田灌溉，在改善農(nóng)民生活條件和農(nóng)村生態(tài)環(huán)境的同時，節(jié)約水資源。

通過一、二級厭氧發(fā)酵池，利用厭氧微生物對有機質(zhì)發(fā)酵、分解作用，降低污水的化學(xué)需氧量、生物耗氧量及懸浮物，達到污水的凈化；再通過自流方式進入垂直式人工濕地床，在耐水植物和土壤（填料）的物理、化學(xué)和生物的三重協(xié)同作用下，污水中有機物通過過濾、根系截留、吸附、吸收和植物光合、輸氧作用，促進兼性微生物分解來實現(xiàn)對污水的高效凈化，從而實現(xiàn)對生活污水的達標處理。

4.2 加快農(nóng)村戶用沼氣工程

針對巢湖流域地理位置、農(nóng)村種植業(yè)狀況及氣候資源條件，可實施農(nóng)村戶用沼氣工程，以“豬－沼－糧（菜、果、魚）”能源生態(tài)模式為主，以農(nóng)戶為基本單元，以“一池三改”為建設(shè)內(nèi)容，利用房前屋后的山地、水面、庭院等場地，每戶建設(shè)容積為8m3的全混凝土結(jié)構(gòu)家用水壓沼氣池，同步對畜禽舍、廁所、廚房進行改造，使沼氣池的建設(shè)與畜禽舍和廁所改造結(jié)合，收集養(yǎng)殖糞便、污水以及生活污水，通過沼氣池的厭氧發(fā)酵處理，變廢為寶，構(gòu)成養(yǎng)殖——沼氣——種植三位一體的庭院經(jīng)濟格局，避免了污水向四周環(huán)境的排放，形成生態(tài)良性循環(huán)，增加農(nóng)民收入（圖1）。

5 社會效益和生態(tài)效益分析

5.1 農(nóng)村生活污水處理工程實施的效益分析

（1）在項目區(qū)進行污水的集中收集、處理，可以有效的解決新農(nóng)村建設(shè)的污水處理問題，實現(xiàn)農(nóng)村城市化、田園化，積極促進新農(nóng)村的建設(shè)。

圖1 豬沼糧（菜、果、魚）能源生態(tài)模式運行圖

（2）目前我國農(nóng)業(yè)因缺水而造成的糧食減產(chǎn)約為250～480億kg，巢湖流域同樣存在上述情況，直接影響農(nóng)民的收入水平。通過生活污水治理工程的實施，收集農(nóng)村污水，資源化處理后用于農(nóng)業(yè)灌溉，將減少因缺水造成的農(nóng)業(yè)損失，使農(nóng)民得到實惠。

（3）農(nóng)戶生活污水處理工程可以有效的解決農(nóng)村生活污水的無序排放，農(nóng)村的臟、亂、差問題，極大的改善農(nóng)村環(huán)境。

5.2 農(nóng)村戶用沼氣工程實施效益分析

（1）使巢湖流域生態(tài)環(huán)境得到極大改善，帶動周邊農(nóng)民大量使用有機肥，減少了化肥、農(nóng)藥的施用量，從而能夠從根本上解決巢湖流域的農(nóng)村面源污染問題，減輕巢湖流域的水污染。

（2）促進庭院經(jīng)濟發(fā)展，增加農(nóng)民收入。加強農(nóng)村戶用沼氣建設(shè)，通過開展多種模式的綜合利用，充分合理地利用光、熱、水、土和生物質(zhì)能資源，種植與養(yǎng)殖并舉，實現(xiàn)庭院經(jīng)濟和糧食生產(chǎn)的同步發(fā)展，建池戶年節(jié)支增收1000元左右，既保證了農(nóng)民溫飽，又增加了經(jīng)濟收入，符合農(nóng)村實際情況，是促進農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收、農(nóng)村穩(wěn)定的一條捷徑。

（3）促進無公害農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)，增強農(nóng)產(chǎn)品的競爭力。通過戶用沼氣池建設(shè)，一方面，農(nóng)民大量使用沼氣，減少農(nóng)藥化肥施用量，減輕農(nóng)產(chǎn)品污染，并逐步按照無公害農(nóng)產(chǎn)品標準進行生產(chǎn)，提高農(nóng)產(chǎn)品食用安全水平。

6 結(jié)語

通過巢湖流域農(nóng)村面源污染綜合治理后，可有效減少農(nóng)村污水的排放，改善巢湖流域整體生態(tài)環(huán)境，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀，可實現(xiàn)農(nóng)業(yè)資源的可持續(xù)利用?？梢源蠓忍嵘r(nóng)村生產(chǎn)、生活環(huán)境質(zhì)量，促進資源循環(huán)利用，大力推進資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會和社會主義新農(nóng)村生態(tài)家園建設(shè)，造福廣大農(nóng)民和子孫后代。巢湖流域可基本實現(xiàn)生態(tài)平衡，生態(tài)系統(tǒng)步入良性循環(huán)，潔凈的灌溉水、優(yōu)良土壤環(huán)境質(zhì)量和穩(wěn)定的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，將為巢湖流域生態(tài)農(nóng)業(yè)和其它生態(tài)經(jīng)濟的發(fā)展提供良好的環(huán)境條件，為巢湖流域的水污染治理和其它生態(tài)經(jīng)濟的發(fā)展發(fā)揮良好的作用。

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