徐州市農(nóng)村環(huán)境質(zhì)量綜合狀況變化分析

曹彥燕， 李 勇， 曹 楊， 茌文靜

（江蘇省徐州環(huán)境監(jiān)測中心， 江蘇 徐州 221018）

0 引言

開展農(nóng)村環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測， 掌握農(nóng)村環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀以及變化情況， 是保護(hù)農(nóng)村環(huán)境和實(shí)施管理決策的重要基礎(chǔ)，也是落實(shí)“十三五”生態(tài)環(huán)境保護(hù)規(guī)劃、推動環(huán)境監(jiān)管服務(wù)向農(nóng)村地區(qū)延伸的具體措施，更是當(dāng)前和今后一段時(shí)期“推進(jìn)生態(tài)文明、建設(shè)美麗中國”的必然要求，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和長遠(yuǎn)的歷史意義[1]。徐州市農(nóng)村人口眾多，據(jù)2018 年徐州市統(tǒng)計(jì)年鑒統(tǒng)計(jì)，全市耕地面積611 150 hm2，鄉(xiāng)村人口達(dá)到677．44 萬人[2]。 隨著經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展，工業(yè)污染逐步轉(zhuǎn)向廣大的農(nóng)村地區(qū)， 農(nóng)村受到的面源污染日益嚴(yán)重，部分農(nóng)村地區(qū)環(huán)境受農(nóng)業(yè)、工業(yè)、生活污染疊加影響較大。 中國環(huán)境監(jiān)測總站從2009 年起組織全國生態(tài)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)開展農(nóng)村環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測工作，到2018 年已連續(xù)開展10 年，從最初每個(gè)省份試點(diǎn)監(jiān)測3 個(gè)村莊到現(xiàn)在全國2 000 多個(gè)村莊，積累了大量寶貴的村莊地表水、飲用水水源地、空氣、土壤等環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)和環(huán)境信息[3]。 徐州市2011 年開始對農(nóng)村環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測， 從最初的1 個(gè)試點(diǎn)村莊擴(kuò)展到現(xiàn)在的12 個(gè)村莊， 利用近年來徐州農(nóng)村環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)成果，對試點(diǎn)農(nóng)村的環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行深入分析，可為徐州市農(nóng)村區(qū)域生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作提供參考。

1 農(nóng)村生態(tài)環(huán)境監(jiān)測概況

1．1 農(nóng)村生態(tài)環(huán)境監(jiān)測范圍

徐州市按照江蘇省關(guān)于農(nóng)村環(huán)境監(jiān)測的要求，2011 年選擇1 個(gè)村莊開展農(nóng)村環(huán)境試點(diǎn)監(jiān)測，2016年監(jiān)測范圍已涵蓋徐州市4 個(gè)縣區(qū)（邳州市、 新沂市、豐縣、銅山區(qū)）12 個(gè)村莊。 每個(gè)村莊設(shè)置空氣監(jiān)測點(diǎn)位1 個(gè)，飲用水源監(jiān)測點(diǎn)位1 個(gè)，土壤監(jiān)測點(diǎn)位5 個(gè)，地表水監(jiān)測點(diǎn)位1 個(gè)。 納入試點(diǎn)監(jiān)測的村莊類型及所占比例見圖1，其中種植型所占比例最高，為70．0%，養(yǎng)殖型最低，僅為3．3%。

圖1 徐州市農(nóng)村環(huán)境質(zhì)量試點(diǎn)監(jiān)測村莊類型比例

1．2 農(nóng)村生態(tài)環(huán)境監(jiān)測項(xiàng)目與頻次

監(jiān)測內(nèi)容共為2 部分：村莊和縣域監(jiān)測。

（1）村莊監(jiān)測[4]。地表水、環(huán)境空氣、飲用水源地，每季度監(jiān)測1 次，全年4 次；土壤每年監(jiān)測1 次。

農(nóng)村環(huán)境空氣監(jiān)測必測項(xiàng)目：SO2，NO2和PM10、細(xì)顆粒物、臭氧、CO，評價(jià)采用GB 3095—2012《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》二級標(biāo)準(zhǔn)。

農(nóng)村環(huán)境地表水的監(jiān)測項(xiàng)目：GB 3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》表1 中基本項(xiàng)目（共24 項(xiàng)）。

農(nóng)村飲用水水源地監(jiān)測項(xiàng)目： 地表水飲用水水源地為GB 3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》表1的基本項(xiàng)目（共24 項(xiàng)）和表2 中補(bǔ)充項(xiàng)目（共29項(xiàng)）；地下水飲用水水源地為GB/T 14848—2017《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》表1 中39 項(xiàng)常規(guī)指標(biāo)。

農(nóng)村土壤監(jiān)測項(xiàng)目為必測項(xiàng)目：pH 值、 陽離子交換量、鎘、汞、砷、鉛、鉻、銅、鎳、鋅等元素。

（2）縣域監(jiān)測內(nèi)容

縣域河流監(jiān)測每季度監(jiān)測1 次，全年4 次，生態(tài)狀況監(jiān)測，每年1 次。

在縣域最大河流（水系）的出、入境位置各布設(shè)1 個(gè)監(jiān)測斷面，每季度監(jiān)測1 次，全年4 次[5]。

農(nóng)村生態(tài)狀況監(jiān)測： 以縣域整體作為基本監(jiān)測區(qū)域，開展縣域內(nèi)農(nóng)村自然生態(tài)狀況監(jiān)測，同時(shí)調(diào)查社會經(jīng)濟(jì)和生態(tài)狀況影響因素。 得出的數(shù)據(jù)有植被覆蓋指數(shù)、生物豐度指數(shù)、土地脅迫指數(shù)、水網(wǎng)密度指數(shù)、人類干擾指數(shù)，監(jiān)測頻次為每年1 次[6]。

1．3 評價(jià)方法

（1）綜合污染指數(shù)（P）法[1]，計(jì)算公式如下：

式中：Pi為監(jiān)測項(xiàng)目i 的污染情況分指數(shù)； Ci為監(jiān)測項(xiàng)目i 的年度平均濃度值；Ci0為i 項(xiàng)污染物質(zhì)量濃度評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值或者參考值限值；

（2）農(nóng)村質(zhì)量綜合指數(shù)（RQI）法[7-9]，計(jì)算公式如下：

式中：RQI 為農(nóng)村環(huán)境質(zhì)量綜合指數(shù)；Cenv為農(nóng)村環(huán)境狀況指標(biāo)的權(quán)重；Ienv為農(nóng)村環(huán)境狀況指標(biāo)值；Cenv為農(nóng)村生態(tài)狀況指標(biāo)的權(quán)重；Ienv為農(nóng)村生態(tài)狀況指標(biāo)值。 Cenv取值為0．6，Cenv取值為0．4。

2 農(nóng)村生態(tài)環(huán)境監(jiān)測與評價(jià)結(jié)果

2．1 農(nóng)村生態(tài)環(huán)境空氣質(zhì)量狀況

2016 ～2018 年徐州市農(nóng)村環(huán)境空氣中污染物的濃度呈現(xiàn)上升趨勢， 各類污染物濃度的變化曲線見圖2。 由圖2 可知，各類污染物中PM10上升最明顯， 年均質(zhì)量濃度從2016 年的81．3 μg/m3上升至2018 年的94．2 μ/m3， 上升了15．9%；SO2下降較明顯， 年均質(zhì)量濃度從2016 年的28．3 μg/m3下降至2018 年的20．2 μg/m3， 下降了28．6%；NO2則呈現(xiàn)先升后降的趨勢，2018 年年均質(zhì)量濃度較2016 年略有下降。 SO2的年平均質(zhì)量濃度為20．2 ～28．3 μg/m3，NO2的年平均質(zhì)量濃度為22．9 ～27．1 μg/m3，PM10的年平均質(zhì)量濃度為81．3 ～94．3 μg/m3， 均達(dá)到GB 3095—2012 二級標(biāo)準(zhǔn)，表明目前試點(diǎn)村莊的空氣質(zhì)量狀況較好。

圖2 2016 ～2018 年徐州試點(diǎn)村莊環(huán)境空氣污染物濃度變化趨勢

2016 ～2018 年徐州不同地區(qū)空氣污染物平均濃度見圖3。SO2濃度豐縣最高，銅山區(qū)最低；NO2濃度豐縣最高，邳州市最低；邳州市PM10濃度較高，豐縣最低。

圖3 2016 ～2018 年徐州各縣區(qū)農(nóng)村環(huán)境監(jiān)測空氣污染物濃度情況

2．2 農(nóng)村地表水質(zhì)量狀況

2016～2018 年農(nóng)村地表水水質(zhì)類別情況詳見圖4。

圖4 2016 ～2018 年農(nóng)村地表水水質(zhì)類別情況

由圖4 可知，2016 ～2018 年徐州市試點(diǎn)農(nóng)村地表水?dāng)嗝嬷孝颉箢愃急?7%，Ⅳ～劣Ⅴ類水占比23%。 根據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)評價(jià)辦法（試行）》，總體處于良好狀態(tài)，主要超標(biāo)項(xiàng)目為氨氮、總磷、 化學(xué)需氧量和氟化物。 結(jié)合徐州市農(nóng)村地理位置，氣候條件、經(jīng)濟(jì)發(fā)展類型等因素分析，超標(biāo)原因主要為農(nóng)灌返水、沿岸生活污水[10]、非規(guī)范化畜禽養(yǎng)殖廢水入河造成的污染。

選取2016 ～2018 年4 個(gè)縣區(qū)村莊河流的監(jiān)測結(jié)果，計(jì)算P 指數(shù)為0．52 ～0．97，總體呈先上升再下降的趨勢。其中化學(xué)需氧量P 指數(shù)最高0．97，氨氮P指數(shù)最低0．52，2016 ～2018 年4 個(gè)縣區(qū)的河流水質(zhì)豐縣P 指數(shù)最高， 邳州市P 指數(shù)最低。 2018 年較2016 年豐縣、邳州市、銅山區(qū)以及新沂市河流水質(zhì)P指 數(shù) 分 別 下 降 了20．0%，6．0%，16．9%以 及4．8%。2017 年,豐縣的地表水?dāng)嗝姘钡涂偭讎?yán)重超標(biāo)，導(dǎo)致本年度地表水P 指數(shù)遠(yuǎn)高于其他縣區(qū)。 2016～2018 年，4 個(gè)縣區(qū)的P 指數(shù)變化趨勢見圖5。

圖5 4 個(gè)縣區(qū)河流P 指數(shù)變化趨勢

2．3 農(nóng)村飲用水質(zhì)量狀況

徐州試點(diǎn)農(nóng)村飲用水以地下水為主，依據(jù)2016 ～2018 年4 個(gè)縣區(qū)地下飲用水水源地的監(jiān)測結(jié)果，水質(zhì)類別集中在Ⅲ～V 類， 占比分別為7．5%，15．8%，6．7%，其中豐縣、邳州市、銅山區(qū)以及新沂市地下水水質(zhì)達(dá)到或者高于Ⅲ類水的比例為：36．1%，100%，83．3%，100%，2016 ～2018 年地下飲用水達(dá)到或者高于Ⅲ類水的比例見圖6。

圖6 2016 ～2018 年4 縣區(qū)地下飲用水達(dá)情況

地下飲用水水源地超標(biāo)嚴(yán)重的地區(qū)為豐縣，達(dá)到或者高于Ⅲ類水的比例僅為36．1%， 其主要污染物為氟化物， 超標(biāo)的主要原因?yàn)樨S縣地區(qū)巖土層中含有較多的含氟礦物質(zhì)（云母、螢石、氟磷灰石等），經(jīng)風(fēng)化水解作用而溶解，使氟遷移進(jìn)入地下水中；另一方面本地區(qū)第三系孔隙水含水層補(bǔ)給源遠(yuǎn)在山東境內(nèi)，地下水獲得含水層中的含氟物質(zhì)或者吸附性氟進(jìn)行溶解攜帶至本地區(qū)得以富集，形成高氟地區(qū)[10]，是造成超標(biāo)的主要原因。 目前豐縣已被列為國家重點(diǎn)氟改水地區(qū)[11]。

2．4 農(nóng)村土壤環(huán)境質(zhì)量狀況

2016 ～2018 年，徐州試點(diǎn)農(nóng)村土壤環(huán)境總體處于農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)低狀態(tài)。 處于農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)低狀態(tài)的點(diǎn)位數(shù)量占97．2%， 處于可能存在食用農(nóng)產(chǎn)品不符合質(zhì)量安全標(biāo)準(zhǔn)等土壤污染風(fēng)險(xiǎn)的點(diǎn)位數(shù)占2．8%。

2016 ～2018 年土壤污染物年均濃度變化趨勢見圖7。 由圖7 可知，超標(biāo)項(xiàng)目主要為Cd，3 年間土壤污染物濃度并沒有出現(xiàn)大幅度變化。

圖7 2016 ～2018 年土壤污染物年均濃度變化趨勢

2．5 徐州RQI 評價(jià)

2016 ～2018 年試點(diǎn)農(nóng)村RQI 變化趨勢詳見圖8。

圖8 徐州試點(diǎn)農(nóng)村RQI 變化趨勢

由圖8 可知，2016 ～2018 年徐州市農(nóng)村RQI 處于上升的趨勢，由于豐縣的地表水和飲用水水質(zhì)，導(dǎo)致豐縣RQI 低于其他縣區(qū)，徐州市4 個(gè)試點(diǎn)縣市區(qū)除邳州市外其他RQI 指數(shù)均處于上升趨勢，邳州市2018 年RQI 較2017 年略有下降， 試點(diǎn)農(nóng)村的RQI處于58 ～70 之間。

農(nóng)村環(huán)境質(zhì)量綜合狀況分級情況見表2。由表2可知，級別屬于一般，輕度污染，生態(tài)環(huán)境一般，較適合生活和生產(chǎn)。

表2 農(nóng)村環(huán)境質(zhì)量綜合狀況分級情況描述

3 結(jié)論和建議

2016 ～2018 年期間徐州市農(nóng)村環(huán)境監(jiān)測結(jié)果表明：①農(nóng)村環(huán)境中空氣中的PM10，NO2和SO2年均值達(dá)到GB 3095—2012 二級標(biāo)準(zhǔn)， 各類污染物中PM10上升最明顯，SO2下降較明顯，NO2濃度基本保持穩(wěn)定；②農(nóng)村地表水?dāng)嗝姊颉箢愃急?7%，Ⅳ～劣Ⅴ類水占比23%， 各縣區(qū)河流水質(zhì)P 指數(shù)有不同程度的下降； ③飲用水水源地水質(zhì)邳州市和新沂均達(dá)到Ⅲ水標(biāo)準(zhǔn)，豐縣到Ⅲ水標(biāo)準(zhǔn)占比僅36．1%，主要超標(biāo)項(xiàng)目為氟化物； ④土壤環(huán)境總體處于農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)低狀態(tài)；⑤試點(diǎn)農(nóng)村的RQI 處于58 ～70 之間，新沂市相對較好。

截止到2018 年，徐州市農(nóng)村環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測覆蓋的村莊僅4 個(gè)縣區(qū)12 個(gè)村莊， 較2011 年的1 個(gè)試點(diǎn)村莊已經(jīng)有了大幅提升， 但是也僅占徐州市村莊數(shù)量的0．6%，尚不足以全面、系統(tǒng)、客觀地反映徐州市農(nóng)村環(huán)境現(xiàn)狀。目前空氣、水、土壤、生態(tài)環(huán)境質(zhì)量指數(shù)的評價(jià)依據(jù)主要是季度、年度監(jiān)測結(jié)果，受季節(jié)性、點(diǎn)源、面源等因素影響，不能確切反映各分項(xiàng)指數(shù)狀況。 所以下一步，有待結(jié)合各縣區(qū)農(nóng)村實(shí)際，加大監(jiān)測頻次，擴(kuò)展監(jiān)測范圍，進(jìn)一步提高農(nóng)村環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測以及綜合評價(jià)的水平。

（1）合理增加有代表性的村莊。在選擇上應(yīng)兼顧各類型的村莊，具有典型性，點(diǎn)位選擇上遵循有應(yīng)代表性、針對性、隨機(jī)性以及重點(diǎn)性等原則。

（2）建立農(nóng)村空氣質(zhì)量自動監(jiān)測系統(tǒng)。目前農(nóng)村環(huán)境監(jiān)測中，空氣采用手工監(jiān)測，每季度監(jiān)測5 d，不能及時(shí)準(zhǔn)確反映的農(nóng)村環(huán)境空氣質(zhì)量， 需建立農(nóng)村空氣質(zhì)量自動監(jiān)測系統(tǒng)。建立農(nóng)村空氣自動監(jiān)測站，對農(nóng)村的環(huán)境空氣質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)有效監(jiān)控， 對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行定期分析， 根據(jù)空氣污染情況制定有針對性的治理措施。

（3）建立并完善農(nóng)村地表水及地下水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測體系。目前僅在縣域出入境設(shè)置監(jiān)測斷面，要全面反映農(nóng)村地區(qū)的水質(zhì)情況， 需根據(jù)村民的生產(chǎn)活動方位確定準(zhǔn)確的監(jiān)測點(diǎn)位，如飲用水源地周邊、農(nóng)田附近、 集中的生活區(qū)域、 園地周圍等布設(shè)監(jiān)測點(diǎn)位， 同時(shí)結(jié)合每個(gè)村莊類型以及生產(chǎn)情況確定重點(diǎn)污染源區(qū)域監(jiān)測點(diǎn)位。 對可能帶來污染的生產(chǎn)情況進(jìn)行分析，并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果對污染源進(jìn)行治理。

（4）構(gòu)建科學(xué)合理的農(nóng)村環(huán)境監(jiān)測綜合評價(jià)模型。目前分析評價(jià)模型沒有針對村莊類型進(jìn)行區(qū)分，僅采用一種標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評價(jià)，不能科學(xué)、合理的評價(jià)全部村莊的環(huán)境質(zhì)量。需構(gòu)建適用于不同區(qū)域，不同村莊類型的綜合評價(jià)模型， 結(jié)合大數(shù)據(jù)和人工智能的分析， 從而得出在各自監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的生態(tài)特征或者存在的共同問題， 為后期生態(tài)環(huán)境部門及政府相關(guān)部門提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及決策依據(jù)。