秦皇島市農(nóng)業(yè)面源污染特征分析

代 偉

（中國(guó)環(huán)境管理干部學(xué)院，河北 秦皇島 066004）

1 秦皇島市農(nóng)業(yè)污染源分析

1.1 化肥使用

2011年秦皇島市化肥使用量（按實(shí)物量計(jì)算）為395879 t，其中氮肥182103 t，磷肥369633 t，鉀肥31947 t，復(fù)合肥為144866 t，按折純法計(jì)算化肥折抵施用量為139520 t，其中氮肥53188 t，磷肥6505 t，鉀肥15016 t，復(fù)合肥為64811 t，單位施用量為332.03 kg/hm2，超過(guò)發(fā)達(dá)國(guó)家為防止化肥對(duì)土壤和水體造成污染而設(shè)置的225 kg/hm2的安全上限，是國(guó)際安全標(biāo)準(zhǔn)的1.5倍。

氮、磷、鉀施用比1:0.12:0.28，氮肥比例偏高，磷、鉀肥比例偏低。過(guò)量施用化肥造成土壤酸化，導(dǎo)致土壤肥力下降，化肥營(yíng)養(yǎng)元素的流失，尤其是氮肥的損失構(gòu)成了農(nóng)業(yè)面源污染的最重要部分。

1.2 農(nóng)藥使用

近年來(lái)，秦皇島市蔬菜、水果生產(chǎn)迅猛發(fā)展，2011年蔬菜播種面積4.52萬(wàn)hm2，園林水果生產(chǎn)面積73.43萬(wàn)hm2，秦皇島市農(nóng)藥使用量為5645 t，單位施用量為7.23 kg/hm2，高于全國(guó)的平均水平。過(guò)量施用農(nóng)藥其殘留會(huì)通過(guò)地表徑流流入河流和近岸海域，造成河流和近岸海域生態(tài)系統(tǒng)富營(yíng)養(yǎng)化，水藻生長(zhǎng)過(guò)剩，水體缺氧，水生生物死亡。

1.3 農(nóng)膜使用

農(nóng)膜技術(shù)的推廣在實(shí)現(xiàn)了大幅度高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的同時(shí)，也產(chǎn)生了大量不溶解、不腐爛的廢舊殘留農(nóng)膜。2000年秦皇島市農(nóng)用塑料薄膜使用量為2684 t，2011年為4506 t，增長(zhǎng)了近1倍，其中地膜使用量為1954 t，有465 t殘留在土壤中，殘留率達(dá)23.8%。當(dāng)土壤中含廢棄農(nóng)膜過(guò)多時(shí)，會(huì)降低土壤的滲透功能，減少土壤含水量，造成土壤板結(jié)，農(nóng)作物減產(chǎn)，并且對(duì)農(nóng)產(chǎn)品帶來(lái)污染，危害健康。

1.4 畜禽養(yǎng)殖

城鄉(xiāng)人民生活水平的拉動(dòng)使人們對(duì)肉類消費(fèi)要求大增。2000年秦皇島市豬存欄頭數(shù)為9766百頭，牛存欄頭數(shù)為2262百頭，羊存欄頭數(shù)為6329百頭，家禽存欄數(shù)為125827百只，2011年分別為13627百頭、2250百頭、11098百頭、171527百只，除牛存欄頭數(shù)沒有明顯變化外，其余都有顯著增長(zhǎng)。由于缺乏相應(yīng)的環(huán)境管理機(jī)制，帶來(lái)了畜禽糞便廢棄物的隨意排放和污水污染問(wèn)題，使得周邊的河流富營(yíng)養(yǎng)化程度加劇。

1.5 水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)

秦皇島的沿海優(yōu)勢(shì)及境內(nèi)水系，使得水產(chǎn)養(yǎng)殖面積也從2000年的22303 hm2猛增到2011年的67226 hm2，其中海水養(yǎng)殖面積60959 hm2，淡水養(yǎng)殖面積6267 hm2。魚類糞便、餌料沉淀以及為使水生植物生長(zhǎng)而撒播的各種肥料也對(duì)河流、水庫(kù)、近岸海域造成很大的污染。

1.6 居民生活污水和固體廢棄物

隨著生活水平的提高，農(nóng)村居民生活垃圾越來(lái)越多，按照我國(guó)農(nóng)村人均日生產(chǎn)垃圾為0.86 kg，其中隨意堆放的垃圾為0.32 kg[1]，以2011年底秦皇島市159.15萬(wàn)農(nóng)民計(jì)算，一年內(nèi)產(chǎn)生生活性垃圾近50萬(wàn)t，其中19萬(wàn)t垃圾屬于隨意堆放。居民生活污水和生活固體廢棄物的隨意堆放，有很多甚至堆放在水池邊，這不僅占去了大片可耕地，還可能傳播病毒細(xì)菌，其滲漏液嚴(yán)重污染了地表水，并通過(guò)入滲影響地下水質(zhì)，導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境惡化[2]。

2 秦皇島市農(nóng)業(yè)面源污染物排放量分析

2.1 污染物排放量的測(cè)算

采用源強(qiáng)系數(shù)法測(cè)算COD（化學(xué)需氧量）、NH3-N（氨氮）、TN（總氮）、TP（總磷）4種污染物的排放量。農(nóng)業(yè)面源污染的來(lái)源只考慮種植業(yè)、畜禽養(yǎng)殖、水產(chǎn)養(yǎng)殖和農(nóng)村生活4種污染源。原始數(shù)據(jù)主要來(lái)自2012年《秦皇島市統(tǒng)計(jì)年鑒》、農(nóng)業(yè)局相關(guān)資料以及秦皇島市下轄的7個(gè)縣（區(qū)）農(nóng)戶種植農(nóng)作物種類、施肥狀況、畜禽養(yǎng)殖方式、水產(chǎn)養(yǎng)殖狀況以及生活習(xí)慣等進(jìn)行抽樣調(diào)查結(jié)果。

參考相關(guān)資料[3-7]，種植業(yè)、畜禽養(yǎng)殖、水產(chǎn)養(yǎng)殖和農(nóng)村生活源污染物的排放量計(jì)算公式分別為：

式中，P1為種植業(yè)的污染物排放量（kg），Di為源強(qiáng)系數(shù) （kg/hm2/a），Si為播種面積（hm2），Li為流失系數(shù)，i為污染物種類；P2為畜禽養(yǎng)殖業(yè)的污染物排放量（kg），Sj為養(yǎng)殖量（頭或只），Mj為養(yǎng)殖比例，Dj為排泄系數(shù)（kg/頭/a或kg/只/a），ri為污染物處理利用率，Lj為流失系數(shù)，j為畜禽種類；P3為水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)污染物排放量（kg），Sk為水產(chǎn)養(yǎng)殖面積（hm2），Dk為排污系數(shù)（kg/hm2/a），k為水域類型；P4為農(nóng)村生活污染物排放量（kg），Sn為農(nóng)村人口數(shù)（人），Dn為排污系數(shù)（kg/人/a），Ln為流失系數(shù)，n為不同區(qū)（縣）。其中，污染物源強(qiáng)系數(shù)、流失系數(shù)和排污系數(shù)參考《第一次全國(guó)污染源普查公報(bào)》標(biāo)準(zhǔn)取值，并根據(jù)秦皇島市實(shí)際情況適當(dāng)矯正。

2.2 污染物排放量測(cè)算結(jié)果

根據(jù)以上方法和數(shù)據(jù)，計(jì)算出2011年秦皇島市農(nóng)業(yè)面源污染物排放量（見表1）。COD排放總量為38768.27 t，NH3-N為7593.73 t，TN為15684.64 t，TP為7821.18 t。

2.3 污染物排放量的特征分析

2.3.1 區(qū)域分布

2011年秦皇島市四縣農(nóng)業(yè)面源污染的區(qū)域分布見圖1。COD排放量由高到低依次為昌黎縣、撫寧縣、青龍縣、盧龍縣；NH3-N排放量由高到低依次為昌黎縣、撫寧縣、盧龍縣、青龍縣；TN排放量由高到低依次為昌黎縣、盧龍縣、青龍縣、撫寧縣；TP排放量由高到低依次為昌黎縣、撫寧縣、盧龍縣、青龍縣。其中昌黎縣的四項(xiàng)污染物排放量均最高，COD排放量占COD排放總量的38.20%，NH3-N排放量占NH3-N總量的37.19%，TN排放量占TN總量的35.66%，TP排放量占TP總量的40.26%。

表1 2011年秦皇島市農(nóng)業(yè)面源污染物排放量 t

圖1 2011年秦皇島市四縣污染物排放量

2.3.2 污染源貢獻(xiàn)率

2011年秦皇島市種植業(yè)、畜禽養(yǎng)殖、水產(chǎn)養(yǎng)殖和農(nóng)村生活源4種污染源對(duì)COD、NH3-N、TN和TP排放總量的貢獻(xiàn)率見圖2。農(nóng)村生活源、畜禽養(yǎng)殖業(yè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)對(duì)COD的排放量貢獻(xiàn)率分別為35.84%、33.40%和30.76%；種植業(yè)、農(nóng)村生活源、畜禽養(yǎng)殖業(yè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)對(duì)NH3-N的排放量貢獻(xiàn)率分別為52.28%、15.21%、13.28%和19.23%；種植業(yè)、畜禽養(yǎng)殖業(yè)、農(nóng)村生活源、水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)對(duì)TN的排放量貢獻(xiàn)率分別為49.09%、36.62%、10.24%和4.05%；種植業(yè)、畜禽養(yǎng)殖業(yè)、農(nóng)村生活源和水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)對(duì)TP的排放量貢獻(xiàn)率分別為85.82%、8.84%、4.52%和0.82%。

圖2 2011年秦皇島市農(nóng)業(yè)面源污染物貢獻(xiàn)率

3 結(jié)論

秦皇島市農(nóng)業(yè)面源污染嚴(yán)重，且有加重風(fēng)險(xiǎn)。2011年農(nóng)業(yè)面源COD和NH3-N排放量分別是秦皇島地區(qū)工業(yè)廢水中COD和NH3-N排放量的6倍和25倍。近幾年，秦皇島市經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，實(shí)現(xiàn)地區(qū)生產(chǎn)總值年均增長(zhǎng)12%以上?？梢灶A(yù)見，未來(lái)隨著秦皇島市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，環(huán)境污染問(wèn)題依然存在，且有加重趨勢(shì)，控制和減少農(nóng)業(yè)面源污染已刻不容緩。

秦皇島市農(nóng)業(yè)面源污染區(qū)域分布明顯。城區(qū)農(nóng)業(yè)面源污染遠(yuǎn)低于四縣農(nóng)業(yè)面源污染；昌黎縣為農(nóng)業(yè)面源污染的最重污染區(qū)域，四項(xiàng)污染物排放量與其他三縣相比均最高，分別占各總量比率的35%以上，其次依次為撫寧、盧龍和青龍縣。

農(nóng)村生活源、畜禽養(yǎng)殖業(yè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)對(duì)COD排放總量的貢獻(xiàn)差異很小，分別為35.84%、33.40%和30.76%；種植業(yè)和農(nóng)村生活源是NH3-N的主要來(lái)源，其排放量占排放總量的71.5%；種植業(yè)和畜禽養(yǎng)殖業(yè)是TN主要來(lái)源，其排放量占排放總量的85.7%；種植業(yè)對(duì)TP的排放量貢獻(xiàn)高達(dá)85.83%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其他污染源。

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