全 勇,唐玉鳳,龔聲信,馬 鵬,余 勇
(云南省昭通市農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)監(jiān)測站,云南昭通 657000)
近年來,中國飛速發(fā)展,已成為為全球第大二經(jīng)濟(jì)體,但水資源污染問題十分突出,特別是湖庫的富營養(yǎng)化問題更為嚴(yán)重。目前國內(nèi)多數(shù)城市均采用大型水庫蓄水方式作為飲用水源。這些水庫承擔(dān)著重大的城市功能,是一個城市的命脈,若水庫一旦遭到污染,損失難以估量。但中國許多城市的供水水庫均面臨不同程度的污染壓力問題,部分遭受輕度或較大的水資源污染,水庫富營養(yǎng)化程度較高,如貴陽的阿哈水庫[1]、昆明的松華壩水庫[2]、官廳水庫[3]、天津的于橋水庫[4]都發(fā)生了較嚴(yán)重的水體富營養(yǎng)化。保護(hù)飲水水源首先要調(diào)查水庫的污染源,從源頭上控制污染物排放,提出有效的治理措施。水資源的污染分為點源污染和非點源污染即面源污染,面源污染是指污染物從非特定的地點,在降雨或雨雪沖刷作用下,通過徑流過程而匯入受納水體并造成水體的富營養(yǎng)化或其他形式的污染[5]。
國內(nèi)外的相關(guān)研究表明,農(nóng)業(yè)面源污染是污染水資源的主要來源。在歐洲的北海河口,農(nóng)業(yè)面源污染輸出的總磷和總氮分別占25%和60%;丹麥的270條河流中有52%的總磷和94%的總氮來源于面源污染的[6]。美國進(jìn)入地表水體污染物中有47%的總磷、46%的泥沙、52%的總氮均來自于農(nóng)業(yè)面源污染[7]。在中國,農(nóng)業(yè)面源污染也是諸多湖泊水質(zhì)惡化的主要原因,比如滇池、太湖和巢湖等,其總磷和總氮分別占污染負(fù)荷的60%~70%和50%~60%[8]。農(nóng)業(yè)面源污染來源分散,主要由農(nóng)業(yè)活動、水土流失、分散污水、農(nóng)村固廢、暴雨徑流和大氣沉降構(gòu)成,地理邊界和發(fā)生位置難以識別和確定,成因復(fù)雜、隨機性強、潛伏周期長,防治十分困難,因而面源污染的控制越來越受到各國政府的重視。
昭通市漁洞水庫于1998年建成蓄水,總庫容3.64億m3,距離昭通城23 km,位于長江流域金沙江下段水系橫江支流灑漁河上游的居樂河上,是一座集農(nóng)業(yè)灌溉、城市供水、防洪和發(fā)電等多種功能為一體的大 (二)型骨干水利工程,是昭魯壩區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展的命脈,是城市飲水的主要水源。徑流區(qū)包括魯?shù)榭h鐵廠、水磨、龍樹、新街和昭陽區(qū)大山包、大寨子、蘇甲、灑漁、樂居等9個鄉(xiāng)35個村,總?cè)丝?2萬余人,耕地面積3.24萬公頃,坡度大于25°的耕地有0.216萬公頃,整個徑流區(qū)屬于高二半山區(qū)和高寒冷涼山區(qū),地形復(fù)雜,氣候較差,基礎(chǔ)設(shè)施薄弱,生產(chǎn)力低,農(nóng)民耕作粗放,廣種薄收[9]。徑流區(qū)內(nèi)化肥施用上主要施尿素、硝銨、普鈣、復(fù)合肥和農(nóng)家肥,流域內(nèi)自然條件和生態(tài)環(huán)境差,人口較多,農(nóng)業(yè)、農(nóng)村生產(chǎn)和生活活動頻繁,種植業(yè)農(nóng)藥化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜的過量使用,大量畜禽糞便的直接排放,農(nóng)村廢棄物的隨意丟棄,導(dǎo)致農(nóng)業(yè)面源污染嚴(yán)重。
根據(jù)調(diào)查和測算[10],漁洞庫區(qū)每年排放生活污水350多萬噸、排放COD 720噸、總氮220噸、總磷19噸、氨氮176噸;畜禽每年排放COD 2952噸、總氮 520.6噸、總磷 186.3噸、氨氮 238.8噸,是漁洞水庫污染物的主要來源。
漁洞水庫庫區(qū)的農(nóng)業(yè)面源污染主要是流域內(nèi)人員進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動時產(chǎn)生的污染物以及日常生活產(chǎn)生的生活污染物,這些污染物在降水或灌溉過程中,通過農(nóng)田地表徑流、農(nóng)田排水和地下滲透等途徑,進(jìn)入水體引發(fā)污染。農(nóng)業(yè)面源污染主要包括種植業(yè)所產(chǎn)生的化肥污染、農(nóng)藥污染、農(nóng)作物秸稈污染、農(nóng)膜污染和畜禽養(yǎng)殖污染、水產(chǎn)養(yǎng)殖污染、農(nóng)村生活廢棄物污染等7個方面[11]。據(jù)全國污染源普查云南省普查數(shù)據(jù)表明,在污染源的指標(biāo)中,農(nóng)業(yè)源COD、總氮、氨氮、總磷排放量在污染源排放的比例是11%、31.02%、16%、63%。在農(nóng)業(yè)污染源的數(shù)據(jù)中,綜合分析COD、總氮、氨氮和總磷排放量在種植業(yè)、畜禽養(yǎng)殖業(yè)、農(nóng)村生活源污染中的比例分別是80%、10%、10%。
種植業(yè)污染主要指與種植業(yè)關(guān)系密切的農(nóng)藥污染、化肥污染、農(nóng)膜污染以及農(nóng)作物秸稈,是農(nóng)業(yè)污染源的最重要的部分,對農(nóng)業(yè)源污染的4個主要指標(biāo)COD、總氮、氨氮、總磷排放量的貢獻(xiàn)達(dá)到80%。其中42.24%的TN和27.29%的TP排放量主要來源于農(nóng)田化肥,并有逐年上升的趨勢[12]。
2.1.1 化肥污染現(xiàn)狀與危害
自1975年以來,我國化肥消費的增長速度一直大于糧食的增長速度,這就意味著化肥的肥效沒能很好發(fā)揮,很大一部分肥料通過各種途徑損失掉了,由此對周圍環(huán)境如水體、空氣、土壤等帶來危害[13]。據(jù)昭通市污染源普查數(shù)據(jù)分析[10],漁洞水庫流域內(nèi)村莊每年使用化肥16210.36噸,有機肥80600噸。其中氮肥6512.31噸,磷肥3569.06噸,鉀肥850噸,復(fù)混肥5278.99噸。化肥平均使用量達(dá)500kg/公頃,顯著高于發(fā)達(dá)國家公認(rèn)的安全水平225kg/公頃。氮肥損失的主要途徑是氨揮發(fā)、硝化和反硝化,占損失比重的60%以上,地表徑流帶走和下滲至地下水中占損失比重的20%左右[14]。
雷諾綜合征系由寒冷或情緒因素誘發(fā)的一種以雙手皮膚蒼白、發(fā)紺和潮紅為特征的病理生理改變,一般認(rèn)為是由指動脈的發(fā)作性痙攣所引起;把活血止痛膠囊用于此病治療似不適宜。
目前使用化肥對農(nóng)業(yè)面源污染主要表現(xiàn)在:一是礦質(zhì)肥料中重金屬含量高于土壤本底,長期大量使用造成部分土壤重金屬含量明顯上升;二是氮磷鉀比例不協(xié)調(diào),氮肥過量,造成肥料當(dāng)季利用率不高,蔬菜、水果等農(nóng)產(chǎn)品硝酸鹽含量超標(biāo),品質(zhì)下降;三是設(shè)施栽培,田塊超量施用化肥,加之頻繁灌溉,造成土壤次生鹽漬化和地下水污染[15]。
2.1.2 農(nóng)藥污染現(xiàn)狀與危害
化學(xué)農(nóng)藥在保證農(nóng)作物正常生長,提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量方面起著重要作用。但是,那些性質(zhì)比較穩(wěn)定、在環(huán)境中不易降解的農(nóng)藥及其代謝物,常引起對作物的污染,或者殘存在土壤、水體,使農(nóng)產(chǎn)品或食品及農(nóng)用水中產(chǎn)生農(nóng)藥殘留,對人畜健康造成一定威脅。目前漁洞水庫流域內(nèi)每年使用農(nóng)藥539.49噸 (商品量),單位施用量為 17.45kg/公頃[10],遠(yuǎn)高于我國農(nóng)藥施用平均用量2.33kg/公頃,但利用率不足30%,其中約有80%的農(nóng)藥直接進(jìn)入環(huán)境[16]。使用農(nóng)藥造成農(nóng)業(yè)面源污染的主要表現(xiàn):一是在蔬菜、果樹等農(nóng)作物使用禁用農(nóng)藥造成農(nóng)藥殘留超標(biāo);二是施藥器械和方法落后,大部分藥液灑落于土壤表面,形成在土壤中農(nóng)藥殘留;三是用后農(nóng)藥瓶、袋棄置于溝渠邊、池塘旁或施藥后雨水沖洗,部分農(nóng)藥污染水體。因此在土壤和水體中偶爾有殘留農(nóng)藥檢出現(xiàn)象。四是殺滅害蟲的同時也殺死了害蟲的天敵,使害蟲失去自然控制,引發(fā)生態(tài)破壞。
2.1.3 農(nóng)作物秸稈污染現(xiàn)狀與危害
據(jù)調(diào)查測算[10],漁洞水庫流域內(nèi)糧食作物秸稈產(chǎn)生總量為5.76萬噸,其中用作燃料直接焚燒的秸桿約為0.34萬噸,占5.9%,堆放在田間地頭,隨意拋棄和隨意焚燒約為0.05萬噸,占總產(chǎn)生量的0.87%,作為飼料、肥料綜合利用秸桿總量約為5.31萬噸,占總產(chǎn)生量的92.18%。部分農(nóng)戶將秸稈長期棄置堆放或推入河溝、湖中,日曬、雨淋、漚泡引起腐爛,導(dǎo)致秸稈中的有機物進(jìn)入水體造成污染。
2.1.4 農(nóng)膜污染現(xiàn)狀與危害
農(nóng)膜是重要的農(nóng)用物資,對提高農(nóng)作物的產(chǎn)量有重要作用,但農(nóng)田殘膜含有毒性很強的聚氯乙烯,對于作物種子萌芽和種子幼苗生長有損害作用;影響土壤的物理化學(xué)性狀,導(dǎo)致土壤導(dǎo)水力變差,物理性能變差,養(yǎng)分運輸困難等;目前我市大量使用的農(nóng)膜多為不可降解的塑料,農(nóng)田塑料薄膜大多是烯烴類的高分子 (分子量104-106)聚合物,這些農(nóng)膜的相對分子質(zhì)量高達(dá)2萬以上,一般在土壤中的半衰期為100年,自然化解則需要200年以上[17],殘膜的不斷積累,極大的影響了土壤生態(tài)環(huán)境,而且通過各種渠道進(jìn)入水體,造成水質(zhì)惡化。漁洞水庫流域內(nèi)村莊每年地膜用量高達(dá)201.01噸,地膜回收162.56噸左右,回收率為80.87%,但每年仍有近2038.45噸農(nóng)地膜殘存于農(nóng)田土壤中,殘膜率達(dá)19.13%。
漁洞水庫流域內(nèi)具有一定規(guī)模的養(yǎng)殖場共計79家,其余均為散戶養(yǎng)殖,分布在各家各戶。畜禽每年排放 COD 2952噸、總氮520.6噸、總磷186.3噸、氨氮238.8噸,詳見表1。
表1 漁洞水庫流域內(nèi)村莊養(yǎng)殖業(yè)污染物排放量Tab.1 Pollutant emissions of livestock and poultry breeding in Yudong Reservoir area (噸/年)
據(jù)調(diào)查,該區(qū)域有近85%的畜禽糞便得到收集,但多為露天堆放,基本不做無公害處理,直接施于農(nóng)田。這種方式會造成畜禽糞便隨雨水沖淋,地表徑流,進(jìn)入水庫,污染水質(zhì)。
2.3.1 生活廢水排放情況
漁洞水庫流域涉及9個鄉(xiāng)鎮(zhèn)35個村,全分布在農(nóng)村。按農(nóng)村生活污染負(fù)荷核算,農(nóng)村村民人均污水排放量為80升/天、COD排放量16.4克/人·天、總氮排放量5.0克/人·天、總磷排放量0.44克/人·天、氨氮排放量4.0克/人·天,可以概算出漁洞水庫流域村莊一年產(chǎn)生的污染物排放量:污水350多萬噸、排放COD 720噸、總氮220噸、總磷19噸、氨氮176噸,由于該區(qū)域未對生活垃圾和污水未作任何處理,因此生活廢棄物成為漁洞水庫污染物的重要來源,詳見表2。
表2 漁洞水庫流域生活污染物排放量Tab.2 The domestic pollutant emissions of Yudong Reservoir area (噸/年)
2.3.2 生活垃圾排放情況
在漁洞水庫流域村莊,村民產(chǎn)生的生活垃圾隨意堆放。一是徑流區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)中心集鎮(zhèn)、村民生活集中點各種蔬菜腐敗葉、塑料口袋、紙片等生活垃圾隨處堆放;二是徑流區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)中心集鎮(zhèn)、村民生活集中點廢水任意排入河道,這在水磨、龍樹、新街、蘇甲等幾個人口大鎮(zhèn)較為突出;三是在雨季的時候,雨水把村民亂扔的垃圾沖刷進(jìn)周圍的河道。
綜上所述,種植業(yè)污染是漁洞水庫流域面源污染的主要來源,以化肥流失、農(nóng)藥流失、秸稈污染、農(nóng)膜污染為主,畜禽養(yǎng)殖在徑流區(qū)較為普遍,成為徑流區(qū)的重要污染來源。同時,隨著龍樹鎮(zhèn)、水磨鎮(zhèn)和新街鎮(zhèn)等集鎮(zhèn)的發(fā)展,農(nóng)村生活產(chǎn)生的生活污水和生活垃圾的污染貢獻(xiàn)也不容忽視。污染物入河入庫具有明顯的季節(jié)性,在雨季,污染物隨降雨徑流匯入河道,尤其是暴雨情況下,污染物進(jìn)入水庫的污染物就會急劇增加。針對漁洞水庫流域的農(nóng)業(yè)面源污染特征,提出以下對策措施。
3.1.1 種植業(yè)污染源控制措施
漁洞水庫流域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以種植玉米、水稻、馬鈴薯、大豆、蕎子、燕麥等為主,盡管是傳統(tǒng)種植項目,但由于大量的青壯年勞動力外出務(wù)工,為增加農(nóng)作物產(chǎn)量和防治病蟲害,農(nóng)戶對化肥農(nóng)藥地膜等農(nóng)資產(chǎn)品的依賴較嚴(yán)重,又因施肥方法不夠科學(xué),整體施肥水平較差,農(nóng)藥施用不合理,導(dǎo)致化肥農(nóng)藥的流失量較大。
因此,一要針對目前漁洞流域的施肥水平和狀況,推廣平衡配套施肥技術(shù),增施有機肥,控制化肥用量。嚴(yán)格控制化肥特別是氮肥的施用量 (糧食作物化肥總量應(yīng)控制在80kg/畝*年,其中氮肥不能超過40kg/畝*年);鼓勵和引導(dǎo)增施有機肥、生物肥、專用肥、緩釋肥,大力推廣以控制氮、磷流失為主的節(jié)肥增效技術(shù);針對保護(hù)區(qū)施肥技術(shù)落后,肥料品種單一,氮、磷肥施用量偏高,鉀肥施用量不足,肥料利用率低,流失嚴(yán)重的問題,大力推廣測土施肥、配合施肥等先進(jìn)技術(shù),根據(jù)土壤養(yǎng)分的情況,制定合理配方,提高化肥肥效,減少氮肥用量,控制氮磷鉀施用比例達(dá)到 1∶0.45∶0.35,增施硅肥、硼肥等。在雨季,務(wù)必做好水田的保水工作,防止施肥初期的高濃度水溢出田埂,流入地表水,減輕施用化肥造成的面源污染。
二是指導(dǎo)農(nóng)民合理使用農(nóng)藥,禁止銷售和使用對硫磷、甲胺磷等高毒高殘留農(nóng)藥,加大低毒低殘留農(nóng)藥的推廣力度,嚴(yán)格執(zhí)行各種農(nóng)藥的安全間隔期;改進(jìn)農(nóng)藥產(chǎn)品結(jié)構(gòu),使殺蟲、殺菌、除草劑之間的比例更趨合理;采用種子包衣、藥劑拌種、撒施顆粒劑、定向噴霧的施藥技術(shù),加快普及推廣防蟲網(wǎng)、性誘誘殺、黃板籃板誘殺、頻振殺蟲燈等先進(jìn)技術(shù)。
三是做好廢舊地膜以及秸稈的回收、利用工作,制定相關(guān)政策鼓勵相關(guān)生產(chǎn)廠家在漁洞水庫流域內(nèi)以村為單位內(nèi)設(shè)置廢舊薄膜、秸稈回收點,盡量將廢舊薄膜和秸稈回收、利用。大力推廣青儲飼料技術(shù),青儲飼料是指青綠飼料經(jīng)控制發(fā)酵而制成的飼料,提高秸稈利用率。
3.1.2 畜牧業(yè)污染源控制措施
據(jù)相關(guān)部門統(tǒng)計,水庫徑流區(qū)內(nèi)具有一定規(guī)模的養(yǎng)殖場共計79家,以養(yǎng)殖肉雞、牛、羊、豬為主,養(yǎng)殖方式多為集中圈養(yǎng),糞便收集后出售給周圍的農(nóng)戶還田作為農(nóng)田肥料。糞便收集和處理方式較為簡單粗放。有些規(guī)模較小的養(yǎng)殖戶將畜禽糞便隨意露天堆放,隨雨水流入周邊河道,進(jìn)入水庫污染水體。因此,必須杜絕畜禽糞便隨意露天堆放的情況,按照國家相關(guān)條例及規(guī)范,對徑流區(qū)的養(yǎng)殖戶的畜禽糞便處理采取“一池三改”即沼氣建池與改圈、改廁、改廚相結(jié)合,使人、畜糞便、廚房污水均進(jìn)入沼氣池的方式,強化資源利用,加快畜禽養(yǎng)殖場排放的畜禽糞便、污水的無害化處理。
此外,當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)牧主管部門應(yīng)向徑流區(qū)的養(yǎng)殖大戶提供畜禽養(yǎng)殖廢棄物綜合利用培訓(xùn)、指導(dǎo)和服務(wù),宣傳國家相關(guān)政策,鼓勵和協(xié)助養(yǎng)殖大戶申請國家補助,同時加大對養(yǎng)殖戶環(huán)境保護(hù)設(shè)施的監(jiān)督管理,保證各項處理措施落實到位。
農(nóng)村生活污染源主要包括農(nóng)村生活污水和生活垃圾,隨著漁洞水庫流域內(nèi)集鎮(zhèn)的發(fā)展,農(nóng)村生活污水和生活垃圾排放量愈來愈大。生活用水主要用于人畜飲用、洗衣被、洗菜等,產(chǎn)生的生活污水部分回用,如洗菜、洗碗水再喂牲口,其余富含洗滌劑洗滌水、圈廁洗滌水等外排,目前除新街鎮(zhèn)在建污水處理廠和污水收集系統(tǒng)外,其他鄉(xiāng)鎮(zhèn)尚無污水收集與處理設(shè)施。生活垃圾隨意丟棄,缺少垃圾堆放點和垃圾清運設(shè)備,造成環(huán)境衛(wèi)生臟亂差,甚至有些村民將垃圾倒入河流中沖走,嚴(yán)重污染地表水水質(zhì)。
因此,建立完善的垃圾和污水收集處理系統(tǒng)至關(guān)重要。垃圾采用“戶分類、組收集、村轉(zhuǎn)運、鄉(xiāng)鎮(zhèn)處理”的模式,每戶發(fā)放垃圾桶 (袋),建設(shè)垃圾房,村鎮(zhèn)合理配置保潔員,保證每家每戶產(chǎn)生的垃圾都能及時清理、安全處置。農(nóng)村生活污水采用集中處理和分散處理的方式,在人口密集的集鎮(zhèn)和農(nóng)戶集中居住的自然村對生活污水收集后進(jìn)行集中處理,分散處理則充分利用“一池三改”,將污水排入沼氣池,從池中流出的污水再經(jīng)過土壤-植物系統(tǒng)進(jìn)行凈化,處理后的排水還可回用,達(dá)到凈化水質(zhì)、節(jié)約水資源的目的。
充分利用各種媒體,通過科普和大眾媒體,加強教育和培訓(xùn),讓農(nóng)民了解化肥利用率不高和不合理施肥是農(nóng)業(yè)面源污染的源頭之一,讓人們清楚地認(rèn)識到水資源短缺,水污染的嚴(yán)重性和危害性以及保護(hù)水資源的重要性,提高全民對農(nóng)業(yè)面源污染的認(rèn)識和自覺參與防治污染的意識,引導(dǎo)和規(guī)范農(nóng)民的生產(chǎn)生活行為方式,確實有效地保護(hù)水庫及周邊環(huán)境,鼓勵企業(yè)和農(nóng)民采取環(huán)境友好技術(shù)以實現(xiàn)減少農(nóng)業(yè)面源污染和促進(jìn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施。在政策保障方面,要研究與面源污染控制相關(guān)的生態(tài)補償政策、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型政策、稅收調(diào)控政策等,并逐步開展試點和示范。
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