龐莊水庫水源地村落畜禽糞便污染調(diào)查與分析

武拴平

（太谷縣龐莊水庫管理處，山西 太谷 030800）

我國城市飲用水水源安全形勢嚴(yán)峻，局部地區(qū)的連續(xù)干旱，降雨量不均造成水庫庫存量不穩(wěn)定，影響城市供水，給城鎮(zhèn)居民生活造成影響，城市供水短缺也制約了城市的整體發(fā)展；城市水域也不樂觀，水體富營養(yǎng)化，水性疾病種類明顯增加，且發(fā)病率也逐年升高，水域污染已經(jīng)威協(xié)到人們的身體健康。由于水域監(jiān)控系統(tǒng)不完善，應(yīng)對飲用水污染的應(yīng)急能力不足，很容易造成飲用水污染[1]。城市飲用水安全受到社會高度關(guān)注，而城市飲用水水源地安全更是飲用水安全的重中之重。

太谷縣龐莊水庫地處山西太行山脈，主要為烏馬河流經(jīng)城鎮(zhèn)的陽邑鄉(xiāng)、候城鄉(xiāng)、太谷城、水秀鄉(xiāng)、北汪鄉(xiāng)提供飲用水，已代替地下水供給成為主要的飲用水源地。龐莊水庫主要水源由降雨和山泉水組成[2]。降雨經(jīng)水庫水生態(tài)自我調(diào)控和修復(fù)，達(dá)到國家級飲用水標(biāo)準(zhǔn)；山泉水源于支流的各個水系，水質(zhì)超過國家級飲水安全標(biāo)準(zhǔn)，庫區(qū)水質(zhì)符合國家級飲用水標(biāo)準(zhǔn)。

由于地方政府鼓勵，山區(qū)農(nóng)民大力發(fā)展養(yǎng)殖業(yè)[3]。形成了靠山吃山，粗獷型放養(yǎng)禽畜的養(yǎng)殖模式，導(dǎo)致水源地河流附近產(chǎn)生太量糞便，增加了水源地水源的有機(jī)物污染，使飲用水富營養(yǎng)化，嚴(yán)重時會打破水環(huán)境生態(tài)平衡，催毀水庫生態(tài)自我調(diào)節(jié)和恢復(fù)能力，造成不可修復(fù)的污染后果。

1 區(qū)域畜禽信息調(diào)

為明確龐莊水庫上游各流經(jīng)村落畜禽存欄現(xiàn)狀，便于分析水源地有機(jī)污染源原因，共調(diào)查距庫區(qū)10 km范圍內(nèi)，地表徑流區(qū)域的4個支流內(nèi)的22個村落，詳細(xì)調(diào)查結(jié)果見表1。

表1 龐莊水庫4條支流調(diào)查的村落

主要調(diào)查了各村離水庫距離及豬、牛、羊、雞的存欄情況，見表2。其中牛、雞、羊以散養(yǎng)為主，在莊頭村和南莊村為散養(yǎng)，其它村落豬為圈養(yǎng)。

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，水源地內(nèi)養(yǎng)豬的村落離庫區(qū)較遠(yuǎn)，在5 km以外的支流上；養(yǎng)羊的村落零星分布，養(yǎng)牛的主要集中在黑峰支流。各村落養(yǎng)雞比較零散，黑峰支流個別村落建有小規(guī)模雞舍，養(yǎng)殖水平較高。距離庫區(qū)水源地越遠(yuǎn)畜禽存欄量增加，特別是牛和羊的數(shù)量占絕對優(yōu)勢。

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，各支流畜禽存欄，羊最多，達(dá)到2800頭，依次是雞2 540只，牛442頭，豬296頭。同時2016年沿村整改后，官寨養(yǎng)羊和豬下降為0；窯子頭養(yǎng)雞場經(jīng)整改養(yǎng)雞量為0，但有零星養(yǎng)殖；楊莊經(jīng)整改養(yǎng)羊量為0，沿主干流的村落經(jīng)整改取得了一定的效果。

2 污染分析

2.1 糞和尿的年排泄量

將牛、豬、羊、家禽，采用以下計算方法:存欄量×年排泄量，可獲取畜禽的糞、尿排泄總量，其中，各畜禽日排泄量(以濕基為標(biāo)準(zhǔn))采用國家環(huán)境保護(hù)總局公布的數(shù)據(jù)，詳見圖1。年排泄物污染物中羊和豬的糞便污染物最多，每年可達(dá)2 660 t；其次是豬的，達(dá)到2 160.8 t。尿的排泄豬最多，每年可達(dá)到1 080.4 t，其次是牛的達(dá)到了290.3 t。

表2 各村畜禽存欄情況

從圖2可以看出，豬的各項污染指標(biāo)最重，依次是牛，再次是羊，雞。特別豬產(chǎn)生的各項污染指標(biāo)都高，CODcr每年產(chǎn)生73.47 kg，BOD達(dá)到57.34 kg，TN污染達(dá)到了18.09 kg。

圖1 畜禽糞、尿排泄物年排泄量

圖2 畜禽BOD5 CODcr NH3－N TP TN污染量

按水質(zhì)分類標(biāo)準(zhǔn)飲用水屬于Ⅱ類水，主要適用于集中式生活飲用水，根據(jù)龐莊水庫庫容991萬m3，將污染物與庫存水量相比可得每1L水污染物含量，與國家II類水污染標(biāo)準(zhǔn)相比，污染水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國家二類水污染指標(biāo)。由此可知雖然龐莊水庫上游水系村落存在畜禽污染源，但污染水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于II類水標(biāo)準(zhǔn)，龐莊水庫水源地安全屬于安全飲用水級別。污染指標(biāo)見表3。

表3 各項污染指標(biāo) 單位：mg·L－1

3 討論和結(jié)論

3.1 污染物的危害

畜禽糞便中公認(rèn)的污染物質(zhì)包括懸浮物、沉積物、有機(jī)質(zhì)、微生物，以及N、P、K及其它養(yǎng)分[4]。

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，水體污染主要來源于糞便中氮、磷隨雨水地表徑流進(jìn)入河流；畜糞便貯存時氮、磷養(yǎng)分的隨地表水滲漏，容易污染地下水；更甚者污染物未經(jīng)處理直接排入水體，隨各支流進(jìn)入水庫。據(jù)資料顯示，地下水污染后很難快速恢復(fù)，在自然情況下，估計300年恢復(fù)到飲用水水平。這地下水下從各支流泉眼流入水庫，進(jìn)而造成持久性的污染。

水庫富營養(yǎng)化是因N、P、物質(zhì)量增加，導(dǎo)致水體藻類微生物生長發(fā)育，進(jìn)而影響水質(zhì)和水庫水生生態(tài)系統(tǒng)。畜禽糞中存在以無機(jī)氮和有機(jī)氮兩種形式，無機(jī)氮易溶于水能直接被植物的根系吸收用于生長，土壤中的有機(jī)氮隨時間的推移能逐漸形成無機(jī)氮[3]。無機(jī)氮有NH4+和NO3+兩種形態(tài)，硝態(tài)氮是地下水的主要污染物。氨態(tài)氮在水源地地表水中的標(biāo)準(zhǔn)是0.2 mg/L，超標(biāo)會對魚類造成毒害；而氨態(tài)氮的毒性與水的PH相關(guān)聯(lián)，安全PH值為6.5～8.5，低于6.5肥效不能正常發(fā)揮優(yōu)勢，氨氮、硫化氫等毒性增大，氨態(tài)氮的毒性標(biāo)準(zhǔn)降低為0.1 mg/L，超過時魚類將致死[5]。當(dāng)水體中的含氮量過高，就會造成水體的富營養(yǎng)化，對水體造成污染。水體富營養(yǎng)化，能促使水中藻類瘋長，與水體中的魚類、貝類等其他生物爭奪陽光、氧氣和空間，水中微生物和其它生物的氧氣供給受到限制，嚴(yán)重威脅水生物生存，水源生態(tài)平衡被破壞，不利于水源生態(tài)安全的自我調(diào)節(jié)。如果長期飲用硝態(tài)氮含量超標(biāo)的水源，極易患癌癥；6個月以下的新生兒能增加高鐵血紅蛋白癥的發(fā)病率，身體健康難以保障。

磷是造成大多數(shù)水源地富營養(yǎng)化的主要因素。畜禽糞便中的磷元素以顆粒態(tài)和溶解態(tài)的形式存在于糞便中，水流侵蝕的土壤部分所吸附大多數(shù)磷，在與地表徑流作用的土表含有豐富的可溶態(tài)的磷[6]。正是由于侵蝕和滲透作用，磷會進(jìn)入水體，逐步使水源富營養(yǎng)化。磷會加速水源生態(tài)中藻類和雜草的生長，使水中溶氧量下降，導(dǎo)致水生生物的死亡，破壞水源生態(tài)平衡，嚴(yán)重污染水源。

畜禽糞便含銅、砷、鐵等有毒重金屬元素，主要存在于糞便固液分離后的固體中。通過雨水沖刷，這些糞便的有毒元素就會隨著地表徑流在水庫中大量積累，對水質(zhì)造成極大的危害。不僅如此，畜禽糞便中也含有很多細(xì)菌，這些細(xì)菌隨著糞便進(jìn)入水庫后，能在水庫中存活數(shù)個月，通過供水管道流入飲用水中，會嚴(yán)重影響人們的身體健康，對人體造成損害[7]。

3.2 畜禽糞便污染物的對策

3.2.1 立法保護(hù)

國家環(huán)?？偩趾蛧屹|(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局在2001年12月28日頒布了《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18596-2001），于2003年1月1日開始實(shí)施[8]。標(biāo)準(zhǔn)明確指出，養(yǎng)豬場每100 ml糞便懸浮物低于80個才能達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)，需氧量和氨、氮去除率更嚴(yán)格。水源地飲用水安全問題直接關(guān)系到城鎮(zhèn)居民的健康安全問題，同時水源地污染也涉及社會安定的問題，一方面除法律約束外，另一方面也需要各媒體加強(qiáng)水源地保護(hù)意識的宣傳和推廣工作，積極配合水庫管理部門對影響水源地安全的治理工作，達(dá)到思想上和行動上的和諧和統(tǒng)一。

3.2.2 保護(hù)水源與扶貧同步進(jìn)行

由于山區(qū)村落經(jīng)濟(jì)收入的局限性，各地方政府又有扶貧脫困的壓力，大力發(fā)展畜牧業(yè)成為扶貧的主要方式[9]，所以從政府層面正確引導(dǎo)山區(qū)脫貧致富，合理解決保護(hù)水源與地方脫貧的矛盾。

3.2.3 將粗獷型放養(yǎng)模式向集約型圈養(yǎng)過渡

調(diào)查表明，牛、羊、豬的放養(yǎng)，一方面破壞了山區(qū)林地及草甸，對水土保持有直接的破壞作用，增加了地表徑流，易破壞土表結(jié)構(gòu)；另一方面糞、尿下滲影響地下水水質(zhì)。所以向科學(xué)集約型圈養(yǎng)過渡，可有效減少畜禽排泄物的污染。

4 結(jié)語

規(guī)?；?、集約化畜禽養(yǎng)殖，可以對畜禽糞便進(jìn)行發(fā)酵、腐熟的后續(xù)處理，轉(zhuǎn)化為有機(jī)肥，產(chǎn)生新的應(yīng)用價值。太谷縣龐莊水庫飲用水水源地供水對象是太谷縣城，涉及人口眾多，具有高度的敏感性，在滿足水質(zhì)合格、水量有保障要求的同時，應(yīng)保障飲用水安全。水庫水源地存欄畜禽對飲用水源地造成了一定的污染，經(jīng)過2016—2017年的治理，一些村落已收到良好的效果，但距離水源地10 km的上游支流，仍存在較多的潛在污染源。目前雖未給水質(zhì)安全帶來嚴(yán)重的后果，應(yīng)引起相關(guān)部門的足夠重視，實(shí)現(xiàn)水源安全的長治久安。