珠三角四市農(nóng)業(yè)面源污染源解析與評價

夏麗佳，余慕琴，嚴 萌，姜 宇，熊 靜

(1.珠江水利委員會珠江水利科學研究院，廣東 廣州 510610；2.廣州禺山水務勘測設計股份有限公司，廣東 廣州 511488)

1 材料與方法

1.1 原始數(shù)據(jù)來源

本文采用的耕地(水田，旱地)、農(nóng)作物、林業(yè)、果園、畜禽、水產(chǎn)、農(nóng)村生活、農(nóng)村人口等基礎數(shù)據(jù)選自2018年廣州、東莞、深圳及佛山四市統(tǒng)計年鑒[6-9](表1)。

表1 2018年珠三角四市農(nóng)業(yè)統(tǒng)計數(shù)據(jù)

本文采用的各市地表水資源數(shù)據(jù)選自2018年廣州市、東莞市、深圳市和佛山市水資源公報[10-13]。

1.2 排污系數(shù)選擇

本文農(nóng)業(yè)用地、畜禽、水產(chǎn)行業(yè)和農(nóng)村生活產(chǎn)污排污系數(shù)均引自文獻[14]。

1.3 污染物等標排放量

(1)

Da的物理意義是將Qa數(shù)量的污染物稀釋到所執(zhí)行的評價標準，所需純凈水的體積。進而計算污染源和污染物的等標負荷比(率)，反映了各污染物對地表水環(huán)境影響程度，計算公式如下：

1.4 污染風險分析

農(nóng)業(yè)面源污染入河i污染物濃度=(該污染物絕對實物排放量×入河系數(shù))/該地區(qū)地表水資源總量。本文采用《全國水環(huán)境容量核定指南》的入河系數(shù)，農(nóng)田系數(shù)0.1，畜禽養(yǎng)殖系數(shù)0.6，水產(chǎn)養(yǎng)殖系數(shù)0.4，農(nóng)村生活系數(shù)0.7。

(3)

式中P——內(nèi)梅羅綜合水質指數(shù)；(Ci/Si)max——單項水質指數(shù)的最大值；(Ci/Si)ave——水質指數(shù)的平均值。

具體評價標準見表2[18]。

表2 內(nèi)梅羅綜合水質指數(shù)評價標準

1.5 污染物排放強度

采用污染物排放強度能夠反映出該地區(qū)單位面積的污染物排放量，其計算公式為[4]：

(4)

式中 EL——農(nóng)業(yè)面源污染物的排放強度；E——農(nóng)業(yè)面源污染物的實物排放量；AL——區(qū)域面積。

2 結果與分析

2.1 珠三角四市農(nóng)業(yè)面源污染總量

表3 珠三角四城市農(nóng)業(yè)面源污染物行業(yè)來源情況

表4 珠三角四市畜禽養(yǎng)殖行業(yè)污染物來源情況

2.2 珠三角四市農(nóng)業(yè)面源污染源評價

圖1 珠三角四市各類農(nóng)業(yè)面源污染物排放量及等標排放率

2.3 珠三角四市農(nóng)業(yè)面源污染風險分析

根據(jù)內(nèi)梅羅綜合水質指數(shù)評價標準(表5)，四市之間污染程度區(qū)別明顯，深圳市和東莞市為輕度污染，水質綜合指數(shù)為1.2和1.6；而廣州市和佛山市均為嚴重污染，水質綜合指數(shù)達到4.1和4.8。綜上所述，佛山市最為嚴重，是四市中農(nóng)業(yè)面源污染最為嚴重的區(qū)域。

表5 珠三角四市農(nóng)業(yè)面源污染水質濃度與水質指數(shù)

2.4 農(nóng)業(yè)面源污染排放強度

圖2 珠三角四市農(nóng)業(yè)面源污染排放強度

2.5 農(nóng)業(yè)面源污染物的削減潛力分析

若珠三角四市農(nóng)業(yè)面源污染物排放按照DB 4426—2001《廣東省污水綜合排放標準》、GB 8978—1996《污水綜合排放標準》、GB 18918—2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》的相關標準綜合執(zhí)行，珠三角四市COD削減總量達121.3萬t，其中廣州市62.3萬t，佛山市59萬t；TN削減量達10.8萬t，其中廣州市5.7萬t，佛山市5.1萬t；TP削減量達2.8萬t，其中廣州市TP削減量1.6萬t，佛山市1.2萬t。綜上所述，主要削減城市為廣州市和佛山市，而深圳市和東莞市農(nóng)業(yè)面源污染物現(xiàn)有水質均能達標排放，這與其農(nóng)業(yè)生產(chǎn)情況有較大關系。深圳市作為中國第一個實現(xiàn)城鎮(zhèn)化100%的城市，不存在農(nóng)村人口且其農(nóng)村產(chǎn)業(yè)占比極低，產(chǎn)污量為四市最少；東莞市是除深圳市外，在農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)方面占比最低的城市，農(nóng)業(yè)面源污染相對較低；而廣州市、佛山市在畜禽、水產(chǎn)養(yǎng)殖行業(yè)體量大，且其農(nóng)村人口均遠遠高于深圳、東莞兩市，貢獻了超過60%的污染物排放總量。整體來看，廣州市與佛山市在污染物削減量上接近，但依據(jù)噸水污染物排放情況，廣州市地表水資源總量為佛山市2倍，佛山的污染程度遠高于廣州市，需提高污染防治意識。

3 討論

對廣州、東莞、深圳及佛山四市綜合農(nóng)業(yè)面源污染排放情況分析發(fā)現(xiàn)，廣州市與佛山市農(nóng)業(yè)面源污染較為嚴重，深圳市因無農(nóng)村生活污染源和區(qū)域面積較小，綜合農(nóng)業(yè)面源污染較輕；同樣，東莞市因畜禽養(yǎng)殖體量、區(qū)域面積較小，綜合農(nóng)業(yè)面源污染同樣較輕。因此，廣州市、東莞市和佛山市均屬于生產(chǎn)與生活復合型污染，而深圳市屬于單一生產(chǎn)型污染。

從污染源分析，畜禽養(yǎng)殖業(yè)為珠三角四市最主要的污染源，其次為水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)。這一結果與多數(shù)城市研究結果略有不同[19]。這可能是因為珠三角四市地處臨海，水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)較內(nèi)陸城市發(fā)達，同時也說明珠三角四市的農(nóng)業(yè)面源污染問題應著重于畜禽養(yǎng)殖業(yè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖的治理，而家禽養(yǎng)殖作為畜禽養(yǎng)殖業(yè)的主體污染物排放源，亟須受到重視。農(nóng)業(yè)農(nóng)村部韓長斌[20]提出了“在現(xiàn)有基礎上堅持源頭減量、過程控制、末端利用”的畜禽養(yǎng)殖污染治理路徑。其中源頭減量主要以采用新技術，新設備和新工藝最大限度地降低糞便產(chǎn)量；過程控制則是應重視糞污綜合收集及管理，達到在污水處理廠集中處理處置并達標排放的目的；末端利用是減少畜禽養(yǎng)殖業(yè)面源污染的最終目標及目的，將糞便收集后制作為有機肥料，建立到畜禽養(yǎng)殖資源化利用的生態(tài)循環(huán)養(yǎng)殖體系。而水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)與畜禽養(yǎng)殖業(yè)同樣可遵循“源頭減量、過程控制、末端利用”的治理路徑。地方政府應及時合理建立及完善相關行業(yè)的環(huán)境保護、監(jiān)管體系。養(yǎng)殖戶應將環(huán)境保護理念貫徹到養(yǎng)殖的各個環(huán)節(jié)，形成環(huán)境友好型的科學養(yǎng)殖方法。從污染源指標分析，COD、TN和TP是珠三角四市農(nóng)業(yè)面源污染的主要污染因子。珠三角四市地處珠江入?？谔?，近年來珠江口的富營養(yǎng)化問題嚴重，赤潮頻發(fā)，長久以此甚至致使近岸海洋生態(tài)環(huán)境被破壞。對此，亟需控制COD、氮和磷的入河量[21]。因此，四市需重點針對畜禽養(yǎng)殖業(yè)的COD排放采取上述減量政策，而對于氮磷的減量，農(nóng)村生活和種植業(yè)是重點治理對象。其中，農(nóng)村生活減量減排優(yōu)化大致分為收集方式、處理技術和建設方式。收集方式應執(zhí)行于鎮(zhèn)級管網(wǎng)收集、村級集中收集和散戶分散收集的模式；處理技術方面實行因地制宜方式，在采用傳統(tǒng)脫氮除磷方法的同時，后段添加人工濕地技術進一步削減污染物；同時考慮經(jīng)濟性因素，農(nóng)村生活污水處理規(guī)模一般較低，應采用一體化設備為主的策略[22]。種植業(yè)同樣作為磷的主要來源之一，珠三角四市的平均化肥施用強度為291.49 kg/hm2，比防止水體污染化肥使用安全上限(225 kg/hm2)高出30%。同時四市化肥折純率僅為50%，導致化肥利用率差，間接增大了氮磷的排放量。因此，在種植業(yè)方面，應該采用畜禽養(yǎng)殖業(yè)末端利用所制成的有機肥與氮磷肥混合施入的方法，實現(xiàn)化肥施用精確控制[23]。同時，建設配套農(nóng)田灌溉溝渠系統(tǒng)，將生態(tài)養(yǎng)殖與農(nóng)田灌溉結合起來構成循環(huán)利用體系。

值得一提的是，雖然佛山市農(nóng)業(yè)面源各類污染物排放總量位居珠三角四市第二，但水資源總量僅為廣州市的48%，污染物排放強度為427.42 kg/hm2，是廣州市的1.5倍，居四市之首。分析發(fā)現(xiàn)，與該市的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結構有很大關系，其畜禽、水產(chǎn)養(yǎng)殖行業(yè)污染源的排放貢獻率超過50%。鑒于水資源總量較小，佛山市需針對畜禽、水產(chǎn)養(yǎng)殖行業(yè)進行產(chǎn)業(yè)結構調整及污染防治治理，從源頭減少污染物產(chǎn)生，淘汰限制傳統(tǒng)的規(guī)模以下養(yǎng)殖戶，優(yōu)化資源配置，合并重組規(guī)模以下養(yǎng)殖戶往規(guī)模以上養(yǎng)殖場轉變，加強規(guī)模以上養(yǎng)殖場污染防治措施，因地制宜實現(xiàn)污染物資源化利用[24]。

4 結論