沈陽市農(nóng)村面源污染特征分析及治理對策

曹小磊 許翼 荊勇 王泳璇 張麗君 苗永剛

(沈陽環(huán)境科學(xué)研究院，遼寧 沈陽 110167)

引言

水環(huán)境污染是制約中國及全球社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重大問題之一，隨著點源污染的逐步控制，部分水體水質(zhì)呈好轉(zhuǎn)趨勢，但流域面源污染問題成為進(jìn)一步改善水環(huán)境質(zhì)量的瓶頸。面源污染因其來源復(fù)雜、涉及范圍廣、控制難度大，在很多地區(qū)面源污染成為水環(huán)境污染的首要來源，科學(xué)認(rèn)識、定量評價并有效控制面源污染，是實現(xiàn)水環(huán)境質(zhì)量改善的重要途徑[1]。

沈陽市在“十三五”期間針對河流水環(huán)境污染問題，以城市污水治理為重點，兼顧農(nóng)村地區(qū)面源污染治理，全力推進(jìn)水污染防治工作，水環(huán)境質(zhì)量得到了有效改善。然而隨著點源污染的逐步治理控制，面源污染誘發(fā)的地表水污染問題日益突出，影響區(qū)域社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展[2]。在開展農(nóng)業(yè)面源污染治理的同時，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對沈陽市農(nóng)業(yè)面源污染的污染源特征和空間特征分析，對制定農(nóng)村面源污染治理方案、改善農(nóng)村水環(huán)境質(zhì)量具有重要的現(xiàn)實意義。

1 沈陽市農(nóng)業(yè)面源排放特征分析

1.1 農(nóng)村生活生產(chǎn)現(xiàn)狀

根據(jù)沈陽市統(tǒng)計年鑒，沈陽市2019年農(nóng)村人口264.31萬人。2019年畜禽養(yǎng)殖行業(yè)生豬年末出欄量為318.06萬頭，牛年末出欄量82.82萬頭，大牲畜年末出欄量93.28萬頭，羊年末出欄量70.62萬只，禽類年末出欄量8698萬只，水產(chǎn)品產(chǎn)量21.08萬t。農(nóng)業(yè)種植方面，2019年沈陽市播種面積68.05萬hm2，其中糧食播種面積54.60萬hm2；化肥使用量(折純量)19.95萬t，其中氮肥7.27萬t，磷肥1.36萬t，鉀肥2.29萬t，復(fù)合肥9.03萬t。

1.2 農(nóng)村面源污染解析

農(nóng)村生活和農(nóng)業(yè)面源污染采用排污系數(shù)法對污染負(fù)荷進(jìn)行核算[3]，具體各污染源的計算方法如表1所示，畜禽養(yǎng)殖和水產(chǎn)養(yǎng)殖應(yīng)考慮不同品種的排污系數(shù)分別進(jìn)行計算，然后將各品種的污染物排放量相加[4]。在面源污染物計算過程中，涉及到的化肥施用折純量、畜牧養(yǎng)殖數(shù)量、人口數(shù)來自《沈陽統(tǒng)計年鑒》。由于第二次全國污染源普查的產(chǎn)排污系數(shù)暫未發(fā)布，因此，本文仍采用第一次全國污染源普查的產(chǎn)排污系數(shù)對農(nóng)村農(nóng)業(yè)面源的污染物排放進(jìn)行估算。

表1 農(nóng)業(yè)面源污染物排放計算方法

通過對沈陽市農(nóng)村面源污染排放量進(jìn)行核算，沈陽市農(nóng)村農(nóng)業(yè)COD、總氮、氨氮、總磷的排放量分別為14.78萬t、0.87萬t、1441.86t和1376.34t。其中各項污染物的污染源占比情況如圖1所示。畜禽養(yǎng)殖污染物排放占比最大，各項污染物指標(biāo)均在70%以上，其次是農(nóng)村生活和水產(chǎn)養(yǎng)殖污染排放，農(nóng)業(yè)種植污染占比相對較小。

圖1 農(nóng)業(yè)面源污染源結(jié)構(gòu)分析

1.3 農(nóng)業(yè)面源污染空間分析

對沈陽市各區(qū)縣的農(nóng)業(yè)面源污染排放量進(jìn)行統(tǒng)計分析，結(jié)果如圖2所示，可以看出沈陽市遼中區(qū)農(nóng)業(yè)面源污染排放量最高，COD、氨氮、總氮和總磷的排放量分別占沈陽市農(nóng)業(yè)面源污染物總排放量的33.27%、32.64%、29.71%和28.38%；其次是新民市和法庫縣，各項污染占比均在20%以上和12%以上；再次是蘇家屯區(qū)、沈北新區(qū)和康平縣，各項污染物排放量占全市農(nóng)業(yè)面源污染物排放量的8%左右。根據(jù)沈陽市農(nóng)業(yè)面源污染源解析可知，畜禽養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)生的農(nóng)業(yè)面源是目前沈陽市農(nóng)業(yè)面源的主要污染源，從各區(qū)縣的農(nóng)業(yè)面源排放情況也可以看出，畜禽養(yǎng)殖業(yè)比較集中的遼中區(qū)、法庫縣和新民市，農(nóng)業(yè)面源污染排放量占比也相對較大。畜禽養(yǎng)殖污染物排放是影響沈陽市農(nóng)業(yè)面源污染的主要問題。

圖2 沈陽市農(nóng)業(yè)面源污染排放空間分布情況

2 沈陽市農(nóng)村污染問題分析

2.1 畜禽養(yǎng)殖排污管控較弱

根據(jù)污染源污染物排放分析結(jié)果可知，畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)生的污染物占到全市農(nóng)村面源污染的70%以上，農(nóng)業(yè)面源污染問題突出表現(xiàn)在畜禽養(yǎng)殖污染。養(yǎng)殖場布局不合理，受土地等因素制約，以及過去畜牧業(yè)片面注重發(fā)展等歷史遺留共性問題，部分養(yǎng)殖場選址位于環(huán)境敏感區(qū)域，緊鄰水源區(qū)、重點河流等。畜禽養(yǎng)殖結(jié)構(gòu)不合理，在沈陽市畜禽養(yǎng)殖業(yè)中，小規(guī)模及分散養(yǎng)殖占有相當(dāng)大的比重，而這類群體由于環(huán)保意識較差、投入能力較弱等原因，造成企業(yè)環(huán)保設(shè)施不達(dá)標(biāo)，部分養(yǎng)殖散戶無環(huán)保設(shè)施，畜禽糞便隨意堆放，糞尿污水直接排入附近河道，對水環(huán)境造成污染。沈陽市畜禽糞污處理設(shè)施配備不完善，畜禽養(yǎng)殖廢棄物資源化利用水平仍較低，2018年沈陽市禽糞污綜合利用率為76%，規(guī)模化養(yǎng)殖場糞污處理設(shè)施裝備配套率為87.71%，規(guī)?；韵碌酿B(yǎng)殖戶糞污處理設(shè)施裝備配套率僅為39.64%。

2.2 農(nóng)村生活污水處理率低

農(nóng)村地區(qū)居民生活污水收集處理存在以下主要問題。污水處理設(shè)施建設(shè)滯后,2019年沈陽市已開展生活污水收集處理的行政村占比為22.71%，還存在較大的上升空間。管網(wǎng)覆蓋度較低，農(nóng)村地區(qū)人口居住分散，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較低，而管網(wǎng)建設(shè)所需資金投入較高，使得沈陽市農(nóng)村地區(qū)管網(wǎng)覆蓋度較低，普遍存在管網(wǎng)未入戶等情形，污水來源無法保證，造成污水處理設(shè)施閑置。設(shè)施運行維護(hù)配套保障度低，沈陽市大部分農(nóng)村地區(qū)污水處理設(shè)施運行費用來源以政府補貼為主，村內(nèi)自籌為輔，導(dǎo)致農(nóng)村污水處理設(shè)施運行維護(hù)資金保障度低，存在設(shè)施維修不及時、設(shè)備故障、處理設(shè)施空置等情況，降低了污水處理設(shè)施的運行效果。在推進(jìn)農(nóng)村生活污水處理設(shè)施建設(shè)和開展運行監(jiān)管工作中，沈陽市大部分地區(qū)責(zé)成轄區(qū)生態(tài)環(huán)境部門直接承擔(dān)設(shè)施建設(shè)和運行管理工作，導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境部門缺乏建設(shè)經(jīng)驗影響設(shè)施建設(shè)效果，又因負(fù)責(zé)運行不能切實履行環(huán)保監(jiān)管職責(zé)。

2.3 化肥施用量偏高

據(jù)統(tǒng)計部門數(shù)據(jù)顯示，沈陽市2019年單位面積化肥施用量為293kg·hm-2，略低于全國平均水平的320kg·hm-2，然而遠(yuǎn)超出世界平均水平的149kg·hm-2。相對于東北地區(qū)的土壤肥力和種植結(jié)構(gòu)，以及種植規(guī)律，沈陽農(nóng)業(yè)化肥施用量相對偏高?；屎娃r(nóng)藥的過量使用，容易造成流域面源污染風(fēng)險。此外，沈陽市部分水系存在河灘地農(nóng)業(yè)種植活動，過量施用的農(nóng)藥和化肥直接進(jìn)入河流，對河流水質(zhì)造成一定的影響。

2.4 西北部地區(qū)水土流失

沈陽市西北部地區(qū)臨近科爾沁沙地東南緣，受科爾沁沙漠和自然氣候以及濫墾亂伐、過度放牧等人為因素影響，沈陽市西北地區(qū)遼河沿岸土地沙化現(xiàn)象較為突出，水土流失問題較為嚴(yán)重。根據(jù)水利普查數(shù)據(jù)顯示，沈陽市水土流失面積為2079.51km2，占全市國土面積的16.17%。其中水力侵蝕主要分布在康平縣、法庫縣中部和東部，風(fēng)力侵蝕主要分布在康平縣、法庫縣西北部平原地區(qū)，以及新民市、遼中區(qū)柳河流域。土壤中吸附性污染物隨著水土流失進(jìn)入河道、湖泊，對水體環(huán)境質(zhì)量造成污染。

3 沈陽市農(nóng)村面源污染治理對策建議

3.1 畜禽養(yǎng)殖污染防控

畜禽養(yǎng)殖為農(nóng)村農(nóng)業(yè)面源污染物的主要來源。應(yīng)以遼中區(qū)、新民市、法庫縣等養(yǎng)殖業(yè)較發(fā)達(dá)地區(qū)為重點，全面落實畜禽養(yǎng)殖行業(yè)的污染治理工作。嚴(yán)格落實“禁養(yǎng)區(qū)”管理規(guī)定，實施禁養(yǎng)區(qū)內(nèi)養(yǎng)殖企業(yè)、養(yǎng)殖戶退出；堅持以地定畜、以種定養(yǎng)，統(tǒng)籌考慮環(huán)境承載能力，優(yōu)化調(diào)整畜牧業(yè)生產(chǎn)布局[5]；持續(xù)推進(jìn)畜禽糞污資源化利用設(shè)施建設(shè)，引導(dǎo)養(yǎng)殖場按照最新標(biāo)準(zhǔn)改造升級，同時加大有機(jī)肥生產(chǎn)企業(yè)的支持力度，逐步實現(xiàn)糞污資源化利用；針對分布廣、排污量較大的規(guī)?；韵滦笄蒺B(yǎng)殖戶排污問題，鼓勵和扶持個體養(yǎng)殖業(yè)和養(yǎng)殖專業(yè)合作社向規(guī)?；?、集約化發(fā)展，通過集中養(yǎng)殖、集中治理等方式，實施有效管控。

3.2 農(nóng)業(yè)種植污染防控

優(yōu)化布局農(nóng)村地區(qū)種植結(jié)構(gòu)和種植制度，推廣科學(xué)施肥肥料和施肥技術(shù)，從源頭降低農(nóng)業(yè)施肥和農(nóng)藥造成的農(nóng)業(yè)面源污染；推廣節(jié)水灌溉技術(shù)，降低徑流造成的污染物遷移對水體水質(zhì)的影響。同時以新民市、法庫縣、康平縣、遼中區(qū)為重點，加強(qiáng)涉農(nóng)區(qū)縣農(nóng)業(yè)種植污染防控工作，重點加強(qiáng)水田退水污染防控、農(nóng)藥施用減量等防治對策落實。

3.3 鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理設(shè)施建設(shè)及管理

對尚未建設(shè)集中污水處理設(shè)施的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，應(yīng)加快實施高標(biāo)準(zhǔn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理設(shè)施建設(shè)，有條件的鄉(xiāng)鎮(zhèn)應(yīng)按照雨污分流模式建設(shè)，避免雨污混流造成的環(huán)境污染；對于已建集中污水處理設(shè)施的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，應(yīng)根據(jù)鄉(xiāng)鎮(zhèn)實際情況進(jìn)行擴(kuò)容或升級改造工程。同時，應(yīng)逐步推行農(nóng)村生活污水處理設(shè)施建設(shè)管理、運行管理與環(huán)保日常監(jiān)督管理分離，生態(tài)環(huán)境部門主要做好依法對污水處理設(shè)施的出水水質(zhì)和水量的監(jiān)督檢查。

3.4 生態(tài)環(huán)境綜合整治

在山區(qū)、降雨集中區(qū)域重點開展污染防治，大力實施“退耕還林”、“退耕還草”工程；在保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基礎(chǔ)上，開展化肥施用控制，強(qiáng)化村屯環(huán)境綜合整治，切實降低面源污染排放負(fù)荷；在農(nóng)業(yè)種植區(qū)周邊修建植被隔離帶，加強(qiáng)對農(nóng)業(yè)面源污染的遷移過程的阻斷；同時對于河道水質(zhì)污染較為嚴(yán)重的河流可適當(dāng)修建人工生態(tài)濕地，通過原位提升和旁路提升等方式來凈化河道水質(zhì)，提升水體的自凈能力[6]。

4 結(jié)論

通過對沈陽市農(nóng)村生產(chǎn)生活的污染物排放情況進(jìn)行統(tǒng)計分析可知，畜禽養(yǎng)殖是農(nóng)村面源污染的主要污染源。為全面加強(qiáng)農(nóng)業(yè)面源污染防治工作，改善農(nóng)村水環(huán)境質(zhì)量，應(yīng)當(dāng)結(jié)合沈陽市農(nóng)村面源污染特征，針對重點區(qū)域的污染問題制定不同的面源污染防治方案。沈陽市應(yīng)當(dāng)以規(guī)模化以上畜禽養(yǎng)殖企業(yè)為重點，加大污染治理力度，同時對規(guī)?；韵吗B(yǎng)殖戶進(jìn)行排污整治，并通過建立集中代養(yǎng)等養(yǎng)殖經(jīng)營模式，推進(jìn)畜禽養(yǎng)殖結(jié)構(gòu)調(diào)整；此外，還應(yīng)大力發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)，減少化肥和農(nóng)藥使用量；全面落實鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理設(shè)施建設(shè)及升級改造工作。