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      龍川江上游典型小流域農(nóng)業(yè)面源污染物排放特征與評價

      2022-02-19 20:26:33董磊翟文亮潘雄林莉張勝
      安徽農(nóng)業(yè)科學(xué) 2022年2期
      關(guān)鍵詞:小流域農(nóng)業(yè)面源污染評價

      董磊 翟文亮 潘雄 林莉 張勝

      摘要 [目的]為了解龍川江上游小流域農(nóng)業(yè)面源污染現(xiàn)狀和特征,制定相應(yīng)的農(nóng)業(yè)面源防控措施,對流域內(nèi)農(nóng)業(yè)面源污染情況進(jìn)行調(diào)查分析和評價。[方法]基于2019年7月份現(xiàn)場勘查,通過對龍川江上游典型小流域內(nèi)五街鎮(zhèn)、沙橋鎮(zhèn)、龍川鎮(zhèn)、雨露白族自治鄉(xiāng)4個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的27個行政村的農(nóng)業(yè)種植、人居生活源(農(nóng)村生活污水、生活垃圾)、畜禽養(yǎng)殖進(jìn)行實(shí)地勘查,并對污染負(fù)荷進(jìn)行系統(tǒng)評價分析。[結(jié)果]龍川江上游小流域內(nèi)4個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的面源污染排放源中,農(nóng)業(yè)種植污染源污染物的排放入河量和污染負(fù)荷率最大,分別為1 552.48 t/a和86.31%;人居生活源污染物的排放入河量和污染負(fù)荷率分別是227.89 t/a和12.67%;畜禽養(yǎng)殖污染源污染物的排放入河量和污染負(fù)荷率分別是為18.04 t/a和1.02%。在COD、NH 3-N、TN、TP評價因子中,污染負(fù)荷率最高的是COD,達(dá)92.08%,TN污染負(fù)荷率為6.33%,NH 3-N和TP的污染負(fù)荷率分別為0.89%、0.70%。[結(jié)論]農(nóng)業(yè)種植是龍川江上游小流域農(nóng)業(yè)面源的主要來源,也是該小流域農(nóng)業(yè)面源污染防控的重點(diǎn)。

      關(guān)鍵詞 龍川江上游;小流域;農(nóng)業(yè)面源污染;排放特征;評價

      中圖分類號 X 71文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A文章編號 0517-6611(2022)02-0059-07

      doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2022.02.017

      開放科學(xué)(資源服務(wù))標(biāo)識碼(OSID):

      Discharge Characteristics and Evaluation of Agricultural Non-point Source Pollutants in Typical Small Watersheds in the Upper Reaches of Longchuan River

      DONG Lei1,2,3, ZHAI Wen-liang1,2, PAN Xiong1,2 et al

      (1.Changjiang River Scientific Research Institute, Changjiang Water Resources Commission, Wuhan,Hubei 430010;2. Key Laboratory of Basin Water Resource and Eco-environmental Science in Hubei Province, Wuhan,Hubei 430010;3. School of Chemistry and Chemical Engineering, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan,Hubei 430074)

      Abstract [Objective]In order to understand the status and characteristics of agricultural non-point source pollution in the small watershed of the upper reaches of the Longchuan River, and formulate corresponding agricultural non-point source pollution prevention and control measures, the agricultural non-point source pollution in the basin was investigated, analyzed and evaluated. [Method]Based on the site survey in July 2019,through field surveys of agricultural plant pollution source, human living pollution sources (rural domestic sewage, rural domestic garbage) and livestock and poultry pollution source in 27 administrative villages in Wujie Town, Shaqiao Town, Longchuan Town and Yulu Town in typical small watersheds in the upper reaches of the Longchuan River, and the pollution load was systematically evaluated and analyzed.[Result]Among the non-point source pollution emission sources of the four townships in the small watershed of the upper reaches of Longchuan River,the agricultural plant pollution source had the largest discharge volume and pollution load rate, which were 1 552.48 t/a and 86.31%, respectively. As to the human living pollution sources, the discharge into the river and the pollution load rate were 227.89 t/a and 12.67%, respectively. As to the livestock and poultry pollution sources,the discharge into the river and the pollution load rate were 18.04 t/a and 1.02%, respectively. Among the four evaluation factors of COD, NH 3-N, TN and TP, the highest pollution load rate was COD, reaching 92.08%, the TN pollution load rate was 6.33%, and the pollution load rates of NH 3-N and TP were 0.89% and 0.70 %, respectively. [Conclusion]The agricultural plant pollution source is the main source of agricultural non-point source in the small watershed of the upper reaches of Longchuan River, and it is also the key point of agricultural non-point source pollution prevention and control in the small watershed.

      Key words Upper reaches of Longchuan River;Small watershed;Agricultural non-point source pollution;Discharge characteristics;Evaluation

      基金項(xiàng)目 中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)(CKSF2021480/SH,CKSF2017062/SH);湖北省自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(2020CFB663)。

      作者簡介 董磊(1987—),男,河南信陽人,工程師,在讀博士,從事流域水生態(tài)環(huán)境治理與修復(fù)研究。

      *通信作者,正高級工程師,博士,碩士生導(dǎo)師,從事流域水生態(tài)環(huán)境治理與修復(fù)研究。

      收稿日期 2021-05-07

      農(nóng)村面源污染是指農(nóng)村地區(qū)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和居民生活過程中產(chǎn)生的、未經(jīng)合理處置的污染物(如化肥、農(nóng)藥、廢污水等)對水體、土壤和空氣及農(nóng)產(chǎn)品造成的污染,農(nóng)業(yè)面源污染的嚴(yán)重性和防治的必要性已經(jīng)引起了國內(nèi)外學(xué)者和管理部門的關(guān)注。據(jù)報道,美國的面源污染占污染總量的2/3,其中農(nóng)業(yè)面源污染貢獻(xiàn)率占68%~83%[1];荷蘭的農(nóng)業(yè)面源污染產(chǎn)生的總氮、總磷污染負(fù)荷分別占水環(huán)境污染總負(fù)荷的60%和40%~50%[2];丹麥270條河流94%的氮負(fù)荷和52%的磷負(fù)荷來自農(nóng)業(yè)面源污染[3]。在我國,農(nóng)業(yè)面源污染形勢也十分嚴(yán)峻,2010年《第一次全國污染源普查公報》顯示,農(nóng)業(yè)面源污染(種植業(yè)、畜禽養(yǎng)殖業(yè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè))已成為污染源之首,其氮磷排放量分別占總排放量的57.2%和67.4%[4]。

      目前,常用的污染負(fù)荷估算方法有排污系數(shù)法、監(jiān)測法、模型法、清單分析法等[5]。唐肖陽等[5]對漢江流域農(nóng)業(yè)面源污染進(jìn)行分析與評價,結(jié)果表明農(nóng)田化肥污染和畜禽養(yǎng)殖是該流域內(nèi)主要污染源,是農(nóng)業(yè)面源污染防控的重點(diǎn)。王國重等[6]對桃莊河小流域農(nóng)田面源污染進(jìn)行調(diào)查與評價,利用SCS模型估算了該流域內(nèi)農(nóng)田中的徑流量和養(yǎng)分流失量,并給出綜合治理建議。王萌等[7]運(yùn)用改進(jìn)的輸出系數(shù)模型結(jié)合入河系數(shù)對三峽庫區(qū)農(nóng)業(yè)面源氮磷污染負(fù)荷進(jìn)行分析,認(rèn)為農(nóng)田種植和畜禽養(yǎng)殖是總氮、總磷負(fù)荷的主要貢獻(xiàn)源。宋大平等[8]采用清單分析法和排污系數(shù)法對淮河流域農(nóng)業(yè)面源污染物的排放進(jìn)行調(diào)查分析,結(jié)果表明該小流域農(nóng)業(yè)面源污染的主要來源是農(nóng)田種植和畜禽養(yǎng)殖,其次是農(nóng)村生活。相對于點(diǎn)源污染,面源污染的特點(diǎn)是無固定的排污口,且具有隨機(jī)性、不確定性和時空分布不均性等特點(diǎn),其治理難度更大,因此估算農(nóng)業(yè)面源污染負(fù)荷和貢獻(xiàn)強(qiáng)度對掌握區(qū)域水環(huán)境主要污染物來源以及面源污染控制具有重要意義。

      龍川江屬于金沙江南岸一級支流,為了解該流域農(nóng)業(yè)面源污染現(xiàn)狀和特征,對流域內(nèi)農(nóng)業(yè)面源污染情況進(jìn)行分析與評價。筆者選取龍川江上游典型小流域作為研究對象,基于GIS技術(shù),結(jié)合SCS模型和RUSLE模型,分析流域內(nèi)農(nóng)業(yè)種植污染特征,采用排污系數(shù)法估算流域人居生活源(農(nóng)村生活污水、生活垃圾)、畜禽養(yǎng)殖畜中各污染源負(fù)荷和污染物排放總量,以期為龍川江農(nóng)業(yè)面源污染防治提供科學(xué)依據(jù),進(jìn)而為長江流域農(nóng)業(yè)面源污染的綜合治理奠定基礎(chǔ)。

      1 材料與方法

      1.1 研究區(qū)概況

      龍川江為金沙江南岸一級支流,全長257 km,全流域面積9 187 km2,流域內(nèi)年均降水量為800~1 000 mm,發(fā)源于楚雄彝族自治州的南華縣天子廟坡東側(cè),在元謀北部的江邊鄉(xiāng)匯入金沙江,是云南省南華、楚雄、牟定、元謀壩區(qū)農(nóng)業(yè)的主要灌溉水源,其水質(zhì)安全對當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展有極其重要的意義[9]。龍川江上游指的是楚雄小河口水文站以上區(qū)域,河段總長96 km,流經(jīng)南華縣和楚雄市,流域面積為1 788 km2,位于100°58′~101°38′E、24°50′~25°29′N[10],流域內(nèi)面源污染較嚴(yán)重,影響整個龍川江流域水質(zhì)安全。

      研究區(qū)域?yàn)辇埓ń嫌蔚湫托×饔颍ɡ蠌S河水庫至小天城出境斷面),屬云南省南華縣境內(nèi)河段,流域面積為685.7 km2,匯水范圍內(nèi)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)及村落分布見圖1,主要涉及沿線4個鄉(xiāng)鎮(zhèn)(五街鎮(zhèn)、沙橋鎮(zhèn)、龍川鎮(zhèn)、雨露白族自治鄉(xiāng)),轄27個村委會?;诂F(xiàn)場查勘和歷史資料收集整理,龍川江上游典型小流域內(nèi)主要農(nóng)業(yè)面源污染包括農(nóng)業(yè)種植、農(nóng)村生活污水、生活垃圾和畜禽養(yǎng)殖等。

      1.2 數(shù)據(jù)來源

      為詳細(xì)了解龍川江上游典型小流域農(nóng)業(yè)面源污染現(xiàn)狀,對匯水范圍內(nèi)的五街鎮(zhèn)、沙橋鎮(zhèn)、龍川鎮(zhèn)、雨露白族自治鄉(xiāng)4個鄉(xiāng)鎮(zhèn)27個行政村內(nèi)的農(nóng)業(yè)種植、農(nóng)村生活污水、農(nóng)村生活垃圾和畜禽養(yǎng)殖等進(jìn)行實(shí)地調(diào)查。該研究數(shù)據(jù)主要來源于相關(guān)文獻(xiàn)、年鑒、標(biāo)準(zhǔn)以及相關(guān)統(tǒng)計報告等[11-22],現(xiàn)場勘查以行政村為基本單元。

      1.3 污染排放估算方法

      選用化學(xué)需氧量(COD)、氨氮(NH 3-N)、總氮(TN)和總磷(TP)作為評價因子,通過實(shí)地調(diào)查并結(jié)合有關(guān)統(tǒng)計資料,分析龍川江上游典型小流域內(nèi)農(nóng)業(yè)種植、農(nóng)村生活污水、分散式畜禽養(yǎng)殖、生活垃圾和水產(chǎn)養(yǎng)殖各類污染物對農(nóng)業(yè)面源污染的影響及貢獻(xiàn)比。

      1.3.1 農(nóng)業(yè)種植。

      現(xiàn)場調(diào)研發(fā)現(xiàn),農(nóng)業(yè)種植是主要產(chǎn)業(yè)之一,農(nóng)村用地面積大,作物類型多樣,主要種植農(nóng)作物有水稻、麥類、油菜、玉米和馬鈴薯等?;诂F(xiàn)場調(diào)研,南華縣農(nóng)業(yè)種植方式所施用的大量農(nóng)藥、化肥通過地表徑流匯入流域內(nèi)各地表水體,成為影響流域水質(zhì)的重要因素。農(nóng)業(yè)種植污染負(fù)荷主要包括顆粒態(tài)和溶解態(tài)兩部分。其中,顆粒態(tài)負(fù)荷是指由土壤侵蝕產(chǎn)生的泥沙攜帶進(jìn)入受納水體的污染物;溶解態(tài)負(fù)荷是指隨徑流直接進(jìn)入受納水體的水溶性污染物。利用GIS軟件,對龍川江上游典型小流域匯水范圍內(nèi)各幅DEM數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接和投影變換等步驟,生成匯水區(qū)GRID地圖(圖2)。

      對地形圖進(jìn)行填洼、分析流向、計算累積流等處理,提取龍川江上游典型小流域匯水范圍內(nèi)的河道水系,計算農(nóng)業(yè)種植污染總負(fù)荷。

      (1)農(nóng)業(yè)種植污染總負(fù)荷。計算公式如下:

      L a=L s+L d(1)

      式中,L a表示農(nóng)業(yè)種植污染總負(fù)荷,kg/(hm2·a);L s表示顆粒態(tài)污染負(fù)荷,kg/(hm2·a);L d表示徑流中某種土地利用類型的溶解態(tài)污染負(fù)荷,kg/(hm2·a)。

      (2)顆粒態(tài)污染負(fù)荷。計算公式如下:

      L s=α×S d×η×C s×A(2)

      式中,α表示換算系數(shù),為1 000;S d表示泥沙輸移比,無量綱;η表示土壤污染物富集比,無量綱;C s表示顆粒態(tài)污染物含量,%;A表示土壤流失量,t/(hm2·a),采用RUSLE模型計算。

      (3)溶解態(tài)污染負(fù)荷。計算公式如下:

      L d =β×C d×Q(3)

      式中,β為換算系數(shù),為0.01;C d為徑流中某種土地利用類型的污染物濃度[11];Q為年徑流深,利用SCS模型計算。

      1.3.2 生活污水。

      農(nóng)村生活污水污染負(fù)荷計算公式如下:

      W 1i=α 1×P×L 1i×365×10-6(4)

      式中,i為污染物種類;W 1i為農(nóng)村居民生活污染負(fù)荷,t/a;P為農(nóng)村居住區(qū)人口數(shù),人;L 1i為農(nóng)村人均污染物排放定額,g/(人·d);α 1為農(nóng)村居民生活污染物入河系數(shù)。

      結(jié)合相關(guān)規(guī)范[12]和參考文獻(xiàn)[13-14],農(nóng)村居民用水定額按50 L/(人·d)計。排水量取用水量的80%,排水量為40 L/(人·d)。南華縣龍川江流域農(nóng)村生活COD排放系數(shù)為23 g/(人·d),NH 3-N排放系數(shù)為1.50 g/(人·d),TN排放系數(shù)為2.56 g/(人·d),TP排放系數(shù)為0.51 g/(人·d)。

      1.3.3 生活垃圾。

      參考全國第一次污染源普查生活源產(chǎn)排污系數(shù)[15],結(jié)合面源污染調(diào)查研究文獻(xiàn)[16-18],確定產(chǎn)污系數(shù),以現(xiàn)場勘察的生活垃圾排放情況為依據(jù),確定龍川江上游典型小流域居民生活垃圾產(chǎn)生量為0.5 kg/(人·d),COD、NH 3-N、TN和TP的產(chǎn)污系數(shù)分別為50.0、1.8、2.5和1.0 g/(人·d)。

      1.3.4 畜禽養(yǎng)殖。

      龍川江上游典型小流域內(nèi)存在少量規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖場,大部分是分散式畜禽養(yǎng)殖場。流域內(nèi)的畜禽養(yǎng)殖各污染物的產(chǎn)排系數(shù)參照全國第一次污染源普查生活源產(chǎn)排污系數(shù)[15]、中國農(nóng)村統(tǒng)計年鑒[19]、中國畜牧業(yè)年鑒[20]以及相關(guān)文獻(xiàn)[21-22],畜禽養(yǎng)殖的排放系數(shù)如表1所示。

      畜禽養(yǎng)殖污染負(fù)荷計算公式如下:

      W 2i=α 2×N×L 2i×10-3(5)

      式中,i為污染物種類;W 2i為畜禽養(yǎng)殖污染負(fù)荷,t/a;N為畜禽存欄數(shù),頭或只;L 2i為單位畜禽的污染物排放量,kg/(頭·a)或kg/(只·a);α 2為畜禽養(yǎng)殖污染物入河系數(shù)。

      2 結(jié)果與分析

      2.1 農(nóng)業(yè)種植污染源貢獻(xiàn)量估算

      利用GIS軟件,提取龍川江上游典型小流域匯水區(qū)(包括五街鎮(zhèn)、沙橋鎮(zhèn)、龍川鎮(zhèn)及雨露白族自治鄉(xiāng)),根據(jù)匯水區(qū)內(nèi)的土地利用類型(圖3),基于SCS模型估算溶解態(tài)農(nóng)業(yè)種植負(fù)荷[23],基于RUSLE模型估算顆粒態(tài)農(nóng)業(yè)種植負(fù)荷[24],按照種植業(yè)面源計算方法,分別計算溶解態(tài)和顆粒態(tài)農(nóng)業(yè)種植污染負(fù)荷。

      2.1.1 溶解態(tài)農(nóng)業(yè)種植負(fù)荷。

      從龍川江上游典型小流域匯水區(qū)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)種植溶解態(tài)負(fù)荷(表2)可以看出,龍川江匯水區(qū)(包括五街鎮(zhèn)、沙橋鎮(zhèn)、龍川鎮(zhèn)、雨露白族自治鄉(xiāng))溶解態(tài)COD、NH 3-N、TN、TP負(fù)荷分別為1 444.02、5.03、91.05、5.54 t/a。其中各鄉(xiāng)鎮(zhèn)溶解態(tài)COD負(fù)荷從大到小依次為龍川鎮(zhèn)、沙橋鎮(zhèn)、五街鎮(zhèn)、雨露白族自治鄉(xiāng);各鄉(xiāng)鎮(zhèn)溶解態(tài)NH 3-N、TN、TP負(fù)荷從大到小依次為龍川鎮(zhèn)、沙橋鎮(zhèn)、雨露白族自治鄉(xiāng)、五街鎮(zhèn)。

      2.1.2 顆粒態(tài)農(nóng)業(yè)種植負(fù)荷。

      經(jīng)統(tǒng)計(圖4),龍川江上游典型小流域匯水區(qū)(包括五街鎮(zhèn)、沙橋鎮(zhèn)、龍川鎮(zhèn)、雨露白族自治鄉(xiāng))農(nóng)業(yè)種植顆粒態(tài)TN負(fù)荷為4.36 t/a、顆粒態(tài)TP負(fù)荷為2.48 t/a,其中龍川鎮(zhèn)顆粒態(tài)TN、TP分別為4.20、2.40 t/a。

      因此,龍川江匯水區(qū)(包括五街鎮(zhèn)、沙橋鎮(zhèn)、龍川鎮(zhèn)、雨露白族自治鄉(xiāng))農(nóng)業(yè)種植總負(fù)荷COD為1 444.02 t/a,NH 3-N為5.03 t/a,TN為95.41 t/a,TP為8.02 t/a,具體污染物負(fù)荷見表3。由于種植面積及綜合施肥等因素的影響,龍川鎮(zhèn)在該流域內(nèi)種植業(yè)化肥污染物入河量和污染負(fù)荷率均最大,分別為806.65 t/a和51.96%;雨露白族自治鄉(xiāng)種植業(yè)化肥污染物入河量和污染負(fù)荷率均最小,分別為96.31 t/a和6.20%。

      2.2 生活污水污染源貢獻(xiàn)量估算

      龍川江上游典型小流域內(nèi)的廣泛農(nóng)村地區(qū)均不具備排水管網(wǎng),生活污水未經(jīng)處理直接排入附近的受納水體,最終進(jìn)入龍川江。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)研和資料收集,南華縣農(nóng)村生活污水涉及4個鄉(xiāng)鎮(zhèn)(五街鎮(zhèn)、沙橋鎮(zhèn)、龍川鎮(zhèn)、雨露白族自治鄉(xiāng))、27個村委會、10 788戶、45 141人,龍川江上游典型小流域匯水區(qū)內(nèi)農(nóng)村生活污水直排問題較嚴(yán)重。

      農(nóng)村生活污水產(chǎn)生后,考慮排放后的生活污水經(jīng)雨水沖刷后以地表徑流的方式入龍川江,根據(jù)農(nóng)村生活污水處理項(xiàng)目建設(shè)與投資技術(shù)指南[25]、西南地區(qū)農(nóng)村生活污水處理技術(shù)指南[26]等報告研究結(jié)論,大部分污染物流失,南華縣農(nóng)村生活污水的流失率約70%,由此得出農(nóng)村生活污染源污染物的入河系數(shù)約0.3。

      由表4可知,COD、NH 3-N、TN和TP的污染物排放入河量分別為113.70、7.39、13.14和2.54 t/a。從空間分布上看,沙橋鎮(zhèn)在該流域內(nèi)生活污水污染物入河量和污染負(fù)荷率均最大,分別為73.62 t/a和53.83%;雨露白族自治鄉(xiāng)生活污水污染物入河量和污染負(fù)荷率均最小,分別為11.09 t/a和8.11%。

      2.3 生活垃圾污染源貢獻(xiàn)量估算

      龍川江上游典型小流域內(nèi)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)人居生活垃圾由政府統(tǒng)一處理,但現(xiàn)場查勘了解,該流域有部分垃圾進(jìn)入溝渠、河道等。結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際查勘情況,垃圾流失率按總產(chǎn)生量的10%計。由表5可知,龍川江上游典型小流域匯水區(qū)農(nóng)村生活垃圾污染物入河系數(shù)取0.1,COD、NH 3-N、TN和TP的污染排放入河量分別為82.38、2.96、4.12和1.66 t/a。從空間分布上看,沙橋鎮(zhèn)在該流域內(nèi)生活垃圾污染物入河量和污染負(fù)荷率均最大,分別為49.09 t/a和53.87%;雨露白族自治鄉(xiāng)生活垃圾污染物入河量和污染負(fù)荷率均最小,分別為7.36 t/a和8.08%。

      2.4 畜禽養(yǎng)殖污染源貢獻(xiàn)量估算

      調(diào)查龍川江上游典型小流域匯水區(qū)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)人口及養(yǎng)殖業(yè)情況,項(xiàng)目區(qū)域內(nèi)的養(yǎng)殖以生豬、牛和家禽(蛋雞為主)為主,養(yǎng)殖量統(tǒng)計如表6所示。小流域內(nèi)沙橋鎮(zhèn)和龍川鎮(zhèn)畜禽養(yǎng)殖數(shù)量較大,主要原因是大型規(guī)模養(yǎng)殖場較多;五街鎮(zhèn)和雨露白族自治鄉(xiāng)畜禽養(yǎng)殖場少,主要是小規(guī)模養(yǎng)殖場較少,大部分以農(nóng)戶散養(yǎng)為主。

      對于畜禽廢渣以回收等方式進(jìn)行處理的污染源,按照產(chǎn)生量的12%計算污染物的流失量。畜禽養(yǎng)殖污水產(chǎn)生后,其污染負(fù)荷從源頭至目標(biāo)水體的輸移過程中,會產(chǎn)生衰減,且這種衰減會隨著輸移距離(或時間)的增大而增加,最終僅有部分污染物進(jìn)入目標(biāo)水域。參考《中國環(huán)境經(jīng)濟(jì)核算技術(shù)指南》[27]中推薦畜禽養(yǎng)殖的入河系數(shù)北方取0.20、南方取0.35,龍川江上游典型小流域內(nèi)的入河系數(shù)取0.35。

      從表7可看出,流域內(nèi)4個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的養(yǎng)殖業(yè)污染源共向水體排放污染物18.42 t/a,污染物主要以COD為主,占比88.06%。沙橋鎮(zhèn)畜禽養(yǎng)殖污染物排放總量高達(dá)8.39 t/a,占污染物排放總量的45.55%,主要由于沙橋鎮(zhèn)畜禽養(yǎng)殖場較多;龍川鎮(zhèn)的污染物排放總量和污染負(fù)荷率分別是5.34 t/a、28.99%;五街鎮(zhèn)和雨露白族自治鄉(xiāng)家禽養(yǎng)殖污染物排放總量和污染負(fù)荷率較低,分別為2.48 t/a(13.46%)、2.21 t/a(12.00%)。

      2.5 農(nóng)業(yè)面源污染綜合貢獻(xiàn)量及比率估算

      從表8可看出,龍川江上游典型小流域匯水區(qū)農(nóng)業(yè)面源污染排放源中,農(nóng)業(yè)種植污染源污染物的排放入河量和污染負(fù)荷率均最大,分別為1 552.48 t/a和86.31%;其次是人居生活源(包括農(nóng)村生活污水、生活垃圾),其污染物的排放入河量和污染負(fù)荷率分別為227.89 t/a和12.67%;畜禽養(yǎng)殖帶來的污染物排放入河量和污染負(fù)荷率均最小,分別是18.40 t/a和1.02%。在4個評價因子中,COD的污染負(fù)荷率最高,達(dá)92.08%;其次是TN,污染負(fù)荷率為6.33%;NH 3-N和TP的污染負(fù)荷率分別為0.89%、0.70%。

      2.6 農(nóng)業(yè)面源污染主要防控對策

      龍川江上游典型小流域農(nóng)業(yè)面源污染的主要污染源是農(nóng)業(yè)種植污染,主要由于種植業(yè)中化肥施用過量、不合理的施肥結(jié)構(gòu)造成。建議加強(qiáng)公益性的農(nóng)業(yè)環(huán)保宣傳和科學(xué)培訓(xùn),加強(qiáng)流域農(nóng)業(yè)種植污染防治的制度建設(shè)和政策扶持,推進(jìn)農(nóng)業(yè)種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,建立健全的農(nóng)業(yè)種植污染監(jiān)測體系,嚴(yán)格控制化肥施用強(qiáng)度[28],提高農(nóng)作物秸稈綜合利用率,大力推廣精準(zhǔn)測土配方施肥、水肥一體化技術(shù),加快推進(jìn)環(huán)境友好型農(nóng)業(yè)種植模式。

      人居生活污染主要是由于該流域內(nèi)人口較密集和當(dāng)?shù)鼐用裆鷳B(tài)環(huán)保意識不強(qiáng)等原因。針對生活污水,建議加大環(huán)保宣傳和培訓(xùn),提高居民參與農(nóng)村生態(tài)環(huán)境保護(hù)意愿,減少生活廢污水的排放。過程上可采用自然生態(tài)處理方法對農(nóng)村生活污水進(jìn)行有效去除,如構(gòu)建人工濕地[29]、一體化污水處理設(shè)備等[30]。針對生活垃圾,應(yīng)進(jìn)一步完善龍川江流域農(nóng)村生活垃圾收集、轉(zhuǎn)運(yùn)、處理系統(tǒng)建設(shè),提高垃圾收集率和處理率;強(qiáng)化生活垃圾的分類、收集處理措施和制度,增強(qiáng)生活垃圾的分類宣傳與推廣,提高村民環(huán)境保護(hù)意識[31]。

      畜禽養(yǎng)殖污染應(yīng)推進(jìn)畜禽養(yǎng)殖制度化和規(guī)范化,對區(qū)域畜禽養(yǎng)殖散戶廢物的排放和治理進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃,強(qiáng)制監(jiān)管,強(qiáng)化糞污資源化利用,建立雨污分離的化糞池,強(qiáng)化畜禽養(yǎng)殖的監(jiān)督管理。建立良性生態(tài)循環(huán)模式,將畜禽養(yǎng)殖的廢物以及種植業(yè)自身產(chǎn)生的秸稈等資源轉(zhuǎn)化為種植業(yè)可利用的化肥等資源以及能源,逐步推廣種養(yǎng)結(jié)合、農(nóng)牧循環(huán)的生態(tài)健康養(yǎng)殖模式[32-33]。

      3 結(jié)論與討論

      (1)龍川江上游典型小流域匯水區(qū)面源污染貢獻(xiàn)從大到小依次為農(nóng)業(yè)種植(86.31%)、生活污水(7.60%)、生活垃圾(5.07%)、畜禽養(yǎng)殖(1.02%)。

      (2)農(nóng)業(yè)種植業(yè)污染源共向水體排放污染物1 552.48 t/a,主要以COD為主,其排放入河量占污染物排放入河總量的80.28%,其次是TN,污染物排放入河量達(dá)95.41 t/a,污染負(fù)荷率為5.30%。人居生活污染源方面,農(nóng)村生活污水、生活垃圾排放入河污染物分別是136.76、91.13 t/a,污染物均以COD為主。畜禽養(yǎng)殖業(yè)中入河污染物負(fù)荷較小,其入河污染物為18.40 t/a。

      (3)應(yīng)重點(diǎn)加大對農(nóng)業(yè)種植面源污染防控,推廣生態(tài)養(yǎng)殖,將種植業(yè)與畜禽養(yǎng)殖業(yè)相結(jié)合形成養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)鏈,實(shí)現(xiàn)形成種養(yǎng)結(jié)合、綜合利用的循環(huán)鏈;同時強(qiáng)化監(jiān)管,推進(jìn)農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)宣傳與居民參與力度,完善生活垃圾收集、轉(zhuǎn)運(yùn)、處理系統(tǒng)建設(shè),因地制宜,優(yōu)化生活污水生態(tài)處理技術(shù),采用源頭控制、過程阻斷和末端控制治理相結(jié)合的技術(shù)路線,對農(nóng)業(yè)面源污染進(jìn)行綜合防控。

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