2010—2020年珠江三角洲地區(qū)農(nóng)業(yè)面源污染時空變化研究

燕琳 許衡

摘 要：為探究近10 a 來珠江三角洲地區(qū)農(nóng)業(yè)面源污染時空變化，運用清單分析法，分析珠江三角洲地區(qū)涉及的廣州、深圳、珠海、佛山、惠州、東莞、中山、江門和肇慶9個城市的農(nóng)田化肥、禽畜養(yǎng)殖、水產(chǎn)養(yǎng)殖、農(nóng)田固體廢棄物和農(nóng)村生活農(nóng)業(yè)面源污染情況及時空分布變化。結(jié)果表明：2010—2020年珠江三角洲地區(qū)農(nóng)業(yè)面源等標污染總負荷量下降17.77%，其中 COD 等標污染負荷量下降了8.20%，TN 等標污染負荷量下降了21.04%，TP 等標污染負荷量下降了8.18%；等標污染負荷貢獻率表現(xiàn)為肇慶>江門>惠州>廣州>佛山>中山>珠海>東莞>深圳；農(nóng)田化肥和禽畜養(yǎng)殖污染物排放強度分別下降了26.01%、37.07%，水產(chǎn)養(yǎng)殖、農(nóng)田固體廢棄物和農(nóng)村生活污染物排放強度分別上升了36.62%、22.79%、14.39%。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)面源；時空變化；清單分析法；珠江三角洲地區(qū)

中圖分類號：TV21 文獻標識碼：A 文章編號：1001-9235（2024）05-0028-06

Temporal and Spatial Variation of Agricultural Non-point Source Pollution in the Pearl River Delta from 2010 to 2020

YAN Lin， XU Heng

（Scientific Institute of Pearl River Water Resource Protection， Guangzhou 510611， China）

Abstract： To explore the agricultural non-point source pollution in the Pearl River Delta in recent 10 years， uses inventory analysis to analyze the temporal and spatial variation of farmland fertilizer， livestock breeding， aquaculture， farmland solid waste， and rural agricultural non-point source pollution in nine cities involved in the Pearl River Delta， including Guangzhou， Shenzhen， Zhuhai， Foshan， Huizhou， Dongguan， Zhongshan， Jiangmen and Zhaoqing. The results show that the total load of agricultural non-point source pollution in the Pearl River Delta decreased by 17.77% from 2010 to 2020. Specifically， the COD pollution load decreased by 8.20%， the TN pollution load decreased by 21.04%， and the TP pollution load decreased by 8.18%. The contribution rate of pollution load is as follows： Zhaoqing > Jiangmen > Huizhou > Guangzhou > Foshan > middle mountains > Zhuhai > Dongguan > Shenzhen. The emission intensity of pollutants from farmland fertilizer and livestock breeding decreased by 26.01% and 37.07%， respectively. The emission intensity of aquaculture， farmland solid waste， and rural domestic pollutants increased by 36.62%， 22.79%， and 14.39%， respectively.

Keywords： agricultural non-point source; temporal and spatial variation; inventory analysis; Pearl River Delta

農(nóng)業(yè)面源污染對水環(huán)境的影響及其導(dǎo)致的水污染已成為中國目前農(nóng)村最大的環(huán)境問題［1-3］，其主要來源于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活中污染物的排放，包括農(nóng)田化肥、禽畜養(yǎng)殖、水產(chǎn)養(yǎng)殖、農(nóng)田固體廢棄物、農(nóng)村生活等污染物［4-5］。農(nóng)業(yè)面源污染因具有分散性、隨機性、不確定性、滯后性、隱蔽性、難以監(jiān)測和量化等特點［6-8］，導(dǎo)致其處理難度加大，從而使其較點源污染更加難以防控。目前，國內(nèi)的農(nóng)業(yè)面源污染主要是全國或省市級的研究，而針對某一地區(qū)，特別是經(jīng)濟比較發(fā)達的地區(qū)，研究農(nóng)業(yè)面源污染的時空變化還比較少。本文以廣東省經(jīng)濟高速發(fā)展的珠江三角洲地區(qū)為例，采用清單分析法、等標污染負荷法和排放強度核算等方法研究該區(qū)域2010—2020年農(nóng)業(yè)面源污染時空變化，以期為珠江三角洲地區(qū)農(nóng)業(yè)面源污染與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展提供理論指導(dǎo)。

1材料與方法

1.1研究區(qū)概況

珠江三角洲地區(qū)位于廣東省中南部，海岸線中部，內(nèi)側(cè)為伶仃洋、外側(cè)為萬山群島及南海，地處亞熱帶，屬于亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，行政區(qū)域涉及廣州、深圳、珠海、佛山、惠州、東莞、中山、江門和肇慶9個城市。珠江三角洲地區(qū)氣候具有夏長溫?zé)岫嘤甓豢釤?，冬暖偶有陣寒，相對干燥少雨的特點。全年氣溫較高，年平均溫度在14～22℃ ， 夏天炎熱且潮濕，溫度約在26～30℃;冬天涼爽而干燥，但很少會降至5℃以下。

根據(jù)《2021年廣東省農(nóng)村統(tǒng)計年鑒》統(tǒng)計，珠江三角洲地區(qū)2020年農(nóng)村人口2556.8萬人；耕地面積為60.25萬hm2，其中水田、水澆地、旱地分別為40.09萬、7.66萬、12.50萬 hm2；農(nóng)業(yè)、牧業(yè)和漁業(yè)總產(chǎn)值分別為1214.50億、451.76億、770.98億元。隨著城市人口增加及城鄉(xiāng)居民對農(nóng)產(chǎn)品消費的需求，其農(nóng)業(yè)種養(yǎng)結(jié)構(gòu)、發(fā)展模式不斷調(diào)整，耕地向高投入高強度利用方向發(fā)展，農(nóng)業(yè)面源污染也隨之發(fā)生變化。

1.2數(shù)據(jù)來源

本文所有數(shù)據(jù)來源于2011—2021年廣東省農(nóng)村統(tǒng)計年鑒、環(huán)境質(zhì)量公報及其他相關(guān)統(tǒng)計資料等，同時收集污染負荷核算的必需參數(shù)，其中農(nóng)作物、化肥、農(nóng)村生活和畜禽養(yǎng)殖的產(chǎn)污和排污系數(shù)參考文獻［5，9-14］，見表1。

1.3研究方法

1.3.1清單分析法

清單分析法以單元調(diào)查為基礎(chǔ)，在實際應(yīng)用中具有可操作性，數(shù)據(jù)容易獲取，具有較好的權(quán)威性［15-16］，本文引用借鑒陳敏鵬的清單元分析法［17］，結(jié)合段華平建立的基于清單分析的綜合調(diào)查評估體系［18］，構(gòu)建本文的核算單元、核算參數(shù)值和計算方程。清單分析計算公式為：

式中 Ei——農(nóng)業(yè)面源污染 i 的排放量，kg；EUi——單元 i 指標統(tǒng)計數(shù)；ρi——單元 i 污染物的產(chǎn)污強度系數(shù)；ηi——相關(guān)資源利用效率的系數(shù)； PEi——農(nóng)業(yè)和農(nóng)村污染的產(chǎn)生量，kg；Ci——單元 i 污染物的排放系數(shù)，由單元和空間特征（S）決定，表征區(qū)域環(huán)境、降雨、水文和各種管理措施對農(nóng)業(yè)和農(nóng)村污染的綜合影響［19］。

1.3.2等標污染負荷

因不同污染物質(zhì)對水體影響程度存在差異，為了比較各種不同的污染單元，以識別其對水體影響大小的順序，本文引入等標污染負荷來評價農(nóng)業(yè)面源污染負荷。等標污染負荷計算公式為：

式中 Pi——農(nóng)業(yè)面源污染 i 的等標污染負荷量，103m3；Cio—— GB 3838—2002《國家地表水環(huán)境質(zhì)量標準》III類標準系列中 i 污染物的標準濃度值，即 COD 為20 mg/L，TN 為 l mg/L， TP為0.2 mg/L；Ki——污染物 i 的等標污染負荷比［20-22］，k=1，2，···， n。

1.3.3排放強度核算

EIi =?????? （4）

式中 EIi ——農(nóng)業(yè)面源污染排放強度，kg/hm2； AL——研究區(qū)的耕地面積，hm2。

2結(jié)果與分析

2.1農(nóng)業(yè)面源污染物年際變化特征

根據(jù)圖1可知，珠江三角洲地區(qū)農(nóng)業(yè)面源等標污染負荷量最大的是 TN，其次是 TP，最小的是 COD。2010—2020年，等標污染總負荷量由2010的33.77萬 t 下降到2020年的27.77萬 t，降幅為17.77%，COD 等標污染負荷量從1.83萬 t 下降到1.68萬t，降幅為8.20%；TN等標污染負荷量從25.09萬 t下降到19.81萬t，降幅為21.04%；TP等標污染負荷量從6.85萬t下降到6.29萬t，降幅為8.18%。

2.2農(nóng)業(yè)面源污染物空間變化特征

從珠江三角洲地區(qū)不同城市的等標污染負荷貢獻率情況（圖2）可知，2020年總的等標污染負荷貢獻率表現(xiàn)為：肇慶>江門>惠州>廣州>佛山>中山>珠海>東莞>深圳。2020年肇慶市等標污染負荷貢獻率相較于2010年 COD 下降了0.37%，TN 與 TP 分別增加了1.37%、17.63%，為9個城市中最高；2010—2013年，江門、惠州、廣州、佛山、中山、珠海地區(qū)等標污染負荷貢獻率整體呈上升趨勢，2013年后等標污染負荷貢獻率呈下降趨勢，相比于2010、2020年江門、惠州總的等標污染負荷貢獻率分別增加了12.97%、19.35%，廣州、佛山、中山、珠?？偟牡葮宋廴矩摵韶暙I率分別下降了4.66%、13.11%、25.50%和6.28%；東莞近10 a等標污染負荷貢獻率呈下降趨勢，2020年 COD、TN、TP 等標污染負荷貢獻率相較于 2010年下降了 7.65%、27.08%、34.04%；深圳市等標污染負荷貢獻率為9個地市中最低，COD、TN 和 TP 等標污染負荷貢獻率下降了39.79%、65.85%、41.04%。

2.3農(nóng)業(yè)面源污染物特征分析

2010—2020年珠江三角洲地區(qū) COD 的主要來源是畜禽養(yǎng)殖和水產(chǎn)養(yǎng)殖，TN 和 TP 的主要來源是農(nóng)田化肥和畜禽養(yǎng)殖，而農(nóng)田固體廢棄物和農(nóng)村生活排污占比相對較低（圖3）。值得注意的是禽畜養(yǎng)殖對不同污染源的等標污染負荷貢獻率在2018年驟然降低，與2010年相比，2018年禽畜養(yǎng)殖的 COD等標污染負荷貢獻率由11.36%下降至5.63%，TN的等標污染負荷貢獻率從11.36%下降至4.81%， TP 的等標污染負荷貢獻率從11.48%下降至4.25%。

2.4珠江三角洲地區(qū)各市農(nóng)業(yè)面源污染物排放強度變化

由表2可知，2020年珠江三角洲地區(qū)農(nóng)業(yè)面源污染物總排放強度為127.15 kg/hm2，比2010年下降了13.19%，其中，COD、TN 和 TP 污染物的排放強度分別為78.153、46.073、2.930 kg/hm2，分別比2010年下降了8.35%、21.05%、8.15%；農(nóng)田化肥和禽畜養(yǎng)殖污染物的排放強度分別為34.233、34.403 kg/ hm2，分別比2010下降了26.01%、37.07%，水產(chǎn)養(yǎng)殖、農(nóng)田固體廢棄物、農(nóng)村生活污染物的排放強度分別為34.883、5.280、18.360 kg/hm2，分別比2010年上升了36.62%、22.79%、14.39%。

2010—2020年，分析不同污染物在各市的排放強度，其中 COD、TN 和 TP污染物的排放強度下降最快的是深圳市，分別下降了44.84%、73.08%、46.55%，COD 污染物的排放強度增長最快的是江門，增長了4.53%，TN 污染物的排放強度下降最慢的是江門市，為10.41%，TP污染物的排放強度增長最快的是肇慶，增長了2.28%。同理，分析5類污染源在各市的排放強度可知，農(nóng)田化肥污染排放強度下降最大的是深圳市，為78.84%，最小的是惠州市，為12.86%；禽畜養(yǎng)殖污染排放強度下降最大的是東莞市，為91.64%，最小的是江門市，為16.43%；水產(chǎn)養(yǎng)殖污染排放強度增長最大的是深圳市，為142.42%，下降最大的是東莞市，為28.42%；農(nóng)田固體廢棄物污染排放強度增長最大的是惠州市，為51.32%，下降最大的是佛山市，為41.35%；農(nóng)村生活污染排放強度增長最大的是東莞市，為49.08%，下降最大的是珠海市，為9.26%。綜上所述，無論是從單個污染物排放強度還是按照行業(yè)類別污染排放強度，珠江三角洲地區(qū)農(nóng)業(yè)面源污染在各市的分布差異明顯，熊凡等［9］研究廣州市農(nóng)業(yè)面源污染概況及特征分析也得到了相似結(jié)論。

3結(jié)論

a）2010—2020年，珠江三角洲地區(qū)農(nóng)業(yè)面源污染物等標污染負荷量整體呈下降趨勢，由33.77萬 t 下降到27.77萬 t。近10 a來，COD、TN 和 TP 的等標污染負荷量呈下降趨勢，分別從1.83萬、25.09萬、6.85萬t下降到1.68萬、19.81萬、6.29萬t。從污染排放強度來看，COD 的污染排放強度最大，TN次之， TP最小，2020年的 COD、TN和 TP 的農(nóng)業(yè)面源污染排放強度較2010年分別下降了8.35%、21.05%、8.15%。因此，珠江三角洲地區(qū)近10 a來為控制農(nóng)業(yè)面源污染開展的相關(guān)工作起到了有效的遏制作用。

b）從污染源來看，COD 的主要來源是畜禽養(yǎng)殖，TN 和 TP 的主要來源是農(nóng)田化肥和畜禽養(yǎng)殖，水產(chǎn)養(yǎng)殖污染物排放強度占比呈上升趨勢，不同區(qū)域的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式造成的污染物來源存在差異。

c）從空間上來看，近10 a來肇慶市是珠江三角洲地區(qū)農(nóng)業(yè)面源等標污染負荷率最高的地市，深圳農(nóng)業(yè)面源污染負荷率最低，依次排序為肇慶>江門>惠州>廣州>佛山>中山>珠海>東莞>深圳。

d）從行業(yè)分布情況來看，2020年的農(nóng)田化肥和禽畜養(yǎng)殖的污染排放強度較2010年分別減少了26.01%、37.07%，而2020年的水產(chǎn)養(yǎng)殖、農(nóng)田固體廢棄物和農(nóng)村生活的污染排放強度較2010年分別增長了36.62%、22.79%、14.39%。綜上所述，珠江三角洲地區(qū)面源等標污染負荷總量雖有下降，但農(nóng)業(yè)生產(chǎn)投入強度仍然呈上升趨勢，面源污染問題依舊嚴峻。

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（責(zé)任編輯：李澤華）