农村面源污染现状评价及防治对策黄格.docx
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农村面源污染现状评价及防治对策黄格
农村面源污染现状评价及防治对策
——以湖北省黄石市为例
作者：
***
（武汉天源环保集团有限公司，湖北武汉，430000）
摘要：
黄石市农村面源污染分布广泛，其治理一直是个难题。
由于化肥和农药的大量使用，种植业和养殖业的影响，农业面源污染已经成为黄石市农村生态环境恶化的重要原因。
本文对黄石市农村面源污染的现状、特点、危害进行了讨论和评估，并提出了防治农村面源污染的具体防治对策和建议。
关键词：
面源污染；现状评估；分析治理；解决对策
Ruralnon-pointSourcePollutionStatusEvaluationAndPreventionCountermeasures
—inhuangshicity,hubeiprovinceasanexample
Author:
HuangGe
（WuhanTianyuanEnvironmentalProtectionGroupCo.,Ltd,HubeiWuhan,430000）
PickTo:
Huangshiruralnon-pointsourcepollutionarewidelydistributed,itsgovernancehasalwaysbeenadifficultproblem.Duetotheuseofchemicalfertilizersandpesticides,theeffectsofplantingandbreeding,agriculturalnon-pointsourcepollutionhasbecomeanimportantreasonofhuangshiruralecologicalenvironmentdeterioration.Inthispaper,thepresentsituationofhuangshiruralnon-pointsourcepollution,characteristicsandharmarediscussedandevaluated,andputsforwardtheconcretecountermeasuresandSuggestionsonpreventionandcontrolofruralnon-pointsourcepollution.
KeyWords:
non-pointsourcepollution;Situationassessment;Analysisofmanagement;countermeasures
1黄石市概况
黄石市位于湖北省东南部，长江中游南岸，是我国中部地区重要的原材料工业基地和国务院批准的沿江开放城市，2007年被评为全国百强城市之一，先后获得国家园林城市、全国水环境治理人居环境项目范例奖、水环境治理优秀范例城市称号。
全市现辖大冶市、阳新县和黄石港区、西塞山区、下陆区、铁山区四个城区及一个省级经济技术开发区，总面积4583平方公里，总人口255万。
全市现有农村乡镇（街办）43个，行政村718个，农村人口164.46万人。
2农业面源污染
农业面源污染（ANPSP）是指在农业生产活动中，农田中的泥沙、营养盐、农药及其它污染物，在降水或灌溉过程中，通过农田地表径流、壤中流、农田排水和地下渗漏，进入水体而形成的面源污染。
这些污染物主要来源于农田施肥、农药、畜禽及水产养殖和农村居民。
农业面源污染是最为重要且分布最为广泛的面源污染。
图片一调查对象之一图片二随地可见的建筑和生活垃圾
图片三随地可见的建筑和生活垃圾图片四村民在池塘洗衣服
3黄石市面源污染现状
3.1黄石市的种植业造成的面源污染
表1黄石市2007年农业主要产品生产情况
指标名称
计量单位
黄石市
市区
大冶市
阳新县
农作物总播种面积
千公顷
233.1
5
101.77
126.33
粮食作物面积（包括谷物.大豆和薯类）
千公顷
140.92
1.7
64.55
74.67
棉花面积
千公顷
2.67
0.04
0.58
2.05
油料作物面积
千公顷
47.87
0.64
23.05
24.18
麻类面积
千公顷
5.92
0.1
0.85
4.97
糖料合计面积
千公顷
0.04
——
0.03
0.01
药材类播种面积
千公顷
1.17
0.01
0.03
1.13
蔬菜.瓜类面积
千公顷
29.42
2.38
9.36
17.68
花卉园艺播种面积
千公顷
0.22
0.03
0.15
0.04
其他作物播种面积
千公顷
4.87
0.1
3.17
1.6
注：
引自《黄石统计年鉴2008》
3.1.1农药、化肥造成的面源污染
黄石市现有耕地面积131.09万亩，由上表可知,播种面积233.1千公顷，其中，粮食作物播种面积140.92千公顷，经济作物种植面积57.67千公顷，蔬菜瓜类种植面积29.42千公顷，花卉园艺播种面积0.22千公顷，其他作物播种面积4.87千公顷。
以131.09万亩耕地面积计算，平均每亩施用化肥46千克，是全国化肥平均使用量26.7千克/亩的21.7倍；同年黄石市农药施用量平均每亩1.03千克，是全国农药使用量0.5千克每亩的2.1倍。
图1近几年黄石市化肥施用结构
研究表明化肥的施用比例存在着最佳构成,一般最佳比例为N:
P:
K=1:
0.8:
0.4,由图可以看出2004，2006，2007年黄石市氮肥的施用量都严重偏高，可见，黄石市化肥的施用并不合理，有待改进。
图片五村民正在使用杀草剂除草
近几年黄石政府坚持实行环保政策和法规，由图1可以看出化肥施用量的增幅已经趋于平缓，但是由于各种原因，不可否认，化肥的施用仍旧没有得到有效化合理化，总量仍处于持续增加中。
通过对氮肥，磷肥的残留及流失监测结果表明，作物对氮肥的利用率平均为35.16%，在土壤中的残留率为30.31%，地面径流率为9.45%，地下水淋溶率为0.54%；作物对磷肥的利用率平均为34.16%，在土壤中的残留率为13.18%，地面径流率为5.25%，地下水淋溶率为0.75%.（摘自三峡库区污染负荷测算）。
根据上面数据可大致算出化肥残留与流失量。
表2氮磷流失与残留量（单位：
吨）
氮
磷
土壤残留量
径流损失量
地下淋溶量
土壤残留量
径流损失量
地下淋溶量
6173.84
1924.87
110.00
859.20
342.25
48.89
图2近几年黄石市农药的施用情况
由图2可以看出黄石市农药的施用增长幅度较大，造成的污染较严重。
3.1.2秸秆污染
农业秸秆是世界上数量最多的一种农业生产副产品，改革开放前，由于经济能力较低和燃料不足，秸秆是黄石市国农村家庭必不可少的燃料和畜生过冬饲料；但是，改革开放后，随着农业肥料结构和农村燃料结构的变化，越来越多的农户弃用秸秆，被弃用的秸秆往往被直接抛入河道，或在田头燃烧形成了新的面源污染。
秸秆产量按如下公式计算（李茂松等2004）
MI=（XI+YI）CI
表3国内主要秸秆产量与粮食产量的比例系数
作物种类
XI
YI
作物种类
XI
YI
稻谷
0.966
0.206
薯类
1.6
0.41
玉米
1.37
0.214
油菜
3
小麦
1.03
0.26
芝麻
0.64
大豆
1.71
0.46
花生
1.52
0.32
计算列表，即可得出下表
表4黄石市主要作物秸秆资源量
作物种类
产量（吨）
秸秆量（吨）
作物种类
产量（吨）
秸秆量（吨）
稻谷
498650
584417.8
薯类
65609
131874.1
玉米
97968
11581.3
油菜
55351
166053
小麦
26889
34686.8
芝麻
9279
5938.6
大豆
14871
32270.1
花生
8007
14732.9
总计
1125154.5（吨）
根据营养物质含量比可算出
表5黄石市主要作物秸秆中的主要物质含量
种类
N（吨）
P（吨）
稻谷
3507
526
小麦
173.4
10.4
大豆
622.8
9.7
油菜
863.5
49.8
3.1.3农用膜的白色污染
图3黄石市历年农用膜面积
农用膜在现代种植业上大量采用，塑料中，特别是聚氯乙烯制品中含有邻苯二甲酸酷的增塑剂，有致突变和致畸性的活性。
因为它在塑料中结合松弛、易随接触的介质蒸发和溶出，很容易进入大气、土壤、作物及水体中。
同时，由于塑料是高分子化合物，物质稳定，有耐
酸碱，不容易为土壤中的微生物所分解。
3.2畜禽养殖业面源污染
黄石地区的畜禽养殖业随之发展迅速（见表），在有些区域，畜禽粪尿污染已成为造成许多重要水源地、江河、湖泊严重污染的主要原因。
表7黄石地区03——07年肉类、禽蛋类消费情况
年份
肉类总产量（万吨）
猪肉（万吨）
禽蛋总产量（吨）
2003
7.89
6.54
15069
2004
7.88
6.58
15416
2005
7.91
6.72
15681
2006
8.15
6.84
16177
2007
9.36
7.54
29889
注：
引自《黄石统计年鉴2008》
3.2.1畜禽养殖污染的概况
畜禽养殖污染是指在畜禽养殖过程中，畜禽养殖场排放的废渣，清洗畜禽体和饲养场地、器具产生的污水及恶臭等对环境造成的危害和破坏。
2007年，黄石市农村共养殖肉牛8万头、猪65万头、肉鸡450万只，共排放废水623.9万吨，COD7500吨，氨氮1500吨。
其中：
只有黄石港区的214吨废水经过净化处理，开发区125吨废水直排入鱼塘。
图片六农户养猪猪圈
3.2.2畜禽养殖污染的特点
（1）畜禽养殖业从分散的农户养殖向集约式、工厂化的养殖方式转变，成为农村一新兴污染源，畜禽粪便污染正成以面源污染的形式存在，甚至在有些区域养殖业的污染已经成为了农村面源污染的主要贡献力量。
表8黄石市2007年非农户畜牧业生产情况统计
指标名称
计量单位
黄石市
市区
大冶市
阳新县
非农户单位个数
个
868
30
224
614
牛出栏
头
5360
40
3800
1520
生猪出栏
头
389543
82043
165000
142500
羊出栏
只
6810
240
420
6150
家禽出笼
万只
705.85
19.95
580.4
105.5
注：
引自《黄石统计年鉴2008》
（2）由于畜禽养殖业集约化的程度越来越高，专业化特征愈加明显，以致养殖业与种植业的相分离。
目前黄石市还没有一个有效的机制和规范来引导经营这两种产业的对象之间相互合作。
结果就是种植业现在主要还是依赖化肥，畜禽粪便作为的农田肥料的比例越来越小了，而畜禽粪便被乱堆乱排的现象比比皆是，加重了对环境的压力。
3.2.3畜禽养殖污染物的排放现状
畜禽养殖业产生的主要污染物是畜禽粪便、尿液和养殖废水等。
畜禽粪便对水体和环境的有机污染很大，粪便中的BOD、氨氮、COD含量都非常大。
畜禽粪便的产生量通常是通过不同的畜禽种类的排泄系数间接估算出来的。
图片七养猪粪便的简单处理
表9国家环保部推荐的排放系数/[kg/（头·a）]
畜禽名称
粪
尿
BOD5
CODCR
NH3-N
TP
TN
牛
7300.00
3650.00
193.70
248.2
25.15
10.07
61.10
猪
398.00
656.70
25.98
26.61
2.07
1.70
4.51
羊
950.00
——
2.70
4.40
0.57
0.45
2.28
家禽
26.30
——
1.015
1.165
0.125
0.115
0.275
注：
家禽粪为鸡鸭粪的平均值
表10黄石市2007年畜牧业生产情况统计
指标名称
计量单位
黄石市
市区
大冶市
阳新县
牛出栏
头
11386
526
3960
6900
生猪出栏
万头
100.71
10.36
47.5
42.85
羊出栏
只
57962
1042
9720
47200
家禽出笼
万只
968.08
33.4
742.74
191.94
注：
引自《黄石统计年鉴2008》
在此处黄石市们参照国家环境保护部推荐的排泄系数，可以计算出以下数据：
表11市区2007年畜禽养殖业污染排放量/（吨/a）
畜禽名称
粪
尿
BOD5
CODCR
NH3-N
TP
TN
牛
83117.80
41558.90
2205.47
2826.01
286.36
114.66
695.68
猪
400825.80
661362.57
26164.46
26798.93
2084.70
1712.07
4542.02
羊
55063.90
——
156.50
255.03
33.04
26.08
132.15
家禽
254605.04
——
9826.01
11278.13
1210.10
1113.29
2662.08
注：
家禽粪为鸡鸭粪的平均值
下乡调查的过程中，在大冶市的陈贵镇一个中型规模化养鸡场（20万只）我们看到了一种“养鸡场——发酵池——精养鱼塘”的立体式养殖方式，畜禽粪便是一种良好的饲料资源，其粗蛋白质含量高氨基酸占8%-10%，共17种，此外还有粗脂肪、磷、钙、镁、钠、铁、铜、锰、锌等多种营养物质。
这种方式对于资源的充分利用并且较少污染的是一种非常有效途径，值得借鉴和推广。
但是由于多方面的因素制约，目前黄石市农村环保设施的配套建设和相关规范都相当不完善，在黄石市们调查访问的的过程中黄石市们很少看到有进行粪便干湿分离的，一般也不具有固体废物的处理设施和污水处理设施，而且由于农村劳动力向城市的转移，使得很多农村居民不再使用有机肥，而是大量使用见效快、运输方便、省时省力的化肥，以致传统的人畜粪便等堆肥发酵而成的有机肥使用比例大幅下降。
所以畜禽养殖业产生的污染物利用率很低，造成的污染也很严重，首当其冲的就是对水体的污染严重。
值得注意的是，禽流感病毒可永久性的存在于世界各地的水禽或候鸟中，并高度集中于粪便。
通过粪便排泄于水系或其他区域，造成大范围污染，直接或间接传播给大量家禽，特别是户外饲养的家禽。
有的病毒甚至传染到人的身上，造成极大危害。
因此，严格控制污染的粪便、垫料等圈舍废物对控制高致病性禽流感至关重要。
3.3黄石市生活污水，人粪尿
生活污水的主要来源为生活洗涤，厨房排水及厕所冲洗等，分别占40.7%，32.8%，26.6%。
生活污水排放系数按每人每天排放0.8kg/d。
则农村居民生活污水排放总量为1096240kg，排放密度为239.20kg/km2·d。
图片八当地池塘漂浮着大量浮萍图片九当地池塘角落漂浮的垃圾
2007年，黄石市共有户籍人口255.39万人，其中集镇人口128.72万人，农村人口126.67万人。
2006年黄石市污水总排放量60277万吨，其中城镇居民生活污水排放总量6587万吨。
3.4水产养殖场
黄石市市水产养殖场、养殖专业户普查数量为1379个，普查的水产养殖面积为226824.72亩，年报的水产养殖面积为553100亩，普查的水产养殖产量为62380.22817吨，养殖废水基本未作处理。
年排放量只占总水体量147888125立方米的20%左右，约29577625吨，有80%的水作为循环水使用。
鱼药的使用量年约为1281.5吨（不含使用的生石灰），而流失量约占40%，即512.6吨左右。
图片十当地的水产养殖
4污染现状评估
由于传统数学模拟手段的局限性，调查评估方法在面源污染定量研究中日益受到重视。
从方法体系的角度来看，中国的非点源污染调查评估仍存在以下几个方面的不足：
1）缺乏规范，标准的面源污染调查评估指标体系
2）各类面源污染实验研究缺乏对实验对象，条件和方法等的详细说明，缺乏对试验结果的归纳总结和分析，影响其应用
3）已完成的面源污染调查研究多集中在小流域或小区域
鉴于上面的问题，为健全面源污染调查评估体系，基于单元分析的思想，采用一种新的面源污染调查评估方法----单元调查法。
面源污染单元调查法的技术路线如（图4）下：
图4面源污染单元调查评估方法技术路线
表12农业面源产污单元表
类别
单元
调查指标
调查结果
单位
化肥
氮肥
磷肥
复合肥
施用量（折算）
21418
6706
8063
吨
畜禽
牛
猪
羊
家禽
出栏数
5360
389543
6810
7058500
头（只）
农作物
稻谷
小麦
玉米
豆类
薯类
油料
蔬菜等
总产量
498650
26889
97968
14871
65609
92637
637548
吨
人口
乡村人口
农业人口
68.85
万人
表13单元产物强度影响参数
类别
影响参数
化肥
复合肥的氮、磷含量（%），氮磷利用率（%）
畜禽
生长周期（d/头），粪尿排放量（kg·头-1·d-1）；粪尿的氮、磷，COD含量
农作物
秸秆产量比，秸秆的氮、磷、COD含量（%）
人口
人均生活污水排放量（kg·人-1·a-1），污水饿氮、磷、COD含量（%）
表14单元产物强度计算方程列表
类别
计算方程
化肥
氮肥产污强度（t/t）=1×（1-氮利用率）=64.84％
磷肥产污强度（t/t）=1×（1-磷利用率）×43.66%=65.84％
复合肥产氮强度（t/t）=1×复合肥氮含量×（1-氮利用率）=
复合肥产磷强度（t/t）=1×复合肥磷含量×（1-氮利用率）×43.66%=
畜禽
畜禽产N强度（kg·头-1·a-1）=出栏数×排放系数=22007.5
畜禽产P强度（kg·头-1·a-1）=出栏数×排放系数=8127.1
畜禽产COD强度（kg·头-1·a-1）=出栏数×排放系数=112773.4
农作物
农作物产N强度t=秸秆产量（t）×秸秆污染物含量=5166.7
农作物产P强度t=秸秆产量（t）×秸秆污染物含量=689.5
人口
乡村人均产COD强度（kg·人-1·a-1）=人均生活污水排放量×污水污染物含量
=0.8×365×0.03%=0.0876
乡村人均产N强度（kg·人-1·a-1）=人均生活污水排放量×污水污染物含量
=0.8×365×0.0016%=0.0047
乡村人均产P强度（kg·人-1·a-1）=人均生活污水排放量×污水污染物含量
=0.8×365×0.0017%=0.005
注：
磷肥折纯量是指五氧化二磷的量，需乘以系数43.66%才得到TP的量。
5防治对策
合理施用农药化肥，积极推广使用高效、低毒、低残留、易降解、无公害的新型农药，并推广化肥增效技术，选择合适的施肥时间及科学的施肥方法综合应用生物、化学、物理、设施等方法减少农药化肥流失量；综合利用废弃蔬菜、作物秸秆与粪便共堆肥，推广沼气池建设。
从经济和处理效果方面考虑，人工湿地是比较适合黄石农村生活污水处理的方法。
图5人工湿地基本流程
目前国内外以种植业——养殖业——沼气工程三结合的物质循环利用型生态工程应用最为普遍，效果好。
图6常用的物质循环利用型生态工程
［参考文献］
［1］黄石政府信息网2009.4.12
［2］张克强，高怀友.畜禽养殖业污染物处理与处置［M］2004年3月,北京:
化学工业出版社,2004.136-137
［3］边炳鑫,赵由才.农业固体废物的处理与综合利用［M］2004年3月,北京：
化学工艺出版社，2004.
［4］黄石市农业污染源普查技术报告2009.4.15
［5］黄石市农村畜禽养殖业面源污染状况的调查报告2008年
［6］《黄石统计年鉴2008》2009.4.15
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