興凱湖地區農業面源污染負荷分析

摘 要：興凱湖是中俄界湖，是黑龍江省主要水產養殖基地之一，有興凱湖自然保護區，重點保護珍稀禽類；也是黑龍江省農業主產區，因此興凱湖的水質直接關系到周邊地區人民的用水安全，但目前興凱湖的水質深受農業面源污染嚴重，因此，全面系統地評估興凱湖地區農業面源污染負荷具有重要的現實意義。本文利用等標污染負荷法計算了興凱湖地區2011年的化肥施用、畜禽養殖、農村生活和農村生活垃圾等4種面源污染源的COD、TN和TP負荷。研究表明：從污染源上來看，各污染源對興凱湖水體污染的貢獻率化肥污染最大，其次是畜禽養殖和生活污水，貢獻率最小的為生活垃圾；從污染物排放量來看，TP是興凱湖地區內農業面源污染的主要污染物。從排放污染的地區來看，興凱湖農場、楊木鄉、白泡子鄉857農場是興凱湖地區農業面源污染的主要貢獻區。

關鍵詞：興凱湖地區；農業面源污染；等標污染負荷法

近年來，隨著點源污染得到有效的控制后，面源污染造成的水環境問題日益突出，同時隨著水環境污染問題的加重，面源污染研究也越來越受到重視并且成為環境科學、土壤學、生態學領域的熱點研究問題之一。

面源污染主要分為城市面源污染和農業面源污染，其中農業面源污染問題尤為突出，溫家寶總理在兩會政府報告中強調，2008年主要任務中要加強農業面源污染的防治。農業面源污染具有分布范圍廣，隨機性強，潛伏期長，形成過程復雜，機理模糊，不易監測，難以量化，危害性大等特征。因此，預防和控制農業面源污染是一個長期而艱巨的任務。

興凱湖是中俄界湖，是黑龍江省主要水產養殖基地之一；有興凱湖自然保護區，重點保護珍稀禽類；也是黑龍江省農業主產區。興凱湖是一座集防洪、蓄水、排澇、灌溉及旅游等多功能的天然水體。因此其水體質量的下降不僅影響我國湖區及周邊地區的可持續發展，而且容易引起國際糾紛，具有國際政治影響。同時，興凱湖地處高緯度冷涼區，冬季寒冷而漫長，研究興凱湖地區農業面源污染負荷可對今后這類地區相似研究提供借鑒。

農業面源污染是興凱湖（中國部分）污染的最主要來源，本項目采取科學觀察、系統分析的方法研究沿興凱湖地區農業面源污染的現狀，采用等標污染負荷法，結合統計資料科學分析了興凱湖地區農業面源污染的負荷情況，以期為興凱湖水體污染的防治提供依據。

1 研究區概況

興凱湖位于黑龍江省東部密山市東南37km左右處的中俄邊界上，是中俄界湖。其地理坐標為131°58'30\"-133°07'30\"，北緯45°01'00\"-45°34'30\"，包括大、小興凱湖及其周圍流入大小興凱湖的各個小流域。我國境內流入興凱湖的4條小河流，有白泡子河、勝利河、洛格河、白棱河。流入小興凱湖的5條小河流，有坎子河（又稱小黑河）、承紫河、金銀庫河、西地河及東地河。沿穆興水路匯入興凱湖的穆棱河。其行政區劃包括當壁鎮、白泡子鄉、興凱湖鄉、承紫河鄉、楊木鄉、興凱湖農場和八五七農場等。全區總面積約3111.775km2。研究區位置示意圖見圖1。

2 研究方法

2.1 數據收集

以區縣為單元，分類收集各項農業生產和農村生活涉及的原始數據，所有數據均來自相應年份的《雞西市統計年鑒》。同時查閱相關文獻，收集用于負荷核算的必需參數。

采用資料收集與文獻調研的方法進行農業面源污染現狀的調查。以中國自然資源數據庫為基本數據來源，收集各種相關文獻資料，并發放實地調查問卷。數據主要來自全國污染普查資料、密山市農業技術推廣中心提供及興凱湖流域各鄉鎮及農場農業面源污染問卷調查結果。

調查的內容：農藥施用量、化肥的施用量、畜禽養殖量、農村人口、農膜使用量、產生秸稈的農作物的種植面積和產量等數據。

2.2 排放負荷核算

在核算和分解興凱湖地區農業面源污染負荷時，農業面源污染的來源考慮農村生活污水、農村生活垃圾、化肥農污染、畜禽養殖等4種污染源，污染物只核算COD（化學需氧量）、TN（總氮）、TP（總磷）3種。

2.2.1 農業面源污染實物排放量的核算

（1）生活污水污染

生活污水污染排放量=農村人口總數×人均排污系數×進人水體的流失率

式中，根據國家環境衛生局確定的排放系數結合興凱湖區域的特點，確定了興凱湖農村生活污水、人糞尿的排污系數見表1，污染物進人水體的流失率見表2。

2.2.2 生活垃圾污染

生活垃圾污染排放量=農村人口總數×人均垃圾產生系數×垃圾滲濾液中污染物平均含量×鄉村入湖系數

在研究區域內，農村生活垃圾的產生量按人均0.7kg/d計，垃圾中的污染物分別按總氮占0.21%，總磷占0.22%進行計算。垃圾中所含污染物的入湖系數根據地形和離河流遠近情況，按7.5%進行計算[1]。

2.2.3 化肥施用污染

化肥施用污染：排放量=化肥施用量×化肥中N或P所占比例×N或P進人水體的流失率

其中氮肥含N量，磷肥含P量，復合肥含N、P量分別為30%、18%、15%、50%，純N和純P的流失率分別為30%和20%[2，3]。

2.2.4 畜禽養殖污染

畜禽養殖污染：排放量=畜禽養殖總量×排泄系數×糞污中污染物平均含量×污染物入湖系數

3 農業面源污染等標排放量的核算

等標污染負荷是對環境產生影響的污染物排放總量的表示，它反映某污染源或某污染物的污染貢獻。

等標排放量=該污染物實物排放量/標準濃度

污染物負荷率=污染物的等標污染負荷量/總的污染負荷

其中標準濃度以地面水環境質量標準（G133838-2002）中Ⅱ類水質標準，即COD 15mg/L，TN 0.5mg/L，TP 0.025mg/L。

4 結果與分析

根據以上方法和數據計算出2011年興凱湖地區農業面源污染等標負荷，見表2-6.

對各農業面源污染源污染物的流失量和等標污染負荷進行綜合分析，并計算污染負荷量，結果列于表7

4 結束語

本文研究了2011年興凱湖地區的農業面源污染狀況，著重分析了化肥施用、畜禽養殖、農村生活和農村生活垃圾等4種面源污染源，利用等標污染負荷法對上述污染源的COD、TN和TP負荷進行了估算。結果表明：興凱湖地區2011年COD、TN、TP這三種污染物的污染負荷率中TP的負荷率最高占82.65%，是興凱湖地區內農業面源污染的主要污染物；從污染源上來看，各污染源對興凱湖水體污染的貢獻率大小為：化肥污染﹥畜禽養殖﹥生活污水﹥生活垃圾。從排放污染的地區來看，興凱湖農場、楊木鄉、白泡子鄉857農場是興凱湖地區農業面源污染的主要貢獻區。

參考文獻

[1]Kerachian R，Karamouz M. Waste-load allocation model for seasonal river water quality management： Application of Sequential Dynamic Genetic Algorithms [J].Scientia Iranica.2005，12（2）：117-130.

[2]高翔照，李貴寶，李新慧.化肥手冊[M].北京：中國農業出版社，2000.

[3]蔣桂炳.浙江省農業生態環境現狀評價及防治對策[J].農業環境與發展，2001（3）：42-44.