黃山市新安江流域氮磷污染分析及對策建議

曹中琴

(黃山市生態環境保護綜合行政執法支隊，安徽 黃山 245000)

1 引言

富營養化是目前全球水環境面臨的最棘手的問題之一。近年來，雖然我國污水處理率不斷提升，但是由氮磷污染引起的水體富營養化問題有日益嚴重的趨勢。水體一旦發生富營養化，其治理難度大，恢復時間長。巢湖、滇池、太湖都曾經面臨過嚴重的富營養化問題[1～9]。

新安江流域是長三角地區重要的生態屏障，是習近平總書記親自倡導和推動的全國首個跨省流域生態補償機制試點，是習近平生態文明思想的先行探索地和重要實踐地[10]。當前，新安江流域面源污染問題突出，水體中的總氮、總磷濃度相對偏高，影響上游河道水質和下游千島湖水生態安全[11]。本文以新安江流域水體中氮磷指標為研究對象，圍繞流域氮磷污染精準防治工作需要，探究新安江流域氮磷污染負荷的時空變化特征并解析污染來源，以期為新安江流域生態補償機制的實施與完善、水質目標決策管理和流域水生態環境保護提供技術支撐。

2 材料與方法

2.1 研究區域概況

本文研究區域是我國的新安江流域，該流域位于安徽省境內的部分，即千島湖上游流域。新安江流經皖浙兩省，屬于錢塘江水系干流上游段，發源于安徽省黃山市休寧縣境內海拔1629 m的六股尖。作為錢塘江的正源，新安江包括600多條大小支流，是安徽省內僅次于長江、淮河的第3大水系。新安江流域總面積11674 km2，經緯度范圍117°38′～118°56′E、29°25′～30°16′N，干流總長度359 km，其中在安徽省境內的干流長度為242.3 km，流域面積為6440 km2，分別占流域總面積的55.2%和干流總長的67.5%，流域覆蓋的行政區縣包括黃山市休寧縣、歙縣、徽州區、屯溪區、黟縣、祁門縣和宣城市績溪縣的部分區域[12～17]。

2.2 采樣點布設及采集

自2010年斷面調整后，新安江流域共設置有8個國省控水質監測斷面(圖1)，分別為率水大橋、橫江大橋、黃口、篁墩、浦口、新管、坑口、街口，每個月進行一次常規水質監測。

圖1 安徽省新安江流域水質斷面監測點位

2.3 污染溯源模型

本文選取新安江流域內8種典型污染源，使用(Response Estimation of Xin An Jiang Water Quality Model, XAJWQ)模型并利用流域空間差異化經驗傳輸系數與一維河道污染物衰減算法，評估了河道水體氮磷濃度的空間變化。流域內8種典型的污染源，包括耕地、茶園、果園、農村生活、畜禽養殖、集中式污水處理廠、直排工業企業，以及本底土壤有機質。其中，來自耕地、茶園、果園的貢獻屬于農業種植源，反映了人類種植行為對水環境的影響，包括在降水過程中雨水的沖刷侵蝕所導致的肥料和水土流失，以及流域匯水過程中地表徑流和壤中流對種植用地土壤中氮、磷營養鹽的淋溶攜帶。農村生活源主要指生活污水未進入大型集中式污水處理廠的農村人口的面源生活源貢獻。畜禽養殖主要指基于統計數據核算的流域內散養的和規模化養殖廠養殖的豬牛羊雞等牲畜糞便導致的總氮、總磷污染物排放。集中式污水處理廠主要針對黃山市境內的5家大型集中式污水處理廠出水中的氮磷污染負荷貢獻，包括了城市生活源排放和大部分的工業企業排放。直排工業企業主要是指基于環境統計信息中的新安江流域工業企業污染排放情況表核算的，其生產廢水未經污水處理廠處理直接排放入河的氮磷污染負荷貢獻。本底土壤有機質指流域內非典型人類活動行為導致的自然本底性總氮、總磷污染負荷，主要包括自然用地(林地、草地)上的土壤有機質釋放。

3 結果與分析

3.1 新安江流域各斷面氮磷濃度時間特征分析

根據黃山市環境監測站提供的新安江流域2011～2021年度總氮、總磷年均值(表1 、表2)可知，率水大橋斷面的總氮、總磷濃度整體偏低。多年的總氮平均濃度為1.02 mg/L，基本能夠達到地表水Ⅲ類標準，總磷平均濃度為0.04 mg/L，接近河流I類水平，為新安江幾大支流中水質最好的支流。浦口斷面多年總氮濃度平均值為2.23 mg/L。皖浙兩省的交界的街口斷面多年總氮濃度為1.31 mg/L，多年總磷濃度為0.04 mg/L，濃度接近河流I類水平。橫江大橋、新管斷面的多年總氮、總磷濃度與新安江干流黃口、簧墩、坑口斷面處于同一水平濃度。

表1 2011～2021年總氮年均值 mg/L

表2 2011～2021年總磷年均值 mg/L

3.2 新安江流域各斷面氮磷濃度空間特征分析

基于8個國省控水質監測站點的水質歷史數據進行了分析，結果表明：新安江流域自其正源率水河源頭開始，在向下游傳遞過程中不斷受到周邊流域點面源污染以及支流匯入影響，其總氮、總磷濃度空間變化顯著(圖2、圖3)。基于對8個國省控水質監測斷面2011～2021年的實測數據均值分析可知，在新安江流域主要河流中，率水河的水質最好，其總氮、總磷濃度低于新安江干流；橫江水質次之，其總氮、總磷濃度與新安江干流整體處于同一水平；練江水質最差，其總氮、總磷濃度高于新安江干流整體水平。從新安江干流總氮、總磷沿程變化上看，其受到支流匯入及周邊人類活動影響顯著。新安江在其源頭區(率水)的總氮、總磷濃度較低，到屯溪市區三岔河口與橫江交匯后總氮、總磷濃度開始升高，過屯溪市區后總氮、總磷濃度進一步升高。之后新安江干流體現出一定的自凈能力，沿程總氮、總磷濃度逐漸降低，到歙縣練江匯入后其總氮、總磷濃度與出屯溪市區后保持在同一水平，到與浙江省交界斷面注入千島湖前的總氮、總磷濃度又進一步降低，總氮整體保持在Ⅳ～Ⅴ類水平，總磷整體保持在河道Ⅱ類水平。

圖2 新安江流域水體總氮濃度空間變化

圖3 新安江流域水體總磷濃度空間變化

3.3 新安江流域氮磷污染成因分析

黃山市境內工業企業較少，大多以農耕為主，特別是歙縣境內的練江和新安江干流中下游流域周邊分布有較多的農業用地，通過模型解析溯源，發現新安江流域氮磷污染最主要來自于農業面源污染。農田耕作施用的化肥與農藥、畜禽養殖產生的糞便及污水、作物秸稈廢棄物、水產養殖所投入的飼料、魚藥及魚類自身代謝產生的有機物等污染物沉積在土壤之中，隨著降雨形成的地表徑流作用，大量的氮磷會被攜帶進入黃山市地表水體中；另外大量農戶居住于河道兩旁的河谷地帶，大部分農村的生活污水并沒有收集到污水處理廠中得到集中統一處理，居民生活產生的大量污水和垃圾直接傾倒進河道也是造成新安江流域氮磷污染的原因。

4 政策建議

4.1 推行農業種植污染防治

建議重點在歙縣境內開展農業種植污染防治，具體的措施包括：①積極推進農業供給側改革，促進農業生產方式轉變。②全面扎實推廣有機肥替代，擴大測土配方施肥的應用范圍開展施肥控制管理，降低歙縣單位面積農業用地氮肥和磷肥施用量，提高化肥利用率；③持續推行農藥集中配送，推進茶園全域綠色防控，減少化學農藥的使用。④在河道和耕地周邊建設植物過濾帶、生態溝渠等面源攔截工程，降低春季豐水施肥敏感時段總氮、總磷負荷壓力。

4.2 推進農村環境治理

加強農村面源污染治理和農業生態攔截，加強鄉村和河道清潔社會化管理，一體化推進農村垃圾、污水、廁所專項整治“三大革命”，全面推行實施有機肥替代化肥行動，化肥、農藥用量負增長[18]。持續推進農村生活污水管網建設，保障農村污水處理廠的建設運營，提高農村生活污水的收集率和處理率。建設人工濕地等生態設施承接集中式污水處理廠出水，以起到緩沖和調節作用，避免水質劇烈波動，降低環境風險。

4.3 減少月潭水庫蓄水對下游水質擾動

上游月潭水庫蓄水造成水體流動及自凈功能下降，必然會導致下游水體總氮、總磷濃度升高。特別是對離月潭水庫最近的率水大橋斷面的影響較大，對3月份水質的影響大于5月份，對總氮濃度的影響大于總磷濃度。建議選擇在春季豐水期蓄水，同時要保證生態流量供給并進行動態調節，在維持下游水質整體穩定的基礎上平穩實現月潭水庫的蓄水工作。

4.4 嚴守環保準入，優化產業結構

流域上游嚴格環保準入，通過環境管理倒逼產業轉型[19]。積極發展綠色產業，引導上游人民立足優良的生態資源，以茶葉等現代山區農業為生態農業基礎，以旅游發展為經濟引擎，深入挖掘和彰顯徽州文化底蘊，著力打造黃山文化產業特色品牌，實現生態、旅游、文化“三位一體”深度融合，實現黃山市經濟綠色高質量發展。

4.5 推進工業園區環保配套

加強工業園區污染集中治理、管控，開展園區化工等企業清潔生產審核。全面推進工業園區截污納管清潔化、循環化改造，積極推進分質供水和再生水利用，使沿江園區和重點工業企業清潔生產水平達到先進水平。

4.6 推進入河排污口排查整治

加強入河排污口整治、排污口監測、河道排口截污，嚴格實行水功能區納污總量控制，完成入河排污口規范化建設，嚴格入河排污口設置審批，實現入河排污口布局基本合理。

5 結論

(1)在新安江流域主要河流中，率水河的水質最好，其總氮、總磷濃度低于新安江干流；橫江水質次之，其總氮、總磷濃度與新安江干流整體處于同一水平；練江水質最差，其總氮、總磷濃度高于新安江干流整體水平。

(2)造成歙縣境內練江總氮、總磷濃度偏高的主要原因是農業面源污染，不合理和大量施用化肥和農藥、畜禽養殖糞便以及農戶產生的污染物。

(3)針對歙縣境內的練江總氮、總磷濃度偏高，建議優先針對歙縣開展農業種植污染防治、推進農村環境整治、在保證月潭水庫生態流量下減少水庫蓄水對下游水質擾動、嚴守環保準入優化產業結構、推進工業園區環保配套及推進入河排污口排查整治等措施。