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浅谈兴凯湖地区农业面源污染负荷的分析

时间:2013-07-03来源:易品网 点击:

论文摘要:兴凯湖是中俄界湖,是黑龙江省主要水产养殖基地之一,有兴凯湖自然保护区,重点保护珍稀禽类;也是黑龙江省农业主产区,因此兴凯湖的水质直接关系到周边地区人民的用水安全,但目前兴凯湖的水质深受农业面源污染严重,因此,全面系统地评估兴凯湖地区农业面源污染负荷具有重要的现实意义。本文利用等标污染负荷法计算了兴凯湖地区2011年的化肥施用、畜禽养殖、农村生活和农村生活垃圾等4种面源污染源的COD、TN和TP负荷。研究表明:从污染源上来看,各污染源对兴凯湖水体污染的贡献率化肥污染最大,其次是畜禽养殖和生活污水,贡献率最小的为生活垃圾;从污染物排放量来看,TP是兴凯湖地区内农业面源污染的主要污染物。从排放污染的地区来看,兴凯湖农场、杨木乡、白泡子乡857农场是兴凯湖地区农业面源污染的主要贡献区

关键词:兴凯湖地区;农业面源污染;等标污染负荷法

近年来,随着点源污染得到有效的控制后,面源污染造成的水环境问题日益突出,同时随着水环境污染问题的加重,面源污染研究也越来越受到重视并且成为环境科学、土壤学、生态学领域的热点研究问题之一。
  面源污染主要分为城市面源污染和农业面源污染,其中农业面源污染问题尤为突出,温家宝总理在两会政府报告中强调,2008年主要任务中要加强农业面源污染的防治。农业面源污染具有分布范围广,随机性强,潜伏期长,形成过程复杂,机理模糊,不易监测,难以量化,危害性大等特征。因此,预防和控制农业面源污染是一个长期而艰巨的任务。
  兴凯湖是中俄界湖,是黑龙江省主要水产养殖基地之一;有兴凯湖自然保护区,重点保护珍稀禽类;也是黑龙江省农业主产区。兴凯湖是一座集防洪、蓄水、排涝、灌溉及旅游等多功能的天然水体。因此其水体质量的下降不仅影响我国湖区及周边地区的可持续发展,而且容易引起国际纠纷,具有国际政治影响。同时,兴凯湖地处高纬度冷凉区,冬季寒冷而漫长,研究兴凯湖地区农业面源污染负荷可对今后这类地区相似研究提供借鉴。
  农业面源污染是兴凯湖(中国部分)污染的最主要来源,本项目采取科学观察、系统分析的方法研究沿兴凯湖地区农业面源污染的现状,采用等标污染负荷法,结合统计资料科学分析了兴凯湖地区农业面源污染的负荷情况,以期为兴凯湖水体污染的防治提供依据。

1 研究区概况
  兴凯湖位于黑龙江省东部密山市东南37km左右处的中俄边界上,是中俄界湖。其地理坐标为131°58'30"-133°07'30",北纬45°01'00"-45°34'30",包括大、小兴凯湖及其周围流入大小兴凯湖的各个小流域。我国境内流入兴凯湖的4条小河流,有白泡子河、胜利河、洛格河、白棱河。流入小兴凯湖的5条小河流,有坎子河(又称小黑河)、承紫河、金银库河、西地河及东地河。沿穆兴水路汇入兴凯湖的穆棱河。其行政区划包括当壁镇、白泡子乡、兴凯湖乡、承紫河乡、杨木乡、兴凯湖农场和八五七农场等。全区总面积约3111.775km2。研究区位置示意图见图1。

2 研究方法
  2.1 数据收集
  以区县为单元,分类收集各项农业生产和农村生活涉及的原始数据,所有数据均来自相应年份的《鸡西市统计年鉴》。同时查阅相关文献,收集用于负荷核算的必需参数。
  采用资料收集与文献调研的方法进行农业面源污染现状的调查。以中国自然资源数据库为基本数据来源,收集各种相关文献资料,并发放实地调查问卷。数据主要来自全国污染普查资料、密山市农业技术推广中心提供及兴凯湖流域各乡镇及农场农业面源污染问卷调查结果。
  调查的内容:农药施用量、化肥的施用量、畜禽养殖量、农村人口、农膜使用量、产生秸秆的农作物的种植面积和产量等数据。
  2.2 排放负荷核算
  在核算和分解兴凯湖地区农业面源污染负荷时,农业面源污染的来源考虑农村生活污水、农村生活垃圾、化肥农污染、畜禽养殖等4种污染源,污染物只核算COD(化学需氧量)、TN(总氮)、TP(总磷)3种。
  2.2.1 农业面源污染实物排放量的核算
  (1)生活污水污染
  生活污水污染排放量=农村人口总数×人均排污系数×进人水体的流失率
  式中,根据国家环境卫生局确定的排放系数结合兴凯湖区域的特点,确定了兴凯湖农村生活污水、人粪尿的排污系数见表1,污染物进人水体的流失率见表2。
  2.2.2 生活垃圾污染
  生活垃圾污染排放量=农村人口总数×人均垃圾产生系数×垃圾渗滤液中污染物平均含量×乡村入湖系数
  在研究区域内,农村生活垃圾的产生量按人均0.7kg/d计,垃圾中的污染物分别按总氮占0.21%,总磷占0.22%进行计算。垃圾中所含污染物的入湖系数根据地形和离河流远近情况,按7.5%进行计算[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进人水体的流失率
  其中氮肥含N量,磷肥含P量,复合肥含N、P量分别为30%、18%、15%、50%,纯N和纯P的流失率分别为30%和20%[2,3]。
  2.2.4 畜禽养殖污染
  畜禽养殖污染:排放量=畜禽养殖总量×排泄系数×粪污中污染物平均含量×污染物入湖系数
  3 农业面源污染等标排放量的核算
  等标污染负荷是对环境产生影响的污染物排放总量的表示,它反映某污染源或某污染物的污染贡献。
  等标排放量=该污染物实物排放量/标准浓度
  污染物负荷率=污染物的等标污染负荷量/总的污染负荷
  其中标准浓度以地面水环境质量标准(G133838-2002)中Ⅱ类水质标准,即COD 15mg/L,TN 0.5mg/L,TP 0.025mg/L。

4 结果与分析
  根据以上方法和数据计算出2011年兴凯湖地区农业面源污染等标负荷,见表2-6.
  对各农业面源污染源污染物的流失量和等标污染负荷进行综合分析,并计算污染负荷量,结果列于表7

5.结束语
  本文研究了2011年兴凯湖地区的农业面源污染状况,着重分析了化肥施用、畜禽养殖、农村生活和农村生活垃圾等4种面源污染源,利用等标污染负荷法对上述污染源的COD、TN和TP负荷进行了估算。结果表明:兴凯湖地区2011年COD、TN、TP这三种污染物的污染负荷率中TP的负荷率最高占82.65%,是兴凯湖地区内农业面源污染的主要污染物;从污染源上来看,各污染源对兴凯湖水体污染的贡献率大小为:化肥污染﹥畜禽养殖﹥生活污水﹥生活垃圾。从排放污染的地区来看,兴凯湖农场、杨木乡、白泡子乡857农场是兴凯湖地区农业面源污染的主要贡献区。

参考文献
  [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,李贵宝,李新慧.化肥手册[M].北京:中国农业出版社,2000.
  [3]蒋桂炳.浙江省农业生态环境现状评价及防治对策[J].发表于  农业环境与发展,2001(3):42-44.

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