洱海流域蔬菜種植業污染特征淺析

所屬分類：農業論文閱讀次時間：2019-11-22 10:48

本文摘要：摘要:選擇洱海流域典型蔬菜種植區，分別對蔬菜種植區雨季地表徑流和地下水進行監測分析，依據水量平衡原理估算蔬菜種植區雨季地表徑流排水量及地下淋溶水量，計算得出流域蔬菜種植產生污染物流失量為CODCr118.90kg/hm2、TN165.59kg/hm2、TP3.07kg/hm2，污染

　　摘要:選擇洱海流域典型蔬菜種植區，分別對蔬菜種植區雨季地表徑流和地下水進行監測分析，依據水量平衡原理估算蔬菜種植區雨季地表徑流排水量及地下淋溶水量，計算得出流域蔬菜種植產生污染物流失量為CODCr118.90kg/hm2、TN165.59kg/hm2、TP3.07kg/hm2，污染物通過雨季地表徑流排水產生的污染物流失量分別占總流失量的85.02%、81.62%、86.97%;分析得出蔬菜種植業污染主要為TN污染。

　　關鍵詞:蔬菜種植,農田污染,地表徑流,洱海流域

蔬菜種植

　　洱海位于大理白族自治州境內，地跨大理市和洱源縣，是云南省第二大高原淡水湖泊。洱海流域土地肥沃，是大理州糧食、蔬菜的主產區，2016年耕地面積達23163.6hm2，其中水田17374.47hm2、旱地5789.13hm2[1-2]。依據相關研究，洱海流域農田面源氮、磷污染物占洱海面源污染物入湖總量的34%、29%[3]，是洱海最重要的污染源之一，也是洱海富營養化的重要影響因素。

　　其中蔬菜種植業種植周期短、施肥量大、種植區域多位于近海區域，氮、磷污染物流失量大，對洱海水質影響明顯。農田氮、磷污染主要為雨季地表徑流和地下淋溶、側滲[4]。本文通過對蔬菜種植區域雨季地表徑流排水、地下側滲水、井水進行監測，結合當地降雨量、蒸發量、灌溉用水量及地表徑流系數，估算蔬菜地地表徑流水量及地下淋溶側滲水量，初步計算得出蔬菜種植業污染物流失量。

　　1材料及方法

　　1.1研究區域種植結構及施肥情況

　　項目研究區域位于大理市下關鎮大莊村委會羅久邑自然村西側，地理坐標北緯25°40'37.61″～25°41'5.20″，東經100°12'26.37″～100°11'54.04″，面積約100hm2。區域農田常年以種植蔬菜為主，主要種植蔬菜種類有萵筍、小蔥、番茄、芹菜、青菜、白菜、豆角、韭菜、西藍花等。項目研究區域內土地主要以家庭為單位進行種植，農田基本無閑置及休耕時間。

　　主要施用的肥料有農家肥(牛糞、豬糞、雞糞)、有機肥(順豐牌)。施用的化學肥料有尿素、復合肥、普鈣、鈣鎂磷肥;氯化鉀肥、硫酸鉀肥、磷酸二氫鉀等。主要施肥方式為基肥溝施、塘施，追肥主要為穴施、撒施、噴施。

　　1.2調查方法

　　(1)地表徑流調查方法

　　選擇研究區域內只有雨季下雨時有水，其他時段斷流的農田排水溝。6—10月選擇降雨歷時較長、雨量較大的降雨場次，下雨時觀察溝內水位變化情況，從溝內有水排出開始取第一個樣品560mL，以后每隔10min取一次，直至溝內斷流。將取到的樣品等體積倒入大桶中均勻混合后取混合樣帶回實驗室分析。

　　(2)地下淋溶水水質取樣方法

　　旱季選擇農田區域內低洼且上游無來水的干溝，取由農田側向流入干溝的農田側滲水;雨季選擇區域中部地下水井(避免洱海及蒼山十八溪水對其影響)，水井為農戶提取地下水灌溉所用。取樣頻次依據區域地表補水特點，旱季每兩個月采一次，雨季每月采樣一次;地下水水質波動相對較小，取瞬時樣回實驗室進行分析。

　　1.3監測方法

　　CODCr采用HJ/T399-2007快速消解分光光度法(哈希測定儀);TN采用HJ636-2012堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法;TP采用GB11893-89鉬酸銨分光光度法。

　　2調查結果

　　2.1地表徑流水質調查結果

　　2.1.1地表徑流水質調查

　　依據區域降雨情況分別于2017年6月24日、7月1日、7月4日、7月5日、7月8日、7月10日、7月16日、7月21日、8月7日、8月10日、8月16日、8月27日、9月4日、10月11日共計14次采集區域內季節性排水溝水進行監測分析。

　　蔬菜地表徑流排水水質較差，參照《GB3838-2002地表水環境質量表》水質總體為劣Ⅴ類，以洱海Ⅱ類水(湖庫)為標準，TN平均值超標77.08倍，TP平均值超標29.87倍，CODCr超標0.96倍。蔬菜地表徑流排水對水環境的影響主要是TN污染，其次為總磷，CODCr影響相對較低。不同時期雨季地表徑流污染物濃度波動較大，無明顯規律。

　　通過現場調查，發現區域內蔬菜種植主要以家庭為單位，蔬菜種植種類多，種植時間較為分散，造成區域翻土、播種、施肥時間較為分散，因此導致蔬菜地排水無明顯規律。總體而言混合樣取樣次數越多，降雨歷時越長，地表徑流排水的氮、磷污染物濃度相對越高。根據現場情況看，主要是由于區域內農戶雨季施肥，會在肥料上面覆蓋淺層土壤;降雨歷時越長時，雨水會淋溶至化肥層，導致淋溶出大量氮磷污染物。

　　2.1.2蔬菜地地表徑流水量估算

　　農田徑流排水量主要取決于降雨量和降雨強度。滇池研究表明，在降雨量為80mm的條件下，農田徑流排水量是降雨量的53.52%。分析洱海流域降雨資料，實際達到80mm降雨的現象并不多見[5]，同時現場調查發現區域內萵筍、白菜等種植有覆地膜的情況。

　　綜合考慮上述情況，蔬菜地地表徑流系數Ψ取0.3。依據大理市2016年統計年鑒，大理市2016年平均降雨量為1154mm[1]，因此2016年1hm2蔬菜地產生的農田徑流排水量為3462m3。

　　2.1.3蔬菜地地表徑流污染分析

　　以地表徑流平均污染物濃度和農田徑流排水量可以計算得出單位面積蔬菜地2016年雨季地表徑流排水污染物流失量為CODCr101.09kg/hm2，TN135.16kg/hm2，TP2.67kg/hm2。

　　2.2地下水污染調查

　　2.2.1地表下淋溶水水質調查

　　2017年6月—2018年4月依據地下水流動特點，對蔬菜種植區側滲水及井水進行采樣。旱季每兩個月采集一次，雨季每月采集一次，取瞬時樣帶回實驗室分析。蔬菜地地下水質較差，參照《GB3838-2002地表水環境質量表》蔬菜地地下水平均值已遠超Ⅴ類標準，總體為劣Ⅴ類，以洱海Ⅱ類水(湖庫)為標準，TN平均值超標24.64倍，TP平均值超標5.72倍，CODCr不超標。

　　因此蔬菜地地下水排水對水環境的影響主要是TN的污染，其次為總磷，CODCr影響相對較低。蔬菜地地下水質不同時期污染物濃度波動較大，總體而言旱季污染物濃度相對較高，雨季污染物濃度相對較低，依據現場調查，主要是因為雨季降雨量大，地表肥料部分隨地表徑流排出，同時地表滲入地下水量也較旱季大。

　　2.2.2蔬菜地下滲、淋溶水量估算

　　地下水水流情況復雜，本文依據水量平衡原理，在不考慮地下水橫向流動影響的情況下，粗略估算農田地下水下滲量。

　　2.3蔬菜地種植業污染物流失量

　　依據研究，蔬菜種植污染途徑主要為雨季地表徑流排水及地下滲濾，將雨季地表徑流排水污染物流失量與地下淋溶污染物流失量合計，即可算出蔬菜種植污染物物流失量。

　　結論

　　洱海流域蔬菜種植業單位面積產生污染物流失量為CODCr118.90kg/hm2、TN165.59kg/hm2、TP3.07kg/hm2。其中通過雨季地表徑流排水產生的污染物流失量分別占總污染物流失量的85.02%、81.62%、86.97%。蔬菜氮、磷污染物主要通過雨季地表徑流方式流入周邊河流，最終進入洱海。2016年大理市洱海流域蔬菜種植業污染物流失量為CODCr321.89t/a，TN448.29t/a，TP8.31t/a。約占洱海水環境承載力的CODCr2.71%、TN37.36%，TP7.55%，TN污染比例較大，因此蔬菜種植業的污染主要為TN污染。

　　4建議

　　依據現場調查情況，結合近年來國內農田種植業污染防治方法經驗，作者建議采取源頭削減、過程阻斷、養分再利用、末端強化治理的方法進行治理[4-8]。

　　(1)調整近海區域種植結構，控制蔬菜種植區域，在近海區域劃定禁種區域。

　　(2)控制化肥施用量，多用有機肥、緩釋肥等不易流失的肥料;合理選擇施肥方式，雨季嚴格禁止撒施、噴施化學肥料。

　　(3)在蔬菜種植區域修建庫塘對蔬菜地雨季尾水收集，并設立回用泵站，旱季反抽回上游菜地回用。

　　(4)開展末端治理，蔬菜地下游修建生態塘、生態溝渠、人工濕地等措施凈化入湖水質。

　　參考文獻:

　　[1]大理市統計局.大理市統計年鑒2016年[R].

　　[2]洱源縣統計局.洱源縣國民經濟和社會發展統計年鑒2016年[R].

　　[3]王圣瑞，儲昭升.洱海富營養化控制技術與應用設計[M].北京:科學技術出版社.

　　[4]環境保護部污染防治司，規劃財務司.江河湖泊生態環境保護系列指南(環辦【2014】111號)—農田面源污染防治技術指南[Z].

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