（环境工程专业论文）淮河流域淮南段农村非点源污染量化计算及控制对策研究.pdf

摘要 摘要 该文重点对淮河流域淮南段农村非点源污染产生量，污染负荷及污染特征进 行了计算和分析研究。采取全面调查与典型调查相结合、综合分析的方式，调查 研究了淮南市沿淮河各乡镇的农村人口数量、耕地面积、畜禽养殖数量、化肥施 用量、降雨量等，采用统计模型输出系数的量化方法，利用农村生态系统、农村 生活和畜禽养殖污染源的产污系数及其入河系数等参数分乡镇分别得出了淮河流 域淮南段农村非点源污染物产生量和污染负荷以及淮河流域淮南段农村非点源污 染物的入河量，计算结果如下： ( 1 ) 2 0 0 1 2 0 0 4 年农田生态系统污染源c o d 污染物负荷量分别为：5 5 6 4 5 t 、 5 5 3 5 7 t 、5 3 3 5 4 t 和5 3 9 8 8 t ，氨氮污染负荷量分别为：1 1 1 2 9 t 、1 1 0 7 1 t 、1 0 6 7 1 t 、 1 0 7 9 8 t ；( 2 ) 农村生活污染源c o d 污染物负荷量分别为：4 6 0 1 3 t 、4 5 6 8 9 t 、“5 0 0 t 和4 3 8 5 1 i ，氨氮污染负荷量分别为：4 6 0 1 t 、4 5 6 9 t 、4 4 5 0 t 和4 3 8 5 t ；( 3 ) 畜禽 养殖污染源c o d 污染负荷量分别为：1 1 6 4 5 3 t 、1 4 0 4 2 l t 、1 4 6 9 1 0 l 和1 3 8 9 9 6 t ， 氨氮污染负荷量分别为：6 3 1 t 、7 5 3 t 、7 8 8 t 和7 3 9 t ；( 4 ) 淮河流域淮南段农村 非点源污染物c o d 2 0 0 1 2 0 0 4 年排入淮河量分别为：2 1 8 1 1 2 t 、2 4 1 4 6 7 t 、2 4 4 7 6 4 t 和2 3 6 8 3 5 t ，氨氮入河量分别为：1 6 3 6 3 t 、1 6 3 9 3 t 、1 5 9 0 8 t 、1 5 9 2 2 t ；( 5 ) 研究 区域中，c 0 d 入河量较大的几个乡镇为城北乡、毛集镇、平圩镇和刘集乡，入河 量分别为3 1 2 0 5 t 、2 9 2 7 9 t 、2 4 6 2 4 t 和2 2 2 8 7 t 。氨氮入河量较大的乡镇为毛集镇、 城北乡、焦岗乡和刘集乡，入河量分别为2 5 1 5 t 、2 1 2 6 t 、1 9 6 4 t 和1 5 6 1 t 。 在以上研究基础上，分析研究了淮河流域淮南段农村非点源污染的特征和变 化趋势，指出了淮南市沿淮地区农村非点源污染的重点控制领域和重点控制地区， 提出了淮南市沿淮地区农村非点源污染的控制对策和调控措施。 关键词：农村非点源污染：污染负荷：c o d ；氨氮；量化计算；调控 安徽理r 大学硕士学位论文 a b s t r a c t t h i st h e s i sm a i n l yc a l c u l a t e dt l l ea m o u n to fr u t a ln o n p o j n ts o u t c ep o l i u t i o n ， a n a l y s e dt h ep o l l u t j o nl a o d i n ga n dt h ep o l l u t i o nc h a r a c t e r s b yu s i n gt h em e a s u r e so f c o m p l e t es u r v ey ，t y p i c a ls u e ya n da g g r e g a t ea l l 时y s i s ，t h i st h e s i sh a si n v e s t i g a t e dt h e r u r a lp o p u l a t i o n ，a g r i c u i t u r a la c r e a g e ，t h ea m o u mo fl j v e s t o c k sr a i s i n 舀t h en u m b e ro f c h e m i c a lf e n i l i z e r s ，r a i n f a l l ，e t c d e p e n d i n go nt h em e a s u r e so fs t a “s t i cm o d e la i l d o u t p u tf a c t o r ，t h i st h e s i sh a sa c q u i r e dm ea m o u n to fp o l l u t a n t so fp r o d u c “o n 矗o mf u r a l n o n p o i n ts o u r c e ，p o n u t i o nl o a d i n ga n dt h ep o u u t a t sd i s c h a i g e di n t oh u a i h er i v e r f r o mn l r a ln o n p o i n ts o u r c eb yt h ep o l l u t a n t sp r o d u c t j o nc o e f f i c i e n ta n dt h ec o e f f i c i e n t o fp o n u t a l 】td i s c h a r g e dj n t oh u a i h er j v e r t h ek e yj e s e a f c hr e s u l t so ft h ep a p e ra f ea s f o l l o w s ： ( 1 ) t h eq u a n t i t yo fc o dp o l l u t i o nl o a d i n gf r o mc r o p l a n ds y s t e mp o l l u t i o ns o u r c e a m o n g2 0 0 1 - 2 0 0 4i s = 5 5 6 4 5 t ，5 5 3 5 7 t ，5 3 3 5 4 t ，5 3 9 8 8 t 1 1 l en h 3 一np o l l u t i o nl o a d i i l g i s ：1 1 1 2 9 t ，1 1 0 7 1 t ，1 0 6 7 1 t ，1 0 7 9 8 t ( 2 ) t h eq u a m i t yo fc o dp o l l u t i o nl o a d i n g r o m 九i m ld o m e s t i cw a s t ei s ：4 6 0 ，1 3 t ，4 5 6 8 9 t ，4 4 5 0 0 t ，4 3 8 5 1 t t h en h 3 - n p o l l u t i o nl o a d i n gi s ： 4 6 0 1 t ，4 5 6 9 t ，4 4 5 0 t ，4 3 8 5 t ( 3 ) t h eq u a n t i t yo fc o dp o l l u t i o nl o a d i i l gf 如m l j v e s t o c kr a i s i n gi s ：1 1 6 4 5 3 t ，1 4 0 4 2 1 t ，1 4 6 9 1 0 t ，1 3 8 9 9 6 t 1 1 1 eq u a n t i t yo fn h 3 - n p o l l u t i o nl o a d i n gf r o ml i v e s t o c k sr a i s i n gi s ：6 3 1 t ，7 5 3 t ，7 8 8 t ，7 3 9 t ( 4 ) t h e 锄o u n to f c o d p o l l u t a n td i s c h a 略e di n t oh u a i h er i v e ri nh u a i n a s e c t i o n 丘o mf u r a ln o n - p o i n t s o u r c ei n2 0 0 1 2 0 0 4i s ：2 1 8 1 1 2 t ，2 4 1 4 6 7 t ，2 4 4 7 6 4 t ，2 3 6 8 3 5 t a n dt h e 锄o l l l l to f n h 3 - np o l l u t i o ni s ：1 6 3 6 3 t ，1 6 3 9 3 t ，1 5 9 0 8 t ，1 5 9 2 2 t ( 5 ) i l lt h er e s e a r c h i n gr e 百。璐， t h et o w so fc h e n g b e i ，m a o j i ，p i n g w e ia n d “u j ia r et h ei m p o r t a n tr e g i o n sw h i c h d i s c h a 唱e d m o r ec o d t h eq u a i l t i t yo fc o dd i s c h a 唱e di n t oh u a i h er i v e ri s ： 3 1 2 0 5 t ，2 9 2 7 9 t ，2 4 6 2 4 t ，2 2 2 8 7 t t h et o w n so fm a o j i ，c h e n 曲c j ，j i a o g a n ga n dl i u j i a r et h ee m p h a s e sr c 舀o n sw h i c hd i s c h a r g e dm o r en h 3 一n t h eq u a n t i t yo fn h 3 一n d i s c h a i g e di n t oh u a i h er i v e ri s ：2 5 1 5 t ，2 1 2 6 t ，1 9 6 4 t ，1 5 6 1 t b a s e do nt h ea b o v er e s e a r c h i n g ，t h i st h e s j sa n a l y s e dt h ec h a r a c t e r sa n du p t r c n do f t h er u r a ln o n 。p o i n ts o m c ep o l l u t i o ni nh u a j n a nc i t yo fh u a i h er i v e r 1 1 i i sp a p e ra l s o i n d i c a t e dt h ee m p h a s e sd o m a i n sa n dr e g i o n st h a tm o r ep o l l u t a n t sh a v ed i s c h a r g e dj n t 0 h u a i h er i v e ra n dp u tf o r w a r ds o m ec o n t m l l i n gc o u n t e n n e a s u r e sj nt h et o w n si n h u a i n a nc i t yn e a rh u a i h er i v e r k e y w o r d s ：r u r a ln o - p o i n ts o m c ep o l l u t i o n ；p o l l u t i o nl o a d i n g ； c o d ；n h 3 n ； q u a n t i f i z a 垃： r e g u l a t ea n dc o n t r o l 安徽理t 大学硕士学位论文 插图或附表清单 图12 0 0 4 年淮河水系水质类别比例2 图2 淮南市地图2 2 图3 农村非点源污染量化计算示意图2 4 图4 研究区域边界图2 6 图5 淮南市化肥使用量变化趋势图4 4 圈6 淮南市农药使用量变化趋势图4 5 图7 淮南市农膜使用量变化趋势图。：一4 6 图8 上窑镇农田生态系统养分流失变化趋势图4 7 图9 洛河镇农田生态系统养分流失变化趋势图4 7 图1 0 舜耕镇农田生态系统养分流失变化趋势图4 8 图1 1 安成镇农田生态系统养分流失变化趋势图4 8 图1 2 望峰岗镇农田生态系统养分流失变化趋势图4 9 图1 3 八公山镇农田生态系统养分流失变化趋势图4 9 图1 4 山王镇农田生态系统养分流失变化趋势图5 0 图1 5 大山镇农田生态系统养分流失变化趋势图5 0 图1 6 李冲乡农田生态系统养分流失变化趋势图5 1 图1 7 高皇镇农田生态系统养分流失变化趋势图5 1 图1 8 平圩镇农田生态系统养分流失变化趋势图5 2 图1 9 祁集乡农田生态系统养分流失变化趋势图5 2 图2 0 架河乡农田生态系统养分流失变化趋势图5 3 图2 1 城北乡农田生态系统养分流失变化趋势图5 3 图2 2 城关镇农田生态系统养分流失变化趋势图5 4 图2 3 刘集乡农田生态系统养分流失变化趋势图5 4 图2 4 毛集镇农田生态系统养分流失变化趋势图5 5 图2 5 焦岗乡农田生态系统养分流失变化趋势图5 5 图2 6 上窑镇农村生活非点源污染产生量变化趋势图5 6 图2 7 洛河镇农村生活非点源污染产生量变化特征5 6 图2 8 舜耕镇农村生活非点源污染产生量变化特征5 7 图2 9 安成镇农村生活非点源污染产生量变化特征5 7 图3 0 望峰岗镇农村生活非点源污染产生量变化特征5 8 v i i 插图清单 图3 1 八公山镇农村生活非点源污染产生量变化特征5 8 图3 2山王镇农村生活非点源污染产生量变化特征5 9 图3 3 大山镇农村生活非点源污染产生量变化特征5 9 图3 4 李冲乡农村生活非点源污染产生量变化特征。6 0 图3 5 高皇镇农村生活非点源污染产生量变化特征。6 0 图3 6 平圩镇农村生活非点源污染产生量变化特征。6 1 图3 7 祁集乡农村生活非点源污染产生量变化特征6 1 圈3 8 架河乡农村生活非点源污染产生量变化特征6 2 图3 9 城北乡农村生活非点源污染产生量变化特征一6 2 图4 0 城关镇农村生活非点源污染产生量变化特征6 3 图4 1 刘集乡农村生活非点源污染产生量变化特征6 3 图4 2 毛集镇农村生活非点源污染产生量变化特征6 4 图4 3 焦岗乡农村生活非点源污染产生量变化特征6 4 图4 4 上窑镇畜禽养殖污染物c o d 排放量变化特征6 5 图4 5 洛河镇畜禽养殖污染物c o d 排放量变化特征6 5 图4 6 舜耕镇畜禽养殖污染物c 0 d 排放量变化特征。6 6 图4 7 安成镇畜禽养殖污染物c o d 排放量变化特征6 6 图4 8 望峰岗镇畜禽养殖污染物c o d 排放量变化特征6 7 图4 9 八公山镇畜禽养殖污染物c o d 排放量变化特征6 7 图5 0 山王镇畜禽养殖污染物c 0 d 排放量变化特征6 8 图5 1 大山镇畜禽养殖污染物c o d 排放量变化特征6 8 图5 2 李冲乡畜禽养殖污染物c o d 排放量变化特征6 9 图5 3 高皇镇畜禽养殖污染物c o d 排放量变化特征6 9 图5 4 平圩镇畜禽养殖污染物c o d 排放量变化特征7 0 图5 5 祁集乡畜禽养殖污染物c o d 排放量变化特征7 0 图5 6 架河乡畜禽养殖污染物c o d 排放量变化特征7 1 图5 7 城北乡畜禽养殖污染物c o d 排放量变化特征7 l 图5 8 城关镇畜禽养殖污染物c o d 排放量变化特征7 2 图5 9 刘集乡畜禽养殖污染物c o d 排放量变化特征7 2 图6 0 毛集镇畜禽养殖污染物c o d 排放量变化特征7 3 图6 1 焦岗乡畜禽养殖污染物c o d 排放量变化特征7 3 图6 2 上窑镇农村非点源污染物进入周围水体量7 4 i x 安徽理工大学硕士学位论文 图6 3 洛河镇农村非点源污染物进入刷围水体量7 5 图6 4 舜耕镇农村非点源污染物进入周围水体量7 5 图6 5 安成镇农村非点源污染物进入周围水体量7 6 图6 6 望峰岗镇农村非点源污染物进入周围水体量7 6 图6 7 八公山镇农村非点源污染物进入周围水体量7 7 图6 8 山王镇农村非点源污染物进入周围水体量7 8 图6 9 大山镇农村非点源污染物进入周围水体量7 8 图7 0 李冲乡农村非点源污染物进入周围水体量7 9 图7 1 高皇镇农村非点源污染物进入周围水体量7 9 图7 2 平圩镇农村非点源污染物进入周围水体量8 0 国7 3 祁集乡农村非点源污染物进入周围水体量8 1 图7 4 架河乡农村非点源污染物进入周围水体量8 1 图7 5 城北乡农村非点源污染物进入周围水体量8 2 图7 6 城关镇农村非点源污染物进入周围水体量8 2 图7 7 刘集乡农村非点源污染物进入周围水体量8 3 图7 8 毛集镇农村非点源污染物进入周围水体量8 3 图7 9 焦岗乡农村非点源污染物进入周围水体量8 4 图8 0 上窑镇农村非点源污染物排入外部河流量变化特征8 5 图8 1 洛河镇农村非点源污染物排入外部河流最变化特征8 5 图8 2 舜耕镇农村非点源污染物排入外部河流量变化特征8 6 图8 3 安成镇农村非点源污染物排入外部河流量变化特征8 6 图8 4 望峰岗镇农村非点源污染物排入外部河流量变化特征8 7 图8 5 八公山镇农村非点源污染物排入外部河流量变化特征8 7 图8 6 山王镇农村非点源污染物排入外部河流量变化特征8 8 图8 7 大山镇农村非点源污染物排入外部河流量变化特征8 9 图8 8 李冲乡农村非点源污染物排入外部河流量变化特征8 9 图8 9 高皇镇农村非点源污染物排入外部河流量变化特征9 0 图9 0 平圩镇农村非点源污染物排入外部河流量变化特征9 0 图9 1 祁集乡农村非点源污染物排入外部河流量变化特征9 1 图9 2 架河乡农村非点源污染物排入外部河流量变化特征9 2 图9 3 城北乡农村非点源污染物排入外部河流量变化特征9 2 图9 4 城关镇农村非点源污染物排入外部河流量变化特征9 3 x 插图清单 图9 5 刘集乡农村非点源污染物排入外部河流量变化特征9 3 图9 6 毛集镇农村非点源污染物排入外部河流量变化特征。9 4 图9 7 焦岗乡农村非点源污染物排入外部河流量变化特征。9 4 图9 8 上窑镇农村非点源污染物进入淮河量变化特征9 5 图9 9 洛河镇农村非点源污染物进入淮河量变化特征9 6 图1 0 0 舜耕镇农村非点源污染物进入淮河量变化特征9 6 图1 0 1 安成镇农村非点源污染物进入淮河量变化特征9 7 图1 0 2 望峰岗镇农村非点源污染物进入淮河量变化特征9 7 图1 0 3 八公山镇农村非点源污染物进入淮河量变化特征9 8 图1 0 4 山王镇农村非点源污染物进入淮河量变化特征9 9 图1 0 5 大山镇农村非点源污染物进入淮河量变化特征9 9 图1 0 6 李冲乡农村非点源污染物进入淮河量变化特征1 0 0 图1 0 7 高皇镇农村非点源污染物进入淮河量变化特征1 0 0 图1 0 8 平圩镇农村非点源污染物进入淮河量变化特征1 0 1 图1 0 9 祁集乡农村非点源污染物进入淮河量变化特征1 0 1 图n o 架河乡农村非点源污染物进入淮河量变化特征1 0 2 图1 1 1 城北乡农村非点源污染物进入淮河量变化特征1 0 2 图1 1 2 城关镇农村非点源污染物进入淮河量变化特征1 0 3 图1 1 3 刘集乡农村非点源污染物进入淮河量变化特征1 0 3 图1 1 4 毛集镇农村非点源污染物进入淮河量变化特征1 0 4 图1 1 5 焦岗乡农村非点源污染物进入淮河量变化特征一1 0 4 图11 6 各污染源c o d 入河量变化趋势图1 0 6 图1 1 7 各污染源氨氮入河量变化趋势图1 0 6 图1 1 8 各污染源c o d 入河量所占比例图1 0 7 图1 1 9 各污染源氨氮入河量所占比例图。1 0 7 图1 2 2 各乡镇农村非点源污染c o d 入河量比较1 1 1 图1 2 3 各乡镇农村非点源污染氨氮入河量比较1 1 1 x i 安徽理下大学硕士学位论文 表1 农业非点源污染的主要来源及危害9 表2 淮南市各区化肥平均用量2 8 表3 各乡镇修正系数统计2 9 表4 淮南市沿淮乡镇年末耕地面积统计3 0 表5 农田生态系统养分流失产生c 0 d 及氨氮量3 1 表6 淮南市沿淮河乡镇农村人口统计3 2 表7 淮南市沿淮河乡镇农村生活污染源产生量3 3 表8 畜禽粪排放量3 4 表9 畜禽粪便污染物含量3 4 表1 1 淮南市沿淮河乡镇畜禽养殖污染源污染物产生量3 6 表1 2 农田生态系统养分流失污染物进入周围水体的量3 8 表1 3 农村生活污染源产生污染物进入周围水体的量3 9 表1 4 畜禽养殖污染物进入周围水体的量4 0 表1 5 农村非点源污染物释放进入周围水体总量4 1 表1 6 农村非点源污染物排入外部河流的量4 2 表1 7 农村非点源污染物入淮河的量4 3 表1 8 淮南市化肥使用情况一4 4 表1 9 淮南市农药使用情况4 5 表2 0 淮南市薄膜使用情况4 6 表2 1 各污染源污染物入河量1 0 5 表2 2 各污染源污染物年均入河量 1 0 8 表2 3 各乡镇农村非点源污染入河量平均值1 1 1 鬟i l 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及 取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方以外， 论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得 塞邀理兰盘堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一 同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并 表示谢意。 学位论文作者签名： ! 象幺丞 日期：五年j 月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解塞筮垄王太堂有保留、使用学位论文的规定，即： 研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于窒煎堡王太堂。学校有 权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借 阅。本人授权安徽理工大学 可以将学位论文的全部或部分内容编入有关 数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 。同时本人保证，毕业后 结合学位论文研究课题再撰写的文章一律注明作者单位为安徽理工 大学。 学位论文作者签名：i 鲁坛 签字日期：“年占月，f 日 导师签名：岛良如 签字日期沙饵 眦日 1 绪论 1 1 问题的提出 水是人类发展不可缺少的自然资源，是人类和切生物赖以生存的物质基础。 当今世界，水资源不足和污染构成的水资源危机成为任何一个国家在政策、经济 和技术上所面临的复杂问题和社会经济发展的主要制约因素。 1 1 1 中国水资源短缺与水环境恶化 ( 1 ) 水资源的自然属性 我国水资源总量为2 s o ，0 0 0 亿m 3 居世界第四位，时空分布不平衡。在时间 上水资源年分配不均匀，年际变化大；受季风气候影响，我国大部分地区汛期4 个月降水量占全年水量的7 0 左右( 南方6 0 ，北方8 0 ) ；南方地区平均最大 年降水量是最小年降水量的2 4 倍，北方地区位3 8 倍 ”。在空间上，我国东 部河流流域土地面积为全国土地面积的6 4 ，径流量占全国径流量的9 6 ，内陆 河流域土地面积占全国土地面积的3 6 ，水资源占有量只有全国的4 吼总的 来说，东部、南部水资源丰富，西部、北部水资源缺乏【3 1 。 ( 2 ) 水资源短缺现状 我国的水资源总量不少，但由于人口众多，人均水资源量只有2 2 2 0 矗，仅 为世界平均水平的2 6 6 ，是世界上1 3 个贫水国之一【3 】a 每年因缺水或供水不足 影响城市人口约0 4 亿，造成工业产值平均减少人民币2 3 0 0 多亿元，粮食减产约 0 7 5 1 亿吨，农村约有0 8 亿人口河0 4 亿头牲畜饮水困难n 近几十年，我国 的水量需求平均增长率为1 ，5 ，而水供给增长率为1 1 。在目前的政策框架以 及水资源状况下，以现在的入口增长率、工业和城市发展速度来看，水量需求将 持续增长，水的供需差距也将越来越大。据预测，到2 0 1 0 年全国供水缺口为1 1 4 0 亿m 3 ，2 0 3 0 年供水缺口为2 3 0 0 亿m 3 ，到本世纪中叶，人均水资源量将减少至 1 7 6 0m 3 【5 1 。 ( 3 ) 水环境形势恶化 由于工业废水和生活污水未经处理直接排入江河湖泊，致使全国七大流域遭 受不同程度的污染。据2 0 0 4 年中国环境质量状况公报表明，2 0 0 4 年我国七大水 系的4 1 2 个水质监测断面中，i i i i 类、v 类和劣v 类水质的断面比例分别 为：4 1 8 、3 0 3 和2 7 9 ，七大水系总体水质与2 0 0 3 年基本持平，珠江、长 安徽理工人学硕士学位论文 江水质较好，辽河、淮河、黄河、松花江水质较差，海河水质差，主要湖泊富营 养化现象也十分突出嘲。由于地表水资源不能满足需求，地下水超采现象日趋严 重，导致地下水位下降。几乎所有平原地区都出现了不同程度的地下水位下降。 地下水位下降导致地面污染下渗，造成海水入侵，使得地下水的矿化度增加，水 质逐渐变坏【3 】。 1 1 2 非点源污染问题突出 对非点源污染的重视始于二十世纪七十年代。在综合整治水体污染的实践中， 人们发现当点源污染已得到较好控制时，水污染问题仍然存在，且水体富营养化 趋势不断加剧。不断的研究结果表明，如果非点源污染不能得到有效控制，水体 富营养化难以根治i 引。所以，非点源污染特别是农村非点源污染无疑将成为我国 今后水环境污染控制韵重点，在所有农村面源污染来源中，农业活动是最大的农 村非点源污染来源。 1 1 3 淮河流域水质状况 根据2 0 0 4 年中国环境状况公报，2 0 0 4 年淮河水系属中度污染。8 6 个水质监 测断面中，i i i i 类、v 类和劣v 类水质的断面比例分别为：1 9 8 、4 7 6 和3 2 6 ，主要污染指标为石油类、五日生化需氧量、高锰酸盐指数和氨氮。 与2 0 0 3 年相比，水质无明显变化。 资料来源：国家环保总局，2 0 0 4 年中国环境状况公报 图12 0 0 4 年淮河水系水质类别比例 f i 9 1 t h e p r 叩o n i o no f w a t e rq u a l i t ys o r to f h u a i h er i v e r i n2 0 0 4 从1 9 9 5 年的淮河流域水污染防治暂行条例的实施到1 9 9 8 年治理淮河的 “零点行动”，淮河流域的治污达到了前所未有的高度，然而2 0 0 4 年淮河再次发 生重大污染事故，造成淮河流域6 0 的河段水质严重超标研。所以从另一方面来 1绪论 考虑，淮河流域除了点源污染问题尚未完全得到解决外，淮河流域还存在另一种 污染源非点源的污染，尤其是农业生产与农村生活造成的非点源污染问题还 没有引起足够的重视，对淮河水质的影响举足轻重。 目i i ，淮河流域农村非点源污染的研究甚少，淮河流域耕地面积占全国的1 6 ， 是我国主要的产粮区，流域内农业生产中农药、化肥的使用量很大，其污染也相 对较重。在点源污染还尚未得到解决的情况下，淮河流域农村非点源污染问题又 愈发凸现出来，造成淮河流域污染治理难度的增大。从淮河流域目前的社会经济 发展水平和污染治理水平看，在加强对工业污染源综合治理的情况下，工业污染 所占的份额有可能下降，城市生活污水排放量将上升，即将达工业废水的一半， 而农业面源污染将越来越突出，对水体的污染影响可能是工业污染的2 倍以上i 。 基于淮河流域水污染问题的严重性，进行非点源污染问题研究的重要性以及 目前流域非点源污染治理工作的紧迫性，基于相关基础条件分析，特选取淮河流 域淮南段农村非点源污染量化计算及控制对策作为本论文的研究重点。 1 2 研究意义与研究方法 1 2 1 研究意义 在点源污染从政策到技术层面上得到高度重视，污染问题锝到有效控制的同 时，非点源污染也越来越受到普遍关注，尤其是农村非点源的污染控制在流域水 污染控制、水环境质量的改善等方向的作用等。 总结前人研究成果，农村非点源污染负荷是河湖非点源的重要组成部分：氮 磷等营养性污染物是导致河湖富营养化的主要因子，是目前非点源研究和控制的 重点。在农业生产中施入化肥提高农作物产量的同时，过剩的营养物质，主要为 氮、磷等营养性物质通过物理、化学及生物作用的转化，以各种形态进入到大气 及水体中，成为环境影响的污染因子。 农村非点源污染的控制和治理是流域水环境承载力研究不可回避的问题之一 【9 】。淮河流域耕地面积1 3 3 3 公顷，主要作物有小麦、水稻、玉米、薯类、大豆、 棉花和油菜，2 0 0 0 年粮食产量为7 5 7 4 万t ，占全国粮食总产量的1 6 ，淮河流 域在我国农业生产中已占有举足轻重的地位。本文以淮河流域淮南段为研究对象， 分析了淮河流域淮南段农村非点源污染的基本特征并对淮河流域淮南段沿河乡镇 农村非点源污染物进行量化计算。两对农业非点源污染的各种污染源负荷的科学 计算有利于决策者制定相应的防治对策，而对污染物的迁移转化途径和特征的认 3 安徽理工人学硕士学位论文 识是制定控制措施的理论依据9 1 。因此开展淮河流域淮南段农业非点源污染负荷 的量化计算及特征分析，对淮河流域的治污工作具有重要意义。 1 2 2 研究内容 本文的主要研究内容包括： ( 1 ) 淮河流域淮南段农村非点源各污染源( 农田生态系统、畜禽养殖和农 村居民生活污染源) 产污量量化计算 ( 2 ) 淮河流域淮南段农村非点源污染负荷计算及淮河流域淮南段农村非点源 污染特征分析 ( 3 ) 淮河流域淮南段农村非点源污染控制对策 1 2 3 研究方法与技术路线 农村非点源污染的量化方法包括径流实验场法及模型计算法等，本文参照李 怀恩等人的输出系数法及林玉锁等人提出的农村非点源污染的预测方法，采取收 集有关单位统计资料、进行实地调查确定计算参数与计算相结合的综合分析方法， 将农村非点源污染对淮河流域淮南段水质的影响分为4 步进行： ( 1 ) 农村非点源污染源产生量 ( 2 ) 农村非点源污染源释放流失到环境的量 ( 3 ) 农村非点源污染源进入入淮河河流的量 ( 4 ) 农村非点源污染物进入淮河水体的量 技术路线为： 1绪论 本文在大量的基础资料( 包括淮南市沿淮河各乡镇农业人口、畜禽、耕地面 积、土壤类型、降雨量及化肥用量等) 的基础上，对淮河流域淮南段农村非点源 污染负荷进行了量化计算，并就淮河流域淮南段农村非点源污染特征进行分析， 并提出了一些相应的防治措施。 安徽理工大学硕士学位论文 2 农村非点源污染及其研究进展 2 1 非点源污染及其基本特征 2 1 1 农村非点源污染的概念及其基本特征 水环境污染可以分为点源污染( p o i i l ts o u r c ep o l l u t i o n ) 和非点源污染 ( n o n d o i i i tp o l l u t i o n ) 或面源污染( d i 自f u s e ds o u r c ep o l l u t i o n ) i ”j 。点源污染是 指包括工业废水和城市生活污水的污染，通常具有固定的排污口，污染物集中排 放。非点源污染是与点源污染相对的，是指溶解的和固态的污染物从非特定的地 点，在降水和径流冲刷作用下，通过径流过程而汇入受纳水体( 包括河流、湖泊、 水库和海湾等) 并引起水体的富营养化或污染f 1 1 以2 】。美国清洁水法修正案一( 1 9 7 7 ) 对非点源污染的定义为：污染物以广域的、分散的、微量的形式进入地表及地下 才( 。 农村包括了农业以及生活在其中的农民，而农业生产、农民生活都会产生非 点源污染。因此，农村非点源污染分为农业非点源污染和农村生活非点源污染两 大类1 1 ”。 农业非点源污染是指农业生产活动引起的各种污染物f 沉淀物、营养物、农药、 盐分、病菌等1 以低浓度、大范围的形式缓慢的在土壤圈内运动和从土壤圈向水圈 扩散的过程【“4 5 1 。农村生活非点源污染主要是指由农村居民生活引起的非点源， 其中主要包括生活污水和生活垃圾两大方面。 非点源污染是由分散污染源造成得，其污染物来源范围广、面积大，不能用 常规处理方法改善污染物排放源。与点源污染相比较，非点源污染具有三个不确 定性( 不确定时间、不确定方式、不确定数量) 【1 6 q 钟，多种特征并存： ( 1 ) 随机性：从非点源污染的起源和形成过程分析，非点源污染与区域的降 水过程密切相关。无论是城市地表径流、矿区地表径流，还是土壤侵蚀，其规模 和强度均与降水过程密切相关。此外，非点源污染的形成还与其它许多因素，如 土壤结构、农作物类型、气候、地址地貌等因素密切相关【硼。由于降水的随机性 和其它影响因子的不确定性，决定了非点源污染的形成具有较大的随机性。 ( 2 ) 广泛性：随着世界经济的发展，人工生产的许多自然环境无法接受的化 学物质逐年增多，在地球表层广泛分布，随着径流进入水体的污染物遍地可知， 其所产生的对生态环境的影响更是深远而广泛 2 1 】。非点源污染物的性质与负荷受 气候、下垫面以及人类活动方式与强度等多种因素的影响，具有一定的区域性特 - 6 2 农村非点源污染及其研究进展 点。 ( 3 ) 滞后性：农田中农药和化肥施用造成的污染，在很大程度上与降雨和径 流立即发生密切相关，同时也与农药和化肥的施用量有关。研究表明，当施用化 肥后，若遇到降雨，造成的非点源污染将会十分严重1 1 引。研究海表明，农药和化 肥在农田中存在的时问长短也将决定非点源污染形成的滞后性的长短【”】。通常， 一次农药或化肥的施用所造成的非点源污染将是长期的【1 9 】。 ( 4 ) 模糊性：影响非点源污染的因子复杂多样。由于缺乏明确固定的污染源， 在判断污染物的来源时存在一定的难度。以农业非点源污染为例，农药和化肥的 施用是非点源污染的主要来源，但不同的农药和化肥施用量以及在生长季节、农 作物类型、施用方式、土壤性质和降水条件不同时，所导致的农药和养分的流失 将会有巨大的差异，而不同因子之间又相互影响，因而使得非点源污染的形成机 理具有较大的模期性【2 3 t 4 】。 ( 5 ) 潜伏性：以农药、化肥为例，施用之后，在无降水或无灌溉时，形成的 非点源污染十分微弱。在更多的情况下，非点源污染直接起因于降水和灌溉的时 间。城市地表径流污染也有同样的特点。在无降水条件下，散落在城市空间的许 多固体污染物、垃圾对水体的危害十分有限；但在降水时，污染物随着径流进入 水体将会形成严重的非点源污染。城市中的垃圾或其它附着于建筑物表面的污染 物均是潜在的非点源污染【2 1 ，2 5 】。 ( 6 ) 研究和控制难度大：由于非点源来源的复杂性，机理的模糊性和形成的 潜伏性，因而在研究和控制非点源污染方面具有较大的难度。 非点源污染是伴随这水文过程而发生的，表现为污染物在降雨所产生的径流 冲刷下最终到达受纳水体的过程。非点源污染物负荷量的大小不仅与降雨量、降 雨强度、流域下渗以及蓄水特征等重要的水文因素密切相关，而且还取决于流域 的土壤特性、地表污染物累积量以及人类的土地利用活动。同时，污染物在迁移 过程中所发生的沉淀、截留、溶解、化学反应和生物过程等又直接影响污染物的 输出量。因此非点源污染的输出既服从地表水文学的降雨一产汇流的规律，又有 污染物本身的物理运动、化学反应和生物效应的演化规律，是水文、土壤、地理、 气象和人为活动等多种因素综合作用的结果，因此导致了污染物负荷呈现随机性 的特征【2 1 j 。 2 1 2 农村非点源污染的危害 农村非点源的污染物是多种多样的，有各种有机无机类的化肥、农药、盐分、 安徽理工大学硕士学位论文 氢素、磷素、重金属、病菌、泥沙沉淀物等，这些污染物经地表径流、农田排水 和地下渗漏进入地表水体，如河流、湖泊和海湾，或者进入地下水环境，形成污 染。农村非点源污染对受纳水体的影响是多方面的，主要表现在以下几个方面： ( 1 ) 淤积水体，降低水体的服务功能。土壤侵蚀本身就是一种严重的农业非 点源污染，大量泥沙进入水体，致使河床、湖泊水面上升，降低了水体的容纳能 力，使水体丧失了应有的防洪、抗早功能。在我国，由于水土流失导致湖泊面积 缩小，并造成水旱灾害的例子很多，如1 9 9 8 年长江洪水异常泛滥有一部分原因就 是湖泊和水库淤积，调蓄能力降低，加大了水患潜在威胁f 2 6 吨踟。 ( 2 ) 引起地表水体的富营养化。据1 9 9 0 年美国调查，5 7 的湖泊受到养分 流失的严重影响。在荷兰、比利时、德国和丹麦等欧洲国家畜牧业产值占农业生 产总值的一半以上。在奶牛、猪和蛋鸡消耗的饲料中，约7 0 的n 通过粪便排出。 据调查，有3 0 左右的粪便流失，尿液有6 0 左右流失，冲洗水有8 0 以上流 失。在滇池的入湖总磷中，农业面源磷占2 8 ，而在南四湖则高达6 8 。我国每 年土壤流失量高达5 0 t ，带走的n 、p 、j 及微量元素等养分相当于全国一年的化 肥麓用总量，其中相当一部分进入了水体中f 姊o j 。 ( 3 ) 严重污染地下水，威胁人体健康。农药、除草剂及降解产物，夹带重金 属、有毒有机物的化肥等本身具有毒性的物质，不断进入水体，在生态系统的各 个单元不断富集，对水生生物群落产生毒性，水体功能下降。其直接的毒性是引 起水体生物的急性中毒，如有机磷、有机氯农药：以及有毒物在水体食物链中的 富集，如磷肥中的重金属镉等，会危及人类健康和安全【3 瑚2 】。表1 列出了农业非 点源污染的来源及危害。 2 1 3 农村非点源污染影响因素 ( 1 ) 化肥 农业耕作中化学物质的大量投入及化学物质的不合理施用，已对农业水体造 成极大污染。例如在荷兰，来自农田的氮、磷的负荷分别占6 0 和5 0 左右，而 美国6 0 以上的地表水环境问题是由农业活动引起的。在我国，已有许多研究结 果表明来自农田的氮、磷对地表水污染有着相当大的贡献f 3 3 3 卯。我国平均化肥施 用平均水平( 折纯量) 达3 7 5 公斤公顷，大大超出了发达国家设置的2 2 5 公斤 公顷的安全上限，些蔬菜基地化肥使用量高达1 0 0 0 公斤公顷；在肥料配比上， 全国n ：p ：k 比例为1 ：o 4 5 ：o 1 7 ，氮肥用量偏高，重化肥，轻有机肥，造