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1、土壤资源持续利用与生态环境安全学术会议论文集 364 苏州市环太湖农业面源污染调查及控制对策苏州市环太湖农业面源污染调查及控制对策 张导 1 张琰 1 宋学宏 2 朱江 2 1 苏州市农产品质量与环境监测站 苏州 215006 2 苏州大学基础医学与生物科学学院 苏州 215123 摘摘 要要 在跟踪监测东太湖水环境质量基础上 对苏州环太湖15个乡镇或街道农业面源污染源进行面上调查 实地 调查 综合国内外尤其是太湖地区研究成果 进行农业面源污染评价与分析 结果表明 1 东太湖水域TN TP CODMn 和Chl a的平均值分别为0 817mg L 0 074mg L 4 054mg L和0 0
2、176mg L 属轻度富营养化湖泊 其中 TP可能是蓝藻 暴发的限制因子 2 各类污染源对苏州环太湖农业面源污染贡献大小依次为 生活污水 种植业 水产养殖业 畜禽养 殖业 本研究提出了苏州环太湖农业面源污染的控制对策 为实现我国制定的2010年太湖达中等营养水平及主要出入湖河 流达到GB3838 88中 类水质的保护目标提供基本思路 关键词关键词 环太湖乡镇 农业面源污染 控制对策 太湖流域是我国经济较发达地区 人口增长 经济发展迅速 但是 近年来的环境污染问题日益突出 居民生活和各种生产活动产生的大量污水进入流域水体 使得湖泊及其流域的生态系统遭受严重破坏 水 质型缺水和水环境恶化已经严重制
3、约了流域经济和社会的可持续发展 1 有的资料说输入湖体的污染物约 有一半以上来自农业面源污染源 2 它们通过降雨径流等途径进入水体 但是否有那么大比重还得研究 东太湖 太浦河是太湖六大重点污染控制区之一 与西太湖之间以狭窄的湖面相通 东太湖沿岸线总长度 27 5 km 其中 苏州市占据沿岸线20 km以上 沿岸密集分布有15个乡镇 近年来 苏州市虽然已开展了 农业面源污染的相关研究 3 4 但对污染负荷核算与因素分析缺乏一个全面的估算 本文拟采用调查与监测 相结合的方法 探讨苏州环太湖各乡镇农业面源污染因子 尤其是弄清各种来源的面源污染对水体富营养 化的贡献率 为苏州农业面源污染治理决策提供参
4、考 也为其具体治理技术提供基本思路 1 方法方法 1 1 东太湖水环境质量跟踪监测东太湖水环境质量跟踪监测 2006 年 11 月至 2007 年 9 月 在东太湖选择湖湾区 缓流区 畅水区 生态保护区共设置 8 个采样点 每 2 个月采样一次 连续采样 6 次 采用文献 5 介绍的方法采集水样 检测水体的总磷 TP 总氮 TN 化学耗氧量 CODMn 叶绿素 a Chl a 等水化学指标 跟踪监测苏州东太湖水环境质量 其中 TP 采 用钼酸铵分光光度法 GB11893 89 测定 TN 用碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法测定 CODMn用碱性 高锰酸钾法测定 Chl a 用乙醇萃取法 6 测定
5、 1 2 面上调查面上调查 2008 年 5 月至 10 月 结合 2008 年全国污染源普查工作 对苏州环太湖的胥口 东山 光福 横泾 渡村 浦庄 金庭 横扇 松陵 七都 镇湖 东渚 通安 越溪和望亭等 15 个乡镇农村居民 种植业 水产养殖业 畜禽养殖业现状进行调查 1 3 实地调查实地调查 东山镇三面环太湖 其种养殖业水平 经济发达程度及居民生活水平可代表苏州市环太湖地区的平均 水准 因此 本研究以东山镇为重点调查对象 对水产养殖和种植模式 种养殖技术 管理水平 效益进 行详细调查 并以座谈的形式 与 5 户果农 5 户渔民进行交流 了解他们对控制面源污染重要性的认识 目前的生产经营意识
6、 种养殖收入状况 并以东山镇为基准 估算苏州环太湖各乡镇的面源污染量 1 4 文献调研文献调研 第三部分 土壤生态与环境保护 365 通过查阅大量文献资料 找到适合苏州地区居民 畜禽生产的 TN TP 的排放负荷估算方法 从而计 算出苏州环太湖各乡镇居民生活 畜禽生产所排污的总量 综合国内外有关研究结果 7 8 尤其是太湖地区研究结果 畜禽养殖选取表 1 所列系数 估算氮 磷污 染排放负荷 排放的氮 磷营养盐中有部分通过地表径流 渗透等方式流入湖泊 畜禽污染物排入水体的 量按产生量的 10 计 9 而居民的氮 磷污染排放负荷按每人每日排放 10 g 氮 1 g 磷计 10 表表1 畜禽粪尿的排
7、污系数 千克畜禽粪尿的排污系数 千克 年年 头 只 头 只 Table 1 The discharge coefficient of excrement from livestock and poultry kg a ind 牛粪 牛尿 羊粪 猪粪 猪尿 家禽粪 TN 31 90 29 20 2 28 2 34 2 17 0 275 TP 8 61 1 64 0 45 1 36 0 34 0 115 2 结果与分析结果与分析 2 1 东太湖水质现状东太湖水质现状 从 2006 年 11 月至 2007 年 9 月的 6 次连续测定结果发现 从 5 月中旬开始 铜绿微囊藻 水华微囊 藻等蓝藻的密
8、度急剧增加 水面浮起一层翠绿色的湖淀 蓝藻暴发严重影响了当地养殖户的养殖生产 取 6 次测定数据的平均值进行比较 发现不同区域的 TP CODMn Chl a 值存在明显差异 湖湾区 1 2 号点 及近湖湾区 3 号点的湖淀量明显多于其它点 表 2 T 而 N 差异不明显 将 7 月高温季节的微囊藻的数 量进行比较 发现湖湾区的蓝藻显著多于其它点 表明东太湖的 TP 可能是蓝藻暴发的限制因子 东太湖 水域的平均值分别为 TN 0 817 mg L TP 0 074 mg L CODMn 4 054 mg L Chl a 0 0176 mg L 与我国湖泊 水质行业标准 SL348 2006 比
9、较 东太湖属轻度富营养化湖泊 与地表水环境质量标准 GB3838 2002 及整个太湖相比 属 类水 属于污染较轻的水域 表表2 2007年东太湖不同区域水环境化学指标的差异年东太湖不同区域水环境化学指标的差异 Table 2 The differences of water quality parameters between different sampling sites in East Lake Taihu in 2007 水质指标 采样点 TN mg L TP mg L CODMn mg L Chl a g L 湖湾区 1号 0 84 0 14 0 102 0 011 4 75 0
10、63 33 83 2 54 湖湾区 2号 0 86 0 21 0 104 0 012 4 91 0 74 34 85 4 04 缓流区 3号 0 87 0 09 0 081 0 021 4 71 0 46 33 86 3 57 缓流区 4号 0 70 0 13 0 069 0 014 3 96 0 47 10 64 2 01 畅水区 5号 0 92 0 18 0 056 0 015 4 08 0 34 10 11 1 94 畅水区 6号 0 73 0 11 0 064 0 008 3 69 0 55 7 46 1 02 生态保护区 7号 0 79 0 13 0 066 0 007 3 45 0
11、 31 4 65 1 01 生态保护区 8号 0 83 0 08 0 050 0 004 2 89 0 14 5 08 1 04 2 2 苏州市环太湖苏州市环太湖 15 个乡镇各种生产活动的氮 磷污染现状个乡镇各种生产活动的氮 磷污染现状 苏州环太湖 15 个乡镇或街道农村居民 种植业 水产养殖业 畜禽养殖业数据见表 3 土壤资源持续利用与生态环境安全学术会议论文集 366 表表3 苏州市环太湖苏州市环太湖15个乡镇生产和生活基本数据个乡镇生产和生活基本数据 Table 3 The basic data of agricultural practices and daily living ac
12、tivities in the 15 townships and towns around Lake Taihu in Suzhou City 项目 数量 亩 项目 数量 头 只 个 蔬菜园 25238 3 猪 92930 水稻田 106440 7 奶牛 203 果园 65335 鸡 978300 茶园 28168 5 人口 530496 桑园 17773 5 养殖水面 174658 19 2 2 1 种植业的氮 磷污染贡献量 以东山镇的调查结果为基准估算种植业的污染贡献量 目前 我国化学氮肥利用率约为 30 随径 流 淋溶等流失的高达 60 另约 10 残留于土壤 11 另据中科院南京土壤所
13、研究结果 农田中化肥氮的 去向初步估计为作物吸收 35 氨挥发 11 表观硝化 反硝化 34 其中 N2O 排放率为 1 0 淋洗损 失 2 径流损失 5 未知部分 13 17 而有机肥的当季利用率可达 50 60 30 40 残留于土壤 仅有 10 随径流损失 12 复合肥中 N P K 15 15 15 13 复合肥中氮肥和磷肥流失量分别占当 年施肥量的 11 和 1 28 14 以腐熟好的牛圈肥为有机肥标准 有机肥中氮为 0 98 磷为 0 44 钾为 0 56 15 以上述文献为依据计算出东山镇种植业污染贡献率 具体见表 4 表 5 表中显示 东山镇种植 业年流失 TN 86 25 t
14、 TP 20 50 t 平均每亩流失 TN 2 03 kg TP 0 48 kg 其中 有机肥中 TN 的流失量为 复合肥的 57 4 TP 的流失量为复合肥的 2 21 倍 表表4 东山镇种植业氮磷年排放量 千克 东山镇种植业氮磷年排放量 千克 Table 4 The annual amount of nitrogen and phosphorus discharge from crop plantations in Dongshan town kg 有机肥流失量 复合肥流失量 项目 面积 亩 氮 磷 氮 磷 果园 28384 5 30156 2 13539 5 48754 6 5673 3
15、 茶园 10515 5 1256 2 564 0 5239 9 609 7 蔬菜田 3018 35 8 16 1 149 4 17 4 水稻田 481 7 657 3 76 5 小计 42399 7 31448 2 14119 6 54801 2 6376 9 表表5 东山镇各作物系统种植地单位面积氮 磷流失量 千克 亩 东山镇各作物系统种植地单位面积氮 磷流失量 千克 亩 Table 5 The amount of nitrogen and phosphorus losses per unit area from different cropping systems in Dongshan
16、town kg mu 项目 氮流失量 磷流失量 果园 桑园 2 78 0 68 茶园 0 62 0 11 蔬菜田 0 06 0 01 水稻田 1 36 0 16 据调查 桑园与果园的施肥 管理模式相似 因此 将桑树与果树的面积加在一些估算 以表 4 和 表 5 的数据为基准进行估算 苏州市环太湖各乡的种植面积为 242956 亩 TN 的流失量为 394 805t a TP 的流失量为 76 895 t a 第三部分 土壤生态与环境保护 367 2 2 2 水产养殖业的氮 磷污染贡献量 水产养殖业污染贡献量估算 也是以东山镇的调查结果为基准 目前苏州环太湖一带水产养殖的主要 模式是以河蟹养殖为主的虾 蟹 鱼混养模式 蟹产量为 60 kg 亩左右 虾产量为 20 kg 亩左右 鱼产量 为 80 kg 亩左右 而鱼产量在 750kg 亩以上的高密度 高投入 高风险的 三高 养殖模式逐渐被虾 蟹 鱼生态养殖所替代 就拥有 33800 亩池塘养殖面积的老养殖区东山镇而言 几乎全部养殖河蟹 对东山镇现有池塘养殖模式的氮 磷收支估算及养殖尾水排放量计算结果显示 东山镇单位面积塘养 殖尾水中 TN
