王 莉，黃懿梅,丁 瑤，肖 禮，楊 帆

(西北農(nóng)林科技大學 資源環(huán)境學院，農(nóng)業(yè)部西北植物營養(yǎng)與農(nóng)業(yè)環(huán)境重點實驗室,陜西 楊凌 712100)

秦嶺北麓小流域地面水質(zhì)特征及農(nóng)業(yè)面源污染負荷

王 莉，黃懿梅,丁 瑤，肖 禮，楊 帆

(西北農(nóng)林科技大學 資源環(huán)境學院，農(nóng)業(yè)部西北植物營養(yǎng)與農(nóng)業(yè)環(huán)境重點實驗室,陜西 楊凌 712100)

【目的】 研究農(nóng)業(yè)面源污染對秦嶺北麓河流水質(zhì)的影響及其面源污染負荷，為更科學有效地治理水環(huán)境及促進農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供參考?！痉椒ā?以陜西周至余家河竹峪鄉(xiāng)段流域為監(jiān)測對象，從上游到下游共布設了8個水質(zhì)監(jiān)測點，分析2012-10-2013-10水質(zhì)基本性質(zhì)(流量、水溫、pH、總懸浮物、溶解氧、電導率)和面源污染指標(總氮(TN)、總磷(TP)和化學需氧量(COD))的變化，并在此基礎上，采用排污系數(shù)法和等標污染負荷法計算各污染物的等標污染負荷，從而確定出該區(qū)域主要農(nóng)業(yè)面源污染來源。【結(jié)果】 2012-10-2013-10，余家河流域水體TN質(zhì)量濃度逐漸降低；TP質(zhì)量濃度春季較高，其次是秋季和冬季；水體COD質(zhì)量濃度呈波動性變化，在2013年由春季進入夏季后，總體呈下降趨勢。各水質(zhì)監(jiān)測指標中，除TN質(zhì)量濃度嚴重超標(最高超標9.6倍)外，其他指標均符合地表水Ⅲ～Ⅳ類水質(zhì)標準。余家河流域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中排放到河流中的TN、TP及COD等標污染負荷總量分別為2.167 0×10-6，0.617 0×10-6，0.670 0×10-6m3/年，污染物貢獻率依次是TN>COD>TP，主要污染源貢獻率依次為生活污水>種植業(yè)>畜禽養(yǎng)殖?！窘Y(jié)論】 陜西周至余家河流域的農(nóng)業(yè)面源污染屬于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活的復合污染。

余家河；農(nóng)業(yè)面源污染；水質(zhì)監(jiān)測；水質(zhì)評價；污染負荷

近年來我國農(nóng)村地表水環(huán)境質(zhì)量普遍很差，已嚴重影響到農(nóng)村居民的居住環(huán)境，甚至造成了地下水污染[1]，其中，農(nóng)業(yè)面源污染是導致河流、湖泊等水體水質(zhì)惡化的重要原因，這同時也影響制約著農(nóng)村經(jīng)濟的快速發(fā)展，危害群眾身心健康。因此，加強農(nóng)業(yè)面源污染管理對社會主義新農(nóng)村建設的進程和人類生活環(huán)境起著重要作用[2]。農(nóng)業(yè)面源污染是指在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動中，氮和磷等營養(yǎng)物質(zhì)、農(nóng)藥以及其他有機或無機污染物質(zhì)，通過農(nóng)田的地表徑流和農(nóng)田滲漏形成的環(huán)境污染，主要包括化肥污染、農(nóng)藥污染、畜禽糞便污染等[3]。近年來，太湖、滇池等流域的調(diào)查結(jié)果顯示，水體富營養(yǎng)化的主要來源是農(nóng)田大量化肥的流失，工業(yè)廢水貢獻率不大，僅占10%～16%[4-5]。還有文獻報道，我國農(nóng)藥使用量達50萬～60萬t，其中，近80%的農(nóng)藥經(jīng)過各種途徑進入環(huán)境中，而大部分農(nóng)藥最后匯集進入水體中，造成各種水體的污染[6]。自20世紀60年代以來，我國畜禽養(yǎng)殖業(yè)始終保持高速發(fā)展的勢頭，使得農(nóng)村一些村鎮(zhèn)的人畜禽糞便產(chǎn)生量大大超出當?shù)剞r(nóng)田的承載負荷，成為水體的重要污染源[7]。

隨著秦嶺生態(tài)旅游業(yè)的帶動，農(nóng)村經(jīng)濟快速發(fā)展，人類活動使秦嶺北麓生態(tài)環(huán)境遭受破環(huán)。秦嶺北麓水源作為陜西周至西南地區(qū)生活用水的主要來源，水源保護重要性顯而易見。目前關于秦嶺北麓的研究主要集中在生物多樣性保護和水土保持研究方面，而關于水質(zhì)特征和面源污染的相關研究甚少。因此，本試驗選取陜西秦嶺北麓的小流域——余家河流域作為研究對象，對其水質(zhì)指標進行監(jiān)測，同時分析該地區(qū)農(nóng)業(yè)面源污染負荷，以期確定農(nóng)業(yè)面源污染對余家河流域水質(zhì)的影響以及該地區(qū)主要的農(nóng)業(yè)污染源，旨在為更科學有效地治理水環(huán)境，促進農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域概況

余家河位于陜西周至縣西南方向，距離西安約80 km，地理坐標為東經(jīng)107°39′～108°37′，北緯33°42′～34°14′。研究區(qū)域人口2.3萬人，農(nóng)用耕地面積1 541 hm2。山區(qū)主溝長8 127.51 m，流域面積為4.12 km2，峪口建有余家河水利樞紐工程，可灌溉竹峪大片農(nóng)田，水環(huán)境功能分區(qū)為Ⅴ類。研究區(qū)南依秦嶺，北瀕渭水，屬暖溫帶大陸性氣候，年均氣溫13.2 ℃，年降雨量809.5 mm，無霜期225 d。研究區(qū)域地貌特征為關中平原盆地，主要以種植業(yè)為主，經(jīng)濟作物以獼猴桃為主。

1.2 采樣點布設

采用GPS定位，在余家河竹峪鄉(xiāng)段流域選擇8個具有代表性的采樣點(具體位置見圖1)，從上游到下游(由南往北)依次為白仙溝、丹陽村1、丹陽村2、丹陽村3、嶺梅村1、嶺梅村2、嶺梅村3、楊家莊。

于2012-10-2013-10進行為期1年的定位采樣。每個斷面設1個采樣點，由于河水較淺，使用有機玻璃采樣器采集水體表層50 cm水樣，水樣置于聚乙烯塑料瓶中，帶回實驗室靜置30 min后立即分析。采樣時間定在每次降雨后第2天。2012年采樣時間為10-12、10-29、11-18；2013年采樣時間為03-13、04-10、05-07、08-29、09-26、10-21，共采集9次。采樣點信息見表1。

1.3 監(jiān)測項目及方法

1.3.1 水質(zhì)指標及其測定方法 監(jiān)測指標共有9項，其中基本水質(zhì)指標6項：流量、水溫、總懸浮物(SS)、溶解氧(DO)、電導率(EC)和pH，用于表征水質(zhì)的基本性狀；面源污染指標3項：總氮(TN)、總磷(TP)、化學需氧量(COD)，用于表征農(nóng)業(yè)面源污染[8]。每個監(jiān)測點3個重復。

測定方法：水溫、pH、DO及EC采用便攜式水質(zhì)分析儀現(xiàn)場測定并記錄；SS采用重量法測定；流量采用浮標法測定；總氮采用堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法測定；總磷采用鉬酸銨分光光度法測定；COD采用重鉻酸鹽法測定[9]。

1.3.2 農(nóng)業(yè)面源污染負荷的估算及評價方法 目前，農(nóng)業(yè)面源污染負荷估算方法包括實測法[10-11]、模型法[12-13]和排污系數(shù)法[14-20]，其中排污系數(shù)法由于對參數(shù)要求低、可操作性強，使用相對簡單，在缺乏試驗條件的情況下也可以對污染負荷進行估算。因此，本文采用排污系數(shù)法估算農(nóng)業(yè)面源污染負荷，通過將研究區(qū)域調(diào)查結(jié)果與污染源污染物產(chǎn)排系數(shù)相結(jié)合，估算主要面源污染來源及其主要污染物。

根據(jù)水樣中TN、TP及COD質(zhì)量濃度的監(jiān)測數(shù)據(jù)，結(jié)合河流的年徑流量，采用排污系數(shù)法計算水體中污染物年污染負荷的總量。最后，采用等標污染負荷法[21]對各種污染物進行綜合評價。具體計算公式如下：

Pi=Qi/C0i×10-6，

(1)

Ki=Pi/∑Pi×100%。

(2)

式中：Pi為污染物i的等標污染負荷量，m3/年；Qi為污染物i的排放量，t/年；C0i為污染物i基于水環(huán)境功能分區(qū)的水質(zhì)控制類別標準值，mg/L；Ki為污染物i的等標污染負荷比。

1.4 數(shù)據(jù)分析方法

采用Excel 2003對試驗數(shù)據(jù)進行初步處理及作圖，采用spss18.0軟件S-N-K檢驗法進行多重比較。

2 結(jié)果與討論

2.1 余家河流域水體基本水質(zhì)指標的時空變化

余家河流域各監(jiān)測點水質(zhì)指標隨空間和時間的變化如表2和表3所示。由表2可知，監(jiān)測期間各水質(zhì)指標隨時間變化具有顯著性差異。余家河竹峪鄉(xiāng)段平均流量在0.048 4～0.125 0 L/s，河水流量偏小且穩(wěn)定性不高，極容易受到氣候條件影響，降雨量少使得原本流量小的河流更加缺水，旱季采樣時出現(xiàn)斷流現(xiàn)象。水溫隨季節(jié)的變化而變化，河流平均水溫以2013年8月最高，3月最低，最大溫差達到11.3 ℃，平均溫度13.2 ℃，與當?shù)啬昶骄鶜鉁叵嘁恢隆２煌蓸訒r間水體SS質(zhì)量濃度為10～269 mg/L，9月最高，3月最低，最大相差259 mg/L。余家河監(jiān)測段水體pH值為6.05～8.72，達到了地表水Ⅰ～Ⅴ標準，2013年3、4、5月水體呈弱酸性，其他時期水體呈弱堿性，這主要是因為隨著監(jiān)測期間季節(jié)變化，由冬季到春季，溫度升高，水生生物開始繁殖，以厭氧呼吸為主要方式，產(chǎn)生了一定量的酸，導致水體pH降低，在3、4、5月呈弱酸性[22]。水體DO為3.70～9.24 mg/L，含量偏低，平均值為5.90 mg/L，介于地表水環(huán)境質(zhì)量標準(GB 3838-2002)Ⅲ～Ⅳ類水體。一般家用自來水的EC介于125～1 250 μS/cm，純凈水的EC≤10 μS/cm，EC越低，說明水質(zhì)越純凈；相反，EC越高，說明水中礦物質(zhì)含量越高。在整個監(jiān)測期間，余家河水體的EC為360～539 μS/cm，可見河水純度屬于中等。

注：同列數(shù)據(jù)后標不同小寫字母者表示差異顯著(P<0.05)。表3同。

Note:Data in each column with different letters show significant difference (P<0.05).The same table 3.

由表3可知，監(jiān)測期間8個采樣點的水質(zhì)指標隨空間變化不大，這主要是由水體的流動性造成的。個別監(jiān)測點SS的差異性則是由于河流周圍環(huán)境和采樣天氣的影響。例如，在監(jiān)測過程中嶺梅村1監(jiān)測點有施工現(xiàn)象，受其影響SS較其他監(jiān)測點高；同時SS也會受采樣天氣影響，下雨天水體受干擾程度大，較晴天采集的高，如9次采樣中只有2013年5月是在降雨過程中采樣，SS比同年3、4月較高，該指標介于地表水資源環(huán)境質(zhì)量標準(SL 63-1994)Ⅳ～Ⅴ類標準之間。

注：各采樣點的名稱同表1。

Note:The name of each sampling point is the same as in table 1.

2.2 余家河流域水體面源污染指標的時空變化

2.2.1 總 氮 從圖2可以看出，不同采樣點河水TN平均質(zhì)量濃度為7.85～19.13 mg/L。9次水樣平均TN質(zhì)量濃度最高值出現(xiàn)在丹陽村1，最低值出現(xiàn)在白仙溝。丹陽村1采樣點位于另一條支流上，其TN質(zhì)量濃度平均值遠遠高于其他監(jiān)測點，這與上游排入的污染物和周圍種植的農(nóng)作物種類有關。流經(jīng)4個村子余家河水體TN質(zhì)量濃度表現(xiàn)為嶺梅村>楊家莊>丹陽村>白仙溝。根據(jù)我國地表水環(huán)境質(zhì)量標準(GB 3838-2002)，各采樣點水體中TN質(zhì)量濃度平均值都嚴重超標，其中丹陽村1水體超標最為嚴重，是超Ⅴ類標準的9.6倍，白仙溝采樣點水體超標最輕，是超Ⅴ類標準的3.9倍。8個監(jiān)測點水體TN質(zhì)量濃度平均值為14.24 mg/L，是超Ⅴ類標準的7.1倍。

從圖3可以看出，監(jiān)測期間余家河水體平均TN質(zhì)量濃度整體呈逐漸下降趨勢，以2012年10月份最高，2013年10月最低，二者相差19.72 mg/L。查閱降雨資料可知，2012-10-2013-05，降雨減少，河流進入枯水期，一定程度上減弱了降雨對土壤氮素的淋洗；2013-06-2013-09，降雨較多，河流進入豐水期，此時降雨對河流的稀釋作用大于其對地表的沖刷作用。再結(jié)合表2河水流量變化可知，2012年和2013年的10月TN質(zhì)量濃度相差較大主要是由降雨量差異引起的。

2.2.2 總 磷 從圖4可以看出，8個采樣點的TP平均質(zhì)量濃度為0.033 0～0.070 0 mg/L，均符合我國地表水環(huán)境質(zhì)量標準(GB 3838-2002)Ⅰ～Ⅱ類水質(zhì)要求。監(jiān)測期間水體平均TP質(zhì)量濃度最高出現(xiàn)在嶺梅村3采樣點，最低出現(xiàn)在丹陽村1采樣點，二者相差0.04 mg/L。流經(jīng)4個村子余家河流域水體中TP質(zhì)量濃度表現(xiàn)為嶺梅村>楊家莊>丹陽村>白仙溝。下游水體中TP平均質(zhì)量濃度總體大于上游水體。

從圖5可以看出，監(jiān)測期間水體中TP的平均質(zhì)量濃度隨采樣季節(jié)不同而變化，呈先升高后下降的趨勢。2013年4月水體中TP質(zhì)量濃度最高，2012年10月最低。2012年11月和2013年5月水體中TP平均質(zhì)量濃度屬于Ⅰ～Ⅱ類，2013年3、4月水體中TP質(zhì)量濃度為Ⅱ～Ⅳ類，其他時間水質(zhì)均屬于Ⅰ類，監(jiān)測期間水體TP質(zhì)量濃度平均值為 0.064 2 mg/L，介于Ⅰ～Ⅱ類。比較可知，春季水體中TP質(zhì)量濃度最高，其次是秋季和冬季，這與其他相關研究結(jié)果不同。陳永川等[23]對滇池流域水體TP質(zhì)量濃度進行監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)其呈現(xiàn)明顯的季節(jié)性變化，但總體表現(xiàn)為夏季較高，冬季較低。這可能是因為夏季雨水較多，導致城市污水、農(nóng)田養(yǎng)分及山地水土流失等外部磷隨雨水遷移到滇池中，引起水體TP質(zhì)量濃度增加。還有資料顯示，夏季降雨多，沖刷作用明顯，會導致水體中TP質(zhì)量濃度夏季高，秋冬低[24-25]。本研究區(qū)距離城市較遠，受城市污水影響可能性不大，同時研究區(qū)附近大部分為農(nóng)田土壤，也不存在磷礦。因此，可以推斷研究區(qū)水體TP質(zhì)量濃度春季高，秋冬低的原因與當?shù)剞r(nóng)田土壤養(yǎng)分流失有關。據(jù)調(diào)查，研究區(qū)主要種植獼猴桃，每年3-4月份開始栽種，并且施用一定有機肥和磷肥，這時經(jīng)農(nóng)業(yè)地表徑流，匯入流域的TP質(zhì)量濃度增加。此外，蘇國營[26]在獼猴桃施肥技術要點中提到，獼猴桃對磷肥需求量較小，因此，與TN相比而言，這可能是該流域TP負荷偏小的一個原因。

2.2.3 COD 圖6顯示，余家河不同采樣點水體中COD平均質(zhì)量濃度為11.96～19.10 mg/L，COD的平均質(zhì)量濃度最高出現(xiàn)在嶺梅村1采樣點，最低出現(xiàn)在丹陽村2采樣點，二者相差8.00 mg/L。流經(jīng)4個村子余家河水體中COD質(zhì)量濃度表現(xiàn)為嶺梅村>白仙溝>楊家莊>丹陽村?？傮w而言，白仙溝、丹陽村3以及嶺梅村1、2采樣點COD質(zhì)量濃度介于Ⅲ～Ⅳ類，嶺梅村3、丹陽村1、2及楊家莊采樣點COD質(zhì)量濃度介于Ⅱ～Ⅲ類。

從圖7可以看出，監(jiān)測期間水體COD質(zhì)量濃度呈波動性變化，其中水體平均COD質(zhì)量濃度在2012-10-29達到最高，2013-10-21最低,二者差值達到 25.15 mg/L。監(jiān)測期間水體COD質(zhì)量濃度平均值為19.57 mg/L，介于Ⅱ～Ⅲ類。COD質(zhì)量濃度反映了水體中受還原性物質(zhì)污染的程度，這些物質(zhì)包括有機物、亞硝酸鹽、亞鐵鹽、硫化物等，但一般水及廢水中無機還原性物質(zhì)的數(shù)量相對不大，而被有機物污染是很普遍的。因此，COD可作為表征有機物相對含量高低的一項綜合性指標。從整體上看，2013年由春季進入夏季，由于雨水增加，降雨對河流中有機物含量的稀釋作用大于其通過地表徑流的沖刷作用，所以水體COD質(zhì)量濃度呈下降趨勢。

2.3 余家河流域農(nóng)業(yè)面源污染負荷分析

根據(jù)當?shù)貙嶋H情況，余家河流域主要污染源有種植業(yè)、畜禽養(yǎng)殖業(yè)和農(nóng)村生活污水3種，故本研究對這3種污染源進行分析計算。

2.3.1 種植業(yè)污染負荷 研究區(qū)域農(nóng)用耕地面積1 541 hm2，調(diào)查顯示該地區(qū)相對應的氮肥(以純N計)、磷肥(以P2O5計)的施用總量分別為1 021.78，5.97 t/年，平均施用量分別為 663.06，3.87 kg/hm2。根據(jù)表4中數(shù)據(jù)和王曉鳳等[27]的研究以及種植業(yè)肥料入河系數(shù)0.05計算得知，研究區(qū)域TN、TP入河總量(對應公式(1)中Qi)分別為14.02，0.68 kg/年。

注：數(shù)據(jù)來源于《第一次全國污染源普查肥料流失系數(shù)手冊》[28]。

Note:Data from the first national pollution census based manual of fertilizer loss coefficients[28].

2.3.2 畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染負荷 研究區(qū)域畜禽養(yǎng)殖情況調(diào)查統(tǒng)計結(jié)果見表5。從表5可以看出，研究區(qū)豬的實際養(yǎng)殖數(shù)量僅有20頭，沒有達到標準，故不考慮其污染負荷。由于肉雞養(yǎng)殖是農(nóng)戶飼養(yǎng)，根據(jù)《第一次全國污染源普查畜禽養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)排污系數(shù)手冊》[29]可知，肉雞養(yǎng)殖中采用干清糞工藝時，污染物COD、TN、TP的排污系數(shù)均為0。所以本研究中畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染負荷也為0。

2.3.3 農(nóng)村生活污水污染負荷 研究區(qū)域常住人口2.3萬人，參照馬玉寶[30]對洪湖流域農(nóng)業(yè)面源污染的研究可知，農(nóng)村生活污水排放系數(shù)為150 kg/(人·d)，COD、TN、TP排放系數(shù)分別為64，10.3，0.72 g/(人·d)，入河系數(shù)為0.05。計算得知，由農(nóng)村生活污水所產(chǎn)生的COD、TN、TP入河總量(對應公式(1)中Qi)分別為26.86，4.32，0.30 t/年。

2.3.4 農(nóng)業(yè)面源污染評價 根據(jù)1.3.2中農(nóng)業(yè)面源污染負荷評價方法，計算余家河竹峪鄉(xiāng)段流域農(nóng)業(yè)面源污染負荷，結(jié)果如表6所示。從表6可以看出，研究區(qū)主要污染物為TN，其等標污染負荷量為2.167 0×10-6m3/年，主要是由農(nóng)村生活污水引起的，主要污染物貢獻率依次是TN>COD>TP。余家河流域主要污染來源為農(nóng)村生活污水，其等標污染負荷比為99.8%，其次是種植業(yè)污染。

注：“-”代表無。

Note:“-” means nothing.

本研究結(jié)果顯示，陜西省余家河竹峪鄉(xiāng)段流域農(nóng)業(yè)面源污染主要由農(nóng)業(yè)徑流、生活污水及畜禽養(yǎng)殖業(yè)3類組成，其中農(nóng)村生活污染在當?shù)乇容^突出，不容忽視。由表6可以看出，研究區(qū)域農(nóng)業(yè)面源污染的主要污染物為TN，其次為COD和TP污染，其中這3類污染主要來源于生活污水，其次來源于種植業(yè)，這與調(diào)查結(jié)果相一致，屬于農(nóng)業(yè)生活生產(chǎn)復合污染類型。張忠明[31]對太湖苕溪流域農(nóng)業(yè)面源污染的調(diào)查和評價發(fā)現(xiàn)，TN污染負荷率主要來自種植業(yè)，TP、 COD污染負荷率則主要來自畜禽養(yǎng)殖糞便。蔡金洲[32]對湖北省三峽庫區(qū)農(nóng)業(yè)面源污染解析發(fā)現(xiàn)，種植業(yè)是TN、TP 污染的主要來源，COD 主要來源于畜禽養(yǎng)殖業(yè)。周軍[33]對牡丹江流域農(nóng)業(yè)面源污染研究發(fā)現(xiàn)，TN、TP污染的最大貢獻者是農(nóng)田化肥。這與本研究結(jié)果不同。本研究中，余家河流域位于山區(qū)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構單一，主要以種植獼猴桃為主，農(nóng)業(yè)面源污染主要來源于農(nóng)村生活污水；由于當?shù)剞r(nóng)村基礎設施落后，缺少生活垃圾和污水處理處置設備，而且通過農(nóng)業(yè)面源污染負荷計算結(jié)果可知，畜禽養(yǎng)殖業(yè)對河流中的COD貢獻率基本為0，也說明了該監(jiān)測區(qū)域COD的主要來源并不是畜禽污染，而是生活污水污染。這與當?shù)氐奶赜械姆N植業(yè)和不健全的管理制度是分不開的。

3 結(jié) 論

1)余家河水質(zhì)監(jiān)測指標的空間變化不大，但隨著時間變化具有明顯差異，其中，除TN嚴重超標(最高超標9.6倍)外，其他指標均符合地表水Ⅲ～Ⅳ類水質(zhì)標準。

2)2012-2013年，余家河流域TN質(zhì)量濃度平均值逐漸減少；TP質(zhì)量濃度呈先升高后降低趨勢，表現(xiàn)為春季較高，秋季和冬季較低；水體COD質(zhì)量濃度呈波動性變化，但在2013年由春季進入夏季后，其總體呈下降趨勢。

3)4個村子河水COD質(zhì)量濃度由高到低表現(xiàn)為嶺梅村>白仙溝>楊家莊>丹陽村；TN、TP質(zhì)量濃度均為嶺梅村>楊家莊>丹陽村>白仙溝。綜合來看，嶺梅村農(nóng)業(yè)面源污染負荷是最嚴重的。

4)余家河竹峪鄉(xiāng)段流域農(nóng)業(yè)面源污染流失及排放到河流中的TN、TP及COD等標污染負荷總量分別為2.167 0×10-6，0.617 0×10-6，0.670 0×10-6m3/年，污染物貢獻率依次是TN>COD>TP，主要污染源貢獻率依次為生活污水>種植業(yè)>畜禽養(yǎng)殖；污染類型屬于農(nóng)業(yè)生活和生產(chǎn)的復合污染。

志 謝：西北農(nóng)林科技大學資源環(huán)境學院2012級碩士研究生韋安勝同學為本論文提供了采樣點布設示意圖，在此表示感謝。

[1] 鄭 安.農(nóng)村污水處理亟待重視 [J].中華建設,2007(9):20-21.

Zheng A.Rural sewage treatment need to urgent attention [J].Chinese Construction,2007(9):20-21.(in Chinese)

[2] 楊偉利,阿 柱.農(nóng)村遭遇面源污染危機 [J].環(huán)境,2007(8):43-45.

Yang W L,A Z.The contryside suffered non-point source pollution crisis [J].Environment,2007(8):43-45.(in Chinese)

[3] 李秀芬.農(nóng)業(yè)面源污染現(xiàn)狀與防治進展 [J].中國人口：資源與環(huán)境,2010,20(4):81-84.

Li X F.Agricultural non-point source pollution situation and preventi on progress [J].China Population：Resources and Environment,2010,20(4):81-84.(in Chinese)

[4] 李貴寶,尹澄清,周懷東.我國“三湖”的水環(huán)境問題和防治對策與管理 [J].水問題論壇,2001(3):36-39.

Li G B,Yin C Q,Zhou H D.Our country “three lakes” water environment problem and the countermeasure of prevention and management [J].Water Forum,2001(3):36-39.(in Chinese)

[5] Archer J R,Marks M J.Control of nutrient losses to water fr-om agriculture in Europe [J].Proceeding of Fertilizer Society,1997,6(5):405-409.

[6] 譚亞軍,李少南,孫 利.農(nóng)藥對水生態(tài)環(huán)境的影響 [J].農(nóng)藥,2003,42(12):12-14.

Tan Y J,Li S N,Sun L.Effects of pesticides on aquatic ecological environment [J].Pesticides,2003,42(12):12-14.(in Chinese)

[7] 張維理.中國農(nóng)業(yè)面源污染形勢估計及控制對策 [J].中國農(nóng)業(yè)科學,2004(7):1008-1017.

Zhang W L.Estimates of agricultural non-point source pollution situation and control countermeasures [J].Scientia Agricultura Sinica,2004(7):1008-1017.(in Chinese)

[8] 國家環(huán)境保護總局.HJ/T 91-2002地表水和污水監(jiān)測技術規(guī)范 [S].北京:中國環(huán)境出版社,2002.

State Environmental Protection Administration.HJ/T 91-2002 Surface water and wastewater monitoring technical specifications [S].Beijing:China Environment Press,2002.(in Chinese)

[9] 中國標準出版社第二編輯室.中國環(huán)境保護標準匯編：水質(zhì)分析方法 [M].北京: 中國標準出版社,2001.

Chinese Standards Press of Second Editing Room.Chinese environmental protection standards:Water quality analysis method [M].Beijing:China Standard Press,2001.(in Chinese)

[10] 王 婧,單保慶,張 鈞.杭嘉湖水網(wǎng)地區(qū)農(nóng)村面源污染研究 [J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報,2007,26(增刊):357-361.

Wang J,Dan B Q,Zhang J.The rural non-point source pollution study of Hangjia lake [J].Journal of Agricultural Environmental Sciences,2007,26(Suppl.):357-361.(in Chinese)

[11] 紀丁愈.川中丘陵地區(qū)小流域農(nóng)業(yè)面源污染特征及水環(huán)境容量研究:以黃臘溪小流域為例 [J].水資源與水工程學報,2011,22(4):81-84.

Ji D Y.The agricultural non-point source pollution characteristics and water environment capacity research in the central of Sichuan hilly area:Taking small watershed Huanglaxi as an example [J].Journal of Water Resources and Water Engineering,2011,22(4):81-84.(in Chinese)

[12] 侯彥林,趙慧明,李紅英.中國農(nóng)田氮肥面源污染估算方法及其實證:Ⅲ.估算模型的實證 [J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報,2009,28(7):1337-1340.

Hou Y L,Zhao H M,Li H Y.The farmland nitrogen non-point source pollution estimation methods and empirical in China:Ⅲ.Estimated empirical [J].Journal of Agricultural Environmental Sciences,2009,28(7):1337-1340.(in Chinese)

[13] Liu J C.Validation of an agricultural non-point source (AGNPS) pollution model for a catchment in the Jiulong River watershed [J].Journal of Environmental Science,2008,20(5):599-606.

[14] 張 導.蘇州市環(huán)太湖農(nóng)業(yè)面源污染調(diào)查及控制對策 [J].農(nóng)業(yè)環(huán)境與發(fā)展,2009,26(6):71-75.

Zhang D.The agricultural non-point source pollution investigation and control countermeasures of Taihu lake [J].Agricultural Environment and Development,2009,26(6):71-75.(in Chinese)

[15] 伊 平,張 磊,包 健.天目湖流域農(nóng)業(yè)面源污染控制研究 [J].污染防治技術,2008(6):38-40.

Yi P,Zhang L,Bao J.Study on agricultural non-point source pollution control in Tianmu lake basin [J].Pollution Control Technology,2008(6):38-40.(in Chinese)

[16] 嚴婷婷.滇池流域農(nóng)村生活污水產(chǎn)排污系數(shù)研究 [J].環(huán)境科學導刊,2010,29(4):46-48.

Yan T T.The research on sewage coefficient fisheries of rural domestic sewage in Dianchi River Basin [J].Chinese Journal of Environmental Science,2010,29(4):46-48.(in Chinese)

[17] 王曉燕,張雅帆,歐 洋.北京密云水庫上游太師屯鎮(zhèn)非點源污染損失估算 [J].生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學報,2009,25(4):37-41.

Wang X Y,Zhang Y F,Ou Y.Taishitun village non-point source pollution loss estimation in Beijing Miyun Reservoir upstream [J].Journal of Ecology and Rural Environment,2009,25(4):37-41.(in Chinese)

[18] 帥方敏.長湖流域非點源污染現(xiàn)狀分析 [J].云南地理環(huán)境研究,2007,19(5):118-122.

Shuai F M.The non-point source pollution of Long Lake Basin [J].Yunnan Geographic Environment Analysis,2007,19(5):118-122.(in Chinese)

[19] 段 亮,段增強,夏四清.太湖旱地非點源污染定量化研究 [J].水土保持通報,2006,26(6):40-43.

Duan L,Duan Z Q,Xia S Q.The Taihu area non-point source pollution quantitative study [J].Bulletin of Soil and Water Conservation,2006,26(6):40-43.(in Chinese)

[20] 陳景春,劉詩云,彭緒亞.重慶長壽湖農(nóng)村生活污水污染及綜合防治對策研究 [J].農(nóng)業(yè)環(huán)境與發(fā)展,2008,25(6):94-98.

Chen J C,Liu S Y,Peng X Y.The research of Changshou Lake sewage pollution and control strategies in Chongqing [J].Agricultural Environment and Development,2008,25 (6):94-98.(in Chinese)

[21] 曹彥龍,李崇明,闞 平.重慶三峽庫區(qū)面源污染源評價與聚類分析 [J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報,2007,26(3):857-862.

Cao Y L,Li C M,Kan P.Chongqing Three Gorges Reservoir area non-point pollution source evaluation and cluster analysis [J].Journal of Agricultural Environmental Sciences,2007,26(3):857-862.(in Chinese)

[22] 沃 飛,陳效民,吳華山,等.太湖流域典型地區(qū)農(nóng)村水環(huán)境氮、磷污染狀況的研究 [J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報,2007,26(3):819-825.

Wo F,Chen X M,Wu H S,et al.Research on nitrogen and phosphorus pollution of rural water environment in Taihu Lake basin [J].Journal of Agricultural Environmental Sciences,2007,26(3):819-825.(in Chinese)

[23] 陳永川,湯 利,諶 麗,等.滇池水體中磷的時空變化特征研究 [J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報,2005,24(6):1145-1151.

Chen Y C,Tang L,Chen L,et al.The phosphorus in temporal and spatial variation characteristics of Dianchi [J].Journal of Agricultural Environmental Sciences,2005,24(6):1145-1151.(in Chinese)

[24] 范成新.滆湖沉積物理化特征及磷釋放模擬 [J].湖泊科學,1995,7(4):341-350.

Fan C X.The sediment physicochemical characteristics and phosphorus simulation of Cd lake [J].Lake Science,1995,7(4):341-350.(in Chinese)

[25] 田升平,周建明.滇池湖泊磷負荷及其對水環(huán)境的影響 [J].化工礦產(chǎn)地質(zhì),2002,24(1):11-16.

Tian S P,Zhou J M.Phosphorus load and its influence on water environment of Dianchi [J].Chemical Mineral Geology,2002,24(1):11-16.(in Chinese)

[26] 蘇國營.獼猴桃施肥技術四要點 [J].西北園藝:果樹,2006(5):52.

Su G Y.The four points of kiwi fruit fertilizing technology [J].Northwest Horticulture:Fruit,2006(5):52.(in Chinese)

[27] 王曉鳳,趙英姿,孫 菲.趙王河流域種植業(yè)化肥污染負荷分析 [J].湖北農(nóng)業(yè)科學,2012,51(16):3445-3448.

Wang X F,Zhao Y Z,Sun F.The planting fertilizer pollution load analysis of Zhaowang River basin [J].Hubei Agricultural Science,2012,51(16):3445-3448.(in Chinese)

[28] 國務院第一次全國污染源普查領導小組辦公室.第一次全國污染源普查肥料流失系數(shù)手冊 [M].北京:中國環(huán)境科學出版社,2009.

The First National Pollution Source Census Leading Group Office.The first national pollution source census fertilizer loss coefficient handbook [M].Beijing:Chinese Environment Science Press,2009.(in Chinese)

[29] 國務院第一次全國污染源普查領導小組辦公室.第一次全國污染源普查畜禽養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)排污系數(shù)手冊 [M].北京:中國環(huán)境科學出版社,2009.

The First National Pollution Source Census Leading Group Office.The first national pollution source census of livestock and poultry breeding industry production sewage coefficient manual [M].Beijing:Chinese Environment Science Press,2009.(in Chinese)

[30] 馬玉寶.洪湖流域農(nóng)業(yè)面源污染調(diào)查與污染負荷核算 [J].湖北農(nóng)業(yè)科學,2013,52(4):803-806.

Ma Y B.Agricultural non-point source pollution investigation and pollution load calculation of Honghu basin [J].Hubei Agricultural Science,2013,52(4):803-806.(in Chinese)

[31] 張忠明.太湖苕溪流域農(nóng)業(yè)面源污染評價及對策 [J].環(huán)境污染與防治,2012,34(3):105-109.

Zhang Z M.Evaluation of agricultural non-point source pollution and countermeasures of Taihu Zhaoxi basin [J].Environmental Pollution and Control,2012,34(3):105-109.(in Chinese)

[32] 蔡金洲.湖北省三峽庫區(qū)農(nóng)業(yè)面源污染解析 [J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報,2012,31(7):1421-1430.

Cai J Z.Agricultural non-point source pollution analysis of Three Gorges Reservoir area in Hubei Province [J].Journal of Agricultural Environmental Sciences,2012,31(7):1421-1430.(in Chinese)

[33] 周 軍.牡丹江流域農(nóng)業(yè)面源污染特征及防治對策研究 [J].環(huán)境科學與管理,2011,36(2):46-48.

Zhou J.Agricultural non-point source pollution characteristics and countermeasures research of Mudanjiang basin [J].Environmental Science and Management,2011,36(2):46-48.(in Chinese)

Characteristics of surface water quality and agricultural area source pollution load of a small watershed in northern Qinling Mountains

WANG Li,HUANG Yi-mei,DING Yao,XIAO Li,YANG Fan

(CollegeofResourceandEnvironment,DepartmentofAgricultureofNorthwestAgricultureKeyLaboratoryofPlantNutritionandEnvironment,NorthwestA&FUniversity,Yangling,Shaanxi712100,China)

【Objective】 This study explored the effects of agricultural area sources on surface water quality and the pollution levels of a small watershed in northern Qinling Mountains.【Method】 Eight river segments were selected as monitoring sites along Yujia River in Zhouzhi,Shaanxi Province.Basic water physicochemical indexes including flow,temperature,pH,suspended solids,dissolved oxygen,and electrical conductivity and area source pollution indexes including total nitrogen (TN),total phosphorus (TP),chemical oxygen demand (COD),were determined from October 2012 to October 2013.Pollutant emission coefficients were used to estimate area source pollution load in the area,and the equivalent standard pollution load method was applied to evaluate the agricultural area source pollution status.【Result】 TN concentration gradually reduced from October 2012 to October 2013.TP content was highest in spring,followed by autumn and winter.COD content showed fluctuations,and gradually reduced from spring to summer in 2013.Except TN concentration which seriously exceed the Ⅳ grade of surface water quality standard (up to 9.6 times),other water quality indexes were in the Ⅲ-Ⅳ grades of standards.Total exports of TN,TP and COD were 2.167 0×10-6m3/a,0.617 0×10-6m3/a,and 0.670 0×10-6m3/a in Yujia River watershed from October 2012 to October 2013,respectively.The pollution loads were in a decreasing order of TN>COD>TP.The contributions of main area sources were in a decreasing order of sewage>planting>livestock farming.【Conclusion】 The pollution in this area was compound pollution of agricultural production and residential activities.

Yujia River;agricultural non-point source pollution;water quality monitoring;water quality assessment;pollution load

2014-05-04

國家科技支撐計劃項目“秦嶺山地農(nóng)業(yè)面源污染防控關鍵技術研究與示范”(2012BAD15BO4-4-3)

王 莉(1989-)，女，陜西周至人，在讀碩士，主要從事環(huán)境化學研究。E-mail:wl_1014@126.com

黃懿梅(1971-)，女，四川大竹人，副教授，博士，碩士生導師，主要從事環(huán)境化學與環(huán)境生態(tài)工程研究。 E-mail:ymhuang1971@nwsuaf.edu.cn

時間:2014-12-12 09:30

10.13207/j.cnki.jnwafu.2015.01.016

X522

A

1671-9387(2015)01-0159-10

網(wǎng)絡出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1390.S.20141212.0930.016.html