蘇 甜，劉方平*，姜成名，時 紅，廖 偉

(1.江西省灌溉試驗中心站，江西 南昌 330201；2.江西省高效節(jié)水與農(nóng)業(yè)面源污染重點實驗室，江西 南昌 330201)

江西省水資源豐富，建在鄱陽湖外沿區(qū)域的很多村鎮(zhèn)的農(nóng)村生產(chǎn)生活產(chǎn)生的污染物，通過地表徑流、滲透等方式流向村中門塘及湖泊，造成水體富營養(yǎng)化等問題。農(nóng)村生產(chǎn)生活中，農(nóng)業(yè)污染是造成水污染的主要原因，陸珊等[1]調查了廣西南流江的污染源，結果顯示這些污染物來源于農(nóng)業(yè)污染。除農(nóng)業(yè)污染外，畜禽養(yǎng)殖污染也是造成水環(huán)境污染的主因之一。馮倩等[2]2011年調查了江西省畜禽養(yǎng)殖情況，推算出畜禽排泄出的糞便、尿液超過了耕地的負荷能力，對撫州、宜春和新余3個市的環(huán)境構成了污染威脅。

農(nóng)村門塘在村民生產(chǎn)生活中占據(jù)重要地位，農(nóng)田灌溉用水、蓄水甚至洗衣洗菜均會在門塘中進行，門塘水環(huán)境的優(yōu)劣關系著村民生活品質的好壞。目前，關于河流、湖泊、水庫等水環(huán)境研究很多，但研究與村民生活息息相關的門塘水環(huán)境卻不多見，現(xiàn)有的一些研究也只是對門塘水體的理化性質做了調查[3]。陳寅暄等[3]2013年調查鄱陽湖濱湖區(qū)下屬村莊時發(fā)現(xiàn)，采樣區(qū)域的門塘水體均達到富營養(yǎng)化，夏季近50%的門塘水質已達到劣Ⅴ類，而這些農(nóng)村三級化糞池的改造尚不足50%。

為進一步探明影響門塘水環(huán)境質量狀況的主要因素，此次調查從污染源、沉積物、水體理化性質和水生生物等幾個方面著手，以期能夠較為準確、全面地評價農(nóng)村門塘的水環(huán)境質量和預測變化趨勢。

1 調查內(nèi)容與方法

1.1 調查區(qū)域

所調查區(qū)域為鄱陽湖平原區(qū)，屬于亞熱帶濕潤氣候，是長江和鄱陽湖支流水系贛江、撫河、信江、修河、饒河等水沖積而成的湖濱平原，為長江中下游平原的一部分，位于江西省北部及安徽省西南邊境；區(qū)內(nèi)地勢平緩，海拔多在50 m以下，河網(wǎng)稠密，小湖泊眾多，稻田、菜畦、魚塘、蓮湖縱橫交錯，素有“魚米之鄉(xiāng)”之美譽。采樣點詳細信息見表1。

表1 鄱陽湖平原區(qū)夏季門塘信息

1.2 調查內(nèi)容及方法

對農(nóng)村門塘水環(huán)境的調查主要從門塘污染來源、底泥污染狀況、水體理化性質、浮游藻類4個方面進行。具體調查內(nèi)容和調查方法如下。

1.2.1 門塘污染來源 2018年6月至7月對23個村莊進行了走訪調查，調查內(nèi)容包括村中人口、農(nóng)副產(chǎn)品種植、畜禽養(yǎng)殖、輕工業(yè)、改水改廁、供水方式、新農(nóng)村建設等情況。

1.2.2 底泥污染狀況 底泥使用彼得森采泥器進行采集。樣品帶回實驗室后陰干研磨，根據(jù)國家標準檢測底泥的有機氮、總磷和有機質。底泥污染評價采用有機污染指數(shù)評價法和底泥總磷污染單因子評價法[4]。

1.2.3 水體理化性質 pH值、濁度、透明度等在現(xiàn)場使用YSI、哈希濁度儀和賽氏透明度盤進行原位測定，總氮、總磷、CODcr等理化指標按照國家規(guī)定檢測標準進行檢測。水質評價采用單因素評價法，水體富營養(yǎng)化評價參考湖泊的綜合營養(yǎng)指數(shù)(TLI)評價法[5]。

1.2.4 浮游藻類現(xiàn)狀 現(xiàn)場采集門塘浮游藻類樣品，使用魯哥試劑固定，帶回實驗室后進行沉降，后鏡檢種類及密度。水體狀況采用浮游藻類細胞密度、浮游藻類多樣性指數(shù)進行評價。

2 結果與分析

2.1 污染源調查分析

通過對2018年夏季調查的23個村莊門塘污染源排放進行統(tǒng)計分析，結果表明：鄱陽湖平原區(qū)農(nóng)村門塘污染源主要有村民生活污水(廚房用水、洗滌用水、清潔沖廁水等)、農(nóng)業(yè)排水及畜禽養(yǎng)殖廢水等，這些污水主要通過地表徑流排放至村前的門塘中。調查門塘中，65%的門塘屬于死塘，無活水流入，且只有22%的門塘進行了清淤(表2)。

通過對門塘污染源排放進行分析，發(fā)現(xiàn)65%的村莊都會將生活污水排入門塘中，其余村莊的生活污水有些排入農(nóng)田中，有些散排，個別村莊會將生活污水排放到附近的湖或者渠道里。調查村莊中有超過70%的村莊進行了改水改廁，安裝了化糞池；其中，南昌縣和星子縣所調查村莊全部進行了改水改廁，進賢縣所調查村莊有70%進行了改水改廁，新建區(qū)所調查村莊僅有33%進行了改水改廁，為調查村莊中改水改廁比率較低的縣區(qū)。

通過對各村莊的走訪調查，發(fā)現(xiàn)22%的村莊會抽取門塘中的水對農(nóng)田進行灌溉，17%的村莊使用河水、湖水、井水等進行農(nóng)田灌溉，17%的村莊使用水庫中的水進行灌溉，其他村莊的農(nóng)田用水還會使用渠道水、地表徑流水等。

調查村莊中，作物種植以水稻為主，村莊的門塘多建立在農(nóng)田附近，方便取水灌溉；而61%的村莊其農(nóng)業(yè)灌溉排水也都通過地表徑流進入門塘中。

另外，調查村莊中，有約50%的村莊附近建有小型及大型的養(yǎng)豬場，并且有25%的養(yǎng)豬場養(yǎng)殖污水通過地表徑流流入排水溝，最后流入門塘中，造成了門塘嚴重污染。除養(yǎng)豬外，個別村莊有養(yǎng)魚、養(yǎng)鴨等產(chǎn)業(yè)，也直接或者間接對水環(huán)境造成了污染。

表2 鄱陽湖平原區(qū)農(nóng)村門塘現(xiàn)狀及其污染來源調查分析結果

2.2 門塘底泥調查分析及污染評價

底泥為底棲生物和水生植物的生長提供了必要條件，是水體環(huán)境中能量循環(huán)的重要組成部分。底泥狀況的好壞不僅能影響上覆水體的自凈能力，同時也影響著底棲動物的種類分布及其多樣性。因此，在調查研究門塘水環(huán)境的過程中，門塘底泥的調查研究也是重要環(huán)節(jié)。

根據(jù)有機污染指數(shù)評價標準和底泥總磷污染評價標準，對夏季23個門塘的底泥有機氮(ON)、有機物(OI)、總磷(TP)進行評價，發(fā)現(xiàn)所有調查門塘均處于有機氮(ON)污染的狀態(tài)，有83%的門塘處于有機物(OI)污染狀態(tài)，13%的門塘處于尚清潔狀態(tài)，而只有4%的門塘處于較清潔狀態(tài)。而根據(jù)總磷單因子評價體系進行評價分析，發(fā)現(xiàn)重度污染的門塘占13%，中度污染的門塘占35%，輕度污染的門塘達39%，清潔的門塘只有13%。

綜上所述，對于總磷而言，87%的門塘處于輕度污染及以上的狀態(tài)，而對于有機物(OI)和有機氮(ON)而言，其污染在各個門塘中也很嚴重。污水中的氮能夠在物理或生物作用下聚集到底泥中[7-8]，底泥向上覆水中會釋放大量的磷，易造成水體富營養(yǎng)化。具體評價結果見表3。

2.3 門塘水質理化指標分析

采用現(xiàn)場原位測定和實驗室理化分析相結合，對采樣點的水樣進行各項理化指標的測定，詳細結果見表4。

分析顯示，夏季門塘水體pH值范圍為5.17～7.64，均值為6.60；濁度范圍是4.62～32.60，某些門塘水體濁度過高，超出儀器檢測范圍；透明度在0.15～0.77 m；總氮范圍為0.81～16.10 mg/L，均值為3.49 mg/L；總磷范圍是0～1.07 mg/L，均值為0.30 mg/L；氨氮范圍為0.15～1.59 mg/L，均值為0.56 mg/L；CODcr范圍為6.0～64.0 mg/L，均值為25.80 mg/L。

采用單因子評價法，以總氮作為評價指標，根據(jù)GB 3838—2002《地表水環(huán)境質量標準》[9]對門塘水質進行評價，發(fā)現(xiàn)夏季門塘61%超過Ⅴ類水標準，91%的門塘超過Ⅲ類水標準，其濃度最高超過Ⅲ類水標準的16倍。

以總磷作為評價指標，夏季門塘22%超過Ⅴ類水標準，48%的門塘超過Ⅲ類水標準。以CODcr作為評價指標，13%的門塘超過Ⅴ類水標準，65%的門塘超過Ⅲ類水標準。除個別門塘外，pH值及氨氮濃度均滿足Ⅲ類水標準。單因子評價結果顯示，水體主要污染物是氮，其次是還原性物質和有機污染物。

表3 鄱陽湖平原區(qū)夏季門塘底泥污染狀況調查評價結果

使用湖泊綜合營養(yǎng)指數(shù)(TLI)評價標準對門塘水體營養(yǎng)型進行等級評價，其中綜合營養(yǎng)指數(shù)(TLI)<30為貧營養(yǎng)，30～50為中營養(yǎng)，50～100為富營養(yǎng)，其中50～60為輕度營養(yǎng)，60～70為中度富營養(yǎng)，>70為重度富營養(yǎng)。

通過統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，總磷綜合營養(yǎng)指數(shù)45.28～90.98，均值為56.90。結果顯示87%的門塘水體富營養(yǎng)化，其中4%門塘為重度富營養(yǎng)，22%為中度富營養(yǎng)，61%為輕度富營養(yǎng)?？偟C合營養(yǎng)指數(shù)48.71～104.09，均值為70.10。92%的門塘水體總氮綜合營養(yǎng)指數(shù)評價結果為富營養(yǎng)化，其中43%的門塘為重度富營養(yǎng)，39%為中度富營養(yǎng)，9%為輕度富營養(yǎng)。

往年的一些資料[10]顯示，江西省農(nóng)村生活污水每人每天可產(chǎn)生總氮近2.7 g、總磷0.23 g、CODcr更是達到29.25 g。種植業(yè)污水產(chǎn)生的總氮每人每天可達36.18 g，總磷則為4.41 g。這些廢水大多排入門塘，是其水體中氮、磷等營養(yǎng)鹽的主要來源。根據(jù)調查顯示，門塘是大多數(shù)生活污水和農(nóng)田灌溉排水的最終匯聚地，同時門塘的底泥也會向上覆水中釋放大量的營養(yǎng)鹽。

水體中氨氮的污染來源也很多，生活污水、工業(yè)廢水、農(nóng)業(yè)排水和畜牧業(yè)污水都會造成周邊水體的氨氮含量增加。氨氮含量較高的門塘周圍，如舒宋村、下坊村和草門村都有養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)，養(yǎng)豬、養(yǎng)鴨的飼料及糞便污水容易造成氨氮污染[11]。

2.4 門塘浮游藻類分析

對夏季調查的23個門塘中浮游藻類種類進行鑒定，發(fā)現(xiàn)鄱陽湖平原區(qū)農(nóng)村門塘夏季的浮游藻類共有6門59種(屬)。通過對夏季23個門塘浮游藻類優(yōu)勢種的統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)夏季門塘主要密度優(yōu)勢種為藍藻門和綠藻門，其細胞密度范圍為8.45×108～1.94×1011個/L。根據(jù)《水生生物監(jiān)測手冊》(國家環(huán)保局編委會)規(guī)定和湖泊營養(yǎng)型的評價標準[12]，夏季門塘全部為富營養(yǎng)型。

據(jù)測算香農(nóng)指數(shù)[13]顯示，夏季門塘中，35%的門塘評價結果為重度污染，43%的門塘為中度污染；豐富度指數(shù)[13]顯示，夏季門塘中91%為重度污染。

統(tǒng)計分析生物多樣性指數(shù)，結果見表5。

氮和磷是浮游藻類生長過程中的重要元素，但過量的氮、磷會導致水體水華的發(fā)生，造成水體富營養(yǎng)化。夏季門塘的浮游藻類細胞密度普遍達到湖泊富營養(yǎng)型標準，而這些門塘的總氮和總磷綜合營養(yǎng)指數(shù)評價結果也顯示約90%的水體為富營養(yǎng)型。2種水體評價結果相近，門塘水體富營養(yǎng)化嚴重。

表4 鄱陽湖平原區(qū)夏季調查門塘水質分析結果

表5 鄱陽湖平原區(qū)農(nóng)村夏季門塘浮游藻類多樣性指數(shù)評價結果

注：H′評價標準[13]：大于3，表明水體為清潔，2～3為輕度污染，1～2為中度污染，小于1為重度污染。M評價標準：0～1為重污染，1～3為中污染，大于3為清潔。

3 結論

根據(jù)調查結果，發(fā)現(xiàn)鄱陽湖平原區(qū)農(nóng)村門塘大部分都是死塘，無活水流入，且多年未進行水環(huán)境整治。夏季門塘水體中的污染物來源主要有生活污水、農(nóng)田排水、養(yǎng)殖場污水，門塘水多為劣Ⅴ類水，總氮是主要污染物。約90%的門塘總氮總磷綜合營養(yǎng)指數(shù)評價結果顯示水體為富營養(yǎng)型。門塘底泥呈現(xiàn)有機污染狀態(tài)，大部分底泥呈現(xiàn)有機氮污染，少數(shù)底泥為有機磷污染。浮游藻類多樣性指數(shù)評價結果顯示為中度污染至重度污染。浮游藻類細胞密度對水體營養(yǎng)化程度評價結果為富營養(yǎng)型。綜合以上污染源調查情況和理化性狀、生物多樣性評價，結果表明鄱陽湖平原區(qū)農(nóng)村門塘水環(huán)境整體狀況不容樂觀，水體富營養(yǎng)化嚴重，水體污染較為嚴重。