蒙小俊 張建東 王秋利 朱妮
摘 要:分析漢江流域安康段面源污染的COD、TN、TP負(fù)荷量、負(fù)荷強(qiáng)度及其空間分布,評估區(qū)域污染風(fēng)險,并識別區(qū)域面源污染的主要污染源和污染物,對各縣市區(qū)的污染類型進(jìn)行劃分,以期為漢江流域安康段合理制定面源污染治理策略提供依據(jù)。結(jié)果表明:2020年漢江流域安康段面源污染的COD、TN、TP負(fù)荷量分別為65 162.49 t、24 225.20 t和1 531.17 t,等標(biāo)污染負(fù)荷比分別為6.38%、71.14%和22.48%,TN是首要污染物;主要污染源按等標(biāo)污染負(fù)荷比從大到小排列依次為耕地(54.70%)、畜禽養(yǎng)殖(28.83%)、農(nóng)村生活(15.59%),首要污染源為耕地;各縣市區(qū)面源污染COD、TN和TP負(fù)荷量、負(fù)荷強(qiáng)度和等標(biāo)污染負(fù)荷比的空間分布具有很強(qiáng)的一致性,主要污染區(qū)域為漢濱區(qū)和旬陽市;各縣市區(qū)被劃分成土地利用污染主導(dǎo)型、畜禽養(yǎng)殖和土地利用污染主導(dǎo)型、土地利用和畜禽養(yǎng)殖污染主導(dǎo)型、混合污染型4種污染類型。因此,提出安康市可根據(jù)污染類型采取有針對性的控制措施,漢濱區(qū)和旬陽市耕地引起的面源TN污染應(yīng)得到首先治理。
關(guān)鍵詞:漢江流域;安康;面源污染;空間分布;污染風(fēng)險;污染源
中圖分類號:X52 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1006-060X(2023)10-0035-08
Analysis of Non-Point Source Pollution Characteristics of Ankang Section in the Hanjiang River Basin
MENG Xiao-jun, ZHANG Jian-dong, WANG Qiu-li, ZHU Ni
(School of Tourism & Environment, Ankang University, Ankang 725000, PRC)
Abstract:The COD, TN and TP loads, load intensity and spatial distribution of non-point source pollution of Ankang section in the Hanjiang River basin were analyzed, regional pollution risks were assessed, major sources and pollutants of regional non-point source pollution were identified, and pollution types in various counties, cities and districts were divided, so as to provide basis for reasonable formulation of non-point source pollution control strategies of this section. The results showed that the COD, TN and TP loads of non-point source pollution of Ankang section in the Hanjiang River basin in 2020 were 65 162.49 t, 24 225.20 t and 1 531.17 t, respectively, the corresponding equivalent standard pollution load ratios were 6.38%, 71.14% and 22.48%, respectively, and TN was the primary pollutant. The main pollution sources were cultivated land (54.70%), livestock and poultry breeding (28.83%) and rural life (15.59%), and the primary pollution source was cultivated land. The spatial distribution of the COD, TN and TP loads, load intensity and equivalent standard pollution load ratios of non-point source pollution in counties, cities and districts had strong consistency, and the main pollution areas were Hanbin District and Xunyang City. Counties, cities and districts were divided into four pollution types: the land use pollution leading type, livestock and poultry breeding and land use pollution leading type, land use and livestock and poultry breeding pollution leading type and mixed pollution type. Therefore, it was suggested that targeted control measures should be taken in Ankang City according to pollution types, and non-point source TN pollution caused by cultivated land in Hanbin District and Xunyang City should be controlled first.
Key words:Hanjiang River basin; Ankang; non-point source pollution; spatial distribution; pollution risk; pollution source
收稿日期:2023-05-23
基金項目:安康學(xué)院校級一般項目(2021AYKFKT04)
作者簡介:蒙小?。?981—),男,陜西西鄉(xiāng)縣人,副教授,主要從事水污染控制工程與面源污染防治研究。
隨著水體點源污染控制水平的提高,面源污染問題逐漸凸顯,已成為水環(huán)境污染領(lǐng)域關(guān)注的焦點。面源污染是累積在地表的污染物經(jīng)由降雨所產(chǎn)生的地表徑流或地下徑流進(jìn)入水體而造成的污染,由自然過程引發(fā)并在人類活動影響下得以強(qiáng)化,其成分復(fù)雜、類型多樣,是長期以來影響流域水環(huán)境、水資源和水生態(tài)的重要因素[1-2]。面源污染通常來源于農(nóng)業(yè)種植、畜禽養(yǎng)殖和農(nóng)村生活3個方面[3],污染來源具有分散性、復(fù)雜性以及溯源困難性。面源污染具有時間的不確定性、途徑的不確定性、量的不確定性和隨機(jī)性[4],采用傳統(tǒng)方法難以對其進(jìn)行監(jiān)測,導(dǎo)致其治理難度大、成本高、難以抓住重點。
因此,通常只能通過污染模型對面源污染進(jìn)行模擬分析,主要聚焦于其來源與量級。常用的面源污染模型很多,包括SWAT(Soil and Water Assessment Tool)、SWMM(Storm Water Management Model)、HSPF(Hydrological Simulation Program Fortran)、APEX(Agricultural Policy Environmental Extender)、AnnAGNPS(Annual Agricultural Non-Point Source)、LTHIA(Long Term Hydrologic Impact Analysis)和ECM(Export Coefficient Method)等,SWAT和ECM模型在我國的應(yīng)用最為廣泛[5]。其中,ECM模型結(jié)構(gòu)簡單,參數(shù)少[6],具有效率與精度“雙高”的優(yōu)勢,成為面源污染負(fù)荷核算的推薦方法[7]。但ECM模型未考慮降雨和地形對面源污染輸出負(fù)荷的影響,而降雨是面源污染產(chǎn)生的基本條件之一,地形是面源污染輸移的重要影響因素,兩者均對面源污染起著關(guān)鍵作用[8-9],對面源污染輸出負(fù)荷有重要影響[10-11]?;诮涤昙暗匦我蜃舆M(jìn)行了改進(jìn)的ECM模型則較好地處理了這個問題[8, 11, 12]。
漢江上游流域是我國重要的生物多樣性地區(qū)、中部地區(qū)生態(tài)環(huán)境保護(hù)的重要屏障、南水北調(diào)中線工程水源涵養(yǎng)地以及漢江中下游流域飲用水水源地,其水生態(tài)環(huán)境狀況對保障漢江全流域及南水北調(diào)中線生態(tài)安全起著舉足輕重的作用。然而,目前漢江上游流域的水生態(tài)承載力處于弱可承載狀態(tài),支流污染比較嚴(yán)重,水華發(fā)生風(fēng)險加劇,生態(tài)環(huán)境質(zhì)量較差,面源污染潛在威脅較大[13-14]。2017年4月,漢江流域安康市嵐皋縣嵐河藺河口水庫突發(fā)水體泛深褐色的異常現(xiàn)象,引發(fā)當(dāng)?shù)乜只臶15];近2 a,安康市瀛湖水庫也呈現(xiàn)出輕度水體富營養(yǎng)化的趨勢;漢江的極個別斷面、湑水河和月河下游及旬河的中下游河段處于輕-中度污染狀態(tài)[16]。研究表明,漢江上游流域水體NH4+-N污染可能主要來自農(nóng)村生活污水和畜禽養(yǎng)殖排放物,NO3--N污染可能主要來自水土流失,而支流金水河中的氮污染可能主要來源于化肥的使用[17-18]。漢江上游流域面源污染未得到有效控制,已成為該地區(qū)地表水環(huán)境惡化的主要誘因,而分析面源污染負(fù)荷的空間分布、對污染風(fēng)險進(jìn)行評估并識別主要污染源和污染區(qū)域是漢江上游流域污染控制管理的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。因此,該研究擬以化學(xué)需氧量(COD)、總氮(TN)、總磷(TP)為面源污染指標(biāo),基于改進(jìn)的ECM模型分析漢江上游流域安康段面源污染的負(fù)荷及其空間分布,評估區(qū)域污染風(fēng)險,并識別區(qū)域面源污染的主要來源和重點污染區(qū),對安康市各縣市區(qū)的污染類型進(jìn)行劃分,以期為漢江流域安康段合理制定面源污染治理策略提供科學(xué)依據(jù)。
1 區(qū)域概況、研究方法與數(shù)據(jù)來源
1.1 區(qū)域概況
漢江全長1 577 km,發(fā)源于陜西省寧強(qiáng)縣,由西向東流入湖北省武漢市并匯入長江;整個流域分為3段,丹江口以上江段為上游,丹江口至鐘祥江段為中游,鐘祥至漢口江段為下游[19]。其中,安康市有約92.5%的山地,屬亞熱帶大陸性季風(fēng)氣候,年平均氣溫為15~17℃,降雨集中在6~9月(7月最多),年降雨日數(shù)達(dá)94 d,年降水量為900 mm以上;地表徑流量為1.07×1010 m3,過境客水為1.46×1010 m3,總水量為2.52×1010 m3,安康市承擔(dān)著南水北調(diào)66%的供水量[20]。
1.2 研究方法
1.2.1 面源污染負(fù)荷量估算 該研究使用基于降雨及地形因子進(jìn)行了改進(jìn)的ECM模型估算面源污染負(fù)荷量,具體如公式(1)所示[8, 11, 12]。
式中:Lj為污染物j在流域的總負(fù)荷;α為降雨影響因子,β為地形影響因子;Eij為流域內(nèi)第i種土地利用類型或第i種畜禽養(yǎng)殖或人口因素影響下污染物j的輸出系數(shù);Ai為第i種土地利用類型的面積,或第i種畜禽的數(shù)量,或人口數(shù)量;p為因降雨而輸入的污染物數(shù)量,單純的降雨產(chǎn)生的污染相對于其他污染來說較小,故在現(xiàn)實分析中p??珊雎訹10-11]。
α可按公式(2)~(4)進(jìn)行計算[9, 21]。
式中:αt為降水年際差異影響因子,αs為降水空間分布影響因子;D為流域當(dāng)年降水量,為流域多年平均降水量;Ci為流域子單元當(dāng)年降水量,C為流域子單元多年平均降水量。
坡度對徑流量、流速等會產(chǎn)生影響,坡度與地表徑流量呈正相關(guān)關(guān)系,地表徑流量可以表示為坡度的冪函數(shù)與常量的乘積,如公式(5)所示[9-10],β則可按公式(6)進(jìn)行計算。
式中:Q為徑流量,θ為坡度,a、d為常數(shù);θi為流域子單元i的坡度,為流域平均坡度,d的取值為0.610 4[8]。
該研究借助GIS軟件、依據(jù)數(shù)字高程DEM數(shù)據(jù),統(tǒng)計出漢江流域安康段平均坡度和安康市各縣市區(qū)的坡度,利用公式(6)計算出安康市各縣市區(qū)的地形影響因子β;依據(jù)安康市各縣市區(qū)的年降水量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析,利用公式(2)計算出安康市各縣市區(qū)的降雨影響因子α(表1)。
ECM模型中確定輸出系數(shù)的方法有參考文獻(xiàn)法、試驗?zāi)M法和數(shù)學(xué)統(tǒng)計法[10, 19],該研究采用參考文獻(xiàn)法獲取所需的輸出系數(shù),參考多篇文獻(xiàn)最終確定漢江流域安康段污染物及其輸出系數(shù)(表2)[8,19, 22, 23]。
1.2.2 面源污染風(fēng)險評價 面源污染物對環(huán)境的危害程度不但與污染物數(shù)量有關(guān),還與承載其的土地面積密切相關(guān)。污染強(qiáng)度反映了一個地區(qū)的農(nóng)業(yè)集約化程度和單位土地面積上的農(nóng)業(yè)活動對水體的影響[24-25],參考郭利京等[24]的研究,該研究中的污染物排放強(qiáng)度計算公式如下。
式中:Mi為面源污染物i的排放強(qiáng)度;Pi為面源污染物i的排放量;Rj為縣市區(qū)單元j的國土面積(j=1,2,3,…,10)。
該研究對COD、TN、TP的污染強(qiáng)度數(shù)據(jù)進(jìn)行離差標(biāo)準(zhǔn)化,使結(jié)果落到[0,1]區(qū)間,再將COD、TN、TP的污染強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)化值按相同權(quán)重加和得到污染綜合指數(shù),從而確定農(nóng)村面源污染風(fēng)險大小。
1.2.3 面源污染源和污染物識別 該研究采用等標(biāo)污染負(fù)荷法來綜合評價不同污染物或污染源對環(huán)境潛在污染能力的大小,使不同污染物在同一尺度上進(jìn)行比較,以確定主要污染源或主要污染物[26],該研究采用GB 3838—2002 地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 中的Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),計算公式和過程詳見郭利京等[24]的研究。
1.2.4 面源污染控制分區(qū) 為因地制宜地開展農(nóng)業(yè)面源污染防治,該研究采用SPSS聚類分析法對漢江流域安康段面源污染進(jìn)行分類,聚類對象為不同縣市區(qū)各污染源的等標(biāo)污染負(fù)荷比。
1.3 數(shù)據(jù)來源
該研究所用數(shù)據(jù)包括安康市30 m×30 m精度的數(shù)字高程DEM圖、多年平均降水量以及2020年安康市10個縣市區(qū)的土地利用類型、農(nóng)村人口數(shù)量、畜禽養(yǎng)殖情況和降水量時空分布情況等。數(shù)據(jù)來源于天地圖陜西省地理信息公共服務(wù)平臺[下載審圖號為陜S(2021) 023號的安康市地圖作為基礎(chǔ)底圖]、安康市統(tǒng)計局和氣象局以及實地調(diào)研等,其中,30 m×30 m精度的土地利用類型數(shù)據(jù)來自文獻(xiàn)[27](經(jīng)比對全球生態(tài)環(huán)境遙感監(jiān)測數(shù)據(jù)和中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所相應(yīng)數(shù)據(jù)并結(jié)合安康市實際情況選?。?。畜禽養(yǎng)殖中牛和羊的數(shù)量為當(dāng)年的年末存欄數(shù)量,豬和家禽的數(shù)量為年內(nèi)出欄數(shù)量[19]。安康市各縣市區(qū)統(tǒng)計數(shù)據(jù)見表3。
2 結(jié)果與分析
2.1 面源污染負(fù)荷量分析
該研究采用改進(jìn)的ECM模型對安康市2020年10個縣市區(qū)的土地利用、畜禽養(yǎng)殖和農(nóng)村生活3類污染源產(chǎn)生的COD、TN和TP污染負(fù)荷量和貢獻(xiàn)率進(jìn)行了估算,結(jié)果如表4所示。漢江流域安康段面源污染COD、TN和TP污染負(fù)荷總量分別為65 162.49 t、24 225.20 t和1 531.17 t,3類污染源按對COD的貢獻(xiàn)率從大到小排列依次為土地利用(53.37%)、農(nóng)村生活(28.56%)、畜禽養(yǎng)殖(18.06%),按對TN的貢獻(xiàn)率從大到小排列依次為土地利用(78.13%)、畜禽養(yǎng)殖(13.30%)、農(nóng)村生活(8.59%),按對TP的貢獻(xiàn)率從大到小排列依次為畜禽養(yǎng)殖(43.53%)、土地利用(42.70%)、農(nóng)村生活(13.76%)。土地利用對COD、TN和TP的貢獻(xiàn)率均較大,其中,耕地對TN和TP的貢獻(xiàn)率分別為47.07%和20.38%;畜禽養(yǎng)殖對TN和TP的貢獻(xiàn)率分別為13.30%和43.53%??梢?,耕地和畜禽養(yǎng)殖對漢江流域安康段面源污染TN和TP的貢獻(xiàn)率均超過60%,這說明種植業(yè)和畜禽養(yǎng)殖業(yè)引起的N和P面源污染應(yīng)得到高度重視。
2.2 面源污染負(fù)荷量及強(qiáng)度的空間分布
該研究應(yīng)用ArcGIS軟件對污染物負(fù)荷量及強(qiáng)度進(jìn)行空間分析,得到安康市各縣市區(qū)面源污染空間分布情況(圖1、圖2)。安康市各縣市區(qū)面源污染負(fù)荷量的空間格局如圖1所示。各縣市區(qū)面源污染COD負(fù)荷量范圍為3 729.72~12 615.21 t,TN負(fù)荷量范圍為1 028.89~5 069.33 t,TP負(fù)荷量范圍為75.49~324.32 t。各縣市區(qū)按COD貢獻(xiàn)量從大到小排列依次為漢濱區(qū)、旬陽市、寧陜縣、紫陽縣、平利縣、白河縣、嵐皋縣、石泉縣、漢陰縣、鎮(zhèn)坪縣,按TN貢獻(xiàn)量從大到小排列依次為漢濱區(qū)、旬陽市、平利縣、紫陽縣、石泉縣、漢陰縣、寧陜縣、白河縣、嵐皋縣、鎮(zhèn)坪縣,按TP貢獻(xiàn)量從大到小排列依次為漢濱區(qū)、旬陽市、紫陽縣、石泉縣、漢陰縣、平利縣、白河縣、嵐皋縣、寧陜縣、鎮(zhèn)坪縣。漢濱區(qū)和旬陽市的COD、TN和TP貢獻(xiàn)量分別占各縣市區(qū)總COD、總TN和總TP貢獻(xiàn)量的37.20%、40.21%和41.64%,而鎮(zhèn)坪縣的COD、TN和TP貢獻(xiàn)量分別僅占整個安康市COD、TN和TP貢獻(xiàn)量的5.72%、4.25%和4.93%。
安康市各縣市區(qū)面源污染負(fù)荷排放強(qiáng)度的空間格局如圖2所示。各縣市區(qū)COD、TN和TP負(fù)荷強(qiáng)度變幅分別為1.69~3.57 t/km2、0.48~1.39 t/km2和0.024~0.092 t/km2,平均負(fù)荷強(qiáng)度分別為2.78 t/km2、1.03 t/km2和0.065 t/km2。各縣市區(qū)按COD負(fù)荷強(qiáng)度從大到小排列依次為白河縣、漢濱區(qū)、旬陽市、漢陰縣、石泉縣、紫陽縣、嵐皋縣、鎮(zhèn)坪縣、平利縣、寧陜縣,按TN負(fù)荷強(qiáng)度從大到小排列依次為漢濱區(qū)、石泉縣、漢陰縣、旬陽市、白河縣、紫陽縣、平利縣、嵐皋縣、鎮(zhèn)坪縣、寧陜縣,按TP負(fù)荷強(qiáng)度從大到小排列依次為漢陰縣、漢濱區(qū)、旬陽市、石泉縣、白河縣、紫陽縣、嵐皋縣、鎮(zhèn)坪縣、平利縣、寧陜縣??芍瑵h濱區(qū)、旬陽市、漢陰縣、石泉縣和白河縣COD、TN和TP負(fù)荷強(qiáng)度均較高,而紫陽縣、嵐皋縣、鎮(zhèn)坪縣、平利縣和寧陜縣3種污染物負(fù)荷強(qiáng)度均較低。
綜合圖1和圖2可以看出,漢江流域安康段面源污染COD、TN和TP負(fù)荷量和負(fù)荷強(qiáng)度在空間上呈現(xiàn)較強(qiáng)的區(qū)域性分布特征,即中部污染負(fù)荷量大、負(fù)荷強(qiáng)度高,北部和南部污染負(fù)荷量相對較小、負(fù)荷強(qiáng)度相對較低。這與安康市地貌呈現(xiàn)南北高山夾峙、河谷盆地居中的特點有關(guān),南北高山地區(qū)農(nóng)業(yè)活動強(qiáng)度較低,而中部河溝盆地區(qū)農(nóng)業(yè)活動強(qiáng)度較高。整體上來看,漢濱區(qū)和旬陽市面源污染3種污染物的負(fù)荷量較大、負(fù)荷強(qiáng)度較高。
2.3 面源污染風(fēng)險分析
安康市10個縣市區(qū)面源污染COD、TN和TP負(fù)荷強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)化指標(biāo)及綜合指數(shù)結(jié)果如表5所示。各縣市區(qū)按綜合指數(shù)從大到小排列依次為漢濱區(qū)、旬陽市、漢陰縣、石泉縣、白河縣、紫陽縣、嵐皋縣、平利縣、鎮(zhèn)坪縣、寧陜縣。污染風(fēng)險與COD、TN和TP 3種污染物負(fù)荷強(qiáng)度指標(biāo)的空間分布規(guī)律較為一致。漢濱區(qū)、旬陽市、漢陰縣和石泉縣的面源污染COD、TN、TP負(fù)荷強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)化值均較高,被綜合評價為面源污染風(fēng)險較高的區(qū)域,其中,漢濱區(qū)污染風(fēng)險最高;寧陜縣的面源污染COD、TN、TP負(fù)荷強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)化值均為0,被綜合評價為面源污染風(fēng)險最低的區(qū)域。由于面源污染風(fēng)險分析需要進(jìn)一步對主要污染物和主要污染源進(jìn)行解析,以采取適宜的面源污染防治措施從而降低面源污染風(fēng)險較高區(qū)域的環(huán)境風(fēng)險,而安康市山地約占92.5%,10個縣市區(qū)的林地所占面積較大且多為自然形成,故該研究剔除林地引起的面源污染帶來的風(fēng)險。該研究在不考慮林地的情況下采用相同的方法對安康市各縣市區(qū)的面源污染進(jìn)行了風(fēng)險評估,所得結(jié)果與表5基本一致。后續(xù)面源污染源等相關(guān)分析均剔除了林地所產(chǎn)生的面源污染負(fù)荷估算。
2.4 面源污染源和污染物分析
依據(jù)等標(biāo)污染負(fù)荷計算結(jié)果可知,安康市不同污染物COD、TN和TP的等標(biāo)污染負(fù)荷比分別為6.38%、71.14%和22.48%(剔除林地后3類污染物的等標(biāo)污染負(fù)荷比分別為5.15%、70.07%和24.79%),不同污染源按等標(biāo)污染負(fù)荷比從大到小排列依次為耕地(54.70%)、畜禽養(yǎng)殖(28.83%)、農(nóng)村生活(15.59%)、建設(shè)用地(0.83%)、草地(0.06%)。這說明安康市3種污染物按等標(biāo)污染負(fù)荷比大小排列依次為TN、TP和COD,主要污染源按等標(biāo)污染負(fù)荷比大小排列依次為耕地、畜禽養(yǎng)殖和農(nóng)村生活,首要污染物和首要污染源分別為TN和耕地。安康市各縣市區(qū)不同污染源COD、TN和TP等標(biāo)污染負(fù)荷比分別見表6、表7和表8。農(nóng)村生活和畜禽養(yǎng)殖COD等標(biāo)污染負(fù)荷比分別為50.04%和31.66%,占各污染源COD等標(biāo)污染負(fù)荷比的81.70%,表明安康市COD的主要污染源為農(nóng)村生活和畜禽養(yǎng)殖;10個縣市區(qū)中,COD污染較嚴(yán)重的區(qū)域為漢濱區(qū)和旬陽市。耕地、畜禽養(yǎng)殖和農(nóng)村生活TN等標(biāo)污染負(fù)荷比分別為67.54%、19.07%和12.32%,不同縣市區(qū)按TN等標(biāo)污染負(fù)荷比從小到大排列依次為鎮(zhèn)坪縣(2.16%)、寧陜縣(2.25%)、嵐皋縣(4.05%)、白河縣(6.07%)、漢陰縣(9.25%)、紫陽縣(9.58%)、平利縣(9.93%)、石泉縣(9.94%)、旬陽市(21.43%)、漢濱區(qū)(25.30%),表明耕地和畜禽養(yǎng)殖是TN的主要污染源,主要的污染縣市區(qū)為漢濱區(qū)和旬陽市。畜禽養(yǎng)殖、耕地和農(nóng)村生活TP等標(biāo)污染負(fù)荷比分別為55.81%、26.14%和17.65%,不同縣市區(qū)按TP等標(biāo)污染負(fù)荷比從小到大排列依次為寧陜縣(1.99%)、鎮(zhèn)坪縣(3.76%)、嵐皋縣(5.52%)、平利縣(6.55%)、白河縣(7.37%)、石泉縣(9.45%)、漢陰縣(9.52%)、紫陽縣(9.58%)、旬陽市(22.18%)、漢濱區(qū)(24.09%),說明畜禽養(yǎng)殖和耕地是TP的主要污染源,主要的污染縣市區(qū)為漢濱區(qū)和旬陽市。
該研究進(jìn)一步統(tǒng)計出2020年安康市各縣市區(qū)不同污染源的等標(biāo)污染負(fù)荷比情況(圖3)。安康市各縣市區(qū)土地利用和畜禽養(yǎng)殖的等標(biāo)污染負(fù)荷貢獻(xiàn)率范圍分別為36.70%~62.49%和17.12%~46.44%,而農(nóng)村生活的等標(biāo)污染負(fù)荷貢獻(xiàn)率范圍為10.85%~23.95%。整體上來看,土地利用和畜禽養(yǎng)殖的等標(biāo)污染負(fù)荷貢獻(xiàn)率均相對較高,農(nóng)村生活的等標(biāo)污染負(fù)荷貢獻(xiàn)率相對較低。
2.5 面源污染控制分區(qū)
該研究以土地利用、畜禽養(yǎng)殖和農(nóng)村生活3種污染源的等標(biāo)污染負(fù)荷比為聚類對象進(jìn)行聚類分析,將各縣市區(qū)劃分成4種污染類型,即土地利用污染主導(dǎo)型、畜禽養(yǎng)殖和土地利用污染主導(dǎo)型(畜禽養(yǎng)殖等標(biāo)污染負(fù)荷比>土地利用等標(biāo)污染負(fù)荷比)、土地利用和畜禽養(yǎng)殖污染主導(dǎo)型(土地利用等標(biāo)污染負(fù)荷比>畜禽養(yǎng)殖等標(biāo)污染負(fù)荷比)、混合污染型,各污染類型的空間分布見圖4??梢姡瑵h濱區(qū)、寧陜縣和紫陽縣為土地利用污染主導(dǎo)型,旬陽市、石泉縣和漢陰縣為土地利用和畜禽養(yǎng)殖污染主導(dǎo)型,平利縣和鎮(zhèn)坪縣為畜禽養(yǎng)殖和土地利用污染主導(dǎo)型,嵐皋縣和白河縣為混合污染型。
3 結(jié)論與建議
3.1 結(jié) 論
該研究得出主要結(jié)論如下。其一,2020年漢江流域安康段面源污染COD、TN和TP污染負(fù)荷總量分別為65 162.49 t、24 225.20 t和1 531.17 t,相應(yīng)的等標(biāo)污染負(fù)荷比分別為6.38%、71.14%和22.48%,剔除林地后3類污染物的等標(biāo)污染負(fù)荷比分別為5.15%、70.07%和24.79%,3種污染物按等標(biāo)污染負(fù)荷比大小排列依次為TN、TP和COD,TN是首要污染物。其二,主要污染源按COD等標(biāo)污染負(fù)荷比從大到小排列依次為農(nóng)村生活(50.04%)、畜禽養(yǎng)殖(31.66%)、耕地(17.22%),按TN等標(biāo)污染負(fù)荷比從大到小排列依次為耕地(67.54%)、畜禽養(yǎng)殖(19.07%)、農(nóng)村生活(12.32%),按TP等標(biāo)污染負(fù)荷比從大到小排列依次為畜禽養(yǎng)殖(55.81%)、耕地(26.14%)、農(nóng)村生活(17.65%),主要污染源按等標(biāo)污染負(fù)荷比從大到小排列依次為耕地(54.70%)、畜禽養(yǎng)殖(28.83%)、農(nóng)村生活(15.59%),首要污染源為耕地。其三,安康市各縣市區(qū)COD、TN和TP污染負(fù)荷量、負(fù)荷強(qiáng)度和等標(biāo)污染負(fù)荷比的空間分布具有很強(qiáng)的一致性,中部污染負(fù)荷量大、負(fù)荷強(qiáng)度高,北部和南部污染負(fù)荷量相對較小、負(fù)荷強(qiáng)度相對較低,各區(qū)域按面源污染風(fēng)險從大到小排列依次為漢濱區(qū)、旬陽市、漢陰縣、石泉縣、白河縣、紫陽縣、嵐皋縣、平利縣、鎮(zhèn)坪縣、寧陜縣。其四,漢江流域安康段各區(qū)域面源污染可劃分為土地利用污染主導(dǎo)型、畜禽養(yǎng)殖和土地利用污染主導(dǎo)型、土地利用和畜禽養(yǎng)殖污染主導(dǎo)型和混合污染型4種類型,其中,漢濱區(qū)、寧陜縣和紫陽縣為土地利用污染主導(dǎo)型,旬陽市、石泉縣和漢陰縣為土地利用和畜禽養(yǎng)殖污染主導(dǎo)型,平利縣和鎮(zhèn)坪縣為畜禽養(yǎng)殖和土地利用污染主導(dǎo)型,嵐皋縣和白河縣為混合污染型。
3.2 建 議
該研究提出主要建議如下。安康市不同區(qū)域可根據(jù)不同的污染類型采取有針對性的污染控制措施:對于種植污染型區(qū)域,應(yīng)從源頭削減、過程控制和末端治理3個層面進(jìn)行防治,源頭削減層面的措施有推行測土配方施肥,實行以產(chǎn)定肥,平衡施用有機(jī)肥、新型肥料以及無機(jī)肥等,過程控制層面的措施有在小流域內(nèi)優(yōu)化坡改梯工程、退耕還草等生態(tài)修復(fù)措施,末端治理層面的措施有實施植被過濾帶、濕地緩沖區(qū)、滯留池、人工濕地等工程;對于畜禽養(yǎng)殖污染型區(qū)域,應(yīng)優(yōu)化養(yǎng)殖布局,劃定禁養(yǎng)區(qū)、限養(yǎng)區(qū)和適養(yǎng)區(qū),推行養(yǎng)殖業(yè)、種植業(yè)、林果業(yè)相結(jié)合的生態(tài)農(nóng)業(yè)模式,因地制宜,選擇適宜的治理工藝,進(jìn)行綜合治理;對于農(nóng)村生活污染型區(qū)域,應(yīng)加快農(nóng)村戶用廁所無害化改造,提高糞污資源化利用水平,對生活垃圾進(jìn)行收集并集中處理。此外,結(jié)合面源污染源分析可知,安康市面源污染的首要污染物為TN,首要污染源為耕地,主要污染區(qū)域為漢濱區(qū)和旬陽市,故漢濱區(qū)和旬陽市耕地引起的面源TN污染應(yīng)得到高度重視和首先治理。
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(責(zé)任編輯:袁萍萍)