王南江  张立争  李卫东
（淮委治淮工程建设管理局  蚌埠  233001）

 

　　摘  要  本文分析了淮河流域非点源污染的成因，并结合国内外先进的非点源污染治理经验，给出淮河流域非点源治理的相关措施。
　　关键词  淮河流域　非点源污染　治理　措施

　　非点源污染是指在降雨径流的淋溶和冲刷作用下,大气中、地面和土壤中的污染物进入江河、湖泊水库和海洋等水体而造成的水环境污染。
　　非点源污染是河流、水库、湖泊等水体水质富营养化的重要原因。在美国,60%的水环境污染是由非点源污染造成的,其中农业非点源污染占了75%左右；在我国非点源污染已相当严重，这是因为我国的农业耕作管理水平还很落后，农业中氮肥的利用率比西方发达国家更低。据研究我国氮肥的利用率只有25%～35%[1]、磷肥的利用率为10%～20%[2]。
　　淮河流域由于点源污染相当严重，从上个世纪90年代后期国家投资大量的人力物力治理点源污染，关闭了一批造纸、发酵、皮革等生产厂家，新建并投产了一批污水处理设施，从而大大的减少了点污染源，使淮河流干流水质有所好转，但并没有彻底改善淮河流域水质。一方面是因为点源污染治理不彻底；另一方面是因为几乎没有对非点源污染进行控制，面源污染有加剧的趋势。
举世瞩目的南水北调工程提出了“先节水后调水，先治污后通水，先环保后用水”的原则，始终把节水、治污放在首位。南水北调东线工程主要在淮河流域实施调水，因此有必要结合南水北调治污工程对淮河流域非点源污染进行综合治理。

 

　　淮河流经河南、安徽、江苏、山东、湖北五省，流域面积26.9万平方公里。
淮河流域地处我国南北气候过渡带，淮河以北属暖温带区，淮河以南属北亚热带区，气候温和，年平均气温为11～16℃。气温变化由北向南、由沿海向内陆递增。极端最高气温达44.5℃，极端最低气温为-24.1℃。自古以来，淮河就是我国南北方的一条自然分界线。
　　淮河流域总人口为1.65亿人，平均人口密度为611人/km2，是全国平均人口密度122人/km2的4.8倍，居各大江大河流域人口密度之首。
　　淮河流域多年平均面降水深888.7毫米，多年平均天然河川年径流深为231毫米，水资源总量为835亿立方米。淮河流域及其以北地区的国土面积占全国的63.5%，其水资源量仅占全国水资源总量的 19%，淮河流域人均及亩均水量均不到全国的五分之一，属缺水地区。
淮河流域内河渠纵横，库塘众多，湖泊洼地星罗棋布，水域广阔，鱼类资源丰富，有2000多万亩水面，100多种鱼类，是我国重要的淡水渔区。

　　2.1  非点源污染与人口因素的关系
　　人口是人类活动的基本要素,人类通过自己的活动影响着人类生存的社会、自然环境，人口越多的地方人与自然环境相互作用就越大。人口与流域内水质的相互关系主要表现在：人类索取水资源来满足人类生活生产的需要，反过来流域内的水资源为人类提供必要的物质基础和生存条件，同时接纳由于人类的活动而产生的废弃物。人类活动不仅产生点源污染，同时还能产生非点源污染。
国外对流域人类活动与河流水质关系的研究始于20世纪60年代,最初多是从土地利用角度采用统计分析的方法进行,近年来才重视流域人口、农事活动、土地利用结构等因素对河流水质的影响。我国在这方面开展的定量研究比较少,2000年高学明等[3]就河流中硝态氮浓度与人口等方面的关系做了一些研究。
　　Peierls等[4]用统计分析的方法分析了世界上42条河流NO3-年平均浓度与流域人口密度(人/km2)之间的关系:
　　log[NO3-浓度]=0.56log[人口密度]+0.67
　　(R=0.76,ρ<0.00001)
　　从上式中不难看出人口密度的对数与河流NO3-年平均浓度的对数成正相关关系，人口密度越大则NO3-年平均浓度越大。淮河流域人口密度是全国平均人口密度的4.8倍，那么它产生非点源污染也就比其它地方的大。

　　2.2  非点源污染与农事活动的关系
　　农事活动是产生非点源污染的一个重要方面,是河流中氮、磷的主要来源。农业生产中使用的化肥、农药随农田排水或者暴雨径流不加控制的进入地表河流湖泊，使地表水体产生富营养化，甚至失取使用功能。除此之外家禽养殖及渔业养殖中产生的各种废弃物间接或直接的排入河道加剧了河流污染的程度。据统计在美国每年生产约5亿t的农药，其中70%用于农田[5]，这些农药的最终的接纳地是地表水体或地下水体；而在我国三峡大坝库区1990年的统计资料显示，90%的悬浮物来自农田径流，因此不管是国外发达国家还是国内，农业非点源污染已经是一个不容忽视的问题,农事活动带来的污染已经严重威胁着流域的水质。
　　淮河流域耕地面积1333公顷，种植大量的水稻、小麦……特别是那些种植耗水性农作物的农田，每年通过农田排水沟排向地表水体大量的N、P等营养物质以及盐分，除此之外大规模的家禽养殖产生废弃物通过地表径流也进入河流，或多或少的对水体产生污染。

　　2.3  水土流失造成非点源污染
　　水土流失是一种在外营力作用下水土剥离、迁移的自然现象[6]，并由于人类的生产活动而加剧。由于水土流失的主要外营力为降雨、径流，主要搬运通道为沟谷、河流，因此它所产生的泥沙以及化学物质必然进入各种水体, 从而对水资源形成污染；由于水土流失发生在一个大的尺度范围内所产生, 因此它对水资源的污染是一种非点源污染。
　　治淮50多年来，淮河流域水土保持，生态建设取得一定的成效，但目前淮河流域的水土流失依然很严峻。 一方面治理标准过低，不能满足抗侵蚀目标。根据初步调查结果，90年代以来治理的2万多平方公里的水土流失面积，只有30%—40%的坡面工程能够满足10年一遇6小时最大降雨标准，30%左右郁闭度良好的水土保持林地和经济林地在暴雨情况下，仍然存在不同程度的水土流失[7]。另一方面由于种种原因对于治理水土保持的力度仍然不够,进度缓慢，效果不明显。到目前为止，淮河流域水土流失面积为5.87万平方公里，全流域每年土壤侵蚀量2.28亿吨[8]。从以上的数据不难看出水土流失是造成淮河流域非点源污染的一个方面。

　　影响淮河流域非点源污染的形成因素包括人口因素、农事活动、水土流失等诸多因素。人口数量是一个相对稳定并且不易改变的因素，因此对非点源污染的控制及治理基本上包括除人口因素以外的诸多方面的综合治理，其基本途径有两个方面：一是对污染扩散源的控制；另一方面是减少污染物向受纳水体的运移。以下论述基本遵循这两点展开的。

　　3.1  加强水土保持工作，防止水土流失
　　坡耕地是淮河流域水土流失的主要策源地，据最新统计资料，淮河流域现有坡耕地10410km2(1560多万亩)[8]，其中，5°以下缓坡耕地占31%，5°～15°坡耕地占45%，15°～25°坡耕地占19%，25°以上陡坡耕地占5%。根据不同的坡耕地要采取不同的保护措施，种植不同作物，合理的利用土地，土地的利用方式逐步由经济为中心转变到以生态为中心，从而达到改善生态环境，防止水土流失的目的。

　　3.2  修建植物隔离带
　　修建植物隔离带是减少污染物向地表水体运移的一种方式。在地表水体的岸边按照不同的功能修建植物带，美国国家自然保护协会建议在岸边分成三个植物群带[9]，第一带利用岸边已有的植物或人工种植一个主要由树木组成4.5m宽的植物群带，主要作用是保护堤岸的稳定性；第二带种植由生长旺盛的速成树木组成的18m宽的植物群带，主要功能是利用植物吸收大量的营养物质；第三带主要是由草本植物组成的一个6m宽的植物带，主要功能是用以截留地表径流，将其转化为片状流并提高入渗量，使地表径流转化为潜水。美国的Iowa州的试验表明植物隔离带有较好的环境效益及经济效益[10][11]，这是因为植物隔离带不仅防止了水土流失，增加了地表径流的入渗，通过对营养元素的截留利用，减少了排向地表水体的污染物，而且改善了生物栖息地，使得各种岸边生物得以繁殖生长。
淮河流域的有不少河滩地，有很多河滩地都用来开垦种植各种农作物，老百姓每年要向这些地施放很多化肥，不能被利用的化肥在降雨径流的情况下进入河道，污染河流水质。建议用这些河滩地来建植物隔离带，在污染物排向河流之前起一种截留缓冲的作用。

　　3.3  实施农田控制排水水管理措施
　　农田排水的根本目的在于排除田间过多的的地表水和地下水，使土壤具有适宜的水、肥、气、热等条件，以最大限度的满足作物生长的环境[12]。而农田控制排水是基于减少排向地表水体氮、盐污染提出的一种新型的水管理措施，它是在上个世纪80年代美国加州西部San Joaquin Valley 灌区由于农业排水造成的Kesterson水库硒污染事件发展起来的一种水管理措施[13]，其基本思想就是通过在农田排水出口修建控制建筑物来减少农田排水量，从而达到减少污染量的目的[14][15]，同时在干旱年份被抬高的地下水位还可以被作物利用一部分，达到增产的效果。R.O.vans等人研究发现控制排水能够减少至少30%的氮源输出，因此在美国的一些州控制排水已被列为最佳管理措施之一[16]。我国的农水工作者也开始做控制排水这方面的研究试验，王南江等人在宁夏银南灌区做的控制排水试验证明了控制排水能够减少农业氮的流失[17]。
　　淮河流域种植有大量的水稻田，每年通过农田排水沟排走大量的农田水量，造成地表水体氮元污染。因此有必要借鉴国外先进的水管理经验，通过有关实验验证，制定出一套适合淮河流域减少氮元污染的水管理措施。

　　3.4  采取科学的施肥方式，减少农业化肥污染
　　我国传统的施肥以基肥为主，追肥为辅的模式，也就是说基肥在总施肥量中占有很大的比例。而且有一个很不好的施肥习惯是每一次灌溉前老百姓忙着施肥，好多地方灌溉时又是边灌边排的形式，施放的化肥大部分会随地表径流流走，这样不仅会造成肥料的浪费，而且由于大量的氮素进入地表水体造成水质污染。茆智等人研究指出改变传统的施肥方式为追施为主的多次施肥制度，这种制度使氮肥挥发量大幅降低，肥效上升，土壤肥力提高[18]。
　　除了改变传统的施肥方式以外，还应该应用其它的措施减少农业氮污染，如制定更加科学的灌溉制度，节约水资源；加强土壤和化肥的化验和检测,科学定量施肥；调整化肥品种结构,采取高效、复合、缓效型化肥品种；推广优化肥料配方施肥等。

　　3.5  利用人工湿地及水塘系统对非点源污染进行处理
　　湿地生态系统是人类赖以生存和发展的支持系统，为人类提供动植物产品与水资源，提供调蓄洪水、净化水质、维护生态多样性等生态服务功能。湿地对于人类的重要性已经越来越受到大家的认可。由于大规模的农业生产及工业化活动，使得天然湿地越来越少，人类及其它动植物所生存的环境越来越糟糕，为了改变这种情况，美国在近15年来甚至动用工程兵先后营造了500万英亩的人工湿地，这些人工湿地不仅有效的降解有毒有害的物质，净化水质，缓解了面源污染，而且还有力的阻止了自然湿地的丧失。在美国马里兰州、伊利诺斯州、衣阿华州试验表明湿地吸收农业排水中68%的氮和43%的磷[19]。除了此之外我国的研究还发现农村的多级水塘对控制非点源的水染污也有非常重要的作用[20]。
　　淮河流域有很多自然的人工的湿地，我们应该有效的利用这些湿地，建议将农田排水先排入这些湿地，利用湿地对水质的净化功能除去主要污染物后再排入淮河干流。

　　非点源污染形成的机理是一个非常复杂的过程，因此非点源污染的治理也是一个系统工程，只治理其中的一个方面或者一个局部，都不能达到理想的治污效果。同时非点源污染的治理涉及到国家的政策法规，经济发展的文明程度，以及人们对环境保护意识的增强等，因此要彻底的治理非点源污染还需要全社会的关注！

 

 

参考文献
[1]李世鹃,李建民.氮肥损失研究进展[J].农业环境保护,2001 ,20 (5) :377～379
[2]徐谦.我国化肥和农药非点源污染状况综述[J].农村生态环境,1996,12 (2) :39～43
[3]高学民,陈静生,王立新.Logistic Regression在我国河流水系氮污染研究中的应用[J].环境科学学报,2000,20(6):676-681
[4] Peierls B L et al. Human influence on river nitrogen [J]. Nature, 1991，(350):386-387
[5] Novotony V,Chesters G G. Handbook of nonpoint pollution :sources and management . Norstrand Reinhold Company .1981；10-200
[6] 关君蔚. 关于我国水土保持学科体系的展望. 水土保持科学理论与实践[M].北京: 中国林业出版社, 1992, 1-4
[7] 新华网　淮河流域水土流失仍然严重 专家建议尽快实施水土保持综合工程　2002-12-06 14:48:21
[8] 肖幼 对淮河流域水土保持工作的思考  中国水利网
[9] Gregory S V, Swanson F J, Mckee W A ,et al. An ecosystem perspective of riparian zones, Bioscience,1991；41:540-551
[10] Naiman R J, Decamps H, Pollock M. The role of riparian corridor in maintaining regional biodiversity . Ecology,1993；3:209-212
[11] Mander U, Kuusemets V, Krista L, et al. Efficiency and dimensioning of riparian buffer zones in agricultural catchments. Ecological Engineering, 1997；299-324
[12] 严思成　等编.　农田地下排灌技术与施工机具[M]　机械工业出版社，1990.5；1
[13] R.Schoneman, J.E.Ayars . Continuous Measurement of Drainage Discharge   Soil and water Division of ASAE 1999.5
[14] Gilliam,J.W., R.W.Skaggs and S.B.Weed. Drainage Control to Diminish Nitrate Loss from Agricultural Fields. J.Environ.Qual. 1979；8:137-142
[15] Thomas ,D.L.,P.G.Hunt and J.W.Gilliam. Water Table Management for Water Quality Improvement  Soil and Water Cons.,1992；47(1):65-70
[16] R.O.Evans, J.W.Gilliam, R.W.Skaggs. Controlled Drainage Management Guidelines for Improvement Drainage Water Quality   North Carolina Agri.Ext.Serv.AG-443 1991.7
[17] 王南江　宁夏银南灌区采用控制排水减少农业氮流失的研究[M] 西安理工大学硕士学位论文　2002：72
[18] 茆智　崔远来　水稻高效节水与持续高产的灌排技术[J]　水利水电技术，2003,9；17(3):51－54
[19] Wolet C J. 恢复湿地可降低农业排水中氮、磷浓度[J]　水土保持科技情报，2001(5):10-12
[20] 贾宏宇　张颖等　农村水塘系统对非点源水污染的调控作用研究[J]　环境科学与技术　2004.5，27(3):7-9