曹静 孙育玉
1. 河南省三门峡生态环境监测中心 河南 三门峡 472000;2. 三门峡市环境保护科学研究院 河南 三门峡 472000
环境质量的变化反映环境监督管理取得的成效,豫西某市是黄河中游一座以资源型工业为主导的城市,长期以来资源型工业的发展,给生态环境造成了严重影响。该市紧抓行业环境污染综合整治,解决大气污染防治突出问题,地表水环境污染相关问题大家日趋重视,在以工业废水和城镇生活污水为主的点源污染得到有效控制后,面源污染对水体影响日益凸显,农业面源方面污染不容忽视,地表径流水质优劣与农村面源污染不无关系,通过关联分析说明环境管理对环境空气、地表水环境质量影响效果。
地表水环境污染相关问题大家日趋重视,农业面源方面污染不容忽视,地表径流水质优劣与农村面源污染不无关系,本文通过对豫西某市农业面源污染现状进行论述,描述该市农业源污染特征,将当前造成农村地区地表水径流污染的三个面源污染因素与该市特征河流水质关联分析,说明环境管理对地表水质影响效果。所谓面源污染也称非点源污染,溶解态或颗粒态污染物从非特定的地点,在非特定的时间,在降水和径流滤刷作用下,通过径流过程汇入河流、湖泊、水库等自然受纳水体,引起的水体污染,农业面源污染是最为重要且分布最为广泛的面源污染[1]。
1.1.1 农业面源污染特征。随着农业的急速发展,农业面源污染的监测、控制与管理更加困难与复杂,尤其是畜禽养殖规模与粮经作物种植面积增长,农用化肥、农药、农用薄膜等农资的不合理使用,畜禽养殖需要大量冲洗水,产生的污染物随着降水冲刷流入农村周边地表径流引起水环境污染,天气情况无法控制,导致污染物排放时间不固定,排放地点较分散,农村四周面源污染相对滞后难以有效控制,严重影响农业生态环境均衡。具体的农业化学品及畜牧业产污清单见表1。
表1 农业化学品及畜牧业产污清单
1.1.2 豫西某市农业化学品及畜牧业生产情况。近些年豫西某市农业发展快,种植业、畜禽养殖业向正规化、标准化方面发展,畜禽养殖业的大力发展虽然有利于提高管理水平,降低生产成本提高收益,但是,大量农业化学用品的使用,过量的施用化肥和使用农药等给生态环境形成很大的压力。通过对2016-2020年豫西某市农业化学品及畜牧业生产情况分析可知,农用化肥施用折纯量从2016年的9.8499吨降至2020年的8.883 2吨,Spearman秩相关系数rs= –1.000;农药使用量从2016年的0.2991吨降至2020年的0.2719吨,rs= –0.200;农用薄膜使用量从2016年的0.357 7吨降至2020年的0.3260吨,rs= –0.600;畜禽年末存栏量从2016年的1048.49万头(只)降至2020年的758.74万头(只),rs= –0.900。2016-2020年豫西某市农业化学品及畜牧业生产情况分析结果见表2。
表2 2016-2020年豫西某市农业化学品及畜牧业生产情况及趋势分析
通过分析可知,农用化学肥料施用折纯量呈显著下降趋势,农药使用量、农用薄膜使用量、畜禽年末存栏量呈现出下降趋势但变化稳定;“十三五”期间,豫西某市农用化学使用量及畜禽年末存栏量逐年减少,污染得到一定程度遏制。
地表径流水质优劣与农业面源污染程度密切相关,当前造成农村地区径流污染的面源污染主要有三个因素:农业种植污染、畜禽养殖污染及农村生活污染[2]。J河是豫西某市流经城镇村庄最多的河流,流域内以农业生产为主,河流水质以城镇生活污水、农业面源污染为主,且农业面源污染所占比重较大。为了分析农业面源污染对地表水质的作用,选取J河展开农业面源污染因素与河水质量的关联分析。
1.2.1 农村环境综合整治对河流水质的影响。“十三五”期间,该市实施各项农村环境综合整治,村容村貌有较大改善,着重开展测土配方施肥、种植结构调整、有机肥替代、示范带动以及信息服务等5大行动,加速实行化肥施用量负增长趋势,加大养殖场畜禽粪污资源化利用工作力度,通过推行种养结合、堆肥发酵、有机肥加工等无害化处理技术,提升粪污综合使用率,实现废物利用最大化。
将2016-2020年J河水质变化进行分析,综合污染指数从2016年的0.689降至2020年的0.308,地表水断面Ⅰ~Ⅲ类(百分比)比例由2016年的52.9%升至2020年的78.9%,Spearman秩相关系数rs=1.000;劣Ⅴ类(百分比)比例由2016年的17.6%降至2020年的5.3%,Spearman秩相关系数rs= –1.000;涧河综合污染指数逐年下降,2020年水质类别由劣Ⅴ类升为Ⅳ类。2016-2020年豫西某市地表水断面Ⅰ~Ⅲ类、劣Ⅴ类水质所占比例秩相关系数分析可知:“十三五”期间,地表水断面Ⅰ~Ⅲ类水质所占比例呈显著上升趋势,劣Ⅴ类水质所占比例呈显著下降趋势,地表水质量显著改善。这与近年来豫西某市实施各项农村环境整治措施关系很大,农业源污染物排放得到有效控制,J河地表水环境质量水质持续改善。
1.2.2 农用化肥施用量及畜禽存栏量与地表水中污染物关系分析。农业种植中以化学肥料、农药等农用化学品的不合理使用造成的氮、磷元素流失,农村规模化畜禽养殖场分布广泛,粪便处理不善且冲洗水量大处理率低,随意排放造成水体污染。J河地表水中氨氮浓度由2016年的4.75毫克/升降至2020年的0.78毫克/升,总磷浓度由2016年的0.502毫克/升降至2020年的0.165毫克/升,将农用化学品使用量与J河中污染物浓度进行年际变化趋势分析。
1.2.2.1 农用化肥施用量与地表水中氨氮、总磷相关分析。将2016-2020年豫西某市农用化肥施用量与J河氨氮、总磷年均浓度进行关联分析,农用化肥施用量与地表水中污染物浓度年际变化见图1。
图1 化肥施用量与地表水中污染物浓度关系分析
经计算,农用化肥施用量与地表水中氨氮Pearson相关系数rp=0.74,0.70<︱rp︱<0.89,属于高度相关性,即农用化肥施用量减少与地表水中氨氮年均浓度降低呈高度正相关;农用化肥施用量与地表水中总磷Pearson相关系数rp=0.76,0.70<︱rp︱<0.89,属于高度相关性,即农用化肥施用量减少与地表水中总磷年均浓度降低呈高度正相关性,即地表水中氨氮、总磷浓度随着农用化肥施用量减少而降低。
1.2.2.2 畜禽存栏量与地表水中氨氮相关分析。将2016-2020年豫西某市畜禽存栏量与J河氨氮年均浓度进行关联分析,畜禽存栏量与地表水中污染物浓度年际变化见图2。
图2 畜禽存栏量与地表水中污染物浓度关系分析
经计算,畜禽存栏量与地表水中氨氮Pearson相关系数rp=0.82,0.70<︱rp︱<0.89,属于高度正相关性,即地表水中氨氮浓度随着畜禽存栏量减少而降低。
“十三五”期间,豫西某市农村环境连片整治工作进展顺利,农用化肥施用量及畜禽存栏量减少,地表水中污染物浓度逐年降低,氨氮、总磷排放得到控制,地表水环境质量逐年改善。
严厉打击污染和违法排污行为,加大对污染治理设施监管力度,立足“控尘、控煤、控车、控油、控烧、控排”六控措施,以“铁心、铁面、铁腕”治“三散”,强力推进工业深度治理,开展汽油储油库、加油站、油罐车油气污染防治工作,解决大气污染防治突出问题。
实施各项环境保护管理措施,为了衡量实施效果与环境质量变化是否存在直接或间接关联影响,对环境质量趋势进行分析,衡量豫西某市环境空气质量变化趋势在统计上有无显著性,我们以2016-2020年环境质量各要素数值为基础,对2016-2020年豫西某市环境空气六项污染因子年均浓度及环境空气质量综合指数用Spearman秩相关系数进行分析,环境空气质量综合指数从2016年的6.41降至4.75 ,rs= –1.000。分析可知:“十三五”期间,环境空气中二氧化硫浓度呈显著下降趋势,可吸入颗粒物、细颗粒物、二氧化氮、一氧化碳浓度呈下降趋势,臭氧呈上升趋势;环境空气质量综合指数显著下降,空气质量明显改善。
根据因地制宜的原则,按照农业面源污染全要素治理、菜单式遴选的原则,根据污染风险级别和主要成因,以农村污染治理为重点,构建分区分类治理技术库,加大畜禽粪便、农药封装、农膜、麦秆等废弃物回收处理与利用补贴力度,积极探索符合豫西某市农村地区实用污水处理方式,将农村生活污水纳入城镇污水处理厂进行集中治理,提高农村居民科学用水意识,提倡重复用水和节约用水,减少日常污水排放。