滇池污染格局分析

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本文作者：袁睿佳作者單位：云南財經(jīng)大學(xué)國土資源與持續(xù)發(fā)展研究所

非點源污染與點源污染相對應(yīng)，是指溶解的或固體污染物在降雨徑流的淋溶和沖刷作用下，從非特定地點通過地表徑流和地下滲流過程，匯入受納水體(如河流、湖泊，水庫、海灣等)而引起的水體污染［1－3］。非點源污染的總效應(yīng)是多方面的，給區(qū)域生態(tài)環(huán)境和人類健康帶來了嚴(yán)重危害。一方面，非點源污染不僅污染飲用水，還造成地表水的富營養(yǎng)化和地下水污染，破壞水生生物的生存環(huán)境，引起生物量的減少或消失;另一方面，非點源污染的主要來源———水土流失可沖走大量表土，使土層變薄，土壤貧瘠沙化，肥力下降，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來不利影響，并破壞水土結(jié)構(gòu)、道路和溝渠。同時，沖至下游的泥沙可破壞魚類和其他野生生物的繁衍地，還將導(dǎo)致河床抬高引起更大的洪水泛濫以及水庫淤積速度加快等。

滇池是昆明生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，對昆明市乃至云南省的社會經(jīng)濟發(fā)展以及昆明怡人氣候的形成起至關(guān)重要作用。然而水資源過度開發(fā)嚴(yán)重，又屬水資源貧乏地區(qū)的滇池流域，在20世紀(jì)30年代水質(zhì)直線下降了3個等級，60年代滇池草海和外海水質(zhì)均為Ⅱ類，70年代為Ⅲ類，70年代以后水質(zhì)惡化更為迅猛，1988年草海水質(zhì)總體已為劣Ⅴ類、外海水質(zhì)為Ⅴ類。盡管自20世紀(jì)90年代以來，滇池水體富營養(yǎng)化的速度得到一定的抑制，但進入21世紀(jì)初，各主要驅(qū)動因素仍然有增無減，污染物產(chǎn)量依舊持續(xù)增長，至2007年全湖水質(zhì)超Ⅴ類，草海重度富營養(yǎng)化，局部沼澤化，外海中度富營養(yǎng)化，污染十分嚴(yán)重。表征富營養(yǎng)化的總磷(TP)、總氮(TN)、葉綠素a、透明度及BOD5指標(biāo)濃度呈明顯上升趨勢，尤其是磷元素成為了滇池富營養(yǎng)化發(fā)展的主要驅(qū)動力。相關(guān)研究表明，20世紀(jì)60～80年代污染物的總產(chǎn)量中，工業(yè)點源污染物產(chǎn)量已顯著降低;而非點源污染的產(chǎn)生量卻呈持續(xù)上升趨勢，成為滇池污染量增加的主導(dǎo)因素，尤其是農(nóng)業(yè)和農(nóng)村發(fā)展引起的非點源污染成為滇池流域可持續(xù)發(fā)展的最大挑戰(zhàn)之一。筆者在收集大量相關(guān)資料和野外實地考察的基礎(chǔ)上，以3S技術(shù)為手段，通過對近期TM影像的解譯獲取滇池流域土地利用現(xiàn)狀圖，并在土地利用現(xiàn)狀和DEM數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，對流域非點源污染的分布格局與成因進行分析，為流域非點源污染的防治提供策略。

1滇池流域非點源污染分布格局

滇池流域因受地勢的影響，土壤垂直分布規(guī)律十分明顯，形成一個大致以滇池水體為中心，南、北、東三面寬，西面窄的不對稱環(huán)狀、四級階梯狀地貌格局，即從內(nèi)向外、由低到高分別由滇池水體、湖濱區(qū)、臺地區(qū)和山地區(qū)組成。據(jù)2007年云南省環(huán)保相關(guān)部門統(tǒng)計，湖濱區(qū)的污染物產(chǎn)生量、排放量約占全流域總量的50%;面積最大的山地區(qū)的污染物產(chǎn)量雖大于臺地區(qū)，但外排量卻遠(yuǎn)不及臺地區(qū)，究其原因是:滇池流域山地區(qū)植被覆蓋較好，對污染物的截留、降解率較高;流域內(nèi)水庫相對集中于山地區(qū)的分布格局使污染物不直接進入滇池水體;流域中山地區(qū)農(nóng)民的經(jīng)濟收入不高，經(jīng)濟來源不多，農(nóng)業(yè)、農(nóng)村廢棄物的再次使用率相對較高。

滇池流域的非點源污染物以氮、磷、COD和BOD5等為主［4］，通過對滇池流域土地利用分布格局與地形的分析以及對相關(guān)部門現(xiàn)有數(shù)據(jù)的查閱，將流域內(nèi)非點源污染物的分布及輸送方式進行歸納(表1)。由表1可知，湖濱區(qū)在3個圈層中面積最小，因其地形較為平坦，交通便利，受人為干擾極大，成為水田、大棚的主要耕種區(qū)，同時所分布的鄉(xiāng)鎮(zhèn)村、工廠企業(yè)和旅游區(qū)也相對較集中，所產(chǎn)生的非點源污染物量較大;然而因為入湖河流流程短，水網(wǎng)混雜，非點源污染物大多以散流的方式彌漫進入滇池水體，污染物的控制較為困難，另外，該區(qū)的自然景觀面積低于總面積的3%，天然湖濱濕地消失殆盡，原生態(tài)屏障功能遭嚴(yán)重破壞，故該區(qū)產(chǎn)生的非點源污染物對滇池水體的富營養(yǎng)化影響最為嚴(yán)重。臺地區(qū)由于地勢相對平緩，交通相對便利，人為干擾強度較山地區(qū)更大，人工景觀占76．86%，是產(chǎn)生非點源污染物的重點區(qū)域，其產(chǎn)生的非點源污染物主要是水土流失攜帶的大量泥沙和氮、磷。臺地區(qū)農(nóng)田面積較大，特別是順坡耕種的坡旱地和果園面積遠(yuǎn)大于山地區(qū)和湖濱區(qū)，因而水土流失嚴(yán)重。臺地區(qū)非點源污染物產(chǎn)生、輸送的方式是暴雨期非點源污染物通過漫流進入溝渠，流入河流的大、小支流后再匯入干流，隨洪水波的運動集中向滇池輸送。故臺地區(qū)非點源污染物的輸出過程與河流的產(chǎn)流、匯流過程密切相關(guān)。山地區(qū)以有林地和灌木林地為主要土地利用類型，自然景觀占絕對優(yōu)勢(70.26%)，體現(xiàn)出以水源涵養(yǎng)和水土保持為主的生態(tài)服務(wù)功能;另外，環(huán)湖水庫的修建較集中，農(nóng)田分布又較少，暴雨產(chǎn)生的徑流和非點源污染物基本以水庫為“匯”，而不直接進入滇池水體。即便在豐水期有部分水庫廢水進入滇池，或是在灌溉期有少量灌溉回歸水?dāng)y帶氮、磷進入水體，其所輸送的氮、磷也不超過進入滇池非點源污染物總量的5%［4］，因此山地區(qū)對滇池非點源污染的影響較小。

2滇池流域非點源污染成因分析

2．1農(nóng)田不合理施肥

滇池流域的農(nóng)田多分布于自然條件較好的湖濱區(qū)和臺地區(qū)。近年來，隨著城市的發(fā)展和人口的增加，土地利用強度增加，特別是湖濱區(qū)，復(fù)種指數(shù)由原來的150%增加至175%左右，使單位面積土地上的肥料、農(nóng)藥等投入量增加，加大了非點源污染物的輸出強度。各類農(nóng)田中，產(chǎn)生非點源污染物較多的是旱地和水澆地。旱地通常分布于臺地和低山地帶，多為順坡耕種，水土流失量極大，隨泥沙流失的氮、磷也較多，加上化肥施用的影響，所產(chǎn)生的非點源污染物非常可觀。特別是近年來烤煙種植面積大幅上升，增加了坡旱地的耕種強度，也增加了旱地污染物的輸出強度。水澆地因施肥量大，復(fù)種指數(shù)高，所產(chǎn)生的非點源污染量也很大，而且滇池流域的水澆地基本上均分布于湖濱區(qū)，非點源污染物向滇池水體輸送的距離短，對滇池水體的富營養(yǎng)化貢獻極大。

2．2農(nóng)業(yè)廢棄物與鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)帶來的污染

據(jù)滇池流域典型村落調(diào)查，人均每天向村外排污水25L，排氮0．3g，排磷0.06g。由于絕大部分農(nóng)村根本沒有地下水處理系統(tǒng)，污水均積蓄在莊前屋后的地表或下滲到土壤中。村落不僅直接排放生活污水，還時常在周圍堆積作為田間肥料的稻草、塘泥、圈肥、糞便，這些點源污染物在暴雨期必將轉(zhuǎn)化為非點源污染，再以暴雨徑流的形式向滇池排放。暴雨期測得農(nóng)村徑流中氮濃度為11．1mg/L，比一般農(nóng)田高2～3倍，磷的濃度為1．70mg/L，為一般農(nóng)田的4．6倍。農(nóng)村生活廢棄物由點源污染轉(zhuǎn)化為非點源污染，成為非點源污染物的重要組成部分。除農(nóng)村生活廢棄物外，滇池流域有鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)30000個左右，這些企業(yè)技術(shù)設(shè)備落后、耗能大、布局不合理，且大部分與農(nóng)業(yè)鑲嵌在一起，排放的污染物大多積蓄在農(nóng)業(yè)環(huán)境中，轉(zhuǎn)化為非點源污染。從數(shù)量、布局分析，鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的污染已由點源污染逐步發(fā)展為非點源污染，成為非點源污染物的主要來源之一。

2．3水土流失

水土流失是滇池流域非點源污染的主要來源。據(jù)遙感調(diào)查資料顯示，滇池流域土壤微度侵蝕的面積占62．5%，輕度侵蝕的面積占31．0%，中度侵蝕的面積占5.7%，強度侵蝕面積和極強度侵蝕的面積占0．07%～0.15%。每年水土流失量約為106萬t，年平均侵蝕深度達(dá)0．68mm。大量的土壤受侵蝕后隨徑流進入各入湖河流，繼而進入滇池。據(jù)1988年水沙監(jiān)測資料，滇池流域進入河道的土壤流失量達(dá)23．06萬t，多年平均流失量達(dá)39．89萬t，也就是說滇池流域平均每年有102．3hm2土地受到水土流失的破壞。水土流失不僅帶走了大量的養(yǎng)分，還把大量的泥沙和氮、磷帶入了滇池。另外，滇池流域入湖河流懸沙中所攜帶的氮、磷年輸送量相當(dāng)可觀，氮素入湖量可達(dá)701t，磷素入湖量達(dá)564t，合計達(dá)1265t。折合成肥料，相當(dāng)于每年損失氮、磷肥共7039t。若以1988年的河流輸沙量情況統(tǒng)計，入湖的氮素為405t、磷素為326t，折成氮肥1724t、磷肥2345t。由此可見，滇池流域的水土流失不僅破壞了大量的表土，而且營養(yǎng)物的流失大大加速了湖泊的富營養(yǎng)化。

2．4地表徑流

來自地表徑流的非點源污染主要分城區(qū)地表徑流和非城區(qū)地表徑流2類。城區(qū)徑流主要由暴雨產(chǎn)生。非城區(qū)地表徑流分入湖自然河流和湖濱區(qū)徑流。入湖自然河流指流域內(nèi)不經(jīng)城鎮(zhèn)而流入滇池的河流;湖濱區(qū)徑流指流域內(nèi)16條入湖河流監(jiān)測斷面以下未控制的區(qū)域，包括滇池西岸西山一帶。據(jù)云南省環(huán)境科學(xué)研究院1988年的資料統(tǒng)計，滇池流域由地表徑流帶來的非點源污染數(shù)量較大，其中污染量較大的是非城區(qū)徑流，在非城區(qū)徑流中，磷污染主要來自湖濱區(qū)徑流，而氮污染則主要來自入湖自然河流。

2．5直接入湖

滇池流域由湖面直接進入的非點源污染物主要包括湖面降水、降塵和湖面旅游帶來的污染。據(jù)云南省環(huán)境科學(xué)研究院1988年資料統(tǒng)計，從滇池湖面直接進入的非點源污染物為895．63t，其中氮396．51t，占41．29%;磷53．01t，占5．92%;COD473．11t，占52．82%。在3類污染源中，來自降水的氮和COD量較多，而磷污染則主要來自降塵。從總量來看，降水污染量最大，占73．91%;降塵污染量次之，占18．07%，;旅游污染量最小，僅占8．02%。

3滇池流域非點源污染防治措施

綜上所述，滇池流域非點源污染物的來源、分布、輸送方式及所產(chǎn)生的影響因區(qū)域地形特征和社會經(jīng)濟狀況的不同而異，故滇池流域非點源污染的防治措施不能一概而論，而應(yīng)針對各圈層的自然、社會、經(jīng)濟特征來制定。3．1湖濱區(qū)和臺地區(qū)非點源污染防治措施

3．1．1農(nóng)業(yè)種植方面。對耕地和果園需平衡施肥，提高化肥利用率，盡量采用深施技術(shù)以避免化肥損失。加強研發(fā)施用有機－無機復(fù)合肥及生物肥料，推廣肥料的精準(zhǔn)化技術(shù)，做到肥料減量、定性、定量化使用，避免化學(xué)肥料使用過量對農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的污染［5］。同時，提倡安全合理地使用農(nóng)藥，注重栽培防治、生物防治、物理防治與化學(xué)防治的結(jié)合。

3．1．2畜禽養(yǎng)殖方面。對畜禽養(yǎng)殖需加強廢棄物的無害化、資源化和減量化，對養(yǎng)殖場糞便進行綜合利用，發(fā)揮其燃料、肥料和飼料的3大功效，大力推廣畜禽糞便厭氧發(fā)酵和商品有機肥生產(chǎn)等先進技術(shù)，使畜禽糞便化害為利。

3．1．3生活污水方面。對農(nóng)村生活污水需進行截污處理。可在農(nóng)村附近修建適當(dāng)?shù)慕匚厶粒虺浞掷棉r(nóng)村附近的廢棄塘壩做截污場所，截流的水可通過土地處理或種植茭瓜、蓮藕等水生植物，然后排入農(nóng)田，經(jīng)農(nóng)田利用后再排入河流，這樣不僅凈化了污水還起到了節(jié)水作用［6］。

3．2山地區(qū)非點源污染防治措施

對水體富營養(yǎng)化“貢獻率”較小的山地區(qū)，則需加強3S技術(shù)對水土流失以及非點源污染監(jiān)測的應(yīng)用研究;另外，在重點地區(qū)建立監(jiān)測站，監(jiān)測土壤、支流、水庫及地下水中的氮、磷、COD等污染物的含量。