竺山湖 贡湖 东太湖 湖心区 太滆运河-劣于Ⅴ 漕桥河-劣于Ⅴ 殷村港-劣于Ⅴ 望虞河(出湖)-Ⅲ 瓜泾港-Ⅳ 太浦河(出湖)-Ⅱ 无 西部沿岸区 烧香港-Ⅴ 蠡河-Ⅴ 东氿-Ⅴ 社渎港-劣于Ⅴ 东部沿岸区 胥江-Ⅱ 浒光运河-Ⅴ 南部沿岸区 机坊港-Ⅱ 合溪新港-Ⅲ 长兜港-Ⅲ 大钱港-Ⅲ 长兴港-劣于Ⅴ
从表中可以看到,入湖河流水质与湖区水质有着很大的联系。作为水质最差的竺山湖,其主要3条入湖河流水质全为劣Ⅴ类。梅梁湖、西部沿岸区这水质较差湖区的入湖河流也为Ⅴ类或者劣Ⅴ类。东太湖和东部沿岸区水质较好湖区的入湖河流水质较好。
2.4.2湖区水生生物情况
代表蓝藻
代表原生动物
代表高等水生植物
代表该指标缺监测数据
2009年太湖水生生物情况
图2-4 太湖各湖区水生生物情况
从图中看出,太湖西北部湖区以蓝藻为优势门类,高等水生植物缺乏,水体自净能力差。东南部湖区拥有良好的高等水生植物,水体自净能力强。
2.4.3湖区水质总结
由于太湖流域水系特点是上游为树枝状给水系统,下游呈现为扇状排水系统,总地势是由西北向东南略倾斜,因此上游污染和富营养化程度较重,下游为湖水排泄口区域,则污染和富营养化相对较轻。
北部和西部部分湖区周围地面坡降过于平坦,又受潮位顶托,排水困难。区内河道虽多但流速小,泄水能力低。由于河道水流滞缓,水生植物少,水体自净能力差,容易形成污水积集,水污染严重。湖区所处地域经济发达,人口众多,工业农业以及生活污水污染严重。竺山湖、梅梁湾湖区的地形不利于水中污染物扩散,同时该地区夏季盛行东南风等有利的气候水文条件,致使夏季在此湖区经常形成严重水华现象,加重了太湖北部的污染
五里湖湖区由于无锡市近年来大力整理,封堵污染河道,投放高等水生动植物,清
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除湖区淤泥,湖区沿岸退耕还湖还林,湖区水质逐年变好。
西部部分和南部湖区周围有茅山山脉、界岭山脉、天目山脉,水体落差大,易汇集山体径流,水源补给充足,水流流速快,容易快速排除污水。但是入湖河流众多,工农业发达,部分河流水质较差,造成湖区水质总体偏差。
东部沿岸区和东太湖湖区有瓜泾港、胥江和浒光运河等3条主要入湖河流,水质较好。东太湖湖区的出湖河流太浦河达到Ⅱ类水质。东太湖泄出的水量一般约占太湖泄水总量的70%~80%。此湖区离主要污染源都比较远,又是出水口,水的置换比较多,拥有良好的高等水生植物,水体自净能力强,所以水质良好。
3.面源污染途径
3.1太湖面源污染综述
近年来,太湖流域工业点源污染整治力度加强之后,农业面源污染对流域水环境的贡献及其治理受到越来越多的关注。农业在极大地满足城乡生活的同时,过量的化肥农药投入、畜禽粪便排放给水环境带来极大的影响。
在太湖的外部污染物总量中,工业污染仅占一小部分,为10%~16%,农业面源污染所占的比例目前已达59%[6],其中来自农业面源的氮量占入湖总氮量的77%,磷占33.4%[7]。
3.2农业面源污染途径
3.2.1种植业污染
3.2.1.1化肥污染
氮肥不合理施用引起大量面源污染。通过淋洗和径流损失分别有26.2%的氮进入地表水,10.4%的氮进入地下水;分别有5.74%的氮以N2O形态、57.6%的氮以NH3形态进入大气。这些氮导致地表水的富营养化、地下水的硝酸盐富集。
太湖地区农田化肥单位面积施用量居高不下,流域内各市年农田每公顷耕地化肥施用量一直维持在300kg以上纯量。肥料当季利用率一般只有30%左右,由于养分的流失造成了严重的农业面源污染。太湖流域3种主要化肥N肥、P肥、K肥使用量之比为1∶0.24∶0.05,化肥使用结构不合理,N肥、P肥过多,新型肥料品种的比例明显偏低。
3.2.1.2农药污染
化学农药的使用可以通过挥发到空气或经过降雨、农田渗漏和水田排水等进入水体,对地下、地表水体造成污染,破坏水生生态系统。
太湖流域农药施用以化学农药为主,有数据显示,太湖地区耕地面积呈逐年下降,但农药单位面积使用量却未减少。农药的利用率不足50%,大部分的农药流失在土壤和水体中,对整个生态系统造成了恶劣的影响,污染了土壤和水体。
3.2.2养殖业污染
3.2.2.1禽畜养殖污染
太湖流域畜禽养殖业规模正逐年加大,污染源相对集中,同时散户和小型规模畜禽
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养殖仍占一定的比例。由于畜禽粪尿不容易收集,利用率较低,另外大多数小型规模的养殖场没有科学合理的管理手段,大量的畜禽粪尿不经过无害化处理而直接随意排放,导致的养殖的面源污染。估计有10%的畜禽排泄物养分量进入水体,加重了太湖流域水体的污染。
3.2.2.2水产养殖污染
在水产养殖的中,农户投入大量的饲料,这些饲料被水生动物的利用率一般为35%~45%,其他的饲料都留存于水体。为了预防各类疾病发生,通常需向水体投放各种肥料以及杀虫剂、杀菌剂等,这些物质很大比例都未充分利用而残留在水体中,加重了水体污染。
太湖地区不同养殖和管理模式下,由于养殖产品的种类不同,氮、磷养分输入输出量差异较大。池塘年度氮、磷养分平均输入量分别为337.40~800.37kg/hm2?a和43.14~106.95kg/hm2?a,不同模式下池塘年度向周围水体排出氮、磷量分别为21.96~73.54kg/hm2?a和1.99~6.55kg/hm2?a。池塘通过渗漏而引起的氮、磷损失量分别为11.46~20.94kg/hm2?a和1.10~2.80kg/hm2?a。
3.3农业面源污染排放系数
通过对不同农业排污研究结果的比较分析,在剔除异常值后进行了加权平均处理,得到农业面源污染排放系数[8]。
表3-1 农业面源污染排放系数 (t/khm或t/万头)
水田 露地菜地 设施菜地 旱地 桑茶果园 猪
124.9 6.34 22.72
13.71 124.9 0.32 8.98
2.89 11.07
牛
羊
家禽 0.44 0.062 0.02
淡水养殖 74.5 5.76 54.12
COD排放系数 41.14 TP排放系数 1.09 TN排放系数 26.94
124.9 47.82 321.23 2.42 1.71
1.71 8.53 0.56
2
12.41 12.41 147.13 3.28
从表中数据分析,在种植业面源污染中,露地菜地、旱地、桑茶果园的COD排放系数较高,露地菜地的TP排放系数最高,水田、露地菜地的TN排放系数较其他农业也偏高。养殖污染中,牛的各项排放系数都居首位,家禽的各项排放系数最少。淡水养殖中COD和TN排放较其他污染物也较高。
针对太湖水水体中TN和TP的含量严重偏高,应当严格控制水田、露地菜地、牛养殖的排放量。
3.4各湖区面源污染
太湖各湖区周边的地理情况的不同,从一定方面影响了各湖区的水质。东部湖区周边的大量湖泊缓解了东部湖区的污染压力,西部及北部湖区易发生涝灾,且无湖泊调节,大量污染物通过河流进入太湖。
3.4.1各湖区地理特征
太湖流域江苏境内主要有湖西山丘区、洮滆低平原、锡澄低平原、阳澄淀泖低平原。不同的地理特点也造成了流域内水质情况的不同。
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表3-2 周边地区高程
高程(吴淞) 12m以上
地形分类 西部山丘区
地形分区 湖西山丘区 洮滆低平原
低于5m
中部平原区
锡澄低平原 阳澄淀泖低平原
面积km 2500 1600 810 4310
2
[9]
表3-3 湖区周边地区拥有湖泊数
区域 湖西区 武澄锡区 阳澄淀泖区
面积10km 个数 2 - 6
面积 235 - 264.3
2
面积5~10km 个数 3 1 8
面积 21.6 5.3 52.1
2
面积1~5km 个数 5 2 34
面积 14.2 2.8 72.6
2
面积0.5~1km 个数 3 1 22
面积 2.3 0.7 15.2
2
3.4.2各湖区污染情况
(1)北部湖区:周边主要为锡澄低平原。西与洮滆平原相接,北滨沿江高平原,东以高平原与阳澄区分隔,南抵太湖沿岸山地。平原受湖西沿江高平原来水,又受太湖高水位顶托,因此排水比较困难,水流流速慢,不利于水体自净。而河网水面积又小,仅77km2,水面率9%,因此一遇暴雨,农田中氮磷元素极易进入河网,河水涨幅快,由于本区湖泊少,缺少污染元素的净化过滤,水体中污染元素直接通过河流进入太湖。
(2)西部湖区:周边有界岭山脉和洮滆低平原。洮滆低平原分布在湖西洮滆湖周围,平原西南两面受山洪威胁,北受沿江高平原阻隔,东遇太湖高水位顶托,有洮滆两大湖泊,通过太滆运河向太湖排水,水面积236km2,累计固垦湖泊水面达130km2,占原有水面积35.5%,1/3以上的湖面被围,水面率少,缺少湖泊对农田中污染物调节。
(3)东部湖区:周边为阳澄淀泖区,本区面积约4310km2,水面积约820km2,水面率达19%,湖泊密度在全流域最高。阳澄淀泖区的沿江平原相对较低,因此,很早就开有一系列入江河道,以利排水;另一方面阳澄淀泖区可以顺应太湖出水河势,向黄浦江和吴淞江排水。此地区作为太湖的排水区域,水量大,水体自净能力强,对太湖输送氮磷元素较少,同时拥有众多湖泊对周边农田污染进行生态调节,降低了东部湖区的面源污染压力。
4.国内外治理经验
4.1国外农业面源污染治理途径
发达国家对农业面源污染的认识比较早,治理研究开始的也较早,在较长的农业面源污染治理的过程中,达到了良好的效益和治理手段。其中以美国和欧盟都有各自的治理农业面源污染的方针政策。
4.1.1美国治理措施
美国从20世纪70年代开始认识农业面源污染,到20世纪80年代末真正开展污染治理和控制研究。其中,乔治亚州、弗吉尼亚州、切萨皮克海湾等都开展了本州(海湾)
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地区的农业面源污染专题研究。在专题研究的基础上,美国环境保护总署、美国农业部等还开展了全国性的农业面源污染控制管理策略方面的专题研究[10]。
美国在多年的农业面源污染研究和治理过程中,形成了以政策措施、经济措施、技术措施、工程项目措施为主的各项治理手段。
4.1.1.1政策措施
美国构建起了完善的法律框架治理农业面源污染。如美国环保局实施了非点源污染管理计划,农业部实施了乡村清洁水计划、国家灌溉水质计划、农业水土保持计划等。
4.1.1.2经济措施 (1)补贴政策
补贴政策倾向于鼓励和引导农民采取利于环境的生产方式或开发经营绿色产业。补偿标准测算包括两个方面,一方面是以为水质水量所付出的努力即直接投入为依据,主要包括环境污染综合整治、农业非点源污染治理、污水处理设施建设、修建水利设施等项目的投资;另一方面是以水质水量所丧失的发展机会为损失即间接投入为依据,主要包括节水的投入、限制产业发展的损失等。 (2)排放收费
如佛罗里达、康涅狄格和纽约,政府制定了以体积为基础的排污收费制度,而加利福尼亚、印第安纳州、路易斯安那和其他州则制定了以体积和污染物为基础的排污收费制度,一些公共处理工程也运用了相似的手段。
4.1.1.3工程项目措施
(1)暴雨蓄积塘和沉淀塘:能有效地缩短污水的循环时间,提高蓄积池的污水停留容量,从而有效地提高污染物的去除率。
(2)滨岸缓冲带体系:农业面源污染控制中的滨岸缓冲带,是在农田的下坡方向滨临水体的地方,设立的由树木、灌木或其他植被组成的区域。通过捕获和过滤沉积物、养分和其他化学物质等,可大大降低径流水中的N、P含量,达到减小面源污染的目的。
4.1.1.4技术措施
(1)耕作管理:主要是对耕作技术做了详细的要求,包括带状农作、作物轮作、保护性耕种以及覆盖种植[11]。(2)化肥管理:即通过对作物施肥的种类、数量、比例、施肥时间和地点等进行的综合管理措施。(3)农药管理:采用非化学性农药控制方法外,还包括商业杀虫剂的正确使用,以及相关有毒物质如除草剂、杀虫剂灭鼠剂和杀菌剂的正确施用等。(4)灌溉水管理:其目的在于节约水资源,防止土壤侵蚀和最大限度地减少农药、化肥对地下水和地表水体的影响。(5)畜禽养殖管理:政府对畜禽养殖进行适当控制和合理引导,对畜禽养殖进行科学规划和合理布局,同时配套经济实用的畜禽污染控制工程,如特定设计的储存畜禽粪尿的构筑物等,减轻其对环境的危害。
4.1.2欧盟治理措施
4.1.2.1政策措施
把对农民的直接补贴与环保标准挂钩,同时大幅度增加用于环保措施的资金,建立严格的农药和化肥登记制度。许多国家和地方政府在原有农业部的基础上,设立了农业与环境保护部,将减少污染、维护生态环境作为农业部门的职能之一。
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