农业面源污染区域的水环境治理,需重点管控哪些污染物指标,才能提升治理针对性?-吉佳水务
来源: | 作者:吉佳 | 发布时间: 2025-12-09 | 2 次浏览 | 分享到:
农业面源污染区域水环境治理需按污染源类型精准管控指标:种植业聚焦总氮总磷(富营养化驱动因子)、农药残留(生态毒性因子)、悬浮物(污染物载体);畜禽养殖业重点管控 COD 与氨氮(有机污染)、总磷(富营养化)、粪大肠菌群(生物安全)、重金属(累积性风险);农村生活污染侧重 COD 与 BOD₅(有机污染)、总氮总磷(富营养化)、悬浮物与生活垃圾(视觉与生态影响)。通过源头减量、过程拦截、末端治理协同策略与闭环监测评估体系,提升治理针对性与成效。

农业面源污染是我国农村水环境恶化的主要诱因,具有 “污染源分散、排放隐蔽、时空波动大” 的典型特征 —— 不同于工业点源污染的集中排放,农业面源污染源于农田化肥农药流失、畜禽养殖废水渗漏、农村生活污水漫流等多个环节,污染物随降雨径流、土壤淋溶进入水体,导致河流、湖泊、水库出现富营养化、水质恶化等问题。据统计,我国农业面源污染贡献了水体中 50% 以上的总氮、40% 以上的总磷,是流域水环境治理的重点难点。要提升农业面源污染区域治理的针对性,需先明确不同污染场景下的核心管控指标,再结合指标特性制定靶向治理方案。本文围绕 “种植业、畜禽养殖业、农村生活” 三大农业面源污染源头,梳理重点管控污染物指标,解析管控逻辑与治理方向,为农业水环境精准治理提供支撑。


一、农业面源污染的核心特征与指标管控原则

在确定重点管控指标前,需先把握农业面源污染的三大核心特征,避免 “一刀切” 式指标设定:

分散性与随机性:污染来源遍布农田、养殖场、村庄,且排放受降雨(如暴雨径流携带污染物)、种植周期(如施肥季污染集中)、养殖规模(如出栏旺季废水增多)影响,指标管控需兼顾 “常规监测” 与 “应急预警”;

污染物形态复杂:既有溶解态污染物(如硝酸盐氮、溶解态磷),也有颗粒态污染物(如吸附在泥沙上的磷、农药颗粒),指标管控需覆盖不同形态,避免仅监测溶解态导致污染负荷误判;

生态影响滞后性:污染物进入水体后,可能在底泥中累积(如磷的沉积),长期影响水质,指标管控需兼顾 “水体水质” 与 “底泥污染”,避免仅关注水体而忽视潜在风险。

基于以上特征,农业面源污染区域污染物指标管控需遵循 “源头匹配、生态关联、可测可治” 三大原则:

源头匹配:指标需与污染来源直接关联(如种植业对应化肥农药相关指标,养殖业对应粪污相关指标);

生态关联:指标需反映对水体生态的影响(如总氮总磷关联富营养化,重金属关联生物毒性);

可测可治:指标需具备成熟的监测方法(如实验室检测、在线监测),且针对该指标有明确的治理技术(如生物滤池去除氮磷、活性炭吸附农药)。


二、种植业污染区域:重点管控 “营养盐 + 农药 + 泥沙” 三类指标

种植业是农业面源污染的主要来源之一,污染源于化肥过量施用、农药滥用、农田水土流失,污染物随降雨径流或灌溉退水进入水体,核心管控指标围绕 “富营养化驱动因子” 与 “生态毒性因子” 展开。


(一)核心管控指标:总氮(TN)与总磷(TP)—— 富营养化的 “罪魁祸首”

管控逻辑:

种植业中,化肥(氮肥、磷肥)的利用率仅 30%-40%,未被作物吸收的氮磷通过地表径流(如暴雨冲刷)、地下淋溶(如硝酸盐渗入地下水)进入水体,导致河流、湖泊出现蓝藻水华、水葫芦疯长等富营养化问题。例如太湖流域农田区,每亩每年施用氮肥(折纯)25-30kg、磷肥(折纯)5-8kg,其中约 5%-10% 的氮、3%-5% 的磷随径流进入水体,是太湖富营养化的主要贡献源。


指标细分与管控重点:

总氮(TN):需进一步监测 “硝酸盐氮(NO₃⁻-N)、氨氮(NH₃-N)、有机氮”—— 农田径流中,硝酸盐氮占总氮的 60%-70%(易淋溶至地下水),氨氮占 10%-15%(主要来自未腐熟有机肥),有机氮占 15%-20%(来自作物残体)。管控重点是减少硝酸盐氮的淋溶,如推广缓控释氮肥、优化施肥时间(避免雨季施肥);


总磷(TP):需进一步监测 “颗粒态磷(PP)、溶解态磷(DP)”—— 农田径流中,颗粒态磷占总磷的 70%-80%(吸附在泥沙上),溶解态磷占 20%-30%(易被藻类利用)。管控重点是减少颗粒态磷的流失,如修建梯田、种植缓冲带(拦截泥沙)。

监测与治理适配:


农田出口处需布设 “总氮 - 总磷 - 流量” 同步监测设备(如便携式多参数水质仪),雨季每 2 小时监测 1 次,非雨季每日监测 1 次,结合降雨量数据,核算不同降雨强度下的氮磷流失负荷;治理上可配套 “生态拦截沟渠”(通过水生植物吸收氮磷)、“秸秆覆盖还田”(减少水土流失与氮磷流失),例如湖北江汉平原某农田区,通过生态沟渠与缓控释肥结合,总氮、总磷流失量分别下降 35%、42%。


(二)重点管控指标:农药残留 —— 生态毒性的 “隐形威胁”

管控逻辑:

种植业中,杀虫剂、除草剂、杀菌剂等农药的利用率不足 30%,未被利用的农药通过径流、渗透进入水体,对水生生物(如鱼类、浮游生物)产生毒性,甚至通过食物链累积影响人类健康。例如水稻田常用的除草剂 “乙草胺”,水体中浓度超过 0.1μg/L 时,会抑制藻类光合作用;杀虫剂 “毒死蜱” 浓度超过 0.05μg/L 时,会导致鱼类神经损伤。


指标细分与管控重点:

有机磷农药(如毒死蜱、乐果):广泛用于蔬菜、果树种植,具有高毒性、易降解特性,水体中半衰期 7-15 天,管控重点是禁止在水源地周边使用,推广生物农药替代;

拟除虫菊酯类农药(如氰戊菊酯、溴氰菊酯):用于棉花、茶叶种植,具有神经毒性,水体中半衰期 30-60 天,易吸附在底泥中,管控重点是减少使用量,配套底泥清淤技术;

除草剂(如乙草胺、莠去津):用于玉米、小麦种植,具有内分泌干扰作用,水体中半衰期 60-90 天,管控重点是推广免耕除草、机械除草,减少化学除草剂使用。


监测与治理适配:

在农田下游河道布设农药残留监测点(采用气相色谱 - 质谱联用仪 GC-MS 检测),每季度采样 1 次,重点关注水源地周边农田;治理上可建设 “人工湿地”(通过水生植物、微生物吸附降解农药)、“生物炭过滤池”(生物炭对农药的吸附率达 80% 以上),例如浙江杭嘉湖平原某农田区,通过人工湿地处理农药污染河水,乙草胺去除率达 75%,莠去津去除率达 68%。


(三)辅助管控指标:悬浮物(SS)—— 污染物的 “载体”

管控逻辑:

农田水土流失导致大量泥沙(悬浮物 SS)进入水体,SS 不仅降低水体透明度、影响水生植物光合作用,还会吸附氮磷、农药等污染物,加剧污染扩散。例如黄土高原农业区,暴雨后农田径流 SS 浓度可达 500-1000mg/L,吸附的磷占总磷流失量的 80% 以上。


管控重点与治理方向:

监测 SS 浓度与泥沙粒径(细颗粒泥沙吸附污染物能力更强),农田出口处 SS 浓度需控制在 100mg/L 以下;

治理上推广 “等高种植”“鱼鳞坑”“植物缓冲带”(如芦苇、香蒲缓冲带,可拦截 50% 以上的泥沙),例如陕西渭河流域某农田区,通过植物缓冲带与梯田结合,SS 流失量下降 60%,吸附态磷流失量下降 55%。


三、畜禽养殖业污染区域:重点管控 “粪污营养盐 + 致病菌 + 重金属” 三类指标

畜禽养殖业污染源于养殖废水(尿液、冲洗水)、粪便堆放渗漏,具有 “污染物浓度高、异味重、易滋生致病菌” 的特点,核心管控指标围绕 “水体富营养化”“生物安全”“土壤重金属累积” 展开。


(一)核心管控指标:化学需氧量(COD)与氨氮(NH₃-N)—— 高浓度有机污染的 “标志”

管控逻辑:

畜禽养殖废水中 COD 与氨氮浓度极高(如猪养殖废水 COD 达 3000-8000mg/L,氨氮达 500-1500mg/L),若直接排放或渗漏,会快速消耗水体溶解氧,导致鱼类窒息死亡,同时氨氮会转化为硝酸盐氮,加剧水体富营养化。例如某规模化猪场,未处理的废水 COD 浓度达 6000mg/L,直接排入周边沟渠后,沟渠水体 DO 降至 0.5mg/L,出现黑臭现象。


管控重点与治理方向:

COD:主要来自粪便中的有机物(如蛋白质、脂肪),管控重点是通过 “厌氧发酵”(如沼气池)降解有机物,COD 去除率可达 70%-80%;

氨氮:主要来自尿液中的尿素,管控重点是通过 “好氧处理”(如生物接触氧化池)将氨氮转化为硝酸盐氮,再通过 “反硝化” 转化为氮气,氨氮去除率可达 85%-95%。


监测与治理适配:

规模化养殖场排污口需安装在线监测设备(监测 COD、氨氮、流量),实时传输数据至环保部门;治理上采用 “厌氧 + 好氧 + 生态处理” 组合工艺,例如湖南某万头猪场,通过 “沼气池 + 生物滤池 + 人工湿地” 处理废水,COD 从 5000mg/L 降至 100mg/L 以下,氨氮从 800mg/L 降至 15mg/L 以下,达标排放。


(二)重点管控指标:总磷(TP)与可溶性磷酸盐(PO₄³⁻-P)—— 富营养化的 “加速因子”

管控逻辑:

畜禽粪便中磷含量极高(如猪粪干物质中磷含量达 3%-5%),养殖废水与粪便渗漏会导致水体中磷浓度骤升,成为藻类生长的 “限制因子”。例如某奶牛养殖场,粪便堆放场渗漏导致周边地下水磷浓度达 0.5mg/L(远超地下水质量标准 0.1mg/L),进而污染下游池塘,引发蓝藻水华。


管控重点与治理方向:

监测总磷与可溶性磷酸盐(可溶性磷酸盐易被藻类利用),养殖场周边地下水可溶性磷酸盐需控制在 0.1mg/L 以下;

治理上采用 “化学沉淀”(如添加钙盐、铝盐形成磷酸钙、磷酸铝沉淀)与 “生物吸附”(如芦苇、凤眼莲吸收磷)结合,例如山东某肉牛养殖场,通过 “钙盐沉淀 + 人工湿地” 处理废水,总磷去除率达 90%,周边地下水磷浓度降至 0.08mg/L。


(三)关键管控指标:粪大肠菌群 —— 生物安全的 “防线”

管控逻辑:

畜禽粪便中含有大量致病菌(如粪大肠菌群、沙门氏菌、布鲁氏菌),若进入饮用水源地(如农村井水、池塘),会引发肠道疾病(如腹泻、痢疾)。例如某农村地区,养殖场废水渗漏至饮用水井,井水中粪大肠菌群数达 1000 个 / L(远超饮用水标准 3 个 / L),导致村民集体腹泻。


管控重点与治理方向:

监测粪大肠菌群数(反映致病菌污染程度),养殖废水排放前粪大肠菌群数需控制在 1000 个 / L 以下,饮用水源地周边需控制在 100 个 / L 以下;

治理上采用 “消毒处理”(如紫外线消毒、臭氧消毒)与 “粪便无害化处理”(如堆肥发酵,杀灭 90% 以上致病菌),例如四川某散户养殖场集中区,通过 “堆肥厂 + 紫外线消毒站” 处理粪污,粪大肠菌群数从 10⁶个 / L 降至 500 个 / L 以下,周边井水水质达标。


(四)辅助管控指标:重金属(铜、锌)—— 土壤与水体的 “累积性风险”

管控逻辑:

畜禽饲料中常添加铜(促进生长)、锌(预防疾病),未被吸收的铜、锌随粪便排出,通过土壤淋溶进入地下水或随径流进入地表水,长期累积会导致土壤重金属超标、水体生物毒性升高。例如某养猪场,饲料中铜添加量达 200mg/kg,粪便中铜含量达 500mg/kg,长期施用导致周边土壤铜含量超标 3 倍,地下水铜浓度达 0.15mg/L(超地下水标准 0.1mg/L)。


管控重点与治理方向:

监测粪便与水体中的铜、锌浓度,饲料中铜添加量需控制在 125mg/kg 以下,锌添加量控制在 150mg/kg 以下;

治理上采用 “饲料减量”(使用低铜低锌饲料)与 “粪便钝化”(添加石灰、蒙脱石,降低重金属活性),例如广东某规模化猪场,通过低铜低锌饲料与蒙脱石钝化,粪便铜含量下降 40%,周边土壤铜累积速度减缓 60%。


四、农村生活污染区域:重点管控 “有机污染 + 营养盐 + 固体废弃物” 三类指标

农村生活污染源于生活污水(洗衣、做饭、洗澡水)、生活垃圾随意堆放,具有 “污染分散、成分复杂” 的特点,核心管控指标围绕 “水体有机污染”“富营养化”“视觉与生态影响” 展开。


(一)核心管控指标:化学需氧量(COD)与生化需氧量(BOD₅)—— 有机污染的 “量化指标”

管控逻辑:

农村生活污水中含有大量有机物(如洗涤剂、食物残渣),COD 浓度达 200-500mg/L,BOD₅浓度达 100-200mg/L,若直接泼洒或漫流,会消耗水体溶解氧,导致水体黑臭。例如某农村村庄,生活污水直接排入村边沟渠,沟渠 COD 达 450mg/L,DO 降至 1mg/L,夏季散发刺鼻异味。


管控重点与治理方向:

监测 COD 与 BOD₅(BOD₅/COD 比值>0.4,表明可生化性好,适合生物处理);

治理上推广 “小型一体化污水处理设备”(如 AO 工艺,COD 去除率达 80% 以上)、“氧化塘”(利用藻类与微生物降解有机物),例如江苏某农村,通过小型 AO 设备处理生活污水,COD 从 350mg/L 降至 50mg/L 以下,沟渠水质恢复至地表水 Ⅳ 类标准。


(二)重点管控指标:总氮(TN)与总磷(TP)—— 农村水体富营养化的 “推手”

管控逻辑:

农村生活污水中总氮(主要来自洗涤剂、尿液)浓度达 30-50mg/L,总磷(主要来自洗涤剂、食物残渣)浓度达 5-10mg/L,生活垃圾渗滤液中总氮、总磷浓度更高(分别达 100-200mg/L、20-30mg/L),这些污染物进入池塘、河流,易引发富营养化。例如某农村池塘,因生活污水与垃圾渗滤液汇入,总氮达 25mg/L,总磷达 3mg/L,夏季蓝藻覆盖水面达 80%。


管控重点与治理方向:

监测生活污水与垃圾渗滤液中的总氮、总磷,推广无磷洗涤剂(减少磷排放);

治理上采用 “人工湿地”(如垂直流湿地,氮磷去除率达 60% 以上)、“生态浮岛”(水生植物吸收氮磷),例如安徽某农村,通过 “无磷洗涤剂 + 生态浮岛” 组合措施,池塘总氮降至 8mg/L,总磷降至 0.5mg/L,蓝藻基本消失。


(三)辅助管控指标:悬浮物(SS)与生活垃圾 —— 视觉与生态的 “直接影响”

管控逻辑:

农村生活污水中 SS(如泥沙、食物残渣)浓度达 100-200mg/L,生活垃圾随意堆放导致塑料、纸屑等进入水体,不仅影响水体景观,还会缠绕水生生物、堵塞河道。例如某农村河流,因生活垃圾倾倒,河面漂浮大量塑料瓶,SS 浓度达 180mg/L,鱼类栖息地被破坏。


管控重点与治理方向:

监测 SS 浓度(农村生活污水处理后 SS 需控制在 30mg/L 以下),建立生活垃圾 “户分类 - 村收集 - 镇转运” 体系;

治理上采用 “格栅过滤”(去除生活污水中 SS)、“垃圾集中处理站”(焚烧或填埋无害化处理),例如江西某农村,通过格栅过滤与垃圾集中收集,河流 SS 浓度降至 25mg/L,河面垃圾基本清除,水生生物多样性恢复。


五、指标管控的协同策略:从 “单一指标” 到 “系统治理”

农业面源污染区域的指标管控并非孤立进行,需结合 “源头减量、过程拦截、末端治理” 形成协同策略:

源头减量:针对氮磷指标,推广测土配方施肥(减少化肥用量)、低铜低锌饲料(减少重金属排放);针对农药指标,推广生物农药、物理防治(如杀虫灯);

过程拦截:针对 SS 与吸附态污染物,建设植物缓冲带、生态沟渠;针对溶解态污染物,建设渗透塘、生物滤池;

末端治理:针对高浓度污染物(如养殖废水 COD、氨氮),采用 “厌氧 + 好氧” 组合工艺;针对低浓度污染物(如农田径流氮磷),采用人工湿地、生态浮岛。

同时,需建立 “指标监测 - 负荷核算 - 效果评估” 的闭环体系:通过定期监测重点指标,核算不同污染源的污染负荷(如种植业贡献 60% 总氮、养殖业贡献 30% 总氮),针对性调整治理措施;治理后通过指标变化评估效果(如总氮浓度下降 40%、农药残留达标),动态优化方案。


结语

农业面源污染区域水环境治理的针对性,核心在于 “指标与污染源精准匹配”—— 种植业聚焦 “氮磷 + 农药 + SS”,畜禽养殖业聚焦 “COD 氨氮 + 致病菌 + 重金属”,农村生活聚焦 “COD+BOD₅+ 氮磷”。实践中,需避免脱离污染场景的 “通用指标”,结合区域实际(如南方多雨地区侧重径流污染指标,北方干旱地区侧重淋溶污染指标)制定差异化管控方案,同时通过 “技术集成 + 管理创新”(如生态补偿、农户参与),将指标管控转化为实际治理成效,最终实现农业水环境的持续改善与农业绿色发展的协同推进。