太湖流域农村地区典型村镇土壤养分和水体污染现状调查

土壤(Soils),2014,46(4):613–617①基金项目：环保公益性行业科研专项(201309035)和国家水体污染控制与治理科技重大专项(2012ZX07101-004)资助。*通讯作者(wmshi@issas.ac.cn)作者简介：谢文明(1982—)，男，浙江龙游人，博士，助理研究员，主要从事农业面源水污染治理研究。E-mail:wmxie@issas.ac.cn太湖流域农村地区典型村镇土壤养分和水体污染现状调查①谢文明，于飞，冯晓宇，周影茹，孙力，孙海军，陈莹，卢伟伟，陆玉芳，陈贵，黄梦静，施卫明*(土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所)，南京210008)摘要：为了了解和评价当前太湖流域农村地区典型村镇土壤养分和水体污染现状，本文以宜兴市周铁镇和万石镇农村地区为研究区域，分别采集土壤样品60个，水体样品79个，分析其土壤中氮磷的含量以及水体中化学需氧量和氮磷的含量。结果表明：宜兴市农村地区菜地和果园土壤中氮和磷含量过高，养分流失风险最大；其次为麦地土壤；而林地土壤样品中氮和磷含量较低，养分流失风险最小。当地农户在设施蔬菜大棚、果园和麦地中施用大量化肥是导致菜地、果园和麦地土壤氮、磷累积的主要原因。采集的水体样品中，地表河流水、养殖废水和田间沟渠水的污染物浓度变化较大。其中地表河流水的化学需氧量、铵态氮、总氮和总磷的平均含量分别为57、1.7、3.8、0.27mg/L。55个地表河流水样品中有10个处于V类水的标准，其余45个样品均为劣V类。关键词：太湖流域农村地区；面源污染；土壤；水体中图分类号：S158；X522太湖地区素有“鱼米之乡”的美称，是中国工农业最发达的地区之一，也是地表水污染和水体富营养化最严重的地区之一[1–3]。自2007年5月太湖供水危机事件之后，各级政府投入大量人力物力财力治理太湖水污染问题。经过几年努力，太湖周边的点源污染得到了较好的控制，但是面源污染由于其分散、隐蔽、随机和不易监测等特点[4]，仍对太湖水质产生较严重的影响。目前农业面源污染已经成为太湖水环境污染的最重要来源[5]。李志宏等[6]计算出太湖流域农业面源污染中氮、磷排放总量分别为8.87万t和1.25万t。赵永宏等[7]通过统计分析发现农业面源占太湖主要污染物氨氮排放总量的77%，占总磷排放总量的66%。这些数据表明农业面源污染治理已成为当前及今后太湖流域污染治理的重点。宜兴地处江苏南端，东面与太湖直接相连，是太湖流域典型的河网平原地区，其境内河流水体直接进入太湖，因此宜兴市的河流水质对太湖水体具有重要影响[8]。随着十一五“水体污染控制和治理”科技重大专项的实施，目前太湖流域地区农村生活、种植业、养殖业等污染治理工作已经取得了阶段性成效，但是还存在很多薄弱环节，仍不能满足治理需求[9]。在新形势下，再次对太湖流域地区开展深入全面的调研工作是确保后续工作有效开展的基础，因此本文以宜兴市周铁镇和万石镇农村地区为代表区域进行农业面源污染的相关调研，明确当前形势下该地区农业土壤和水体中污染物的浓度和分布情况，以期能为太湖流域水污染治理提供基础数据支撑。1研究地区和方法1.1研究地区宜兴市属于北亚热带南部季风区，年平均气温15.6℃，年平均降水量1210mm，年平均日照时数1934h，年无霜期为231天。其中约49%的年降雨量集中在汛期6—9月。该地区粮食种植以水稻小麦轮作为主，稻麦季施化肥和复合肥年均用量约1500kg/hm2，水稻产量为7500~9000kg/hm2，小麦产量为5250~6000kg/hm2。村民生活污水直接排入河流或者经过化粪池之后进入河流，养殖废水直接排入河流。本次调查选择该市典型的两个镇——周铁镇和万石镇开展调研。周铁镇位于宜兴市东北部，面积为73.2km2，其中耕地面积约为4133hm2，常住人口5.9万，属于工业点源污染治理重点实施村镇。万石镇东接周铁614土壤第46卷镇，面积44km2，其中耕地面积约为2533hm2，常住人口2.6万，属于传统种植业为主的村镇。1.2样品采集本次调研时间为2012年4月19—22日，采集周铁镇和万石镇农村地区土壤和水体样品。采集区域以殷村港为中心，南至烧香港(31.4209°N，120.0109°E)，北至唐家坝(31.5638°N，119.9480°E)，东至西沟村(31.4779°N，120.0247°E)，西至锡宜高速路(31.4554°N，119.8869°E)，总面积约为64km2。采集土样类型包括麦地、菜地、果园和林地。采集水样包括地表河流水、养殖废水、工业废水、井水、田地沟渠水和生活污水。土壤样品按照随机、等量和多点混合的原则，采用“S”形布点，每个样品取6个样点混合，取样深度为表层0~20cm，采样同时记录该点GPS数据。