V o l . 12,N o. 2第12卷第2期湖 泊 科 学 Jun . , 2000
2000年6月JOU RNAL O F LA KE SC IEN CES
江苏太湖地区水污染物及其
向水体的排放量
Ξ
李荣刚1 夏源陵2 吴安之3 钱一声3
(1:江苏省农林厅, 南京210013;
2:江苏省武进市计划委员会, 武进213161; 3:江苏省武进市农业局, 武进213161)
提 要 1997年各污染源累计向江苏太湖地区水体排放TN 64824t , 各污染源中TN 所占份额的高低顺序为:农田24%、工业22%、人粪尿18%、16%、生活污水14%6%.种植业、畜牧业、渔业累计占46%, r 序为生活污水89385t 、人粪尿74551t 、畜禽粪尿t 、. 5t P 7241t 、生活污水2239t 、人粪尿t . 3t . :畜禽粪尿、生活污水、、T P 最重、TN 次之、COD C r 最轻.
P . 3 X 524
江苏太湖地区主要包括苏州市、无锡市和常州市, 国土面积17513km 2, 人口457万, 1997年工农业总产值5956. 9亿元, 人均GD P 56075元. 80年代末期中国科学院南京土壤研究所、河海大学等有关部门对该区水污染物及其排放量作过大量研究[1-3], 但是当时农田、畜禽粪尿、人粪尿、精养鱼塘对水体污染较轻, 太湖富营养化不十分严重. 近10多年来, 随着该地区国民经济的飞速发展, 农业生产对人粪尿、畜禽粪尿的依赖性减少, 在工业、生活污染日益加重的同时, 种植业、养殖业等对水体污染也愈来愈重. 因此, 有必要针对新情况重新对太湖地区各种水体污染物及排放量进行研究, 以期为治理太湖提供有益参考.
1 研究方法
1. 1 产污因子的确定
本研究主要参考的污染因子有总氮(TN ) 、总磷(T P ) 、化学耗氧量(COD C r ) , 其中农田和工业废水仅考虑TN .
1. 1. 1 农田氮素迁移系数及工业污水排放浓度 马立珊1987、1988年在太湖地区研究爽水型水稻土、漏水型水稻土、侧渗水稻土、滞水水稻土和囊水型水稻土五种主要水稻土的氮素差额排除负荷量分别是8. 325、13. 650、19. 425、45. 750、35. 100kg ・hm -2, 黄棕壤和潮土两种主要旱地地表径流氮素量[3]分别为13. 275、10. 200kg ・hm -2. 根据目前农田施肥的情况[4], 对这个研究结果进行修订, 可推算出1997年农田氮素迁移对水体的污染量. 工业废水的TN 浓度
Ξ
农业部“江苏太湖流域农业面源污染防治研究”课题资助项目.
收稿日期:1999-11-04; 收到修改稿日期:2000-02-29. 李荣刚, 男, 1963年生, 在职博士生.
148湖 泊 科 学 12卷
参考《太湖水污染防治“九五”计划及2010年规划》的结果, 确定为23m g ・L -1①
1. 1. 2 畜禽粪尿 综合参考国内外有关研究结果, 尤其是太湖地区研究结果, 如张大弟(1997) 、表2) 对太湖地区畜禽粪尿及其粪尿对水体吴月华(1991) 等[5-9], 选取如下系数(表1、
污染进行统计分析. 这些数据就某地区具体畜禽而言, 肯定存在一定差异.
表1 畜禽粪尿污染物年排放量[1]
T ab . 1 A nnual ani m al and poultry m anure and urine discharging amount
项 目
COD Cr T P 单位:kg ・头-
1
牛粪
226. 38. 6131. 9
牛尿
21. 91. 4629. 2
猪粪
20. 71. 362. 34
猪尿
5. 910. 342. 17
羊粪
4. 40. 452. 28
家禽粪
1. 1650. 1150. 275
表2(%)
T ab . 2 Percentage of ani m al and poultry m and into 猪 粪
COD Cr T P 2. 0家禽粪
1. 16506. 165. 5羊 粪
5. 55. 21. 1. 3 生活污染及精养鱼塘 精养鱼塘与生活污染(生活污染包括生活污水和人粪尿) 的排污系数采用张大弟等的研究结果(表3) [5], 人粪尿的产生量以每人每天平均排粪0. 25kg , 尿1kg 计算. 农村、乡镇居民人粪尿进入水体的量以10%的产生量计算. 据江苏太湖地区的实际
情况城市居民人粪尿进入水体量可定为90%[10].
表3 生活污染及精养鱼塘污染物排放系数
T ab . 3 D ischarged coefficient of life w aste w ater and carefully raised fish pond
污染源
村生活污水 kg ・a -1人-镇生活污水 kg ・a
-11
11
COD C r 10. 9514. 61. 9874. 5
TN 0. 5840. 73101101
T P 0. 1460. 1831111
人
-1
人粪尿 kg ・a -1人-
精养鱼塘 kg ・hm -2人-
1. 2 排污量及污染物评价方法
根据上述排污系数, 结合1997年江苏省农林、畜牧、水产、环保、公安统计资料, 得知江苏省耕地面积、畜禽饲养量、精养鱼塘面积、人口等数据可求出排污量.
为了弄清流失的畜禽、生活、精养鱼塘排出污染物中何种污染物对水环境影响最大. 引入污染物等标排放量评价方法, 对苏南太湖流域流失进入水体的各类污染物COD C r 、TN 、T P 进行评价. 等标排放量评价的公式为:
P i =M i C i ×10
-6
式中, M i 污染物流失量(t ・a -1) , C i 污染物按GB 3838-88 类标准系列的阈浓度, (COD C r
①太湖水污染防治“九五”计划及2010年规划编制组. 太湖水污染防治“九五”计划及2010年规划, 1996. 10
2期 李荣刚等:江苏太湖地区水污染物及其向水体的排放量149
15m g ・L -1, TN 为1m g ・L -1, T P 为0. 1m g ・L -1) , P i 为等标污染排放量.
2 结果与讨论
2. 1 农田氮素向水体的迁移
1997年苏锡常地区耕地面积为706670hm 2, 其中水田面积535470hm 2, 旱地面积171200hm 2. 种植水稻516500hm 2, 水稻分为爽水型水稻土、漏水型水稻土、侧渗水稻土、滞水
水稻土和囊水型水稻土五种类型. 它们的面积比例分别为30%、15%、13%、12%和30%.面积比例与马立珊1987-1988年研究结果的加权平均可得出10年前加权平均水环境的氮素损失量为23. 1kg ・hm -2, 十年来氮素用量增加, 氮肥利用率下降, 单位稻田向水体迁移的氮素总量也随着增加, 假定增加了10%, 则1997年稻田向水环境的氮素损失量为25. 41kg ・hm -2. 1997年向稻田由水体迁移的氮素量为13606. 3t . , 其面积比例分别为45%和55%, 加权平均每公顷的境. , 修订为121738kg ・hm -2. 1997. a , . 05t .
2. 2653. 7万头, 其中苏州为311. 8万头、无锡177. 4万头、
常州164. 5万头. 羊饲养总量为276. 5万头, 其中苏州为82. 1万头、无锡71. 8万头、常州122. 7万头. 家禽的饲养总量为2. 1亿只, 其中苏州1. 6亿只、无锡2955. 9万只、常州2224. 9万
只. 苏南太湖地区牛的饲养量较少, 1997年仅饲养1. 3万头(表4) .
表4 1997年苏南太湖地区畜禽养殖总数(出栏+存栏)
T ab . 4 A ni m al and poultry raising to tal amount in T aihu L ake area of J iangsu p rovince
in 1997(so ld out p lus kep t in stall )
地 区苏州市无锡市常州市合 计
生猪 万头
331. 8177. 4164. 5653. 7
羊 万只
82. 171. 8122. 7276. 5
牛 万头
0. 60. 70. 01. 3
家 禽
16043. 22955. 92224. 921223. 9
1997年苏锡常地区畜禽粪尿COD Cr 、37293、T P 、TN 污染物产生量分别为438754、95196t , 进入水体量分别为16820、7241、10455t , 分别占3. 83%、19. 4%和10. 98%.苏锡常三
市中以苏州市禽粪尿的产生量及水体流失量最高, 常州市最低(表5) .
各类畜禽粪尿中COD Cr 的量分别为247259、135314、38633、12164、2851、276t ; T P 量分别为24408、8890、2223、1244、108、18t ; 总氮量分别为58366、15296、14185、6303、402、368t . 猪尿对水体的COD Cr 贡献最高, 牛尿最低, 其值分别为9658t 和138t . 猪粪对水体T P 的贡献最高, 牛尿最低, 其值分别为3552t 和9t . 对水体总氮贡献的高低顺序为猪粪、猪尿、家禽、羊粪尿、牛尿、牛粪, 其值分别为3613、3546、2942、645、184和162t (表6) .
对1997年苏南太湖地区畜禽粪尿流入水体的污染物等标排放量评价结果显示. 在畜禽粪尿三种污染物中, T P 对水体环境的影响最大, 等标排放量达777439. 1t , 占86. 4%, TN 对水
150湖 泊 科 学 12卷
体环境的影响其次, 等标排放量为110921. 9t , 占12. 3%, 而绝对排放数量最多的COD Cr 对水体环境的污染影响则相对较小, 等标排放量只为11638. 3t , 占1. 3%.可见, 该畜禽粪尿流失对水体环境污染绝对危害最大的是T P .
表5 1997年苏南太湖地区污染物产生量及进入水体量
T ab . 5 Po llutant amount generated from ani m al and poultry and the amount discharged
into w ater in T aihu L ake area of J iangsu p rovince in 1997
地区
COD C r
T P [***********]
TN [***********]96
COD C r [1**********]5T P [**************]1
TN [**************]55
单位:t
污染物产生量进入水体量
苏州市无锡市常州市合 计
[***********]8754
表6 1997T ab . 6 by al and the amount
in L ake area of J iangsu p rovince in 1997
COD C r
单位:t
污染物产生量
T P [***********]4408
TN [***********]0358366
COD C r [***********]041
进入水体量
T P [***********]
TN [***********]942
猪 粪猪 尿牛 粪牛 尿羊家 禽
[***********][1**********]
各类畜禽粪尿中猪粪总体上对水体环境的影响最大, 等标排放量为36128. 8t , 占43. 8%,
其次是家禽, 等标排放量是318271. 5t , 占35. 4%, 由于该地区牛的饲养量不高, 牛尿、牛粪对水体等标污染量最低, 所占份额也最低(表7) .
表7 1997年苏南太湖地区各类畜禽粪尿污染物等标排放量及等标排放率
T ab . 7 Equivalent standard discharging amount and discharging rate of different ani m al and poultry m anure and urine po llutant in T aihu L ake area of J iangsu p rovince in 1997组成猪 粪猪 尿羊牛 粪牛 尿家 禽合 计百分比 %
COD C r t 2516. 86438. 8446. 0117. 192. 02027. 511638. 31. 3
T P t 355198. 855563. 763254. 015682. 6919. 8286820. 2777439. 186. 4
TN t 36128. 835462. 76447. 01619. 61839. 629423. 8110921. 512. 3
合计 t
393844. 497465. 270147. 117419. 32851. 435. 4899998. 9100. 0
百分比 %
43. 810. 87. 81. 90. 3100. 0
2期 李荣刚等:江苏太湖地区水污染物及其向水体的排放量151
苏锡常三市中苏州市畜禽粪尿的等标排放量最高为505239t , 占56. 14%, 无锡、常州市等标排放量分别为206313t 和188446t , 所占份额分别为22. 92%和20. 94%(表8) .
表8 苏南太湖地区1997年畜禽粪尿污染物等标排放量及等标排放率
T ab . 8 Equivalent standard discharging amount and rate of ani m al and poultry m anure
and urine po llutant in T aihu L ake area of J iangsu p rovince in 1997
地 区
COD C r
污染物等标排放总量 t
T P [***********]777439
TN [***********]922
污染物等标排放率 %
总量
[***********]899999
COD Cr 1. 191. 421. 421. 29
T P 86. 9585. 5085. 8486. 38
TN 11. 8613. 0812. 7412. 32
各市所占份额 %
56. 1422. 9220. 94100. 00
苏州市无锡市常州市合 计
[**************]38
2. 31997、r P 量分别为89385t 、8939t 、t (.
1997T . 9 Amount of life w aste w ater and hum an m anure and urine discharged into
w ater in T aihu L ake area of J iangsu p rovince in 1997
地区苏州市无锡市常州市合 计
生活污水
COD C r t [***********]85
T P t [**************]89
TN t [1**********]39
COD C r t [***********]51
人粪尿
T P t [**************]98
TN t [1**********]69
1997年苏锡常地区生活污水和人粪尿的COD C r 、TN 、T P 等标排放量分别为5959t 、8938t 、22373t 和4970t 、11498t 、19690t , 所占份额分别为16%、24%、60%和14%、32%、54%.
和畜禽粪尿一样生活污染对水体危害最大的是T P , 其次是TN , 危害最轻的是COD C r . 各地等
标排放量分别为苏州市40%、无锡市34%、常州市26%(表10) .
表10 1997年苏南太湖地区生活污染等标排放量及污染负荷分析
T ab . 10 Equivalent standard discharging amount of life w aste w ater and hum an m anure and
urine and po llutant load analysis in T aihu L ake area of J iangsu p rovince in 1997
地区苏州市无锡市常州市合计 t 百分比 %
生活污水
C r [***********][1**********]939 [**************]72C r [**************]0 [**************]98人粪尿 [**************]90合计 [***********]28
百分比 %
403426100
152湖 泊 科 学 12卷
2. 4 精养鱼塘的污染负荷
1997年苏南太湖地区精养鱼塘向水体排放的COD C r 、TN 、T P 量分别为275815t 、373917t 、40713t , 等标排放量分别为183. 9t 、373917t 、4072. 9t , 等标污染份额分别为2. 3%、46. 8%和50. 9%, 由此可知, 精养鱼塘排出的污染物TN 、T P 对水体的危害性相差不大, . 苏州市、无锡市、常州市精养鱼塘对水体的等标污染量分别为COD C r 对水体的危害性较小
4294. 9t 、1125. 9t 和2575. 8t , 所占份额分别为53. 7%、14. 1%和32. 2%(表11) .
表11 1997年苏南太湖地区精养鱼塘污染负荷
T ab . 11 Po lluting load of carefully raised fish pond in T aihu L ake area of J iangsu p rovince in 1997地区苏州市无锡市常州市合 计百分比 %
污染情况
COD C r t 1481. 6388. 4888. 52758. 5
TN t 2008. 6526. 51204. 63739. 7
T P t 218. 857. 3131. 2407. 3
COD C r t 98. 825. 959. 2. 2. 3
等标污染量
TN t 2008. 6. 5. . 8
T P t 2187. 5573. 51311. 950. 9
合计 t
4294. 9. . . 百分比 %
53. 714. 132. 2100
2. 5、畜禽粪尿、生活污水、人粪尿、精养鱼塘及工业废水对水体氮污染量汇总可知1997年上述氮素污染源排放的氮素量分别为15787. 05t 、10454. 80t 、8938. 50t 、11498. 40t 、3739. 70t 和14406. 00t , 总量为64824. 45t , 分别占的份额为24%、16%、14%、18%、6%和22%.
3 结论
以上数据表明, 农田氮素对水体污染较重, 生活污水、人粪尿、畜禽粪尿向水体排放的. 1997年流入该区水体的TN 高达64824t , 其中种植业、畜COD C r 量较大, 对水体T P 污染严重
牧业、渔业累计占46%; 生活污水、人粪尿、畜禽粪尿向水体排放的COD C r 量分别为89385t 、74551t 、16820t , 向水体排放的T P 量分别为2239t 、1969t 、7241t . 畜禽粪尿、生活污水、人粪尿和精养鱼塘向水体排放的COD C r 、T P 、TN 污染物等标排放结果表明, 这四各种污染物对水体的污染均表现为T P 最重、生活污水表现最为明显. TN 次之、COD Cr 最低, 其中, 畜禽粪尿、
参 考 文 献
1 国家环保局. 太湖水系水质保护研究. 国家“七五”科技攻关环境保护项目成果简介. 北京:科学技术出版社, 19922 金相灿等. 中国湖泊环境. 北京:海洋出版社, 1995. 267-322
3 马立珊等. 江苏太湖水系农业面源污染源污染及其控制对策研究. 环境科学学报, 1997, (1) :346-3544 李伟波等. 太湖地区高产稻田氮肥施用与作物吸收利用的研究. 土壤学报, 1997, 34(1) :67-735 张大弟等. 上海市郊区非点源污染综合调查评价. 上海农业学报, 1997, 13(1) :31-366 吴月华等. 淀山湖影响区农业非点源污染的分析控制. 上海环境科学, 1991, (6) :34-367 张家骐等. 上海农村环境保护战略对策. 上海:上海科技出版社, 1993, 54-59
8 A ndrew S , M eyer M . M ini m izing agricultural non 2po int source i m pacts :a sympo sium overview . J E nv iron Q ua l , 1994,
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9 U doyara S T , Robert J . Evaluating agricultural non 2po int source po lluti on using integrated geograph ic info r m ati on
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Pollutan ts Sources and The ir D ischarg i ng Am oun t
i n Ta ihu Lake Area of J i angsu Prov i nce
1233
L I Ronggang X I A Yuan ling W U A nzh i Q I AN Y isheng
(1:J iang su D ep ea rt m en t of A g ricu ltu re and F orestry , N anj ing 210013, Ch ina ; 2:W uj in M un icip a lity P lan Co mm ittee of J iang su P rov ince , W uj in 213161, Ch ina ; 3:W uj in M un icip a lity A g ricu ltu re B u reau of J iang su P rov , W uj in To tal n T aihu L ake area of J iangsu p rovince in P on of to tal n itrogen discharged in to T aihu L ake area w ater J P rovince from differen t sou rces in th is area is 24%from far m land , 22%from indu stry , 18%from hum an m anu re and u rine , 16%from an i m al &pou ltry m anu re and u rine , 14%from life w aste w ater , and 6%from carefu lly rasied fish pond . N itrogen am oun t discharged from field , an i m al hu sbandry and fishery targets 46%of to tal n itrogen in to the w ater , w h ich show s that n itrogen po llu ti on from agricu ltu re p roducti on is seri ou s . P ropo rti on s of COD C r discharge from differen t sou rces are show n in detail :89385t
・a -1from life w aste w ater , 74551t ・a -1from hum an m anu re and u rine , 16820t ・a -1from
-1
an i m al &pou ltry m anu re and u rine , 2758. 5t ・a from carefu lly raised fish pond and T P (to tal p ho spho ru s ) is 7241t ・a -1from an i m al &pou ltry m anu re and u rine , 2239t ・a -1from
-1-1
life w aste w ater , 1969t ・a from hum an m anu re and u rine , 407. 3t ・a from carefu lly raised fish pond . R esu lts of equ ivalen t standard po llu ting load analysis show that the co sequence of w o rsen ing w ater quality is resu lted from T P , TN and COD C r in life w aste w ater , hum an m anu re and u rine , an i m al &pou ltry m anu re and u rine and carefu lly raised fish pond .
Key W ords T aihu L ake area , w ater po llu tan ts , discharging po llu tan t am oun t
V o l . 12,N o. 2第12卷第2期湖 泊 科 学 Jun . , 2000
2000年6月JOU RNAL O F LA KE SC IEN CES
江苏太湖地区水污染物及其
向水体的排放量
Ξ
李荣刚1 夏源陵2 吴安之3 钱一声3
(1:江苏省农林厅, 南京210013;
2:江苏省武进市计划委员会, 武进213161; 3:江苏省武进市农业局, 武进213161)
提 要 1997年各污染源累计向江苏太湖地区水体排放TN 64824t , 各污染源中TN 所占份额的高低顺序为:农田24%、工业22%、人粪尿18%、16%、生活污水14%6%.种植业、畜牧业、渔业累计占46%, r 序为生活污水89385t 、人粪尿74551t 、畜禽粪尿t 、. 5t P 7241t 、生活污水2239t 、人粪尿t . 3t . :畜禽粪尿、生活污水、、T P 最重、TN 次之、COD C r 最轻.
P . 3 X 524
江苏太湖地区主要包括苏州市、无锡市和常州市, 国土面积17513km 2, 人口457万, 1997年工农业总产值5956. 9亿元, 人均GD P 56075元. 80年代末期中国科学院南京土壤研究所、河海大学等有关部门对该区水污染物及其排放量作过大量研究[1-3], 但是当时农田、畜禽粪尿、人粪尿、精养鱼塘对水体污染较轻, 太湖富营养化不十分严重. 近10多年来, 随着该地区国民经济的飞速发展, 农业生产对人粪尿、畜禽粪尿的依赖性减少, 在工业、生活污染日益加重的同时, 种植业、养殖业等对水体污染也愈来愈重. 因此, 有必要针对新情况重新对太湖地区各种水体污染物及排放量进行研究, 以期为治理太湖提供有益参考.
1 研究方法
1. 1 产污因子的确定
本研究主要参考的污染因子有总氮(TN ) 、总磷(T P ) 、化学耗氧量(COD C r ) , 其中农田和工业废水仅考虑TN .
1. 1. 1 农田氮素迁移系数及工业污水排放浓度 马立珊1987、1988年在太湖地区研究爽水型水稻土、漏水型水稻土、侧渗水稻土、滞水水稻土和囊水型水稻土五种主要水稻土的氮素差额排除负荷量分别是8. 325、13. 650、19. 425、45. 750、35. 100kg ・hm -2, 黄棕壤和潮土两种主要旱地地表径流氮素量[3]分别为13. 275、10. 200kg ・hm -2. 根据目前农田施肥的情况[4], 对这个研究结果进行修订, 可推算出1997年农田氮素迁移对水体的污染量. 工业废水的TN 浓度
Ξ
农业部“江苏太湖流域农业面源污染防治研究”课题资助项目.
收稿日期:1999-11-04; 收到修改稿日期:2000-02-29. 李荣刚, 男, 1963年生, 在职博士生.
148湖 泊 科 学 12卷
参考《太湖水污染防治“九五”计划及2010年规划》的结果, 确定为23m g ・L -1①
1. 1. 2 畜禽粪尿 综合参考国内外有关研究结果, 尤其是太湖地区研究结果, 如张大弟(1997) 、表2) 对太湖地区畜禽粪尿及其粪尿对水体吴月华(1991) 等[5-9], 选取如下系数(表1、
污染进行统计分析. 这些数据就某地区具体畜禽而言, 肯定存在一定差异.
表1 畜禽粪尿污染物年排放量[1]
T ab . 1 A nnual ani m al and poultry m anure and urine discharging amount
项 目
COD Cr T P 单位:kg ・头-
1
牛粪
226. 38. 6131. 9
牛尿
21. 91. 4629. 2
猪粪
20. 71. 362. 34
猪尿
5. 910. 342. 17
羊粪
4. 40. 452. 28
家禽粪
1. 1650. 1150. 275
表2(%)
T ab . 2 Percentage of ani m al and poultry m and into 猪 粪
COD Cr T P 2. 0家禽粪
1. 16506. 165. 5羊 粪
5. 55. 21. 1. 3 生活污染及精养鱼塘 精养鱼塘与生活污染(生活污染包括生活污水和人粪尿) 的排污系数采用张大弟等的研究结果(表3) [5], 人粪尿的产生量以每人每天平均排粪0. 25kg , 尿1kg 计算. 农村、乡镇居民人粪尿进入水体的量以10%的产生量计算. 据江苏太湖地区的实际
情况城市居民人粪尿进入水体量可定为90%[10].
表3 生活污染及精养鱼塘污染物排放系数
T ab . 3 D ischarged coefficient of life w aste w ater and carefully raised fish pond
污染源
村生活污水 kg ・a -1人-镇生活污水 kg ・a
-11
11
COD C r 10. 9514. 61. 9874. 5
TN 0. 5840. 73101101
T P 0. 1460. 1831111
人
-1
人粪尿 kg ・a -1人-
精养鱼塘 kg ・hm -2人-
1. 2 排污量及污染物评价方法
根据上述排污系数, 结合1997年江苏省农林、畜牧、水产、环保、公安统计资料, 得知江苏省耕地面积、畜禽饲养量、精养鱼塘面积、人口等数据可求出排污量.
为了弄清流失的畜禽、生活、精养鱼塘排出污染物中何种污染物对水环境影响最大. 引入污染物等标排放量评价方法, 对苏南太湖流域流失进入水体的各类污染物COD C r 、TN 、T P 进行评价. 等标排放量评价的公式为:
P i =M i C i ×10
-6
式中, M i 污染物流失量(t ・a -1) , C i 污染物按GB 3838-88 类标准系列的阈浓度, (COD C r
①太湖水污染防治“九五”计划及2010年规划编制组. 太湖水污染防治“九五”计划及2010年规划, 1996. 10
2期 李荣刚等:江苏太湖地区水污染物及其向水体的排放量149
15m g ・L -1, TN 为1m g ・L -1, T P 为0. 1m g ・L -1) , P i 为等标污染排放量.
2 结果与讨论
2. 1 农田氮素向水体的迁移
1997年苏锡常地区耕地面积为706670hm 2, 其中水田面积535470hm 2, 旱地面积171200hm 2. 种植水稻516500hm 2, 水稻分为爽水型水稻土、漏水型水稻土、侧渗水稻土、滞水
水稻土和囊水型水稻土五种类型. 它们的面积比例分别为30%、15%、13%、12%和30%.面积比例与马立珊1987-1988年研究结果的加权平均可得出10年前加权平均水环境的氮素损失量为23. 1kg ・hm -2, 十年来氮素用量增加, 氮肥利用率下降, 单位稻田向水体迁移的氮素总量也随着增加, 假定增加了10%, 则1997年稻田向水环境的氮素损失量为25. 41kg ・hm -2. 1997年向稻田由水体迁移的氮素量为13606. 3t . , 其面积比例分别为45%和55%, 加权平均每公顷的境. , 修订为121738kg ・hm -2. 1997. a , . 05t .
2. 2653. 7万头, 其中苏州为311. 8万头、无锡177. 4万头、
常州164. 5万头. 羊饲养总量为276. 5万头, 其中苏州为82. 1万头、无锡71. 8万头、常州122. 7万头. 家禽的饲养总量为2. 1亿只, 其中苏州1. 6亿只、无锡2955. 9万只、常州2224. 9万
只. 苏南太湖地区牛的饲养量较少, 1997年仅饲养1. 3万头(表4) .
表4 1997年苏南太湖地区畜禽养殖总数(出栏+存栏)
T ab . 4 A ni m al and poultry raising to tal amount in T aihu L ake area of J iangsu p rovince
in 1997(so ld out p lus kep t in stall )
地 区苏州市无锡市常州市合 计
生猪 万头
331. 8177. 4164. 5653. 7
羊 万只
82. 171. 8122. 7276. 5
牛 万头
0. 60. 70. 01. 3
家 禽
16043. 22955. 92224. 921223. 9
1997年苏锡常地区畜禽粪尿COD Cr 、37293、T P 、TN 污染物产生量分别为438754、95196t , 进入水体量分别为16820、7241、10455t , 分别占3. 83%、19. 4%和10. 98%.苏锡常三
市中以苏州市禽粪尿的产生量及水体流失量最高, 常州市最低(表5) .
各类畜禽粪尿中COD Cr 的量分别为247259、135314、38633、12164、2851、276t ; T P 量分别为24408、8890、2223、1244、108、18t ; 总氮量分别为58366、15296、14185、6303、402、368t . 猪尿对水体的COD Cr 贡献最高, 牛尿最低, 其值分别为9658t 和138t . 猪粪对水体T P 的贡献最高, 牛尿最低, 其值分别为3552t 和9t . 对水体总氮贡献的高低顺序为猪粪、猪尿、家禽、羊粪尿、牛尿、牛粪, 其值分别为3613、3546、2942、645、184和162t (表6) .
对1997年苏南太湖地区畜禽粪尿流入水体的污染物等标排放量评价结果显示. 在畜禽粪尿三种污染物中, T P 对水体环境的影响最大, 等标排放量达777439. 1t , 占86. 4%, TN 对水
150湖 泊 科 学 12卷
体环境的影响其次, 等标排放量为110921. 9t , 占12. 3%, 而绝对排放数量最多的COD Cr 对水体环境的污染影响则相对较小, 等标排放量只为11638. 3t , 占1. 3%.可见, 该畜禽粪尿流失对水体环境污染绝对危害最大的是T P .
表5 1997年苏南太湖地区污染物产生量及进入水体量
T ab . 5 Po llutant amount generated from ani m al and poultry and the amount discharged
into w ater in T aihu L ake area of J iangsu p rovince in 1997
地区
COD C r
T P [***********]
TN [***********]96
COD C r [1**********]5T P [**************]1
TN [**************]55
单位:t
污染物产生量进入水体量
苏州市无锡市常州市合 计
[***********]8754
表6 1997T ab . 6 by al and the amount
in L ake area of J iangsu p rovince in 1997
COD C r
单位:t
污染物产生量
T P [***********]4408
TN [***********]0358366
COD C r [***********]041
进入水体量
T P [***********]
TN [***********]942
猪 粪猪 尿牛 粪牛 尿羊家 禽
[***********][1**********]
各类畜禽粪尿中猪粪总体上对水体环境的影响最大, 等标排放量为36128. 8t , 占43. 8%,
其次是家禽, 等标排放量是318271. 5t , 占35. 4%, 由于该地区牛的饲养量不高, 牛尿、牛粪对水体等标污染量最低, 所占份额也最低(表7) .
表7 1997年苏南太湖地区各类畜禽粪尿污染物等标排放量及等标排放率
T ab . 7 Equivalent standard discharging amount and discharging rate of different ani m al and poultry m anure and urine po llutant in T aihu L ake area of J iangsu p rovince in 1997组成猪 粪猪 尿羊牛 粪牛 尿家 禽合 计百分比 %
COD C r t 2516. 86438. 8446. 0117. 192. 02027. 511638. 31. 3
T P t 355198. 855563. 763254. 015682. 6919. 8286820. 2777439. 186. 4
TN t 36128. 835462. 76447. 01619. 61839. 629423. 8110921. 512. 3
合计 t
393844. 497465. 270147. 117419. 32851. 435. 4899998. 9100. 0
百分比 %
43. 810. 87. 81. 90. 3100. 0
2期 李荣刚等:江苏太湖地区水污染物及其向水体的排放量151
苏锡常三市中苏州市畜禽粪尿的等标排放量最高为505239t , 占56. 14%, 无锡、常州市等标排放量分别为206313t 和188446t , 所占份额分别为22. 92%和20. 94%(表8) .
表8 苏南太湖地区1997年畜禽粪尿污染物等标排放量及等标排放率
T ab . 8 Equivalent standard discharging amount and rate of ani m al and poultry m anure
and urine po llutant in T aihu L ake area of J iangsu p rovince in 1997
地 区
COD C r
污染物等标排放总量 t
T P [***********]777439
TN [***********]922
污染物等标排放率 %
总量
[***********]899999
COD Cr 1. 191. 421. 421. 29
T P 86. 9585. 5085. 8486. 38
TN 11. 8613. 0812. 7412. 32
各市所占份额 %
56. 1422. 9220. 94100. 00
苏州市无锡市常州市合 计
[**************]38
2. 31997、r P 量分别为89385t 、8939t 、t (.
1997T . 9 Amount of life w aste w ater and hum an m anure and urine discharged into
w ater in T aihu L ake area of J iangsu p rovince in 1997
地区苏州市无锡市常州市合 计
生活污水
COD C r t [***********]85
T P t [**************]89
TN t [1**********]39
COD C r t [***********]51
人粪尿
T P t [**************]98
TN t [1**********]69
1997年苏锡常地区生活污水和人粪尿的COD C r 、TN 、T P 等标排放量分别为5959t 、8938t 、22373t 和4970t 、11498t 、19690t , 所占份额分别为16%、24%、60%和14%、32%、54%.
和畜禽粪尿一样生活污染对水体危害最大的是T P , 其次是TN , 危害最轻的是COD C r . 各地等
标排放量分别为苏州市40%、无锡市34%、常州市26%(表10) .
表10 1997年苏南太湖地区生活污染等标排放量及污染负荷分析
T ab . 10 Equivalent standard discharging amount of life w aste w ater and hum an m anure and
urine and po llutant load analysis in T aihu L ake area of J iangsu p rovince in 1997
地区苏州市无锡市常州市合计 t 百分比 %
生活污水
C r [***********][1**********]939 [**************]72C r [**************]0 [**************]98人粪尿 [**************]90合计 [***********]28
百分比 %
403426100
152湖 泊 科 学 12卷
2. 4 精养鱼塘的污染负荷
1997年苏南太湖地区精养鱼塘向水体排放的COD C r 、TN 、T P 量分别为275815t 、373917t 、40713t , 等标排放量分别为183. 9t 、373917t 、4072. 9t , 等标污染份额分别为2. 3%、46. 8%和50. 9%, 由此可知, 精养鱼塘排出的污染物TN 、T P 对水体的危害性相差不大, . 苏州市、无锡市、常州市精养鱼塘对水体的等标污染量分别为COD C r 对水体的危害性较小
4294. 9t 、1125. 9t 和2575. 8t , 所占份额分别为53. 7%、14. 1%和32. 2%(表11) .
表11 1997年苏南太湖地区精养鱼塘污染负荷
T ab . 11 Po lluting load of carefully raised fish pond in T aihu L ake area of J iangsu p rovince in 1997地区苏州市无锡市常州市合 计百分比 %
污染情况
COD C r t 1481. 6388. 4888. 52758. 5
TN t 2008. 6526. 51204. 63739. 7
T P t 218. 857. 3131. 2407. 3
COD C r t 98. 825. 959. 2. 2. 3
等标污染量
TN t 2008. 6. 5. . 8
T P t 2187. 5573. 51311. 950. 9
合计 t
4294. 9. . . 百分比 %
53. 714. 132. 2100
2. 5、畜禽粪尿、生活污水、人粪尿、精养鱼塘及工业废水对水体氮污染量汇总可知1997年上述氮素污染源排放的氮素量分别为15787. 05t 、10454. 80t 、8938. 50t 、11498. 40t 、3739. 70t 和14406. 00t , 总量为64824. 45t , 分别占的份额为24%、16%、14%、18%、6%和22%.
3 结论
以上数据表明, 农田氮素对水体污染较重, 生活污水、人粪尿、畜禽粪尿向水体排放的. 1997年流入该区水体的TN 高达64824t , 其中种植业、畜COD C r 量较大, 对水体T P 污染严重
牧业、渔业累计占46%; 生活污水、人粪尿、畜禽粪尿向水体排放的COD C r 量分别为89385t 、74551t 、16820t , 向水体排放的T P 量分别为2239t 、1969t 、7241t . 畜禽粪尿、生活污水、人粪尿和精养鱼塘向水体排放的COD C r 、T P 、TN 污染物等标排放结果表明, 这四各种污染物对水体的污染均表现为T P 最重、生活污水表现最为明显. TN 次之、COD Cr 最低, 其中, 畜禽粪尿、
参 考 文 献
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Pollutan ts Sources and The ir D ischarg i ng Am oun t
i n Ta ihu Lake Area of J i angsu Prov i nce
1233
L I Ronggang X I A Yuan ling W U A nzh i Q I AN Y isheng
(1:J iang su D ep ea rt m en t of A g ricu ltu re and F orestry , N anj ing 210013, Ch ina ; 2:W uj in M un icip a lity P lan Co mm ittee of J iang su P rov ince , W uj in 213161, Ch ina ; 3:W uj in M un icip a lity A g ricu ltu re B u reau of J iang su P rov , W uj in To tal n T aihu L ake area of J iangsu p rovince in P on of to tal n itrogen discharged in to T aihu L ake area w ater J P rovince from differen t sou rces in th is area is 24%from far m land , 22%from indu stry , 18%from hum an m anu re and u rine , 16%from an i m al &pou ltry m anu re and u rine , 14%from life w aste w ater , and 6%from carefu lly rasied fish pond . N itrogen am oun t discharged from field , an i m al hu sbandry and fishery targets 46%of to tal n itrogen in to the w ater , w h ich show s that n itrogen po llu ti on from agricu ltu re p roducti on is seri ou s . P ropo rti on s of COD C r discharge from differen t sou rces are show n in detail :89385t
・a -1from life w aste w ater , 74551t ・a -1from hum an m anu re and u rine , 16820t ・a -1from
-1
an i m al &pou ltry m anu re and u rine , 2758. 5t ・a from carefu lly raised fish pond and T P (to tal p ho spho ru s ) is 7241t ・a -1from an i m al &pou ltry m anu re and u rine , 2239t ・a -1from
-1-1
life w aste w ater , 1969t ・a from hum an m anu re and u rine , 407. 3t ・a from carefu lly raised fish pond . R esu lts of equ ivalen t standard po llu ting load analysis show that the co sequence of w o rsen ing w ater quality is resu lted from T P , TN and COD C r in life w aste w ater , hum an m anu re and u rine , an i m al &pou ltry m anu re and u rine and carefu lly raised fish pond .
Key W ords T aihu L ake area , w ater po llu tan ts , discharging po llu tan t am oun t