第1章 绪论
1.1选题背景
我国水污染的核心问题是水体的富营养化。近年来，我国许多地区的湖泊都出现了严重的富营养化问题，如江苏太湖、安徽巢湖、云南滇池等地，都曾大规模爆发蓝藻，严重影响这些湖泊的水质。据中华人民共和国环境保护部于 2011年 6 月 3 日发布的《2010 年中国环境状况公报》[2]显示： 26 个国控重点湖泊（水库）中，其中满足Ⅱ类水质的 1 个，Ⅲ类的 5 个，Ⅳ类的 4 个，Ⅴ类的 6 个，劣Ⅴ类的 10 个；14 个湖泊（水库）处于富营养化状态。水质的恶化对人民健康安全造成巨大威胁，对经济和发展构成严重影响。传统上人们认为工业等点源污染是造成水体污染的主要原因，然而自从“九五”以来，我国中央与地方财政投入巨资建设污水处理厂及其配套工程，使工业污染达标排放率明显上升，但对湖泊水体富营养化状况没有明显改善，很重要的一个原因就是对农业非点源污染的治理没有跟上。此外，国内外大量研究成果也证实，非点源污染，尤其是农业非点源污染，是导致水环境质量恶化的主要原因。而由于农业非点源污染具有排放时间不确定、排放途径不确定、排放数量不确定等特点，其涉及范围广、控制难度大。如何加强农业非点源污染的研究控制，成为解决当下水环境问题的重点难点。
江西省是农业大省，由于化肥、农药等农业投入品的不合理施用、畜禽业蓬勃发展以及缺乏排污管道和污水集中处理系统、农村生活污水和垃圾随意排放堆置，省内鄱阳湖及五大主干河流的水质受到严重影响。据江西省环境质量状况公报显示，从 1997 年到 2010 年，江西省全省河流污染河长从 9.9%上升到 19.5%。1997 年鄱阳湖水质在整个流域内全部优于Ⅲ类，2010 年鄱阳湖大部分流域中度富营养化，一部分流域轻度富营养化，“鱼米之乡”的优势正在逐步丧失。据对江西省不同地区的水体的实地考察，水花生水葫芦等外来入侵植物生长旺盛，证实水体富营养化程度高，严重威胁了江西省农业可持续发展。
1.1.1非点源污染定义
水体污染一般可分为两种：点源污染(point source pollution)和非点源污染(non-point source pollution，简称 NPS)。点源污染是前期水体遭受污染的主要方式，是指通过排放口或管道排放的污染。由于点源污染有固定排放源，污染来源容易识别，相对比较容易进行控制。非点源污染（又称面源污染），与点源污染区别在于没有固定的排污口，指溶解的或固体的污染物从非特定的地点，在降水或融雪的冲刷作用下，通过径流过程或渗漏作用而汇入受纳水体并引起水体的富营养化或其他形式的污染[3][4]。按照美国联邦水污染控制法（1977），凡是向环境排放污染物是个不连续的分散过程，而又不能用一般常规处理方法获得改善的排放源，即称为非点源污染。
1.1.2农业非点源污染
农业非点源污染是环境非点源污染的主要组成部分，是非点源中影响范围最广泛的污染。农业非点源污染(Agriculture Non-Point Source Pollution, AGNPS)是指在农业生产活动中，氮、磷等营养物质，农药、重金属等有机和无机污染物，土壤颗粒等沉积物，通过地表径流和地下渗漏，造成环境尤其是水域环境的污染。与点源污染不同，农业非点源污染有三个主要特征：随机性，随降雨强度和时间而污染状况变动很大；污染物及排放途径不确定，影响因素众多，排放途径较复杂；污染负荷的时空差异性大，非点源污染过程与径流过程呈现大致相同的变化趋势。因此，开展农业非点源污染研究的难度很大，农业非点源污染物排放量的准确估算和农业非点源污染防治存在一定困难。未来几年随着我国农业和农村的发展，农业非点源污染对水体富营养化的影响将进一步加剧，对农业非点源污染的控制研究也更加紧迫。
第2章 畜禽养殖业源污染
畜禽养殖业产生的污染物主要有两个方面：粪便和污水。其中畜禽粪便造成的环境污染，是农村环境污染的主要污染原因。江西是畜牧业大省，畜禽养殖以养猪为主，猪养殖所产生和排放的污染物是畜禽养殖业污染物产生和排放的主体。除了猪养殖以外，蛋鸡和肉鸡养殖也是江西省各地市畜禽养殖的主要对象，其产生和排放的污染物量也不可忽视，对于奶牛和肉牛养殖，各地市相对较少，主要集中在南昌、九江等鄱阳湖滨湖地区，对鄱阳湖水环境带来一定影响。2009 年江西省牧业产值 541.5 亿元，占农林牧渔业总产值的 31.2%，各地区畜禽饲养情况如表 2-1 所示，包括猪、牛、羊、家禽的存栏量和出栏量。
2.1 畜禽粪便污染源
污染物的排放量研究表明，动物排泄物中含有作物生长所需的多种养分，可使土壤肥力提高、土壤性质改良、作物产量增加，在农业生产中常被用作肥料还田[46]。近年来，沼气工程技术和有机肥技术在江西省得到了广泛推广，在畜禽养殖业中，与传统技术中的堆沤发酵相结合，使畜禽粪便污染问题得到了一定程度的解决。然而在实际农业生产中，有两个主要问题导致畜禽粪便处理不当[31]，对环境造成严重影响。一是一是由于畜禽业的快速发展，以及缺乏排污管道和污水集中处理系统，而80%规模化养殖场多集中在城市边缘，受土地消纳能力、运输与收集半径和收集方式的影响，综合利用率不高，大部分畜禽粪直接进入水体；二是化肥工业蓬勃发展，化肥价格低廉，农民大量使用化肥，大部分有机粪肥被闲置，土壤基础养分在局部地方出现逐渐下降的趋势，畜禽粪便不能及时还田，形成了对土壤、水体及大气环境的污染。
第3章 农村生活源污染 .........................24-30
3.1 江西省农村人口分布情况......................... 24
3.2 农村生活污染污染物的排放量......................... 24-26
3.3 农村生活污染源污染物的流失量......................... 26-27
3.4 生活污染源污染物......................... 27-30
第4章 水产养殖业源污染......................... 30-34
4.1 江西省淡水渔业发展情况......................... 30
4.2 精养鱼塘污染污染物......................... 30-31
4.3 精养鱼塘污染源污染物......................... 31-34
第5章 种植业源污染 .........................34-46
5.1 研究概况 .........................34-35
5.2 化肥污染污染物的流失量......................... 35-37
5.3 田间尺度氮磷流失系数研究 .........................37-46
5.3.1 研究材料和方法 .........................37-40
5.3.2 研究技术路线......................... 40-41
5.3.3 数据处理及分析评价......................... 41-46
结论
本研究重点选取获取资料方便、计算简便的等标污染负荷法，估算了江西省农业非点源污染源 COD、TN、TP 污染物的排放量及它们的等标排放量和等标污染指数，确定了水环境的主要污染物。同时，由于江西省是全国 13 个粮食主产区之一，加强了种植业源的污染控制研究，在种植业方面增加选取鄱阳湖流域13 个具有代表性的地块，进一步探讨了不同农业利用方式下的氮磷输出系数大小。在此基础上，对 2009 年江西省的农业非点源污染情况进行了评价。统计分析前文排放估算结果表明，2009 年江西省农业非点源污染较为严重：
（1）江西省 2009 年农业非点源污染排放总量巨大，其中 CODcr、TN 和 TP的排污总量分别高达 509365.04t、238227.57t、26923.43t，CODcr、TN 和 TP 的等标排放总量分别为 25468.25t、238227.57t、134617.15t，等标污染负荷率分别为 6.39%、59.81%、33.80%。这说明江西省农业非点源污染的排放对水环境的主要污染物是 TN 和 TP。禽畜粪便污染源的污染物排放量最多，占总量的 57.946%，化肥污染源排放的污染物较少，只占总量的 6.51%，但是污染物是标准中要求严格的 TN 和 TP，所以等标排放量增量较大，占总量的 15.45%，农村生活源、水产养殖业源也都存在着一定的污染。
（2）比较各地区等标污染指数，可以看出系数较大，南昌、宜春、新余分列第一、二、三位。说明经济发达的地区水质较差，受农业非点源污染较为严重，景德镇、抚州、上饶市等标污染指数较小，受农业非点源污染程度较低，其中以景德镇污染最少。
（3）通过聚类分析法，全省 11 个地区可分为3类污染类型区：萍乡市、鹰潭市、新余市、景德镇市，为污染程度较低区域；南昌市、抚州市、上饶市、九江市，为污染程度中等区域；吉安市、宜春市、赣州市，为污染程度较高区域。
（4）根据江西省产业布局和地理条件，在借鉴国际和国内成功实例的基础上，提供了一些农业非点源污染控制管理措施。