摘要：异龙湖是云南省九大高原湖泊中污染较为严重的湖泊之一，从2000年以来，异龙湖水质一直处于V类和劣V类之间，采取切实有效的污染控制措施是保护异龙湖水体的当务之急。本文通过调查分析异龙湖流域农业非点源污染物来源构成和排放规律的同时，深入研究具有异龙湖流域特征的农业非点源污染发生机理，确定农业非点源污染控制技术路线，提出具有针对性的异龙湖农业非点源污染源头预防、过程削减、末端治理对策建议，对于保护异龙湖水体，减轻水环境污染提供有力保障和基础支撑。
关键词：异龙湖；农业非点源；污染；控制措施
1 异龙湖流域概况
异龙湖是云南省九大高原湖泊之一，位于云南省红河州石屏县境内，东经102°28′—102°38′，北纬23°28′—23°42′，海拔1420m，属中山湖盆地貌浅水湖，正常畜水位1414.2m，湖长13.8km，平均宽度3km，湖堤长86km，最大水深7m，平均水深3m，湖区面积42km2，总容水量1.13亿m3，属珠江水系。异龙湖综合总体水质为V类，是一个典型的中山湖盆地貌富营养化湖泊。异龙湖流域分属异龙镇、宝秀镇和坝心镇，面积360.4km2，共辖34个村委会207个自然村。2010年末，流域总人口12.48万人，其中城市人口3.02万人，农村人口946219.46万人，实有耕地面积104.25ha，农产品产量14.06万t，产值2019万元。林产品产量0.015万t，产值0.038万元。牧业产品产量2.24万t，产值1.81万元。
2 异龙湖流域农业非点源污染现状
从2009—2010年，为摸清异龙湖流域种植业和养殖业面源污染产生机理，经农业和环保部门调查监测和布设试验点研究分析，异龙湖TN、TP、COD产生量来源渠道广，入湖量大。
2.1 流域污染总体构成
2010年异龙湖流域TN、TP、COD分别排放509.68t、66.38 t、4795.4t.其中点源TN、TP、COD排放量分别为216.31t、29.31t、2756.49t. 非点源TN、TP、COD排放量分别为236.31t、340.41t、1696.19t。 非点源是河流主要污染来源，非点源TN、TP、COD排放量占总排放量的46%，47%，35%，点源TN、TP、COD排放量占总排放量的42%，48%，57%，点源尤其以豆制品加工业造成的有机污染不容忽视，对于有机污染，工业污染源制理是重点。农业生产TN、TP排放量占非点源排放量的90%左右，是非点源污染治理的重点。
2.2 异龙湖农业非点源污染物产生量与入湖量
流域非点源污染构成中，TN来源比例为农业生产污染源90%，城市非点源3.8%，农村生活污染源3.4%，水土流失污染源2.7%；TP来源比例为农业生产污染源87%，城市非点源3.7%，农村生活污染源3.2%，水土流失污染源6.2%；COD来源比例为水土流失污染源38%，农业生产污染源26%，城市非点源22%，农村生活污染源14%。农业生产污污染源是TN、TP的主要来源，此类用地面积占流域陆地面积的37%，贡献了90%的TN、87%的TP，农业生产污染源的各用地类型中，TN负荷量的大小顺序为：菜地>旱地>果园>水田，TP负荷量的大小顺序为：菜地>水田>旱地>果园。
2.3 水土流失污染
异龙湖流域面积360.4km2，其中水土流失面积为129.49 km2，占流域面积的35.93%。在流域水土流失面积中，轻度侵蚀面积为90.05 km2，占流失面积的69.54%，中度侵蚀面积为39.44 km2，占流失面积的30.46%，水土流失污染物年产生量COD 642.55 t，TN 12.91t，TP 3.95t，年排放量COD 610.42t，TN 16.03t，TP 2.02t，年入湖量COD 610.42t，TN 6.03t，TP 2.02t。2.4 化肥农药施用污染
化肥属速效肥料，其特点是易溶于水，因此在灌溉水或雨水作用下，极易随水流失，造成损失和污染问题。研究表明异龙湖流域化肥利用率低，作物对氮肥的吸收只占施氮量的30—40%，其余大部分或是残留在土壤中或是经各种途径损失于环境中。异龙湖流域年施用化肥约6000 t，地表径流TP 17.5t，TN 150t。地下淋溶TN 40t，总流失207.5 t；农药年施用量约80 t，流失量约3kg。肥料、农药通过降雨、排灌、渗入和吸附作用进入土壤和沟渠，对异龙湖水体造成污染。
2.5 畜禽养殖污染
2010年异龙湖流域畜禽规模养殖企业有4家，年存栏畜禽15万头（羽），年产生COD 7177.32t，TN 1349.25t，TP 440.47t，排放量部分污染物进入异龙湖水体造成污染。
2.6 农村生活污染
异龙湖流域农村生活年产生COD 1258.15t，TN 86.27t，TP 5.39t，排放COD 224.34t，TN 8.10t，TP 1.12t，年入湖量COD 224.34t，TN 7.64t，TP 1.04t，对龙湖造成严重污染。
2.7 农业废弃物污染
异龙湖流域年产生农业生产污染源COD 4430.63t，TN 8539.89t，TP 7507.27t。年排放COD 413.54t，TN 383.85t，TP 40.99t。年入湖量COD 413.54t，TN 202.64t，TP 28.07t，对龙湖造成严重污染。
2.8 农业农村面源污染严重
异龙湖流域农业开发强度大，高污染的农业耕作方式广泛分布于湖滨带、坝区以及半山区，农业农村面源污染负荷占流域总负荷的70%，是流域最主要的污染来源。即使点源污染得到有效控制，流域的农业面源污染负荷仍高于湖泊允许负荷，湖泊的水质保护目标难以实现。
面源污染的产生具有分散性、突发性、随机性持点，控制难度大；农业生产是异龙湖流域农村居民的重要收入来源，农业产业是流域的重要支柱产业，在石屏县的社会经济发展中占有重要地位，必须协调污染防治与经济发展。面源污染的产生方式与经济支柱作用，使得流域面源污染治理难度极大。
3 异龙湖农业非点源污染的源头预防、过程削减、末端治理对策
源头控制是预防的范畴，是预防为主的思路，应该以源头控制为主，防患于未然，事半功倍；过程控制和末端控制属治理范畴，是非点源污染控制措施的补充和辅助。（异龙湖流域非点源污染物各项控制措施去除率如表2）
3.1 源头控制对策
3.2 合理施肥，优化农业种植模式
推广测土配方施肥技术，调整养分施用比例，合理控制氮、磷养分向农业生态系统中的投放入，提高了肥料利用率，实现养分的收支平衡，从源头上控制氮、磷的流失。作物施肥量超过肥料安全限值最低的是绿肥作物，其次是大豆，二者均为豆科作物，因此，种植豆科作物对异龙湖的污染最小。
3.2.1 普及生物篱、渗滤沟技术
在小流域坡度较陡的区域采用生物篱技术阻拦水土流失。在坡度为15°—25°的坡耕地，大力推广生物梯化技术，即采取沿等高线种植和生物篱，在生物篱之间采用横坡等高等植物、水平沟种植、秸秆覆盖等水土保持技术措施种植粮食或经济用物、牧草，建立农林（果）、农牧复合生态系统，以生物篱阻拦、削减水土流失。
适当改造农业排水沟渠，提高其截留削解农业非点源污染物质能力。农田排水沟渠是农田径流流入水体的主要通道，自然条件下的农田排水沟渠因其流程长，生长有大量植物以及丰富的微生物，已经具备拦截、降解径流中氮、磷等营养物质的能力。通过种植生长快、降解能力强的挺水植物，或者投放利于微生物挂膜的填料等人工改造强化措施后，提高农田沟渠处理农田径流营养物能力，达到削减农业非点源污染物质的目的。
3.2.2 充分利用山塘、沉沙凼、蓄水池等初期雨水控制技术
利用研究区域山区的的地貌特征建设小型水库和山塘等拦蓄保水工程体系，挖掘拦山沟和水沟，修建沉沙凼和 蓄水池等，使其相互连成一个完整的坡地拦沙蓄水系统，加强山区的调蓄功能，并能有效降低农田径流量，从而减少农业土壤的氮、磷流失量。
3.2.3 运用村落污水多塘控制技术
多塘系统上入流口控制，湿式滞留池、干式滞留池、人工湿地等技术的组合，叠加效果SS、TP、TN、BOD5、重金属、微生物等的去除率大于80%。
3.2.4 推广沼气池技术
沼气发酵技术是循环农业的核心技术之一。它是利用微生物的厌氧发酵原理，将农村生活垃圾和有机废弃物转化为甲烷和各种生物活性物质，如氨基酸、酶、核酸、植酸、多糖等以及氮、磷、钾和微量元素。并且消灭绝大部分的病原微生物。据报到，经过沼气池发酵后，BOD5+去除率88%，COD去除率为87%，悬浮物去除率为98%，氨氮去除率为83%，消灭人畜寄生虫卵达90.6%，消灭大肠杆菌99.6%，这些将有效地减少畜禽污水带来的非点源污染。
沼肥代替化肥施用于农田，不但可以增产，还可以减少由于大量施用化肥而带来的水休富营养化和重金属含量超标等一系列的环境污染问题。沼气发酵残留物是一种很好的生物农药，它能有效地防治农作物病虫害，并且不会象化学农药那样在环境中残留，污染环境。
发展沼气发酵技术，利用沼气取代薪柴，改变农民烧柴的习惯，不但可以提高生物质的利用率，还可以保护植被，减少水土流失。因此，发展农村沼气也是减少农村非点源污染的措施。
3.2.5 推广粪尿分离厕所技术
发展适合异龙湖流域农村的生态厕所是有效控制磷的重要措施，推广尿粪分离，“堆肥+液肥”厕所，其类似瑞士和瑞典的“无动力”生态厕所，产品为固态有机肥和液态有机肥。
3.2.6 节水灌溉技术在菜地推广应用
节水灌溉模式下，农田的水分条件发生变化，进入农田的农药、化肥以及其它污染物质在土壤及水体中的迁移转化行为可能会发生一定的变化。通过布水的方式来加强氮素的去除，间歇干湿灌溉比连续灌溉更有利于水中氮及COD等的去除，NH4+-N去除率从70%提高到90%以上。
从2001—2010年蔬菜种植面积逐年增大，杨梅耕种面积逐年增大，因此，推广节水灌溉技术，不产生地表径流，无排灌水污染，节水保肥，减少水肥流失，对控制经济作物种植业污染意义重大。
免耕能增加土壤水分，减少土壤水蒸发和土壤径流。水稻免耕技术合理运用可以达到无外排水、无地表径流、节约灌溉水1/3，控制杂草生长，节约农药和增加农产品产量等优点。
3.2.7 秸秆覆盖种植技术
在土表上覆盖残株都使径流量有所减少，用作物残茬覆盖能使土壤水增加30%，尤其在年降水量偏小的异龙湖区域效果更为明显。
3.3 过程控制对策
3.3.1 河岸缓冲带技术应用
缓冲带是土地科学与生态学向土地利用实践方向发展的一项实用工程技术措施表面看它不包括当代的精尖技术，是普通的生物工程措施，然而，它丰富的内容用其对有害污染物的处理却包含了复杂的生物、物理、化学等多种过程，能够产生优良的环境效益，这些既是现代科技研究模拟的难点，也是一般工程技术难易达到和逾越的环节。目前，国内外缓冲带主要应用于河流、水库、湖泊等岸带。
3.3.2 生态河堤技术的应用
生态河堤技术是在充分考虑生态效果，保护生物生存的环境和自然景观的基础上，建设水体和土体，适合生物生长的仿自然的护堤。
目前，国内一些地方进行了生态河堤方面研究与应用，如在成都府南河下游修建的生态河堤，沙河生态堤等是比较成功的，可以为异龙湖流域的生态河堤建设提供借鉴。
3.4 末端堵截系统控制对策
前置库技术集成了物理、化学和生物等各方面的优势，具有投资小、运营管理简单一的特点，在欧美和日本已有很多成功的案例，是值得推荐的末端控制技术。3.4.1 上游水库前型前置库污染控制系统
上游水库前型前置库污染控制系统主要功能是控制地表径流，是面源污染末端控制的第一道屏障。前置库净化水体的原理，可以分为沉淀作用、自然降解作用、微生物降解作用、水生植物吸收作用等[8]。前置库建成后泥沙沉降量可达15.6t/a，磷的去除率可达91%，总磷的去除率为30.8mg/m2？d，全年去除总磷近50 t，占全年入库总量的90%以上。氮营养盐主要可以溶性形态存在，去除率较低，只为22.9%。
3.4.2 下游水库污染控制系统
下游水库型前置库污染控制系统主要功能是控制地表径流和地下径流，是面源污染末端控制的第二道屏障。利用前置库技术除磷效益明显，在国际上得到越来越广泛的应用，匈牙利著名的ZALA河口 Balanton水库则是杰出的实例，利用藻类和大型水生植物除磷，除磷能力可达95%。湿地是分布于陆地系统和水体系统之间的，由陆地系统和水体系统相互作用形成的自然综合体，它是地球上最具有多种功能的独特生态系统，是最富生物多样性和生态景观和人类最重要的生存环境之一。对氮的去除，农田排水中的有机氮首先被湿地底泥吸附，而后靠湿地系统中微生物的矿化作用转化为NH4+，NH4+易转化为气态的NH3挥发进入大气，但此过程主要发生在湿地土壤层。植物吸收和下渗的作用，反硝化作用是芦苇湿地去除NO3-的一条主要途径，也是永久性去除氮的最主要的自然过程。
湿在处理系统是利用土壤——微生物——植物组成的生态系统的自我调控机制和对污染物的综合净化功能来处理污水的，属于土地处理系的一种。它是通过土壤吸附、植物吸附降解等途径，降低进入地表水体的氮、磷化合物的含量，通过营养物质和水份的生物地球化学循环，促进绿色植物生长并使其增产，实现废水无害化与资源化的常年性生态系。
4 结论、建议
（1）异龙湖流域种植豆科作物污染最小，应大力提但倡豆科作物种植；
（2）辣椒作物污染最大，应限值发展，并重点监控，削减辣椒作物种植；
（3）村落污水污染物含量与一日三餐时间有关，污水处理系统应设立污水调节池，调节冲击负荷；
（4）村落污水在降雨过程变化无初期雨水规律，应对村落污水全部处理；
（5）种植业区域地下水污染严重，应加强施肥量控制，实施合理施肥措施；
（6）村落对地下水污染严重，应进行彻底的改厕、改厩措施；
（7）养鸡场对地下水污染严重，应加强对养鸡场粪池维护的监督和管理；
（8）排灌渠地表水污染严重，应加大对化肥和农药兑水施肥与打药活动的引导和监督；
（9）径流小区监测结果表明，目前使用的种植业面源污染物产生量总偏小，应逐步完善产生量校正；
（10）种植业非点源污染最有效措施为河道缓冲带技术、秸秆覆盖措施、粪尿分离式厕所技术、合理施肥措施，建议以上措施和工程均可以技术指导和补贴方式推动乡镇完成。