农业面源污染已成为我国农业农村极为突出的环境问题，是导致水环境恶化的主要原因^{[1, 2]}。而太湖流域是我国人口密度最大、工农业生产发达、国民经济产值和人均收入增长幅度最快的地区，同样是我国农业面源污染的典型区域。据统计，太湖流域来自农业农村面源的COD、总氮、氨氮、总磷分别占各自总量的45.2%、51.3%、43.4%、67.5%，是太湖流域的首要污染源^[3]。太湖流域农业面源污染的形势严峻，成为长三角地区乃至全国农业面源污染治理的焦点。

苏州地处太湖之滨，近年来经济高速发展，是太湖流域重要的城镇，对太湖流域水质改善具有重要地位。近年来，苏州市对工业点源污染进行了大力整治，取得了较好的进展，工业和城镇污染量明显降低。但针对广大农业农村污染，污染量大、污染面广，日益成为苏州市主要的污染源。近年来，太湖流域进行了农业污染的源解析^{[4, 5]}，但研究角度多仅着眼于此，而在农业面源污染造成的水质的危害后果及程度研究方面较少^[6]。特别是针对苏州市，还缺乏针对农业面源污染总量统计、各农业产业的源强和各县（市）污染排放贡献率等的分析，严重阻碍了农业面源污染的减控工作。因此，亟需开展苏州市农业面源污染源强统计和分析，为太湖地区乃至全国经济高度发展地区的区域农业面源污染的调查和分析提供参考。 1 材料与方法 1.1 数据来源

（1）本文将苏州市分成5县（市或区），分别为苏州市区（包括姑苏区、吴中区、相城区、高新区、工业园区和吴江区）、常熟市、张家港市、昆山市和太仓市。

（2）种植业（包括林地）、畜禽、水产、农村生活、农村人口等基础数据选自2013年苏州市统计年鉴^[7]，其中林地统计数据来自于2012年苏州市统计年鉴^[7]。

（3）各县（市）地表水资源数据选自2012年苏州市水资源公报^[8]。

（4）各县（市）农林牧总产值数据选自各县市2012年国民经济和社会发展统计公报^[9]。具体数据见表 1。

表 1 苏州市农业统计数据 Table 1 The agricultural statistics data of Suzhou City

表选项

本文种植业、畜禽和水产行业的排污系数选自第一次全国污染源普查农业污染源肥料流失系数手册、畜禽养殖业源产排污系数手册以及水产养殖业污染源产排污系数手册，而农村生活排污系数来自“村镇生活污染防治最佳可行技术指南（试行）”，具体见表 2。

表 2 农业面源各行业产污系数 Table 2 The pollution producing ratio of all agricultural non-point industries

表选项

采用等标排放量评价方法对苏州市农业面源污染进行分析，该方法主要反映污染源本身潜在的污染水平，采用等标污染负荷法对污染源进行评价，把污染源污染物的排放量转化为“把污染物全部稀释到评价标准所需要的介质量”，使得同一污染源所排放的污染物之间、不同污染源之间在对环境的潜在影响上进行比较成为可能^[10]。以“地表水环境质量标准”（GB 3838—2002）规定的Ⅲ类标准为依据，评价COD、总氮和总磷等指标，规定的COD为20 mg·L^-1，总氮为1.0 mg·L^-1，总磷为0.2 mg·L^{-1 [11]}。评价标准的计算公式为：

式中，Q_i是i污染物的年排放量（t·a^-1）；S_i是评价标准（mg·L^-1）；D_i为等标排放量（10⁶ m³·a^-1） ^[12]。

D的物理意义是：将Q数量的污染物稀释到评价标准的浓度，需要用多少量的纯净水。进而可以计算污染源和污染物的等标负荷比（率），反映了各位污染物对水体环境影响的大小，计算公式如下：

（1）农业面源污染造成的水质浓度

某污染物水质浓度=（该污染物绝对实物排放量×进入地表水系数）/该地区地表水资源总量

农业面源污染进入地表水的系数还未有成熟的计算方法，而且针对不同产生源、产生源的位置、污染物排放规律等均相关。本文采用《太湖流域主要入湖河流水环境综合整治规划编制技术规范》的入河系数，种植业系数0.1~0.3，畜禽养殖系数0.5~0.8，水产养殖系数0.8~1.0，农村生活系数0.1~0.2，本文取中间值，种植业、畜禽养殖、水产养殖和农村生活的入河系数分别取0.2、0.65、0.9和0.15。

（2）农业面源污染造成的水质指数

单项水质指数=污染物排放浓度/环境质量标准

本文以“地表水环境质量标准” （GB 3838—2002）规定的Ⅲ类水为基准，规定的COD为20 mg·L^-1，总氮为1.0 mg·L^-1，总磷为0.2 mg·L^-1，氨氮为1.0 mg·L^-1。

综合水质指数采用内梅罗（Nemerow）法计算^[15]：

式中，P为内梅罗综合指数，（C_i/S_i）_max为单项水质指数的最大值，（C_i /S_i）_ave为水质指数的平均值。具体评价标准见表 3 ^[16]。

表 3 内梅罗综合水质指数评价标准 Table 3 The comprehensive water quality index evaluation standard by Nemerow

表选项

苏州市农业面源每年排放COD 171 268.2 t、氨氮6 510.5 t、总氮21 839.3 t、总磷3 335.7 t （表 4）。虽然苏州工业经济高度发展，但农业面源的污染物排放量依旧很大。按照来源来分，畜禽养殖业是农业面源COD排放的重要来源，占74.55%；而水产养殖、农村生活源和种植业分别占10.70%、10.21%和4.54%。但是，农村生活是氨氮和总氮的最主要来源，分别占65.49%和39.05%；而畜禽养殖是氨氮的第二大排放源，占18.19%；种植业和水产养殖居后，占8.90%和7.41%。除农村生活源外，总氮排放依次为种植业29.78%>畜禽养殖23.81%>水产养殖7.37%。与COD排放一致，畜禽养殖是总磷的主要排放源，占42.56%，种植业和农村生活基本接近，分别为26.55%和21.41%，水产养殖源仅占9.49%。

表 4 苏州市农业面源污染物行业来源情况 Table 4 The industry sources of agricultural non-point source pollution in Suzhou

表选项

按照产生区域来看（表 5），太仓市的COD和总磷排放居首，分别占48.88%和32.83%，主要是太仓市家禽养殖量较大所致。2012年太仓市家禽出栏量2 140万羽，占整个苏州市的73.78%，为太仓市COD和总磷排放作出“最大贡献”。而苏州市区是氨氮和总氮的最主要排放地区，分别占36.61%和35.59%。这主要是因为市区是生猪养殖量最高的地区，2012年内出栏量46.25万头，占全市的40.77%，造成该地区氮素排放量明显高于其他地区。

表 5 苏州市农业面源污染物区域来源情况 Table 5 The source region of agricultural non-point source pollution in Suzhou

表选项

按照国家地表水环境质量Ⅲ类水标准，苏州市农业面源污染物的等标排放总量达到361 亿m³，其中最大的是TP等标排放量，为166 亿m³，其次TN的等标排放量为109 亿m³，而COD的等标排放量为86 亿m³ （表 6）。也就是说，如果不考虑水环境内生态系统、水体自净、水生动植物的净化能力、河床的净化、吸附、转移、沉淀等作用，每年需要有361 亿m³的纯净水资源来容纳这些污染物，才能使苏州市的地表水达到Ⅲ标准。同时，由表 6可知，在苏州市农业面源污染物中，TP的等标污染负荷比最大，为46.12%，其次是TN为30.20%，而绝对排放量最大的COD对水体环境影响相对较小，为23.68%。

表 6 苏州各类农业面源污染物排放量及等标排放率 Table 6 The emissions and emission standard rate of agricultural non-point source pollution in Suzhou

表选项

根据内梅罗综合水质指数评价标准（表 7），苏州市农业面源污染造成的综合水质指数均值为2.6，在中等污染水平。而下属的5个镇区，市区和昆山市为轻度污染，水质综合指数为1.6和1.9；张家港市为中等污染，水质综合指数为2.7；常熟市和太仓市均属于严重污染区域，水质综合指数分别为3.1和15.0。尤其是太仓市，水质综合指数高达15.0，是严重污染线（P=3.0）的5倍，是苏州市农业面源污染风险最高的区域。

表 7 苏州市农业面源污染水质浓度与水质指数 Table 7 The water concentration and water quality index of agricultural non-point source pollution in Suzhou

表选项

由图 1可知，苏州市市区、常熟、张家港、昆山和太仓市人均农林牧产值分别为65.5万、32.2万、25.0万、18.0 万元和29.6 万元，各县（市）差距较大，其中市区最高。但人均COD、总氮、总磷和氨氮产量，太仓市均远远高于其他县（市），分别达到326.0、16.7、4.3 kg·人^-1和4.5 kg·人^-1。而其他4个县（市）人均污染物产量基本相当，人均COD、总氮、总磷和氨氮产量分别在21.9~39.6、5.4~7.5、0.6~1.1 kg·人^-1和1.9~2.1 kg·人^-1之间。相比而言，昆山市的人均农业面源污染排放量最低，COD、总氮、总磷和氨氮产量分别为21.9、5.4、0.6 kg·人^-1和1.9 kg·人^-1。

图 1 各县（市）人均污染物产量与人均农林牧产值之间的关系 Figure 1 Relationship between per capita quantity of pollutants and per capita agriculture,forestry,animal husbandry output value in Suzhou

图选项

同时，万元农林牧产值产生的COD、总氮、总磷太仓市最高，分别为145.5、7.4 kg·万元^-1和1.9 kg·万元^-1（表 8）。特别是COD，是其他地区的4~5倍，总磷也是其他地区的2倍多。相对于COD和总磷，太仓市万元农林牧产值产生的总氮仅略高于其他地区，但苏州市各县（区）万元农林牧产值产生的氨氮基本接近，在1.8~2.2 kg·万元^-1之间。

表 8 苏州各地区单位农林牧产值产生污染物 Table 8 The pollutants per agriculture,forestry, animal husbandry output value at all area in Suzhou

表选项

苏州市农业面源污染较为严重，来源丰富。从苏州市农业污染来源上看，本文结果与蔡金洲等^[17]研究的湖北省三峡库区农业面源污染主要污染源，钱秀红等^[12]研究的杭嘉湖水网平原农业非点源污染的综合调查结果基本类似，农业面源污染主要来源为畜禽养殖业、种植业和农村生活源。说明苏州市农业面源污染同属于生产与生活复合型污染。

从成分分析，总磷和总氮是影响苏州市农村地区水环境质量的重要原因，推测也是造成水体富营养化现象多见的主要原因。苏州市地处太湖地区，而太湖在20世纪80年代初都处于或接近中营养状态，此后富营养化程度持续升高，直至目前的轻度-中度富营养状态^[18]。氮磷是造成水体富营养化的主要营养元素。针对日益加剧的水体富营养化，亟需控制入河或者入湖氮磷总量^[19]。总氮和总磷主要来自畜禽养殖业、农村生活和农田施肥。因此，首先应严格控制苏州市畜禽养殖量，加大建设厌氧-好氧相结合的碳氮磷同步脱除工艺，特别要重视畜禽养殖废水磷素的去除，可采用磷酸铵镁沉淀（MAP）法对磷进行回收^[20]。同时，针对农村人口的氮素污染，应大力推进农村生活污水脱氮除磷处理设施的覆盖率，提高污水收集率，提升出水指标，降低农村生活源氮磷的排放。种植业亦是氮磷的主要来源之一，虽然苏州市种植业化肥施用强度已下降到240.8 kg·hm^{-2 [21]}，但依旧高于国际上为防止水体污染而设置的化肥使用安全上限（225 kg·hm^-2），是美国平均用量（108.4 kg·hm^-2）的2.2倍^{[17, 22]}。而且，苏州市肥料利用率偏低，特别是氮肥当季利用率仅约30%，与发达国家相差20%，与国内先进地区相差10% ^[21]。在种植业方面，应加大有机肥施用比例，尽快实现化肥的精细化控制，氮磷合理配施^[23]，并建设多级阶梯式生态拦截工程，在降低种植业氮磷源头流失的基础上，降低氮磷入河量。

从苏州市农业面源产生量与经济关系来看，昆山市人均农业面源污染物的排放量与人均农林牧产值存在一定的联系，该市人均农林牧产值最低，造成人均面源污染物的排放量较小。但其余县（市）之间并未有明显规律，可能是各县区农村集体经济较为发达，种类多样化，产业的劳动力分布不均衡，污染物产量也不尽相同，造成农村人均经济价值与污染物排放并不相关。从万元农林牧产值产生的污染物量来看，除太仓市外，其余各县（市）基本一致，推测是苏州市农村经济已经逐渐趋向于经济附加值较高的农牧产业，导致万元农林牧产值产生的污染物均一化。目前，农业面源产生量与经济之间的关系研究还较为薄弱，还需进一步加强研究。

值得一提的是，太仓市的农业面源污染现状在整个苏州市最为严重，且在人均污染物产生量及万元农林牧产值产生的污染物方面均处于首位，这可能跟农业产业结构相关，特别是太仓市大规模家禽养殖业促使污染物产生量大幅度增加，但该产业产值相对较低。因此，亟需加大太仓市农业产业结构优化调整，优化农业资源配置，淘汰或削减落后的、污染物排放量大的农业产业，从传统的大规模家禽养殖业向其他新兴或者污染少的农业产业转变，并加强面源污染的治理，将对苏州市农业面源污染的治理具有积极作用^[24]。 4 结论

苏州市农业面源污染物排放量大面广，年排放COD 171 268.2 t、氨氮6 510.5 t、总氮21 839.3 t、总磷3 335.7 t，属于典型的生产与生活复合型污染。同时，面源主要污染物来源多样，畜禽养殖业是COD和总磷排放的重要来源，而氨氮和总氮主要来自农村生活源。太仓市的COD和总磷排放量居首，而苏州市区是氨氮和总氮的最主要排放地区。农业面源污染造成的综合水质指数均值为2.6，在中等污染水平。研究结果对我国经济快速发展区域的农业面源污染减控工作的开展具有参考价值，但还需要在以下方面开展工作：（1）纳入农村垃圾、农田地膜、农药等面源污染源；（2）开展现场调研，确定各地区差异化污染物排放系数；（3）综合评价农业面源污染与经济、社会、环境质量的响应关系。