河南农村黑臭水体及影响因素调查与分析

王莉; 姜惠源; 李亭亭; 李洁; 刘驰; Li WANG; Hui-yuan JIANG; Ting-ting LI; Jie LI; Chi LIU

中国农村水利水电 ›› 2021 ›› (3) : 1-5,12.

水环境与水生态

河南农村黑臭水体及影响因素调查与分析

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Investigation and Analysis of the Present Situation of Water Body in Rural Areas of Henan Province

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摘要

农村黑臭水体的存在一直阻碍着农村经济发展以及农村居民生活质量的提升。通过实地调研与问卷调查相结合的方式，对河南省农村84个水体进行信息采集，参考了黑臭程度，水体面积，水体污染类型等指标。结果显示所调研水体内轻度黑臭53.57%、中度黑臭27.38%，重度黑臭19.05%，整体呈现轻至中度黑臭；分析5种污染类型地区占比和特点，发现了工业废水污染相较于其他4种污染类型与人口密度呈更高的正相关关系；水体面积与污染程度呈一定负相关关系。通过了解河南农村污染水体基础信息，推动河南省农村黑臭水体治理修复工作。

Abstract

The existence of black and odorous water body in rural areas has been hindering the development of rural economy and the improvement of rural residents' living quality. In this paper， information is collected from 84 water bodies in rural areas of Henan Province by means of field investigations and questionnaires. It refers to the black smelly degree， water area and pollution type. The black and odorous water in Henan Province in mild black smelly accounts for 27.38%， 53.57% is moderate black smelly， heavy black smelly water accounts for 19.05%，the overall water presents light to moderate black odor characteristics. After analyzing five types of pollution area and the characteristic， it is found that industrial wastewater pollution has a higher positive correlation with population density than other four pollution types. There is a negative correlation between water area and pollution degree. Through understanding the basic information of rural polluted water in Henan Province， it will promote the treatment and restoration of black and odorous water bodies in rural areas in Henan Province.

关键词

农村黑臭水体 / 污染类型 / 现状调研 / 关系分析

Key words

black and odorous water in rural areas / pollution types / current situation investigation / relational analysis

基金

国家水体污染控制与治理科技重大专项(2015ZX07204-002-05)

国家自然科学基金联合项目(U1704125)

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王莉 , 姜惠源 , 李亭亭 , 李洁 , 刘驰. 河南农村黑臭水体及影响因素调查与分析[J].中国农村水利水电, 2021(3): 1-5,12

Li WANG , Hui-yuan JIANG , Ting-ting LI , Jie LI , Chi LIU. Investigation and Analysis of the Present Situation of Water Body in Rural Areas of Henan Province[J].China Rural Water and Hydropower, 2021(3): 1-5,12

0 引言

水体黑臭，即当大量有机污染物进入水体，微生物氧化分解使水体溶解氧浓度降低，呈现缺氧或厌氧状态，同时，厌氧微生物促进部分有机物发酵，产生H₂S、NH₃等恶臭气体，造成水体发臭。黑臭水体也受到Fe、Mn污染、藻类及底泥污染和水动力条件等因素影响，是一个非常复杂的过程^［1-3］。“十九大”召开以来，中央明确要推进水污染防治。《2018中国生态环境状况公报》显示全国地表水Ⅰ～Ⅲ类水质断面占71.0%，上升3.1%；劣Ⅴ类占6.7%，下降1.6%^［4］。城市黑臭水体经过整治明显好转，但占全国面积90%的农村地区污染现状仍触目惊心^［5］。我国水资源总量丰富，但人均占有量仅为世界人均水平1/4^［6，7］，河南省人均占有量更不及全国人均水平1/5，用水需求增加与水污染形势恶化矛盾加剧，全省水环境状况堪忧。此外，多地农村饮用水指标严重超标，居民饮水安全、生活生产用水品质难以保障，严重影响农村居民身心健康及生活质量^［8］。目前，农村黑臭水体整治工作仍存在诸多不足：①水体污染资料有限；②水体治理工作起步晚、基础薄；③环保宣传效果不佳及居民环保意识淡薄^［9，10］。亟须对河南农村黑臭水体进行调研，以便尽早开展黑臭水体治理工作。

基于重点水源地保护区、代表性农村地区两原则筛选出5个地区，通过实地调研及问卷调查的方式，对84个黑臭水体污染信息收集，以了解农村水体污染现状，助力农村地区水质改善。

1 调研方法

1.1 调研区域

基于重点水源地保护区和代表性地区两原则，共于河南省选取5个地区，其中重点水源地保护区一个：南阳淅川县（南水北调中线工程核心水源区）；代表性地区4个：驻马店正阳县、商丘虞城县、周口扶沟县（少部分分散于郸城县，沈丘县，西华县，鹿邑县）、焦作博爱县。本次所调研水体点位涵盖河南中部、西南部、东部、东南部、西北部，空间分布较为均匀；调研地区存在平原、山地、盆地等地貌，地形丰富；所涉及流域较广，包括黄河流域、长江流域、淮河流域；且各地农村常住人口相对集中，人口密度范围为238~885人/km²；各地均以农业为第一产业，产业比例各异，既存在类似正阳县这样以花生、生猪、小麦等农业经济作物闻名的地区，也存在像博爱县这样形成了汽车零部件、生物化工、服装纺织、食品加工四大产业的工业发展较成熟地区，各地产业种类丰富，基本可以代表河南省农村水体现实情况。

图1 调研地区分布图

Fig.1 Distribution map of survey areas

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1.2 调研方法

调研时间为2019年7月中旬至11月中旬，采用实地调查为主，问卷调查及询问当地居民为辅的调研方法进行信息收集工作。

调研主要信息包括：水体黑臭程度，水体长宽及水量，主要污染类型。

（1）水体黑臭程度采用人为感官直接判断法^{［11，12］}（见表1）。

表1 黑臭水体感官判别标准

Tab.1 Sensory discrimination criteria of black and smelly water body

黑臭程度	判别标准
轻度黑臭	蹲身靠近水面，鼻尖与水体距离0.5 m内，有臭味、水体颜色为黄(灰）绿色
中度黑臭	站立距离水体1 m内，有臭味、水体颜色为灰褐色
重度黑臭	站立距离水体1 m外，有臭味、水体颜色为黑色

（2）水体长宽及水量：用于统计黑臭水体面积及水量。

（3）水体污染类型：农村生活污染，农业种植污染，工业废水污染，畜禽养殖污染，水产养殖污染。

2 结果及分析

2.1 污染现状

2.1.1 河南农村水体污染现状

由图2知河南省农村轻、中、重度黑臭水体分别占53.57%、27.38%、19.05%，整体呈现轻至中度黑臭，表明目前农村水体污染形势不容乐观。图3显示水体污染类型中农村生活污染高居榜首，占比达59.25%，远高于排名第二的农业种植污染（15.48%）和第三的工业废水污染（14.29%），可将农村生活污染初步定义为污染首要来源。此外，畜禽养殖污染占8.33%，水产养殖污染占2.38%。从污染类型占比分析，河南省农村主要污

图2 总水体黑臭程度占比图

Fig.2 Proportion of total water black and odorous degree

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图3 总水体污染类型占比图

Fig.3 Proportion of total water pollution types

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染类型为农村生活污染，次要污染类型为农业种植污染和工业废水污染。

从图4整体来看，农村生活污染在轻中重度污染水体分别占66.67%、52.17%、56.25%，均超过50%，是3种黑臭程度水体共有的主要污染类型，再次验证其为农村水体主要污染类型的结论。轻度黑臭水体中农业种植污染和工业废水污染均占13.33%，仅次于农村生活污染，是轻度黑臭水体次要污染源，按此原则分析，中度黑臭水体次要污染类型为农业种植污染（26.09%），畜禽养殖污染（18.75%）则为重度黑臭水体次要污染类型。

图4 3种黑臭程度水体的污染类型占比

Fig.4 Proportion of pollution types in three black and smelly water bodies

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2.1.2 各地区农村水体污染现状

为方便定义各地区农村水体污染程度，制定以下原则划分。将轻度黑臭水体占比˃60%的地区定义为轻度黑臭地区；轻度黑臭占比40%~60%，同时中度黑臭占比˃25%地区定义为轻至中度黑臭地区；将轻度黑臭占比≤40%且中度黑臭˃40%占比地区定为中度黑臭地区。

黑臭水体数量通常在地区之间存在差异，且具有一定聚集性^［13］。由图5可知，商丘虞城县、周口扶沟县为轻度黑臭污染地区；南阳淅川县为轻至中度黑臭污染地区；驻马店正阳县、焦作博爱县为中度黑臭地区。参考各地区水体黑臭程度占比，按水体污染程度从高到低排序依次为：焦作博爱县>驻马店正阳县>南阳淅川县>周口扶沟县>商丘虞城县。从空间分布来看，省内呈现出西部地区污染普遍高于东部的特点。

图5 地区水体黑臭程度占比图

Fig.5 Proportion of black and smelly water in the region

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由图6可知，各地区中农村生活污染占比均超过50%，为五地共有的主要污染类型，其中商丘虞城县占比最高（80%），也是最典型的农村生活污染地区；此外，该地畜禽养殖污染占比10%，占比排名第二，是商丘虞城县的次要污然类型。按此原则划分，5个地区农村黑臭水体的主要污染类型和次要污染类型总结于表2。

图6 各地区黑臭水体污染类型占比图

Fig.6 The proportion of pollution types in black and smelly water in various regions

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表2 各地区主要污染类型和次要污染类型信息表

Tab.2 The major pollution types and minor pollution types in each region

地区	驻马店正阳县	商丘虞城县	南阳市淅川县	周口市扶沟县	焦作市博爱县
主要污染类型	均为农村生活污染
次要污染类型	农业种植污染	畜禽养殖污染	农业种植污染	工业废水污染	工业废水污染

2.2 不同污染类型现状及特点

对图7分析，由于水产养殖污染水体数量过少（2个），为避免偶然性，只对其余4种污染类型的黑臭程度排名，由高到低次序为：畜禽养殖污染>工业废水污染>农业种植污染>农村生活污染。

图7 污染类型水体的黑臭程度占比图

Fig.7 Proportion of black and odorous degree in polluted water

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2.2.1 农村生活污染

所调研农村生活污染类型水体轻度∶中度∶重度=60.8%∶21.6%∶17.6%，整体呈轻度黑臭。同时，图4显示3种黑臭程度中其占比均超过50%，农村生活污染已然是河南农村黑臭水体治理工作的头号大敌。虽该类型水体内重度黑臭占比相对较低，但农村人口众多，分布最为广泛，现存污染数量最大。由于地区管理及规划不力、设施建设欠缺、资金与技术投入有限^［14］及居民环境意识淡薄的共同作用致使如今农村生活污染占据“半边天下”的局面，农村生活污染治理将会是整个农村黑臭水体治理工作的重中之重。

2.2.2 农业种植污染

所调研农业种植污染类型水体轻度∶中度∶重度=46.2%∶46.2%∶7.6%，整体呈现轻至中度黑臭。由图4可知，该污染类型中度黑臭水体占比最大，达到26.09%，其他两种黑臭程度占比分别为13.33%（轻度黑臭）、6.25%（重度黑臭）。农业种植污染黑臭水体数量仅次于农村生活污染，且分布广泛，河南作为农业大省，农村更是农业种植的基本场地，面源污染严重。农业种植小规模，分散性，种植人员文化素质不高，农药化肥不科学施用等原因使得污染物由土壤面源污染转移至水体^{［15，16］}，造成了如今农业种植污染面积增大，污染程度加重的现状，亟须得到重视。

2.2.3 工业废水污染

所调研工业废水污染类型水体轻度∶中度∶重度=45.4%∶46.4%∶18.2%，整体呈现轻至中度黑臭。同时，由图4可知，3种黑臭程度中工业废水污染占比均达13%左右。该污染类型水体的数量与农业种植污染相近，但工业水体污染程度相对较重，且水体分布与地区工业发展状况有关。近些年来，许多工业企业正在环保转型，不断提高污水排放标准，但早年遗留未得处理的污染以及部分作坊偷排致使农村地区工业污染难以得到有效整治。

2.2.4 畜禽养殖污染

所调研畜禽养殖污染类型水体轻度∶中度∶重度=28.6%∶28.6%∶42.8%，整体呈中至重度黑臭。同时，由图4可知，所有轻度黑臭水体中受畜禽养殖污染占4.44%，中度黑臭水体中占8.7%，重度黑臭水体中占18.75%，呈现一定上升趋势，畜禽养殖污水表现出较强的致重度黑臭性。所调研区域个人养殖户偏多，也存在两处规模养殖厂。畜禽养殖污染整体呈现水体数量少，整体分散，区域集中，污染程度较严重的特点。部分区域小型养殖场临近水体，禽类粪便不经处理直接入水，药品和饲料不科学投放加之水体流动性差、自净能力有限等多种因素加重了周边水质恶化的局面^{［17，18］}。

2.2.5 水产养殖污染

本次水产养殖污染类型水体仅有两个，轻度黑臭、重度黑臭各一个，且均位于驻马店正阳县。仅凭借这两例初步判断，水产养殖污染水体呈现分布相对集中，数量少，污染程度高的特点。

2.3 人口密度与污染类型相关关系

人口密度一定程度也影响着地区水体的污染程度和污染类型^{［19，20］}。将人口密度结合各地总污染程度综合分析，除焦作博爱县人口密度和污染程度均占首位之外，其他四地人口密度和污染程度无明显相关性。对污染类型和人口密度关系进行分析，采用各地区人口密度排名对各地区污染类型占比排名进行分析，列出表3。由表3可知，五地人口密度排行：焦作市博爱县>周口市扶沟县>商丘市虞城县>驻马店市正阳县>南阳市淅川县。其中工业废水污染和畜禽养殖污染的指数P最小，均为1.2，说明这两种污染类型在各地区占比排名与当地人口密度排名差距最小，工业废水污染（11个）和畜禽养殖污染（7个）水体数量与人口密度呈现一定程度的正相关关系，同时因为工业废水污染水体基数更大，所以相较于畜禽养殖污染，工业废水污染水体数量与人口密度正相关性更高。

表3 各地区污染类型占比排名与人口密度排名表

Tab.3 A ranking table of pollution types and population density of each region

地区代号i	污染类型占比排名	农村生活污染	农业种植污染	工业废水污染	畜禽养殖污染	人口密度排名	人口密度/ （人·km^-2）
1	焦作博爱县	5	4	1	1	1	885
2	周口扶沟县	4	3	2	4	2	639
3	商丘虞城县	1	5	4	2	3	567
4	驻马店正阳县	3	1	5	3	4	436
5	南阳淅川县	2	2	3	5	5	238
	相关指数	6.8	6.4	1.2	1.2

P (污 染 类 型) = \frac{\sum {(T_{i} - D_{i})}^{2}}{5} (i = 1,2, 3,4, 5)

（1）

式中：P为相关指数；T_i 为各地区该污染类型排名；D_i 为各地区人口密度排名；

例：P（农村生活污染）=［（5-1）²+（4-2）²+（1-3）²+（3-4）²+（2-5）²］/5=6.8

备注：水产养殖污染均位于驻马店正阳县，因此不做参考。

2.4 水体面积与污染程度分析

由于部分水体面积尺寸不够精确，因此从84个水体中筛选出61个面积方便计算的调研水体，其中，轻度黑臭水体35个，中度黑臭水体15个，重度黑臭水体11个。参考水体面积，数量及占比等因素，将面积≤90 m²水体定义为小型水体，面积90~400 m²水体定义为中型水体，面积≥400 m²定义为大型水体，3种黑臭程度中不同面积占比如图8所示。

图8 黑臭水体面积占比图

Fig.8 Area proportion of black and smelly water

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水体面积越大，水体环境容量越大以及水体自净能力更强，反之则会导致水体环境容量较小，水体自净能力不佳。由图8可知，3种黑臭程度水体中3种面积大小比例分布较为均匀。其中，从轻度黑臭水体到重度黑臭水体，小型水体呈增长趋势，中型水体无明显变化，大型水体呈减少趋势。整体看来，水体的面积与黑臭程度呈现一定负相关关系。

3 结论

（1）河南农村水体整体呈现轻至中度黑臭。所调研五地水体黑臭程度占比为轻度∶中度∶重度=53.57%∶27.38%∶19.05%，各地农村污染程度从高到低依次为：焦作市博爱县（中度黑臭）、驻马店市正阳县（中度黑臭）、南阳市淅川县（轻至中度黑臭）、周口市扶沟县等五县（轻度黑臭）、商丘市虞城县（轻度黑臭）。

（2）农村生活污染是河南农村水体主要污染类型，同时也是调研五地的主要污染类型。次要污染类型则因地而异，驻马店正阳县、商丘虞城县、南阳市淅川县为农业种植污染，周口市扶沟县和焦作市博爱县为工业废水污染。除水产养殖外其余4种污染类型水体黑臭程度由高到低次序为：畜禽养殖污染>工业废水污染>农业种植污染>农村生活污染。工业废水污染、畜禽养殖污染与人口密度呈现相对较高正相关关系，其中工业废水污染相关性最高。

（3）水体面积与水体黑臭程度呈现一定负相关关系：从轻度黑臭水体到重度黑臭水体，小型水体数量呈增长趋势，中型水体数量无明显变化，大型水体数量逐渐减少。

参考文献

原文顺序 | 文献年度倒序 | 文中引用次数倒序

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1 调研方法
1.1 调研区域
图1 调研地区分布图
1.2 调研方法
表1 黑臭水体感官判别标准
2 结果及分析
2.1 污染现状
2.1.1 河南农村水体污染现状
图2 总水体黑臭程度占比图
图3 总水体污染类型占比图
图4 3种黑臭程度水体的污染类型占比
2.1.2 各地区农村水体污染现状
图5 地区水体黑臭程度占比图
图6 各地区黑臭水体污染类型占比图
表2 各地区主要污染类型和次要污染类型信息表
2.2 不同污染类型现状及特点
图7 污染类型水体的黑臭程度占比图
2.2.1 农村生活污染
2.2.2 农业种植污染
2.2.3 工业废水污染
2.2.4 畜禽养殖污染
2.2.5 水产养殖污染
2.3 人口密度与污染类型相关关系
表3 各地区污染类型占比排名与人口密度排名表
2.4 水体面积与污染程度分析
图8 黑臭水体面积占比图
3 结论
参考文献

收稿日期	出版日期
2020-04-26	2021-03-15
发布日期
2021-04-07

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