摘 要：小流域面污染主要针对农业生产活动产生的地表水系污染问题，农业生产中使用的有机肥、化学肥料、农药等会随降雨进入周围的地表水系中，进而严重污染水体，危害水中的动植物资源，土壤气候、地质水文条件等也和此类污染存在紧密的关联。在防治这种污染情况时，要根据污染特点以及各类环境影响因素、人为因素等建立完善的指标体系，然后以此为根据形成污染防治措施。分析了小流域面污染的指标体系内容，并且制定了具体的污染指标监测方法。
关键词：小流域面源污染；监测技术；指标体系；监测方法
在农业生产活动中，农药、化肥以及动物粪便的使用非常频繁，农药造成的残留会随着雨水进入地表水及地下水系统中，化肥和动物粪便虽然能够提高土壤肥力，促进农作物生长，但是如果进入地表水系统有可能引起水体富营养化，这也是一种典型的污染源。通常这些农业生产活动造成的水体污染呈现出小流域的特点，虽然其单次污染的面积比较小，但污染源分布广泛，整体的影响范围非常大，因而在农业污染治理中必须加强对小流域污染的控制。
1小流域面源污染的特点
1.1污染源分散，污染扩散时间长
（1）小流域面源污染以农业生产活动造成的土壤及水体污染为主，我国的农田分配以家庭为单位，目前还难以形成大农场作业模式，这些客观情况决定了小流域面源污染相对分散的特点。另一方面，河流、湖泊、水库等地表水资源的分布也非常不均匀，南方地区较为密集，北方地区相对较少。分割的地表水系也是促成小流域面源污染分散性特点的关键影响因素。
（2）农业、化肥等污染物主要通过雨水以及小型的地表水系逐渐进入当地的河流和湖泊系统中，因此，污染物通过地表径流扩散开来需要一定的时间。
1.2污染广泛，监测难度大
（1）污染物质类型多样。实际上可造成小流域面源污染的物质远不止农药和化肥，农业生产区域内也会产生一些生活垃圾和工业垃圾，农业活动中使用的地膜难以降解，如果相关生产区域存在水土流失的情况，土壤无法保持住这些污染物，在地表水的作用下就会进入周边的水系，因此，其污染物质的类型呈现出广泛性、多样性的特点。
（2）污染造成的危害具有广泛性。污染物进入地表水系中首先会影响到微生物、鱼类等水生动物的存活，同时这些地表水用于农业灌溉，农作物会吸收农药中的有害物质，进而通过食物进入人体内部。总之，人、动物、植物、土壤、地表水系以及地下水等都会受到这些污染物的影响。
（3）监测难度大。小流域面源污染本身比较分散，再加上地表水系存在一定的流动性，这些情况增加了此类污染的监测难度。
2小流域面源污染指标体系
要有效治理小流域面源污染，就必须建立起完善的污染指标监测体系，从自然环境危害和社会危害两个层面去构建指标体系，进而充分评估其潜在的危害。
2.1自然环境监测指标
2.1.1地形地貌
在这一层面要掌握的情况包括地表水系的分布、地表水系的特点（流动水还是静态水）、周边土壤的水土流失情况、土壤层坡度以及坡长等。这些地形地貌因素在一定程度上决定了污染物的扩散速度和扩散范围，对污染防治起到重要的指导作用，主要的调查方法为“3S”法和实地考察法。
2.1.2气象指标
这一指标体系包括了当地的年平均气温、有记录的最高气温、有记录的最低气温、年平均降水量、最大的降水强度、日照强度、年蒸发量等。这些数据可通过当地的资料来获取，也可通过观测的方式来获取。
2.1.3土壤指标组
土壤中的影响因素非常多，土壤具有多种类型，含水量大的土壤易于吸附污染物，植被覆盖少的土壤提高了污染扩散的概率。可通过实地调查的方法掌握土壤类型和土壤地质结构指标。借助查阅资料、实地检测等方法掌握土壤的酸碱度、含水率、透水率、氮磷含量、有机质含量等指标。另外，大气污染、工业污染以及固体废物污染造成土壤中的重金属元素大幅增加，这一点也是土壤指标组的重点监测内容，主要是针对汞、铬、铅、砷、镍、锌元素及其化合物的监测。
2.1.4植被指标组
植被覆盖率高的地区能够有效地保持水土，减少降雨和地表径流向周围水系的扩散，这样可在一定程度上降低小流域面源污染。植被指标组的主要监测内容是植被的类型和植被的覆盖面积。
2.1.5水文指标组
小流域面源污染的严重程度、影响范围以及危害治理在很大程度上受到当地水文条件的影响。水文指标组的监测内容包括以下方面。
（1）周边的地表水系。重点掌握自然河流和人工输水的情况，同时要监测这些流动水的泥沙含量、径流深度、氮磷含量、水生生物情况等。
（2）检测水体中的污染物情况，如有机污染物、重金金属元素等，基本上土壤中的主要污染物都会体现在周边的径流中。
2.2社会经济因素指标组
一个地区的农业污染程度和当地的人类经济活动具有非常密切的联系。人口密度较大的乡村地区通常在农业种植面积上也更大，进而导致其在化肥、有机肥以及农药使用量上也更加突出。在社会经济指标因素组中重点监察人口数量、耕地面积、草原面积、林地面积，同时还要监测农药使用量、农药种类，化肥使用量和化肥种类等。
3小流域面源污染的监测方法
3.1明确待监测的对象
小流域面源污染虽然单个污染面积较小，但是数量较多，并且这些污染源中产生的污染物会随着地表水系进入周围的河流系统中，因此，污染源头在上游的农业生产区以及周边的水系。要对其实施有效的监测，至少要做好以下几个方面的工作。
（1）获取当地综合性资料。所在地区的地质信息、土壤信息、气候信息、水文信息等均由当地行政管理部门所掌握，因而在开展小流域面源污染的监测时要先获得当地政府的全面支持，这样才能及时获取资料，完成指标体系的建立。
（2）筛选出满足监测要求的小流域。监测对象要满足一定的条件，面积不能过大，一般要控制在100km2之下，同时该流域的水体只能具备一个出口，使其汇聚在一起。该流域的边界要相对清晰，最好是没有河流补充其水源。
（3）通常一个被监测的流域内存在相互关联的几个小流域，可将其划分成若干个小的监测单位。
（4）选用综合性的监测方法。监测指标种类较多，有些指标数据要经过长时间的监测才能获取，如当地的年降雨量、历史最大降雨量等。此类数据只能通过查阅资料来获取。还有些指标和人近期的活动密切相关，如化肥和农药的使用情况，这些要以现场实地调查的结果为准。在监测这些指标体系时要综合运用多种方法。
（5）掌握现有的监测站点信息。有些小流域区域内已经设置了一定数量的监测点，只不过由于其他的研究性活动，这些数据中有些可直接利用。
（6）筛选出最佳的监测对象。在科学的调研中通常会同时观察多个监测对象，然后对比其各自的优缺点，从农业活动、自然条件、水文条件、土壤条件等多个方面评估其监测价值，最终确定出最佳的监测对象。
3.2确定合理的监测指标体系
面对具体的监测对象时，指标体系组中的二级指标存在较大的差异，例如，当地流域面积内存在的重金属污染物在种类上可能存在其独特性，受到周边工业生产、农业生产活动的影响。监测人员要通过大量的前期调研工作筛选出具体的监测指标，这一环节中依据的主要原理是面源污染。其含义是污染物在某个流域面积内通过土壤、降雨、地下水、地表径流等形式向周围扩散，进而形成污染面。这一过程中应该从两个维度去开展调查。
（1）地面指标体系。主要是地表附近的一些监控参数，常见的包括降雨、土壤类型、水文分布、水体中的泥沙含量等，当地农药、化肥、有机肥料、垃圾污染情况等也都涵盖其中。
（2）分布在空间内的指标。例如，地形地貌、坡度、植被种类及植被覆盖情况等，相关数据通常要使用卫星、遥感、地理信息技术等来获取。
3.3采用正确的监测设备
小流域面污染的监测中涵盖了气候、土壤、水文、植被、地形地貌等在内的各类型。有些监测指标是以具体的物质测量结果为依据，如土壤的酸碱度、含水率。有些监测指标以电子化的测量信息为依据，如坡度、土壤厚度等。不同的监测指标要采用合适的检测设备来获取数据。
（1）实地检测类指标。这些指标以技术人员实际测量结果为准，使用的设备大多是一些取样工具。例如，监测土壤重金属污染情况时要在各个监测点获取土壤样本，将其存储在干燥的样品盒或者样品杯中，做好标记和密封。采流域内河水的pH时可直接使用pH试纸，如果对检测精度要求比较高，还可直接采集水体样本，封存在干净的瓶子中，样本采集结束之后在实验室中开展科学的研究，获取精确的数据。
（2）立体空间指标的采集设备。如果要获取被监测对象的三维数据图，包括水域分布、植被覆盖、地形地貌等基础数据时，可采用“3S”技术，可使用无人机或者卫星直接获取相关信息。一般的监测单位并不具备这样的条件，此时只能委托专业的机构来完成这些任务。
3.4调查指标数据的方法
3.4.1资料查阅法资料调查法只能用于无法在短期内获取或者获取成本非常高的监测指标。例如，监测地区的每年的总体降雨量、历史最大降雨量、历史最高气温和最低气温等。降雨量这一指标一般的单位没有能力检测，并且其时间跨度太大，此类数据要根据国家有关部门提供的数据来确定。资料查阅法的优点在于成本低，速度快，同时相关数据也都比较权威，可信度高。
3.4.2田野调查法这种指标获取方法以实地考察为主，可称为田野调查法、地面观测法等，总之都是要求技术人员携带设备到现场去直接测量数据。此类指标的特点是短期内的变化比较大，历史数据参考价值低，只能以最新数据为准。例如，农业活动中使用的化肥和农药具有季节性的特点，冬季气候寒冷，尤其是北方地区，种植活动较少，农药使用量很少[6]。而春耕以及后续的养护阶段，化肥和农药使用量逐渐上升，这些指标基本上要实地检测。
3.4.3“3S”技术小流域面污染源的总体面积虽然不算很大，但是有些监控指标也难以完全采用人工方式来获取，尤其是整体性的空间信息，GPS、地理信息系技术以及遥感技术等在这些检测活动中具有非常显著的应用价值，其效果和效率都非常突出。
3.5数据分析
污染情况的评价以具体的数据为依据，这也是建立指标体系的原因。具体一般要经过如下流程。
（1）数据的收集和整理。通过各种技术手段获取初步的数据之后，还要对这些数据进行整理，有些数据因为采样不标准或者处理方法不规范，与其他正常的数据存在过大差异，这种数据的质量不高，参考价值不大，应该将其剔除掉，否则会导致最终的处理结果出现过大的误差。
（2）形成科学的数据分析模型。由于被监测流域的面积相对较大，并且其内部还可能存在多个子流域，这就要求监测技术人员采用正确的模型来分析相关数据，不同的监控指标在数据处理方法上也存在较大的差异，有些数据直接取多次测量结果的平均值，有些数据要代入特定的公式内完成计算。环境污染评估的理论体系已经比较完善，相关的理论模型也非常成熟，工程技术人员处理数据时要正确运用现有的模型和公式，确保数据处理的正确性和精确性。小流域面污染采用的数据模型要符合面污染源的特点，目前与之相关的污染分析模型包括SWAT、HSPF等。以SWAT模型为例，其中包括多种类型的子模型，能够将水文、土壤等因素包含进来，在污染分析方面可取得比较突出的效果。
3.6制定污染防治对策
监控小流域面污染的主要目的是对相关流域内的污染物质、污染程度、污染扩散规律等实现全面地掌握，然后在其基础上制定出科学的污染防治策略。具体可遵循以下步骤来实施：
（1）减少污染物质的使用。农药、生活垃圾等是污染的源头，如果能采用合理的技术，如生物防治，减少农药的使用量，就可进一步减少相关区域内的水资源污染。
（2）阻断污染物扩散的途径。农业活动中的污染物主要是通过降雨流入周围的地表水系中，可通过设置排水沟、增加植被覆盖、改变局部地形地貌等措施阻断雨水径流至周边地区的河流中。
（3）治理已经受污染的水域。对于受农业生产活动影响而被污染的水域，应该及时采取措施治理相关污染，通过以上3个层次的措施，可有效减少小流域面污染，进而对地表水系起到良好的保护作用。
4结束语
小流域面污染的防治技术依托于对各类污染指标的监控，因此，要取得良好的污染防治效果，就应该根据此类污染的特点，建立起完善的污染监控指标体系。具体包括了多个层面的内容，如主要的污染物质类型、土壤条件、气候条件、水文条件等。污染物是直接因素，其他指标起到了间接的污染扩散作用。在监测这些污染因素时，要综合运用多种方法，合理选择监测对象，明确具体的监测指标，采用正确的监测方法，获取并分析数据。
作者：崔然 刘敏 潘宁 单位：山东省泰安生态环境监测中心
