農(nóng)業(yè)清潔生產(chǎn)下的農(nóng)膜污染防治

謝　靜

提要農(nóng)膜覆蓋及農(nóng)業(yè)栽培技術(shù)的推廣在提高農(nóng)作物產(chǎn)量的同時(shí),土壤中殘膜量逐步增加,造成農(nóng)膜污染。解決農(nóng)膜污染的途徑是推進(jìn)農(nóng)業(yè)清潔生產(chǎn),把污染預(yù)防的綜合環(huán)境保護(hù)策略應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中。通過(guò)生產(chǎn)和使用能保護(hù)環(huán)境的綠色農(nóng)用品,改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)等防治措施,減少農(nóng)膜污染物的產(chǎn)生。

關(guān)鍵詞:農(nóng)業(yè)用膜;農(nóng)膜污染;清潔生產(chǎn)

中圖分類號(hào):F32文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

一、農(nóng)膜污染概述

農(nóng)業(yè)用膜有保溫、保肥、保墑、防霜凍等作用,大面積農(nóng)膜覆蓋栽培可以提高農(nóng)作物產(chǎn)量,使農(nóng)業(yè)增產(chǎn)增效。尤

其是對(duì)于新疆等典型的大陸性干旱氣候的省份,氣溫變化劇烈,低溫、干旱等災(zāi)害性天氣多發(fā),地膜栽培技術(shù)與蔬菜大棚技術(shù)的引進(jìn)和推廣,對(duì)該區(qū)農(nóng)業(yè)節(jié)水、增產(chǎn)、增效起著重要作用。因此,農(nóng)膜技術(shù)的采用對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)耕作制度的改革、種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整和高產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì)農(nóng)業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了重大而深遠(yuǎn)的影響,對(duì)增加農(nóng)民收入,脫貧致富做出了重大貢獻(xiàn),很受農(nóng)民歡迎。然而,農(nóng)膜尤其是地膜均系高分子化合物聚乙烯和聚氯乙烯,屬于不可分解塑料。廢膜如果滯留在土壤中,將形成永久性白色垃圾,這就是所謂的農(nóng)業(yè)用膜污染,又稱農(nóng)業(yè)白色污染。

二、農(nóng)膜污染的危害

由于農(nóng)膜是難分解的農(nóng)業(yè)塑料制品,農(nóng)田殘留地膜若得不到及時(shí)回收,將會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。生產(chǎn)上多應(yīng)用0.012mm以下的超薄地膜,這樣的地膜成本低、易破碎、難回收。隨著地膜栽培年限的增加,土壤中的殘膜量不斷增加,阻礙土壤毛管水和自然水的滲透,影響土壤的吸濕性,對(duì)水分運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生阻礙,從而破壞土壤結(jié)構(gòu),降低肥力水平,阻礙作物生長(zhǎng)發(fā)育,甚至引起地下水難于下滲和土壤次生鹽堿化,最終導(dǎo)致大幅度減產(chǎn)。

(一)污染土壤。土壤滲透是由于自由重力,水向土壤深層移動(dòng)的現(xiàn)象。農(nóng)膜殘片影響土壤含水率、土壤容重、土壤孔隙率、土壤透氣性和滲透性。由于土壤中殘膜碎片改變或切斷土壤孔隙連續(xù)性,致使重力水移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生較大的阻力,重力水向下移動(dòng)較為緩慢,從而使水分滲透量因農(nóng)膜殘留量增加而減少,土壤含水量下降,削弱了耕地的抗旱能力,甚至導(dǎo)致地下水難下滲,引起土壤次生鹽堿化等嚴(yán)重后果。另外,殘留農(nóng)膜影響土壤物理性狀,抑制作物生長(zhǎng)發(fā)育。農(nóng)膜材料的主要成分是高分子化合物聚乙烯和聚氯乙烯,這類薄膜在土壤中抗機(jī)械破碎性強(qiáng),妨礙氣、熱、水和肥等的流動(dòng)和轉(zhuǎn)化,若長(zhǎng)期滯留地里,使土壤的物理性結(jié)構(gòu)變差,養(yǎng)分運(yùn)輸困難,最終造成減產(chǎn)。

(二)破壞土壤結(jié)構(gòu),造成作物減產(chǎn)。由于殘膜影響和破壞了土壤物理化性狀,必然造成作物根系生長(zhǎng)發(fā)育困難。土壤中的殘膜,阻止作物根系串通,影響正常吸收水分和養(yǎng)分;作物株間施肥時(shí),有大塊殘膜隔離,影響肥效,致使產(chǎn)量下降。有關(guān)調(diào)查資料表明,作物減產(chǎn)幅度隨農(nóng)膜使用年限和殘留量的增加而增加。一般情況下蔬菜作物減產(chǎn)5%～40%,玉米15%～20%,大豆減產(chǎn)5%～10%,小麥減產(chǎn)7%～20%。新疆維吾爾自治區(qū)農(nóng)業(yè)廳曾經(jīng)對(duì)其省內(nèi)重點(diǎn)縣(市)開(kāi)展了廢舊地膜污染調(diào)查工作。對(duì)哈密、伊犁、塔城、博州、巴州、克州六個(gè)地州的十六個(gè)縣(市)的調(diào)查顯示,廢舊地膜平均殘留量為2.52公斤/畝,其中,最嚴(yán)重的一個(gè)樣點(diǎn)為17.86公斤/畝。棉花地平均殘留量3.52公斤/畝,玉米地平均殘留量3.06公斤/畝,甜菜地平均殘留量0.89公斤/畝,瓜地平均殘留量1.53公斤/畝,菜地平均殘留量1.98公斤/畝。地膜污染現(xiàn)狀已給新疆各地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及農(nóng)村環(huán)境造成嚴(yán)重影響,據(jù)新疆兵團(tuán)環(huán)境部門(mén)測(cè)定,每畝土壤含殘膜達(dá)3.9公斤時(shí),可造成玉米減產(chǎn)11～23%,小麥減產(chǎn)9%～16%,大豆減產(chǎn)5.5%～9%,蔬菜減產(chǎn)14.6%～59.2%。而十六縣(市)由于廢舊地膜污染造成的直接經(jīng)濟(jì)損失大約在1,500萬(wàn)元左右。

(三)對(duì)畜牧業(yè)的危害。地面露頭的殘膜與牧草收在一起,牛羊誤吃殘膜后,阻隔食道影響消化,甚至死亡。嚴(yán)重影響畜牧業(yè)的發(fā)展。地膜制品中的增塑劑具有低水溶性和顯著的生物累積性,可通過(guò)土壤系統(tǒng)對(duì)作物產(chǎn)生毒害,進(jìn)一步通過(guò)各種途徑威脅糧食安全,影響人畜健康。

(四)對(duì)農(nóng)村環(huán)境景觀的影響。由于農(nóng)業(yè)用膜量逐年增加,而殘膜的回收利用率低,加上處理回收殘膜不徹底,部分清理出的殘膜被簡(jiǎn)單的填埋,或者棄于田邊、地頭,大風(fēng)刮過(guò)后,殘膜被吹至房前屋后、田間、樹(shù)梢、影響農(nóng)村環(huán)境景觀,造成“視覺(jué)污染”。當(dāng)其積存于農(nóng)田排灌區(qū)系中,會(huì)造成排灌水體污染,影響排灌質(zhì)量。殘留地膜還可能纏繞在犁頭或播種機(jī)輪盤(pán)上,影響田間作業(yè)。

隨著地膜農(nóng)田面積的進(jìn)一步擴(kuò)大及殘留地膜的增加,今后由于地膜污染而造成的經(jīng)濟(jì)損失也會(huì)逐步增大,經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益的矛盾日益尖銳。老百姓稱地膜覆蓋是“吃祖宗的飯,砸子孫的鍋”,“不治理殘膜將要成為千古罪人”;專家警告說(shuō),農(nóng)膜栽培農(nóng)田中殘留地膜量,大都接近或達(dá)到了能使作物減產(chǎn)的臨界值。農(nóng)膜污染已經(jīng)成為嚴(yán)重影響農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化,農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重大難題。因此,加快農(nóng)膜污染防治工作迫在眉睫。

三、農(nóng)業(yè)清潔生產(chǎn)

所謂農(nóng)業(yè)清潔生產(chǎn),是指把污染預(yù)防的綜合環(huán)境保護(hù)策略,持續(xù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程、產(chǎn)品設(shè)計(jì)和服務(wù)中,通過(guò)生產(chǎn)和使用對(duì)環(huán)境溫和的綠色農(nóng)用品,改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù),減少農(nóng)業(yè)污染物的產(chǎn)生,減少生產(chǎn)和服務(wù)過(guò)程對(duì)環(huán)境和人類的風(fēng)險(xiǎn)性。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域發(fā)展清潔技術(shù)和生產(chǎn)綠色食品,推行生產(chǎn)全過(guò)程控制才會(huì)建立節(jié)能、降耗、節(jié)水、節(jié)地的資源節(jié)約型經(jīng)濟(jì),實(shí)行生產(chǎn)方式的變革,以盡可能少的環(huán)境代價(jià)和最少的能源、資源消耗,獲取最大的經(jīng)濟(jì)發(fā)展效益。

四、農(nóng)膜污染防治措施

(一)制定殘膜殘留量標(biāo)準(zhǔn),超標(biāo)準(zhǔn)收費(fèi)制度。清潔生產(chǎn)包括“減量化、資源化,無(wú)害化”三原則,其最基本的指導(dǎo)思想是通過(guò)預(yù)防措施減少污染物的排放量,實(shí)現(xiàn)環(huán)保。根據(jù)清潔生產(chǎn)原則,對(duì)農(nóng)膜實(shí)行“總量控制與達(dá)標(biāo)使用”雙重標(biāo)準(zhǔn)。不僅要限定每畝農(nóng)田殘膜留量、,還要規(guī)定地區(qū)農(nóng)業(yè)用膜總體使用量,對(duì)于超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)使用農(nóng)業(yè)用膜的用戶或者農(nóng)田廢膜量超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的地區(qū)實(shí)行超標(biāo)準(zhǔn)收費(fèi)制度,使農(nóng)田地膜污染防治工作早日納入法制管理軌道。

(二)鼓勵(lì)開(kāi)發(fā)“綠色農(nóng)膜”。農(nóng)業(yè)清潔生產(chǎn)要求用清潔的生產(chǎn)技術(shù)生產(chǎn)綠色農(nóng)用品(如綠色肥料、綠色農(nóng)藥、綠色地膜等)。綠色農(nóng)用品中的綠色地膜主要是一種對(duì)環(huán)境溫和的可降解地膜,一般分為生物可降解地膜、光可降解地膜和光、生物雙降解地膜三類。農(nóng)膜的生物降解指聚合物殘膜在土壤微生物作用下發(fā)生降解及同化;農(nóng)膜的光—生物降解指在農(nóng)膜中加入淀粉和生物降解劑等,殘膜在光降解后可繼續(xù)被天然存在的微生物作用變成低分子化合物、水和二氧化碳;以上三種降解,降解和灰化后的產(chǎn)物一般對(duì)環(huán)境和農(nóng)產(chǎn)品無(wú)害。因而,政府應(yīng)當(dāng)采取優(yōu)惠政策鼓勵(lì)綠色農(nóng)膜的開(kāi)發(fā)與推廣。

(三)大力推廣適期揭膜技術(shù)。采用地膜覆蓋栽培技術(shù)可以增溫、保墑從而實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)豐收。但是,留在土壤中的殘膜也使耕地受到污染。長(zhǎng)此下去,土壤物理性質(zhì)變壞,肥力水平下降,作物根系生長(zhǎng)困難,禾苗發(fā)育遲緩,造成減產(chǎn)。更為嚴(yán)重的是由于殘膜長(zhǎng)期堆積有可能完全破壞土地資源的生產(chǎn)潛力,使大片良田變?yōu)榇绮莶簧幕哪恋?。所?治理地膜污染,保護(hù)農(nóng)田生態(tài)環(huán)境是地膜種植持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。當(dāng)前在可降解、無(wú)污染地膜還沒(méi)有大面積推廣應(yīng)用的情況下,適期揭膜技術(shù)是防治殘膜污染的有效措施。它是指把作物收獲后揭膜改變?yōu)槭斋@前揭膜,篩選作物的最佳揭膜期。具體的揭膜時(shí)間最好選定為雨后初晴或早晨土壤濕潤(rùn)時(shí)揭膜。此技術(shù)一般可縮短覆膜時(shí)間2～3個(gè)月,所以農(nóng)膜仍然保持較好的韌性,容易回收,一般回收率達(dá)到95%以上。基本上消除農(nóng)田土壤的殘膜污染,保護(hù)農(nóng)田生態(tài)環(huán)境。并且,適期揭膜技術(shù)有利于作物根系發(fā)育和增強(qiáng)土壤的透氣性,利于植物水分的吸收,不但能提高農(nóng)膜回收率,節(jié)省回收農(nóng)膜用工,而且還能使作物增產(chǎn),基本達(dá)到農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收的目的。因此,要大力推廣適期揭膜技術(shù),促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。提高回收率,防治地膜污染,保護(hù)耕地地力。

(四)優(yōu)化耕作制度,減少地膜使用量。根據(jù)清潔生產(chǎn)制度中的“減量化”原則進(jìn)一步加強(qiáng)農(nóng)作物倒茬輪作制度。通過(guò)糧棉、菜棉輪作倒茬減少地膜單位面積平均覆蓋率,減少農(nóng)膜使用量,進(jìn)而減輕殘膜污染危害。

(五)鼓勵(lì)農(nóng)膜的回收利用,加快制定有關(guān)回收殘膜的經(jīng)濟(jì)政策。清潔生產(chǎn)制度中的“資源化”原則是指通過(guò)提高物品的使用效率和延長(zhǎng)物品的使用壽命來(lái)減少物品的生產(chǎn)總量,以減少資源的開(kāi)采量和污染物的產(chǎn)生量。根據(jù)此原則,對(duì)于農(nóng)業(yè)廢膜,可以采取人工和機(jī)械回收相結(jié)合的措施,加大殘留地膜回收力度,減少農(nóng)膜環(huán)境污染。除頭水前揭膜措施外,還可組織人力和勞力通過(guò)手工或耙子回收殘留地膜,在翻地、平整土地、播種前及收獲后可采用地膜回收機(jī)回收,也能收到較好的效果。如遼寧省農(nóng)機(jī)化研究所研制的ISQ-20型地膜消除機(jī),新疆麥蓋提縣研制出的環(huán)形滾動(dòng)釘齒式殘膜清除機(jī),推廣使用效果很好。同時(shí),政府要制定一些優(yōu)惠政策,例如稅收優(yōu)惠、回收補(bǔ)償?shù)却胧┮怨膭?lì)回收、加工、利用廢舊地膜企業(yè)的發(fā)展,實(shí)現(xiàn)廢舊地膜的循環(huán)利用,變廢為寶。根據(jù)“誰(shuí)污染、誰(shuí)治理”的原則,要求地膜銷售部門(mén)和地膜消費(fèi)者自行回收利用,降低對(duì)環(huán)境的污染;不能自行回收利用的企業(yè)或個(gè)人要交納回收處理費(fèi),用于對(duì)回收利用者的補(bǔ)償,實(shí)行廢膜的集中處理。

(六)研究開(kāi)發(fā)新材料,實(shí)現(xiàn)廢舊農(nóng)膜再生利用。根據(jù)清潔生產(chǎn)的“再循環(huán)原則”,通過(guò)對(duì)源頭不能削減的污染物和經(jīng)過(guò)消費(fèi)者使用的包裝廢物、舊貨等加以回收利用,或者將該種廢舊物品資源化以后形成與原來(lái)相同的新產(chǎn)品,或者從中分離出可轉(zhuǎn)化資源的物質(zhì)而形成與原來(lái)相異的產(chǎn)品或能源。對(duì)農(nóng)業(yè)廢膜可以采取直接再生利用和復(fù)合再生利用等途徑,實(shí)現(xiàn)廢膜的循環(huán)再生利用。直接再生利用指對(duì)廢膜的簡(jiǎn)單處理,如分洗、清洗、破碎、塑化及造粒等。而復(fù)合再生利用則是通過(guò)復(fù)合再生的方法把殘膜等廢舊塑料轉(zhuǎn)化為高附加值的復(fù)合材料(如塑/木復(fù)合材料、塑料/粉煤灰復(fù)合材料、玻璃/塑料復(fù)合材料、改性瀝青、新興復(fù)合材料、塑料混凝土等)。這是當(dāng)前農(nóng)膜等廢舊塑料回收技術(shù)研究的熱門(mén)領(lǐng)域,也是今后廢舊塑料再生利用的發(fā)展方向。

(七)大力推廣宣傳教育。防治地膜污染是一個(gè)系統(tǒng)工程,需要各部門(mén)、各行業(yè)和廣大農(nóng)民群眾的共同努力。要大力開(kāi)展宣傳教育,提高各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)和農(nóng)民群眾對(duì)地膜污染危害的長(zhǎng)遠(yuǎn)性、嚴(yán)重性、恢復(fù)困難性的認(rèn)識(shí),提高回收地膜的自覺(jué)性。大力推廣適期揭膜等地膜污染防治技術(shù),減少殘膜留量,確保農(nóng)業(yè)持續(xù)豐收。

(作者單位:中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)人文經(jīng)管學(xué)院)

主要參考文獻(xiàn):

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