農(nóng)用薄膜對土壤污染現(xiàn)狀原因與治理對策

彭訓(xùn)廣;王彩虹;孫 力;孫越天

摘要:隨著農(nóng)用薄膜用量的不斷增加,農(nóng)用薄膜的土壤污染問題也日益突出。簡析農(nóng)用薄膜對土壤污染現(xiàn)狀、原因與治理對策。

Abstract: With the increasing use of the agricultural plastic film, the pollution it brings is also becoming serious. The thesis describes the current situation and reasons of the soil pollution and the coping strategies are given.

關(guān)鍵詞:農(nóng)用薄膜;土壤污染;治理對策

Key words: agricultural plastic film; soil pollution; coping strategies

中圖分類號:S15 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1006-4311(2010)04-0083-01

0引言

20世紀(jì)50年代初,日本和歐美發(fā)達(dá)國家開始將塑料薄膜應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。由于地膜覆蓋具有增溫、保水、防蟲、防草等功能,該項(xiàng)技術(shù)的使用帶來了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的改變和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力的飛躍。我國于20世紀(jì)70年代末才開始在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上使用塑料地膜覆蓋技術(shù),但卻后來居上,取得了塑料農(nóng)膜產(chǎn)量和使用量兩個(gè)世界第一,大致相當(dāng)于世界其他國家總和的1.6倍。農(nóng)用塑料薄膜主要是棚膜和地膜,另外還包括遮陽網(wǎng)、防蟲網(wǎng)、飼草用膜以及農(nóng)用無紡布等。塑料薄膜廣泛用作日光溫室、塑料大棚及各種塑料小拱棚的覆蓋材料。目前,我國各種棚膜年使用量約150萬噸,年更新需求量約70萬噸。其中我國地膜覆蓋面積平均每年增長66.67萬公頃左右,目前地膜覆蓋面積已達(dá)1300多萬公頃以上,每年地膜的實(shí)際消費(fèi)量約45萬噸,居世界首位。

1對土壤污染現(xiàn)狀及產(chǎn)生的原因

目前多數(shù)農(nóng)用薄膜為聚乙烯成分組成,這種材料的性能穩(wěn)定,在自然環(huán)境中,其光解和生物分解性均較差,殘膜仍留在土壤中很難降解。據(jù)農(nóng)業(yè)部組織的地膜殘留污染調(diào)查結(jié)果表明,地膜殘留污染較重的地區(qū),其殘留量在90～135kg/hm2,高者達(dá)270kg/hm2。我國農(nóng)膜年殘留量高達(dá)35萬噸,殘膜率達(dá)42%。據(jù)對新疆維吾爾族自治區(qū)的調(diào)查發(fā)現(xiàn),在被調(diào)查的16個(gè)縣市中,廢舊地膜平均殘留量為37.8kg/hm2,其中最嚴(yán)重的地塊達(dá)268.5kg/hm2,由于地膜污染造成的直接經(jīng)濟(jì)損失在1500萬元以上。還有數(shù)據(jù)表明,1998年農(nóng)膜用量達(dá)120.1萬噸,其中地膜68.84萬噸,覆蓋面積967.4萬公頃,是1982年的80余倍。當(dāng)土壤中含廢舊農(nóng)膜過多時(shí),耕作層土壤結(jié)構(gòu)遭到破壞,土壤孔隙減少,土壤通氣性和透水性降低,影響了水分和營養(yǎng)物質(zhì)在土壤中的傳輸,使微生物和土壤動物的活力受到抑制。同時(shí),也阻礙了農(nóng)作物種子發(fā)芽、出苗和根系生長,造成作物減產(chǎn)。據(jù)黑龍江農(nóng)墾環(huán)保部門測定,當(dāng)土壤中殘膜含量為每畝3.9kg時(shí),可使玉米減產(chǎn)11%～23%,小麥減產(chǎn)9.0%～16.0%,蔬菜減產(chǎn)14.6%～59.2%。新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)130團(tuán)測定,連續(xù)覆膜3～5年的土壤,種小麥產(chǎn)量下降2%～3%,種玉米產(chǎn)量下降10%,種棉花下降10%～23%。連續(xù)覆膜的時(shí)間越長,殘留量越大,對農(nóng)作物產(chǎn)量影響越大,連續(xù)使用15年以后,耕地將顆粒無收。由此可知農(nóng)用薄膜對土壤的污染已相當(dāng)嚴(yán)重。

與國外農(nóng)用薄膜污染相比較,我國農(nóng)膜污染更加嚴(yán)重。除了一些普遍性的問題外,其主要原因是:農(nóng)膜質(zhì)量不佳、農(nóng)用薄膜管理使用制度不健全和可降解性塑料研制的不盡完善。

1.1 農(nóng)用薄膜質(zhì)量問題國產(chǎn)農(nóng)膜強(qiáng)度低,耐用性差,使用壽命短。其主要原因是農(nóng)膜的熔融指數(shù)(MI)偏高。如國外制做棚模的樹脂MI僅為0.5~1g/10分,而國內(nèi)用料大多為2.6~3.4g/10分,甚至有的高達(dá)7g/10分,一些不宜用作農(nóng)膜的樹脂(如耐老化性差的高密度聚乙烯)也被用作農(nóng)膜原料,其用量占農(nóng)膜用量的1/5。這些劣質(zhì)農(nóng)膜易破碎,不易清除,這是造成殘膜污染的重要原因。

1.2 殘膜的環(huán)境管理薄弱殘膜清除率低殘膜清除率低的原因,除農(nóng)膜質(zhì)量問題外還有人為的因素。由于殘膜收購價(jià)格太低,調(diào)動不起農(nóng)民的積極性,人們只注意清理大張的殘膜,而忽視了小塊的只撿地表的,而不翻挖土里的。另外,清膜方式主要采用清除率低的人工方法,而未應(yīng)用先進(jìn)的機(jī)械設(shè)備,殘膜率高達(dá)50%。

法規(guī)體系不健全我國目前尚未建立農(nóng)膜環(huán)境方面的法規(guī)及農(nóng)膜土壤殘留標(biāo)準(zhǔn),土壤殘膜污染實(shí)際上處于放任自流的狀態(tài)。而日本法律明確規(guī)定,不論使用何種農(nóng)膜,農(nóng)作物收割后不許有農(nóng)膜存在,否則將罰款同時(shí),日本也積極開展回收業(yè)務(wù),使殘膜得以再生和再利用。

2農(nóng)用薄膜污染的防治對策

2.1 開發(fā)應(yīng)用優(yōu)質(zhì)農(nóng)膜農(nóng)膜的強(qiáng)度和耐老化性主要與樹脂性能農(nóng)膜厚度以及是否加入抗氧化劑等老化助劑有關(guān)。田間試驗(yàn)表明,農(nóng)膜樹脂耐老化性能由高到低的順序?yàn)?線性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯。因此,要提高現(xiàn)有基礎(chǔ)樹脂的質(zhì)量,必須開發(fā)生產(chǎn)農(nóng)膜專用料和耐老化助劑另外,耐老化農(nóng)膜的厚度必須在0.012mm以上,才能保證農(nóng)膜使用后仍可大塊(<0.5m2)清除。

2.2 推廣可降解農(nóng)膜降解農(nóng)膜主要有以下三類:光降解、生物降解和光—生物降解。

農(nóng)膜的光降解是將鐵鹽等光敏劑加到線性低密度聚乙烯和低密度聚乙烯等聚合物中,在光照的作用下,一般三個(gè)月左右能自動解體,使其較大的分子量降解到5000以下,并可被土壤微生物進(jìn)一步降解。光降解受地理、氣候制約大,很難達(dá)到較準(zhǔn)的時(shí)空性,且不完全降解,因此應(yīng)完善光降解類型,提高技術(shù)指標(biāo)。

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。日本、聯(lián)邦德國、瑞士等國家使用天然生物降解物質(zhì),如把土豆或玉米淀粉加到聚乙烯中濃度為30%-95%,有些還可配入少量的金屬化合物,起催化降解作用。

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。最近北京塑料研究所研制成功了非淀粉可控光—生物降解塑料,120天內(nèi)可完全降解。

上述降解膜必須具備以下條件:第一,安全性:農(nóng)膜降解產(chǎn)物不會對土壤和農(nóng)作物生長發(fā)育產(chǎn)生二次污染,也不會影響農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì);第二,適用性:降解膜的誘導(dǎo)期要適宜,誘導(dǎo)期結(jié)束后降解膜的降解徹底性要好,埋土部分的光解膜接受陽光照射后能繼續(xù)降解;第三,經(jīng)濟(jì)性:只有價(jià)格合理,才有利于農(nóng)膜的推廣。

2.3 以天然纖維制品代替塑料農(nóng)膜利用天然產(chǎn)物和農(nóng)副產(chǎn)品的秸稈類纖維生產(chǎn)農(nóng)用薄膜,可部分取代農(nóng)用塑料,這是一種根治殘膜污染的有發(fā)展前景的途徑。

2.4 加強(qiáng)環(huán)保宣傳教育,制定獎(jiǎng)懲政策大力宣傳農(nóng)田殘膜危害土壤,污染環(huán)境的嚴(yán)重性,深化農(nóng)村廣大群眾對殘膜危害的認(rèn)識,真正提高群眾的環(huán)保意識;同時(shí)實(shí)施獎(jiǎng)懲政策,把清除農(nóng)田殘膜變成廣大農(nóng)民的自覺行動。

2.5 注重殘膜的回收和加工利用組織農(nóng)機(jī)部門研制除茬、整地相結(jié)合的清膜機(jī)械,擴(kuò)大殘膜回收利用范圍,明確農(nóng)田殘膜的回收機(jī)構(gòu),確立合理的回收價(jià)格及殘膜處理加膜工廠,對利用殘膜為原料進(jìn)行加工生產(chǎn)的工廠,應(yīng)按國家有關(guān)利用“三廢”的政策,給予減免稅收。

2.6 制定相應(yīng)的政策法規(guī)和農(nóng)膜殘留標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)部門應(yīng)盡快制定保護(hù)土壤資源的法規(guī),如《農(nóng)膜收購驗(yàn)收細(xì)則》、《農(nóng)膜回收利用管理辦法》等,對農(nóng)膜殘留量要有明確規(guī)定,使殘膜污染防治工作走上法制軌道。