農(nóng)業(yè)面源污染防治新進(jìn)展

李立新 張 亞

(中國地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心環(huán)境評價(jià)治理研究中心西安 710054)

農(nóng)業(yè)面源污染防治新進(jìn)展

李立新 張 亞

(中國地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心環(huán)境評價(jià)治理研究中心西安 710054)

面源污染是全世界普遍存在的環(huán)境問題,而農(nóng)業(yè)面源污染又是其中最為突出的一部分。農(nóng)業(yè)面源污染是相對于集中排放的生活污水、工業(yè)廢水的點(diǎn)源污染而言,是面源污染的最重要組成部分。本文著重介紹了農(nóng)業(yè)面源污染形成的基本原理、形成的原因,以及防治的措施。

農(nóng)業(yè);面源污染;原理;防治

1 農(nóng)業(yè)面源污染

面源污染是相對于點(diǎn)源污染而言的。點(diǎn)源污染主要指工業(yè)生產(chǎn)過程中與部分城市生活中產(chǎn)生的污染物,這種污染形式具有排污點(diǎn)位集中、排污途徑明確等特征;而面源污染是指由于暴雨徑流沖刷地面污染漫性進(jìn)入水體而造成的污染,降低了水體功能。其污染物包括泥沙、細(xì)菌、需氧物質(zhì)重金屬、有機(jī)物等。

面污染源一般來自五個(gè)方面：農(nóng)業(yè)、森林砍伐、礦業(yè)、建筑與城市。其中,農(nóng)業(yè)徑流的污染最為普遍,它的主要特征可以概括為：發(fā)生區(qū)域的隨機(jī)性、排放途徑及排放污染物的不確定性及污染負(fù)荷空間分布的差異性。面源污染是全世界普遍存在的環(huán)境問題,而農(nóng)業(yè)面源污染又是其中最為突出的一部分。

農(nóng)業(yè)面源污染是當(dāng)今世界各國環(huán)境污染治理最棘手的難題之一。其污染物主要是農(nóng)村家畜糞便,N、P素肥料使用過程中的硝酸鹽、NH4+、磷酸根離子,以及生活過程中產(chǎn)生并排入水體的有機(jī)磷、COD,農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)過程中排放出的病毒、病原微生物、農(nóng)藥殘留、塑料增塑劑、重金屬、放射性物質(zhì),以及隨著水土流失、生活污水、城市徑流途徑所攜帶的分散性固、液態(tài)廢棄物等。這些污染物在非特定的地點(diǎn)隨著暴雨、農(nóng)田灌排水、土壤侵蝕產(chǎn)生的地面徑流和地下滲漏途徑,進(jìn)入河流、湖泊、水庫、地下水等水體,最終造成水體污染的一種污染類型。主要包括化肥污染、農(nóng)藥污染、集約化養(yǎng)殖場污染。目前它已經(jīng)成為了我國水體氮、磷富營養(yǎng)化的主要原因。

農(nóng)業(yè)面源污染最終對水體的影響就是導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化加劇。引起水體富營養(yǎng)化的關(guān)鍵因子是水體的氮、磷含量。對于封閉性湖泊水域,當(dāng)水體無機(jī)態(tài)總氮大于 0.2mg/L,總磷的濃度達(dá)到0.02mg/L時(shí),就可能導(dǎo)致藍(lán)藻等種群的爆發(fā)。富營養(yǎng)化是當(dāng)今世界水污染治理的難點(diǎn)和熱點(diǎn),而N、P則是導(dǎo)致大多數(shù)淡水湖泊、水庫等水體中藻類生長的最主要關(guān)鍵因子。目前,對我國 22個(gè)湖泊的調(diào)查結(jié)果表明,除 2個(gè)屬貧營養(yǎng)湖外,其他的 63.3%的湖泊屬營養(yǎng)湖泊,如滇池、巢湖、太湖、西湖、東湖等。以巢湖為例,1997年巢湖西半湖水體的總氮、總磷分別超過國家三類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的 3.14和 5.2倍,劣于五類水標(biāo)準(zhǔn)。

2 農(nóng)業(yè)面源污染形成的原因

不合理使用農(nóng)藥、化肥,能夠影響土壤、水體和大氣的環(huán)境質(zhì)量。農(nóng)田面源污染的成因中,化肥、農(nóng)藥、沒有綜合利用的農(nóng)作物秸稈等都是造成污染的重要因子。農(nóng)田面源污染途徑,主要包括以下幾個(gè)方面。

(1)化肥用量過高,肥料配比不合理和流失嚴(yán)重。我國化肥的施用量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過國際上為防止水體污染而設(shè)置的化肥使用安全上限。在肥料配比上 ,全國 N∶P∶K比例為 1∶0.45∶0.17。氮肥用量偏高,重化肥,輕有機(jī)肥,造成土壤酸化、地力下降等?；薁I養(yǎng)元素的流失構(gòu)成了農(nóng)業(yè)面源污染的最重要部分。另外,我國的氮肥平均利用率只有 35%,大部分除以氨和氮氧化物的形態(tài)進(jìn)入大氣外,其余大都隨降水和灌溉進(jìn)入水體,導(dǎo)致地下水中氮、磷物質(zhì)含量增高,江河湖泊富營養(yǎng)化,成為重要農(nóng)業(yè)面源污染物,致使相當(dāng)一部分地區(qū)生產(chǎn)的蔬菜、水果中的硝酸鹽等有害物質(zhì)殘留量超標(biāo),直接威脅人們身體健康。

(2)農(nóng)藥的污染嚴(yán)重。農(nóng)藥使用水平不高,品種搭配不合理,尤其是高毒農(nóng)藥使用,通過各種渠道匯流到水體中,引起水質(zhì)污染。在我國,農(nóng)田中施用的農(nóng)藥,除少部分被作物吸收外,大部分進(jìn)入了水體、土壤及農(nóng)產(chǎn)品中。

(3)水土流失、傳統(tǒng)灌溉技術(shù)落后。水土流失是導(dǎo)致發(fā)生面源污染的重要因素,很多營養(yǎng)物流失都與土壤流失有關(guān)。這些加重了農(nóng)田面源污染和生態(tài)環(huán)境的惡化。農(nóng)業(yè)耕種帶來的擾動(dòng)活動(dòng),實(shí)際上也加速了農(nóng)田的侵蝕。

3 農(nóng)業(yè)面源污染的防治技術(shù)和措施

3.1 面源污染的農(nóng)業(yè)治理

隨著我國農(nóng)業(yè)集約化程度不斷提高和養(yǎng)殖業(yè)的迅速發(fā)展,化肥農(nóng)藥等農(nóng)用化學(xué)品的不合理和過量施用,以及畜禽糞便排放造成的農(nóng)業(yè)面源污染問題日益突出。針對這種情況,近些年來,研究人員提出了很多有關(guān)農(nóng)田面源污染防治的對策與措施。防治農(nóng)業(yè)面源污染,減少源頭污染量是關(guān)鍵,即減少化肥、農(nóng)藥的施用量,科學(xué)處理養(yǎng)殖場畜禽糞便等;其次,是減少湖泊流域污水流人量,即減少地表徑流和地下滲漏量,減少農(nóng)田排水,進(jìn)行流域水土保持和其他生態(tài)治理。

(1)治理農(nóng)村固體廢棄物和生活污水。農(nóng)村固體廢棄物主要是指農(nóng)村生活和生產(chǎn)中產(chǎn)生的固體垃圾。參照城鎮(zhèn)固體廢棄物處理方式,對農(nóng)戶的固體垃圾實(shí)行以自然村莊為單位,集中收集處理。設(shè)立自然村垃圾衛(wèi)生保潔員,負(fù)責(zé)農(nóng)戶垃圾的集中、分檢,把垃圾分成能回收利用的、可堆漚還田的、有毒有害不可利用的等三類分別處理,最大限度地削減固體廢棄物對環(huán)境的污染。農(nóng)村生活污水主要是農(nóng)戶生活洗漱用水,可以通過污水收集管網(wǎng)進(jìn)入污水處理池集中治理亦可分戶處理。

(2)治理養(yǎng)殖業(yè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖對水體污染。養(yǎng)殖業(yè)污染主要是農(nóng)戶畜禽養(yǎng)殖和大中型畜禽養(yǎng)殖場以及水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)對環(huán)境的污染。水產(chǎn)養(yǎng)殖對水體污染提高餌料和藥品利用率,減少投餌和用藥量;設(shè)置增氧機(jī);通過種植水生植物、撒播光合細(xì)菌,吸收降解和轉(zhuǎn)化水中氮磷和有機(jī)污染物;定期清淤,減少魚病進(jìn)而減少施藥量。

(3)治理種植業(yè)污染源。種植業(yè)污染源主要是指在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中過量使用化肥、農(nóng)藥、農(nóng)用地膜、作物秸稈等對生態(tài)環(huán)境和水體的污染。其主要治理措施：

①削減農(nóng)藥使用量,提高農(nóng)藥利用率。一是通過建立健全農(nóng)作物病蟲害測報(bào)體系,實(shí)施達(dá)標(biāo)防治,避免盲目用藥;二是通過開發(fā)、推廣和應(yīng)用生物防治病蟲害技術(shù),推廣應(yīng)用高效低毒農(nóng)藥、生物農(nóng)藥、植物源農(nóng)藥,發(fā)展低毒、高效、低殘留量的生物農(nóng)藥。減少劇毒、高毒高殘留農(nóng)藥對環(huán)境的污染;三是實(shí)施病蟲害的綜合防治,擴(kuò)大物理防治、生物防治等控害措施,推廣“以蟲治蟲”“以菌治蟲”“燈光誘殺蟲”“黃板誘殺蟲”,以及使用防蟲網(wǎng)等措施削減化學(xué)合成農(nóng)藥的使用量。

②大力推廣應(yīng)用有機(jī)肥,削減化肥使用量。科學(xué)施肥、防治肥料污染。根據(jù)氣候、土壤類型、按作物對養(yǎng)分的吸收規(guī)律科學(xué)預(yù)算作物需肥量中氮、磷、鉀三要素配比,適時(shí)適量施肥,以提高肥料的經(jīng)濟(jì)效益,并減少化肥在土壤中的淋失和污染,研究開發(fā)施用有機(jī)-無機(jī)復(fù)合肥及生物肥料,采取深施或混施,以水帶氮,分次施肥及平衡施肥等方法,避免化學(xué)肥料使用過量對農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的污染。一是實(shí)施測土配方施肥,測土施肥是通過土壤肥力檢測,結(jié)合作物需肥規(guī)律,為作物提供最佳經(jīng)濟(jì)施肥方案,滿足作物生長需要,最大限度的減少肥料的流失和殘留。推廣平衡施肥技術(shù),開發(fā)新型緩釋化肥,開發(fā)基于精準(zhǔn)測土施肥理論的新型緩釋化肥產(chǎn)品和應(yīng)用技術(shù),是減少和消除因施肥造成的嚴(yán)重的農(nóng)業(yè)面源污染效應(yīng)的關(guān)鍵性措施,也是水污染治理的真正治本措施;二是實(shí)施化肥深施技術(shù);三是實(shí)施增施有機(jī)肥措施。目前,我國農(nóng)民在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中過量施用化肥和農(nóng)藥,已很少施用農(nóng)家肥,其主要原因是施用農(nóng)家肥的農(nóng)產(chǎn)品在生產(chǎn)周期上多消耗的時(shí)間在價(jià)值表現(xiàn)上大于由此節(jié)約的化肥價(jià)值,且施用農(nóng)家肥的農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)出價(jià)值與化肥產(chǎn)品的產(chǎn)出價(jià)值沒有差別。要想鼓勵(lì)農(nóng)民放棄施用化肥,使有機(jī)農(nóng)業(yè)得到大力發(fā)展,政府應(yīng)出臺相關(guān)鼓勵(lì)和優(yōu)惠政策,規(guī)范和促進(jìn)有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品市場的發(fā)展,對有機(jī)農(nóng)業(yè)給予扶持,可通過對化肥征收氮稅、磷稅或環(huán)境濃度稅的方法來補(bǔ)貼有機(jī)農(nóng)業(yè)。

③農(nóng)用殘膜的集中回收再利用。農(nóng)用殘膜再利用性能較好,只要集中回收,就可進(jìn)入再利用循環(huán)系統(tǒng)。

④調(diào)整耕作制度。從水田流走的植物營養(yǎng)素在農(nóng)業(yè)面源,污染負(fù)荷中占主要部分,水田植物營養(yǎng)元素的流失途徑是降雨徑流和灌溉回歸水,其濃度與土壤類型、作物狀態(tài)和施肥等因素有關(guān),控制它的最佳途徑是改進(jìn)耕作制度。

(4)收集廢棄物,農(nóng)作物的收獲季節(jié)產(chǎn)生大量的廢物,綜合利用農(nóng)作物秸稈。因地制宜搞好秸稈還田,既可直接粉碎還田,也可粉碎堆漚發(fā)酵后還田;大力推行秸稈過腹還田,在有條件的飼養(yǎng)小區(qū),積極推廣秸稈青貯、氨化、微貯等技術(shù),實(shí)行過腹還田;利用農(nóng)作物秸稈大力發(fā)展食用菌生產(chǎn)。

3.2 面源污染的生態(tài)的修復(fù)

治理面源污染還需要從生態(tài)方面著手。

(1)治理水土流失。面源污染的主要來源是水土流失,對水土流失的整治要通過小流域治理。農(nóng)業(yè)面源污染對環(huán)境的主要營養(yǎng)表現(xiàn)是對水環(huán)境的污染,該污染主要由地表徑流引起,因而,有效治理水土流失是解決水體污染的根本。通過產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整,做好退耕還林、還草、還濕,能有效抑制水土流失、土地沙漠化。另外,在適當(dāng)?shù)膮^(qū)域構(gòu)筑必要的攔水截沙飲水槽、攔沙壩、山塘等工程設(shè)施,能有效減少泥沙沖刷,對防治水體污染有較好的效果。在山地區(qū)域,要全面封山育林,保護(hù)森林,宜林荒山植樹造林,涵養(yǎng)水源,堅(jiān)持控制污染源與生態(tài)修復(fù)相結(jié)合,促進(jìn)生態(tài)環(huán)境良性循環(huán);對25°以上坡耕地退耕還林、還草、加速發(fā)展經(jīng)濟(jì)林,營造竹子等速生林,對不能退耕的,要進(jìn)行坡改梯地。

(2)開發(fā)無公害農(nóng)產(chǎn)品,發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)。生態(tài)農(nóng)業(yè)不僅促進(jìn)農(nóng)業(yè)資源持續(xù)高效利用,生態(tài)環(huán)境顯著改善,而且使土壤沙化和水土流失得到有效控制,還增加了土壤中的有機(jī)質(zhì)含量。改善對農(nóng)田耕作的管理,特別是對湖濱區(qū)域的農(nóng)田,推廣使用沼氣、垃圾堆肥處置,促進(jìn)緩效性肥料的應(yīng)用,增加農(nóng)家肥的施用量,逐步推廣“微生物菌肥”的合理使用,把發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)當(dāng)做一項(xiàng)工程來抓,把農(nóng)、牧、副、漁協(xié)調(diào)規(guī)劃作為政府工作的一個(gè)重要內(nèi)容,通過實(shí)現(xiàn)生態(tài)農(nóng)業(yè)鄉(xiāng)、鎮(zhèn)縣,把我們的農(nóng)業(yè)建成高效清潔農(nóng)業(yè)。

(3)利用生態(tài)技術(shù),削減徑流量,降低污染源、污染物的輸出濃度。生態(tài)技術(shù)主要包括：多水塘系統(tǒng)、緩沖帶、濕地系統(tǒng)、土壤滲濾等。緩沖帶是與受納水體鄰近、具有一定寬度和植被、在管理上與農(nóng)田分割的地帶,能避免污染源與河流、湖泊貫通,減少侵蝕遷移的土壤進(jìn)入水體,截持土壤侵蝕的養(yǎng)分污染物,改善水質(zhì)。濕地系統(tǒng)作為陸生系統(tǒng)和水生系統(tǒng)的過渡帶,通過土壤吸附、植被吸附、生物降解等一系列作用,能有效減少進(jìn)入水體的氮、磷含量。土壤滲濾技術(shù)進(jìn)行污水地下回灌,能有效減少面源污染,同時(shí)還能提供一定的地下水補(bǔ)給。該技術(shù)在發(fā)達(dá)國家已應(yīng)用于工程實(shí)踐中,并取得了一定的成果。

(4)最后也同樣需要進(jìn)一步完善農(nóng)村政策和管理體制,來大力發(fā)展有機(jī)農(nóng)業(yè)。有機(jī)農(nóng)業(yè)強(qiáng)調(diào)不使用化學(xué)肥料和農(nóng)藥的純有機(jī)栽培,其核心是建立和恢復(fù)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性和良性循環(huán),使農(nóng)業(yè)得到可持續(xù)發(fā)展。通過上述具體措施推動(dòng)有機(jī)農(nóng)業(yè)的發(fā)展,可有效解決禽畜糞便廢水的無序排放問題,同時(shí)使化肥和農(nóng)藥的施用得到有效控制,可使水體富營養(yǎng)化的污染問題得到很大程度的控制和改善。

4 結(jié)束語

除文中論述的面源污染防治措施外,還應(yīng)該進(jìn)一步加強(qiáng)相關(guān)法律法規(guī)的建立,加強(qiáng)對化肥、農(nóng)藥的生產(chǎn)、銷售、施用等環(huán)節(jié)的監(jiān)管,保證化肥、農(nóng)藥質(zhì)量和施用嚴(yán)格按照國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行,以保證面源污染得到有效控制,使農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和現(xiàn)代化進(jìn)程得到實(shí)現(xiàn)。

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A

1673-288X(2010)06-0039-04

李立新 (1969—),陜西西安人,研究方向?yàn)榄h(huán)境影響評價(jià)。