農(nóng)用塑料薄膜使用現(xiàn)狀與環(huán)境污染分析

馬兆嶸，劉有勝,*，張芊芊，應(yīng)光國(guó)

1. 華南師范大學(xué)環(huán)境學(xué)院，廣州 510006 2. 廣東省化學(xué)品污染與環(huán)境安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室&環(huán)境理論化學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，華南師范大學(xué)，廣州 510006

農(nóng)膜包括地膜和棚膜，由于其可以改善農(nóng)作物生產(chǎn)環(huán)境而在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中廣泛應(yīng)用。農(nóng)膜是繼種子、化肥和農(nóng)藥之后的又一項(xiàng)重要生產(chǎn)資料，農(nóng)膜可以起到增溫、保水、防蟲和防草等作用。已有研究表明，使用農(nóng)膜可將種植作物生產(chǎn)率提升20%～50%[1]。為了滿足我國(guó)與日俱增的糧食生產(chǎn)需求，農(nóng)膜在過去40年間被廣泛使用。我國(guó)農(nóng)膜年使用量巨大且逐年增加，從1991年的64.21萬t增長(zhǎng)至2016年的260.26萬t，使用量增長(zhǎng)了4.05倍[2]，預(yù)計(jì)到2020年我國(guó)農(nóng)膜使用量將達(dá)到392萬t[3]。農(nóng)膜經(jīng)使用后大量殘留于土壤中，我國(guó)地膜回收率不到60%[4]。目前使用的絕大部分地膜在自然條件下很難降解，可存在于農(nóng)田土壤中長(zhǎng)達(dá)幾百年。農(nóng)膜殘留于土壤中，將影響耕作層土壤結(jié)構(gòu)、影響水分和肥料營(yíng)養(yǎng)遷移、阻礙種子發(fā)芽和植物根系生長(zhǎng)、以及改變土壤微生物組成和破壞土壤生態(tài)平衡。地膜可以改變小麥田中半干旱土壤微生物群落的組成，增加土壤的碳含量[5]。因此，如何確保我國(guó)農(nóng)膜可持續(xù)發(fā)展使用意義重大。

本文通過總結(jié)已報(bào)道的農(nóng)膜文獻(xiàn)，綜合分析了農(nóng)膜類別、組成成分、使用狀況、污染效應(yīng)和處理方式等，歸納了地膜覆蓋對(duì)土壤環(huán)境質(zhì)量、植物和種植作物等影響，以及現(xiàn)行的農(nóng)膜的回收處理方式和管理措施。并提出未來農(nóng)膜污染防治的主要研究方向，以期為我國(guó)農(nóng)膜可持續(xù)性使用和污染防控提供參考。

1 農(nóng)膜種類、成分及特性(Types, constiution and characteristics of agricultural plastic film)

農(nóng)膜主要分為棚膜和地膜2種類別(表1)，另外還有遮陽(yáng)網(wǎng)、防蟲網(wǎng)和飼草用膜等其他類型的農(nóng)用覆蓋材料。棚膜是指用于制作塑料大棚和溫室的塑料農(nóng)膜。地膜即地面覆蓋薄膜，通常是透明或黑色PE薄膜，也有綠色、銀色薄膜，用于地面覆蓋。

1.1 農(nóng)膜種類

1.1.1 棚膜

目前應(yīng)用較多的主要有2種棚膜：溫室大棚和拱形小棚。溫室大棚能透光和保溫(或加溫)，可在不適宜植物生長(zhǎng)的季節(jié)，提供溫室生育期和增加產(chǎn)量，多用于低溫季節(jié)喜溫蔬菜、花卉和林木等植物栽培或育苗等。溫室大棚可以用單層或雙層薄膜覆蓋。雙層薄膜之間隔有一層空氣，可以減少傳導(dǎo)性、對(duì)流性和長(zhǎng)波紅外輻射的損失。與單層薄膜相比，雙層薄膜的加熱節(jié)能率在25%～30%之間，但太陽(yáng)輻射透過率會(huì)降低[6]。除相對(duì)高度更低以外，拱形小棚與溫室大棚具有相同的特性。拱形小棚由塑料薄膜覆蓋的拱形支撐結(jié)構(gòu)組成，從而創(chuàng)造出適宜栽培作物的保護(hù)性內(nèi)部氣候。在晴日和夏季時(shí)節(jié)，覆蓋物可被打開或移除，這是一個(gè)很大的優(yōu)勢(shì)，有助于增強(qiáng)拱形小棚的氣相擴(kuò)散，為作物營(yíng)造更適宜的生長(zhǎng)環(huán)境。拱形小棚可用于竹筍和西瓜等多種蔬菜瓜果的種植。

1.1.2 地膜

地膜覆蓋于土壤表面，用以提高土壤溫度，保持土壤水分，維持土壤結(jié)構(gòu)，防止害蟲侵襲作物和某些微生物引起的病害等，促進(jìn)植物生長(zhǎng)。地膜在我國(guó)大部分地區(qū)普及和應(yīng)用，可在一年之中的任何時(shí)候使用，通常最佳的使用時(shí)間是土壤被預(yù)熱過的晚春時(shí)節(jié)，而在中國(guó)南方，冬天氣溫相對(duì)溫和，地膜可常年使用。地膜主要用于糧、棉、油、菜、瓜果、煙、糖、藥、麻、茶和林等40多種農(nóng)作物，可使作物普遍增產(chǎn)30%～50%，增值40%～60%[7]。

表1 農(nóng)膜基本信息Table 1 Agricultural film basic information

1.2 農(nóng)膜組成成分

農(nóng)膜主要組成成分包括母體化合物和添加劑。母體化合物主要有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物[8]。聚乙烯(PE)是目前應(yīng)用最廣泛的農(nóng)膜主要成分，根據(jù)其不同的應(yīng)用需求主要分為L(zhǎng)DPE(低密度聚乙烯)、LLDPE(線性低密度聚乙烯)和HDPE(高密度聚乙烯)3種類型。聚丙烯(PP)是聚烯烴族中第二常見的線性熱塑性聚烯烴族聚合物，其工作溫度和拉伸強(qiáng)度優(yōu)于PE，最廣泛用于通過擠壓加工生產(chǎn)的纖維和細(xì)絲，以及用于農(nóng)業(yè)管道、壓片、管網(wǎng)和繩線[9]。聚氯乙烯(PVC)是一種熱塑性聚合物，也是乙烯基聚合物，小部分柔性PVC(薄膜)也被用作溫室的覆蓋材料。乙烯醋酸乙烯酯(EVA)是乙烯與醋酸乙烯共聚物，在柔軟性和靈活性方面接近彈性材料，通常在溫室農(nóng)膜中的含量為14%[5]。根據(jù)農(nóng)膜的應(yīng)用需求，主要添加劑包括抗氧化劑、光穩(wěn)定劑、增塑劑和促降解劑等[9-10](表2)。

1.3 農(nóng)膜特性

農(nóng)膜的性質(zhì)主要取決于其母體化合物和添加劑，通常其主要成分是聚乙烯，它具有靈活性強(qiáng)、耐久性好、易加工、無異味和無毒等特點(diǎn)。添加劑則包括增塑劑、著色劑、紫外穩(wěn)定劑以及其他高聚物，添加劑可影響農(nóng)膜的顏色和使用壽命等特性。農(nóng)膜的主要特性如下。

1.3.1 耐久性

農(nóng)膜尤其是溫室棚膜應(yīng)用過程中需要較長(zhǎng)的使用壽命來保障作物生長(zhǎng)周期。影響溫室棚膜使用壽命的重要參數(shù)主要是薄膜材質(zhì)特征和環(huán)境因素[11]。薄膜材質(zhì)包括聚合物種類、膜種類、穩(wěn)定劑類別和膜厚度等，環(huán)境因素則包括框架材料、設(shè)計(jì)方式、地理氣候因素和農(nóng)藥使用等。另外，溫室大棚薄膜中添加的一些光穩(wěn)定劑如苯甲酮、苯并三唑、三嗪、鎳衍生物和受阻胺類等也有效提高了其使用壽命。一般而言，抗氧化劑的添加可以有效緩解農(nóng)膜氧化，農(nóng)膜中抗氧化劑含量一般為0.01%～0.05%，雖然大多數(shù)抗氧化劑無毒且具有良好的穩(wěn)定效果，但苯基取代的亞磷酸酯等抗氧化劑已被認(rèn)為具有一定毒性[12]。光穩(wěn)定劑可有效提高以聚烯烴為原料的塑料制品的長(zhǎng)期抗風(fēng)化能力，受阻胺類物質(zhì)如Tinuvin622和Chimasorb944等常作為聚烯烴的光穩(wěn)定劑，美國(guó)、英國(guó)、日本、法國(guó)、德國(guó)、加拿大和澳大利亞等國(guó)規(guī)定在聚乙烯中Tinuvin622最高含量為0.3%。塑化劑可增強(qiáng)農(nóng)膜的柔韌性和彈性，其主要成分是鄰苯二甲酸二(2-乙基)己酯(DEHP)[13]，而鄰苯二甲酸酯類化合物(PAEs)已被認(rèn)為具有致癌性和內(nèi)分泌干擾效應(yīng)[14]。

1.3.2 光學(xué)特性

不同類型和顏色的農(nóng)膜具有其典型的光學(xué)特性，可改變到達(dá)土壤的光輻射水平，導(dǎo)致土壤溫度的升高或降低，如黑色和透明的地膜最易使土壤升溫[15]。對(duì)于那些生長(zhǎng)在涼爽短暫季節(jié)中的暖季蔬菜作物，透明地膜對(duì)土壤的升溫效果更好[16]。然而，高透光性的缺點(diǎn)是缺乏雜草控制，當(dāng)暴露在陽(yáng)光下，雜草會(huì)繼續(xù)生長(zhǎng)[17]。其他顏色，如紅色、藍(lán)色、黃色或橙色的地膜，可滿足蔬菜生產(chǎn)的特殊要求，如驅(qū)除某些害蟲或吸引有益昆蟲等[18-19]。農(nóng)膜的關(guān)鍵光學(xué)特性是透光率和霧度[20]，波長(zhǎng)在400～700 nm之間的可見光是植物光合作用所必需的，因此溫室覆蓋物必須對(duì)這部分太陽(yáng)光譜盡可能透過。

1.3.3 紅外傳輸

紅外不透明農(nóng)膜是蔬菜種植中常用的塑料薄膜，其紅外不透特性可有效增溫保暖，以及在不加熱的情況下能降低結(jié)霜的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)能顯著降低能耗和有效降低熱損失。生產(chǎn)過程中主要通過2種方式提高薄膜的紅外不透明度：(1)使用填料和添加劑，如二氧化硅、碳酸鹽等[21]；(2)添加含有紅外吸收帶的共聚物，如乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)等。

1.3.4 抗滴防霧性

為降低雨水對(duì)農(nóng)膜光透射的影響[22]，農(nóng)膜通常需要通過添加一些特殊添加劑來提高其抗滴防霧性能，如添加非離子表面活性劑用于防霧膜中，將冷凝形狀改變?yōu)樗?。但表面活性劑是由濃縮水萃取而成，通常在2個(gè)農(nóng)業(yè)季節(jié)內(nèi)其防霧效果會(huì)消失，因此隨著農(nóng)膜使用時(shí)間增加，防霧效果會(huì)逐漸降低。

2 農(nóng)膜的使用狀況(Use of agricultural film)

我國(guó)農(nóng)膜使用量巨大，且逐年增加(表3)。我國(guó)農(nóng)膜年使用量從1991年的64.2萬t增加到2017年的252.8萬t，26年增長(zhǎng)了4.05倍，年平均增長(zhǎng)率為5.4%。

我國(guó)農(nóng)膜使用總量存在明確的地域特征(表4)，在農(nóng)業(yè)大省諸如山東省和河南省使用量要高于其他省份，2016年的農(nóng)膜用量分別達(dá)到了29.79萬t和16.31萬t，而農(nóng)膜用量在西北如新疆自治區(qū)和甘肅省也非常高，2016年分別達(dá)到了26.62萬t和19.51萬t。這4個(gè)地區(qū)的農(nóng)膜使用量總和達(dá)到了92.23萬t，占當(dāng)年全國(guó)農(nóng)膜使用總量的35.4%。

表2 農(nóng)膜常用添加劑Table 2 Agricultural addictives of agricultural film

表3 我國(guó)1997—2017年農(nóng)膜和地膜使用用量統(tǒng)計(jì)Table 3 Statistics on the use of agricultural film and plastic mulch in China from 1997 to 2017

表4 2016年中國(guó)各省/區(qū)農(nóng)膜使用分布[2]Table 4 Distribution of agricultural film use in various provinces in China in 2016[2]

2.1 棚膜使用狀況

我國(guó)20世紀(jì)60年代初開始制造和使用普通塑料棚膜，80年代初開始研制和使用防老化聚乙烯塑料棚膜(功能棚膜)，90年代棚膜得到快速增長(zhǎng)，增長(zhǎng)率在10%～15%。2000年后塑料棚膜成為主要的農(nóng)膜品種，應(yīng)用已從糧食作物為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐允卟恕⒐瞎突ɑ艿冉?jīng)濟(jì)作物為主[23]。2010年后，隨著部分生物可降解材料的發(fā)展，可降解棚膜也應(yīng)用而生。近年來，添加轉(zhuǎn)光功能性母料的轉(zhuǎn)光膜也開始在蔬菜種植中大規(guī)模使用，其主要作用是可以吸收陽(yáng)光中的紫外線和綠光，僅透過有利于光合作用的橙紅光和藍(lán)紫光，從而可以提高蔬菜的產(chǎn)量和品質(zhì)。我國(guó)棚膜主要在北方地區(qū)、東部沿海地區(qū)以及主要港口城市周邊地區(qū)，用于蔬菜、瓜果和花卉種植，也有小部分用于畜牧業(yè)、家禽養(yǎng)殖和塘魚養(yǎng)殖。據(jù)報(bào)道，棚膜的產(chǎn)量約占農(nóng)膜總量的40%左右[24]。

2.2 地膜使用狀況

我國(guó)地膜使用量從1991年的31.9萬t增長(zhǎng)到2017年的143.7萬t，增長(zhǎng)了近4.5倍，年平均增長(zhǎng)率達(dá)到6.0%(圖1)。地膜覆蓋面積從1991年的491萬hm2增長(zhǎng)到2017年的1 866萬hm2，增長(zhǎng)了3.8倍，年平均增長(zhǎng)率為5.3%。我國(guó)部分農(nóng)業(yè)大省2017年的地膜使用狀況如表5所示，新疆自治區(qū)、山東省和甘肅省是地膜使用量和覆蓋面積最高的地區(qū)。另外，我國(guó)也有部分地區(qū)在經(jīng)濟(jì)作物種植過程中使用可降解地膜，如云南地區(qū)的煙草種植，山東地區(qū)的花生和馬鈴薯種植以及新疆地區(qū)的番茄種植等，但使用率不足20%[25]。而且部分降解地膜降解速度太快，會(huì)導(dǎo)致棉花減產(chǎn)以及增溫保熵效果比較差[26]。

圖1 地膜和農(nóng)膜使用情況[2]Fig. 1 Usage amount of mulching film and agricultural film[2]

3 農(nóng)膜的環(huán)境污染(Pollution of agricultural film)

3.1 土壤污染

農(nóng)膜使用后，大部分并沒有回收而是殘留在土壤中。據(jù)報(bào)道，我國(guó)新疆自治區(qū)長(zhǎng)期覆膜棉田每公頃地膜平均殘留量在200 kg以上，甘肅省、內(nèi)蒙古自治區(qū)、東北地區(qū)、山西省和河北省部分地區(qū)每公頃平均殘留量在100 kg以上[27]。農(nóng)膜殘留會(huì)影響土壤理化性質(zhì)和造成二次污染，如帶來鄰苯二甲酸酯污染以及可引起農(nóng)藥在土壤中的殘留增加等[28]。農(nóng)膜殘留影響土壤理化性質(zhì)如下。(1)降低土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性。農(nóng)膜殘留可在土壤中形成阻隔層，使耕層土壤透氣性降低，導(dǎo)致土壤團(tuán)聚體量減少和穩(wěn)定性降低。土壤團(tuán)聚體減少會(huì)進(jìn)一步影響土壤的雨水濺蝕力和保肥保水性能[29-30]。(2)影響土壤抗蝕度與分散性。農(nóng)膜殘留會(huì)增加土壤顆粒分散性，減少土壤滲透和降低土壤的抗蝕性。(3)鄰苯二甲酸酯污染。農(nóng)膜殘留會(huì)釋放鄰苯二甲酸酯類化合物(PAEs)到土壤中，已有報(bào)道表明，土壤中PAEs的本底濃度在0.2～33.6 mg·kg-1之間[31]，而在農(nóng)用地膜中檢測(cè)出的PAEs濃度在50～120 mg·kg-1之間[32]。當(dāng)PAEs從覆蓋膜中釋放出來時(shí)，它可能通過植物吸收蒸發(fā)的方式進(jìn)入大氣和徑流，并進(jìn)一步分布在地下水和地表水環(huán)境中[28, 32-33]；另外也有研究報(bào)道，覆蓋地膜土壤中鄰苯二甲酸二丁酯(DPB)和鄰苯二甲酸二(2-乙基)己酯(DEHP)的濃度比未覆蓋地膜的土壤高2.5～3倍[34]。Kong等[35]還發(fā)現(xiàn)，覆膜土壤中的PAEs濃度分別比沒有覆膜的農(nóng)田和蔬菜土壤中的PAEs濃度高了74%和208%。長(zhǎng)期使用黑膜的土壤中PAEs含量相對(duì)更高[36]。厚膜也已被報(bào)道會(huì)增加土壤中DEHP的含量，而且厚膜比薄膜會(huì)釋放更多的PAEs[37]。Wang等[32]還對(duì)南京郊區(qū)的菜田土壤進(jìn)行了6種優(yōu)先PAEs的研究，發(fā)現(xiàn)總PAEs的濃度水平在0.15～9.68 mg·kg-1。Kong等[35]在對(duì)天津市城郊農(nóng)田6種優(yōu)先PAEs的調(diào)查分析中發(fā)現(xiàn)，總PAEs的范圍在0.05～10.4 mg·kg-1，其中鄰苯二甲酸二正丁酯(DnBP)和DEHP的含量最高。此外，地膜使用后也會(huì)增加農(nóng)藥和重金屬在土壤中的殘留[38]，如有研究報(bào)道，地膜覆蓋土壤中農(nóng)藥和重金屬污染負(fù)荷顯著高于未覆蓋的土壤。

表5 2017年農(nóng)業(yè)大省各農(nóng)業(yè)指標(biāo)Table 5 Agricultural indicators of the major agricultural provinces in 2017

3.2 植物和作物污染

土壤中農(nóng)膜殘留還會(huì)影響植物和種植作物發(fā)芽、生長(zhǎng)發(fā)育，并造成污染物在植物體內(nèi)富集等。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)土壤中地膜殘留量達(dá)到37.5 kg·hm-2時(shí)，小麥發(fā)芽率與對(duì)照組相比降低25%[39]。地膜殘留還對(duì)玉米、茄子、甘藍(lán)和花生等作物的根系生長(zhǎng)有顯著抑制作用[40]，當(dāng)殘膜量達(dá)到100 kg·hm-2時(shí)，玉米葉面積顯著減小，當(dāng)殘膜量>240 kg·hm-2時(shí)，作物產(chǎn)量顯著下降[41]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，連續(xù)使用農(nóng)膜2年以上的麥田，每公頃殘留農(nóng)膜碎片103.5 kg，小麥月減產(chǎn)率為9%，連續(xù)使用5年的小麥田，每公頃殘留農(nóng)膜碎片達(dá)375 kg，小麥減產(chǎn)26%[42]。研究者發(fā)現(xiàn)，覆膜大白菜重金屬積累量明顯高于空白對(duì)照組，與未覆蓋植物相比，其鋅、鎘、銅和鉛的總含量提高了90%以上[43]。除此之外，國(guó)內(nèi)外其他相關(guān)研究者還對(duì)不同地區(qū)農(nóng)田作物中PAEs做了相關(guān)研究，結(jié)果如表6所示。

表6 不同地區(qū)可食用作物中鄰苯二甲酸酯(PAEs)含量Table 6 Phthalate esters (PAEs) content in edible crops in different regions

3.3 塑料和微塑料污染

農(nóng)膜殘留還會(huì)帶來塑料和微塑料污染。農(nóng)膜使用后，隨著風(fēng)化破碎可成為大塑料和微塑料，并進(jìn)入大氣環(huán)境和水環(huán)境。O’Connor等[49]基于干-濕循環(huán)模擬研究了100年的微塑料遷移深度，發(fā)現(xiàn)土壤是陸地微塑料的主要儲(chǔ)存場(chǎng)所和地下水的主要污染來源載體。另外，我國(guó)每年塑料垃圾量全球最高，達(dá)到132～353萬t，其中農(nóng)用塑料占到了30.9%[50]。已有報(bào)道表明，我國(guó)土壤已遭到不同程度的微塑料污染，表7展示了我國(guó)河北省、山東省、云南省和上海市等部分地區(qū)土壤中的微塑料分布情況。

3.4 其他污染

農(nóng)膜殘留還對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)環(huán)境帶來一系列其他負(fù)面影響。如：焚燒殘膜可產(chǎn)生有害氣體排放污染大氣；牛、羊等牲畜食用混有殘膜的農(nóng)作物秸稈和草料可能會(huì)誘發(fā)胃腸功能障礙，出現(xiàn)嚴(yán)重厭食癥甚至造成死亡[55]；殘膜對(duì)田邊、運(yùn)河和林間也會(huì)造成“視覺污染”[56]；影響田間機(jī)械耕作，導(dǎo)致開溝機(jī)易纏繞和播種質(zhì)量下降。

表7 不同地區(qū)土壤微塑料的分布情況Table 7 Distribution characteristics of microplastic in different regions

4 農(nóng)膜的處理、防治與管理(Treatment, prevention and management)

農(nóng)膜的處理既是環(huán)境問題又是經(jīng)濟(jì)問題，因?yàn)樗鼈兛赡軙?huì)對(duì)景觀環(huán)境、農(nóng)用土壤、大氣、地表水和地下水環(huán)境造成嚴(yán)重的彌散性破壞[57]。農(nóng)膜通常被焚燒、回收、填埋或非法處理[58-60]。農(nóng)膜回收利用的主要處理方式是再生造粒后生產(chǎn)各種塑料用品[61]。

4.1 農(nóng)膜的回收處理

4.1.1 焚燒

目前農(nóng)膜的焚燒有2種，一種是農(nóng)民經(jīng)常采用的原位焚燒或露天焚燒，還有一種是回收后的燃燒發(fā)電或者是用作燃料[62]。但焚燒處理會(huì)產(chǎn)生一氧化碳、硫化氫、二氧化硫、氨氣以及二噁英等有毒致癌物，給生態(tài)環(huán)境和人體健康帶來潛在風(fēng)險(xiǎn)[63-64]。

4.1.2 填埋

目前無法回收利用的農(nóng)膜基本上都是采用填埋的方式處理。但填埋處理只能是暫時(shí)的處理方式，且填埋后往往會(huì)使填埋區(qū)土壤質(zhì)量退化，同時(shí)也可能造成土壤污染以及大氣污染，對(duì)區(qū)域食品質(zhì)量安全和人體健康帶來危害[65]。

4.2 農(nóng)膜的防治技術(shù)

回收處理和回收再利用是農(nóng)膜防治的基本做法。主要用以下方式。(1)適期揭膜技術(shù)[66]。根據(jù)作物種類和區(qū)域條件，形成合理的揭膜時(shí)間和揭膜方式，在地膜完成其功能且又未老化破損之前進(jìn)行揭膜回收，提高地膜回收率。如新疆自治區(qū)的棉花頭水前揭膜，在膜還未老化前回收，可使回收率達(dá)到90%以上[67]。山西省玉米覆膜在玉米出苗后45 d揭膜，也能大幅度提高地膜回收率[68]。(2)回收再利用技術(shù)。通過回收地膜作為再生塑料的原料，利用回收薄膜產(chǎn)生環(huán)境友好型填充母料，利用回收地膜進(jìn)行燃料提取，以及利用回收地膜作為建筑材料。(3)使用可降解農(nóng)膜。通過添加促降解劑來加速殘留在土壤中的農(nóng)膜自然消解，減少殘膜對(duì)環(huán)境的污染，避免了農(nóng)膜在土壤中的過度積累[69]。有研究人員發(fā)現(xiàn)，加入促降解劑后，印度粉蛾(Plodiainterpunctella)可在60 d內(nèi)降解6%～10%的聚乙烯[70]。但目前研制的促降解添加劑還過于昂貴，實(shí)際應(yīng)用性不高。

4.3 農(nóng)膜的管理政策

為了有效防治農(nóng)膜帶來的環(huán)境污染，嚴(yán)格的管理政策和法規(guī)是根本。因此，需要政府制定嚴(yán)格的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和強(qiáng)制立法，使農(nóng)膜在生產(chǎn)、使用和回收過程中能有效監(jiān)管，確保生產(chǎn)的農(nóng)膜符合生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，提高農(nóng)膜的回收和利用。在這個(gè)方面國(guó)外有一些好的做法可以給我們提供參考。另外，事實(shí)上我國(guó)也已經(jīng)開始制定相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)來控制農(nóng)膜的環(huán)境污染。

4.3.1 國(guó)內(nèi)

為控制農(nóng)膜殘留污染，我國(guó)也制定了2項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：《農(nóng)田地膜殘留量限值及測(cè)定》 (GB/T 25413—2010)和《棉花種植用地膜厚度限值及測(cè)定》(GB/T 25414—2010)，這2項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了待播農(nóng)田耕作層內(nèi)地膜殘留量應(yīng)不大于75 kg·hm-2，棉花種植用地膜厚度應(yīng)不小于0.008 mm，以此來確保能機(jī)械回收地膜。另外，農(nóng)業(yè)部也提出了“一控、兩減、三基本”和《關(guān)于打好農(nóng)業(yè)面源污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)的實(shí)施意見》，其中農(nóng)膜的污染治理是其中一項(xiàng)重要工作，明確指出需要加大農(nóng)業(yè)面源污染防治力度，推廣高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)膜和殘膜回收試點(diǎn)，加強(qiáng)農(nóng)業(yè)生態(tài)治理，開展農(nóng)田殘膜回收區(qū)域性示范，嚴(yán)厲打擊違法生產(chǎn)和銷售不合格農(nóng)膜的行為。國(guó)務(wù)院制定的《土壤污染防治行動(dòng)計(jì)劃》也提出，加強(qiáng)廢棄農(nóng)膜回收利用，明確了農(nóng)用地膜的回收和再利用目標(biāo)，到2020年，我國(guó)農(nóng)膜回收率應(yīng)達(dá)到80%以上。

4.3.2 國(guó)外

歐盟、美國(guó)和日本等鼓勵(lì)使用高強(qiáng)度、可降解地膜替代普通地膜。美國(guó)通過使用可降解地膜和推廣應(yīng)用高強(qiáng)度、耐老化的地膜，以及采用卷收設(shè)備進(jìn)行回收來降低殘膜危害。日本則制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求地膜厚度在0.02 mm以上，另外日本還頒布了《日本廢棄物處理及清掃法》，規(guī)定使用地膜必須經(jīng)專業(yè)公司回收利用。歐盟則建立了農(nóng)用塑料標(biāo)記協(xié)會(huì)(Lable AgriWaste)來制定歐洲農(nóng)用塑料廢物標(biāo)簽制度[71]，同時(shí)通過頒布《農(nóng)業(yè)廢棄物填埋條例》和《農(nóng)業(yè)廢棄物焚燒條例》對(duì)廢棄農(nóng)膜回收處理進(jìn)行了明確規(guī)定。意大利和法國(guó)環(huán)保部出臺(tái)農(nóng)業(yè)塑料廢棄物回收和利用法律條文，對(duì)農(nóng)膜回收利用進(jìn)行規(guī)范處理[27]。

5 結(jié)論與建議(Conclusion and suggestion)

農(nóng)膜的開發(fā)和使用增加了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)收益，顯著提高了農(nóng)田土地利用效率。然而，缺乏有效的回收、處理和再利用，農(nóng)膜土壤殘留將造成土壤、地下水、地表水、植物作物和大氣污染，甚至對(duì)人體健康產(chǎn)生影響。因此，確保農(nóng)膜的生產(chǎn)質(zhì)量、提高農(nóng)膜殘膜回收率和推廣切實(shí)可行的農(nóng)膜回收再利用技術(shù)是農(nóng)膜污染防治的重點(diǎn)。基于此，提出以下未來研究的方向：

(1)開展低價(jià)可降解農(nóng)膜的研發(fā)，研制低成本的促降解添加劑，進(jìn)一步提升可降解地膜的可控性和穩(wěn)定性，有效縮短農(nóng)膜在土壤中的自然削減時(shí)間，降低殘膜的環(huán)境效應(yīng)；

(2)加快制定針對(duì)我國(guó)農(nóng)膜管理的法律法規(guī)，細(xì)化農(nóng)膜生產(chǎn)、使用和回收相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、要求和制度，明確各級(jí)政府部門在農(nóng)膜生產(chǎn)、流通、使用和回收各環(huán)節(jié)的管理職責(zé)；

(3)大力發(fā)展廢棄農(nóng)膜循環(huán)利用制度，對(duì)農(nóng)膜制造商、銷售機(jī)構(gòu)和回收處理機(jī)構(gòu)實(shí)行責(zé)任制，形成完備的循環(huán)利用制度體系，建立農(nóng)膜回收經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償體系，切實(shí)提高殘膜回收處理效率。

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