河南省農(nóng)業(yè)面源污染現(xiàn)狀及防治對(duì)策

馬 政朱 昆馬政華郭子寧張 靜

（1.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，河南 鄭州 450002；2.河南省科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)，河南 鄭州 450002）

隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的快速發(fā)展，工業(yè)污染與面源污染疊加程度增強(qiáng)，城市污染向農(nóng)村擴(kuò)散，化肥、農(nóng)藥過(guò)量使用，導(dǎo)致土壤自我凈化與自我修復(fù)能力持續(xù)下降，進(jìn)而導(dǎo)致種植業(yè)面源污染問(wèn)題突出。2010年《第一次全國(guó)污染源普查公報(bào)》結(jié)果顯示，農(nóng)業(yè)污染源是造成我國(guó)水環(huán)境污染的“大戶”，其化學(xué)需氧量（COD）、總氮（TN）和總磷（TP）排放分別占地表水體污染總負(fù)荷的43.7%、57.2%和67.4%。由此可見(jiàn)，農(nóng)業(yè)面源污染已成為當(dāng)前地表水體污染的主要來(lái)源。據(jù)估計(jì)，全球每年用于糧食生產(chǎn)的1.2億t氮中，只有10%被人類直接消費(fèi)，大部分未使用的氮被分散到環(huán)境中，最終匯入地表水體，成為主要的面源污染源。農(nóng)業(yè)則是導(dǎo)致過(guò)量養(yǎng)分排放到水體中的最主要驅(qū)動(dòng)因素。農(nóng)業(yè)環(huán)境狀況不容樂(lè)觀，保護(hù)與修復(fù)土壤、水體等環(huán)境刻不容緩。面源污染直接影響地下水安全和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全，關(guān)系著人們的身體健康和生存質(zhì)量，關(guān)系著經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。為此，習(xí)近平總書記指出“綠水青山就是金山銀山”，中央提出了綠色發(fā)展理念，吹響了生態(tài)文明建設(shè)的號(hào)角。國(guó)務(wù)院各部門先后出臺(tái)了“土十條”“水十條”“大氣十條”治理行動(dòng)計(jì)劃，出臺(tái)了農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃，強(qiáng)力推進(jìn)化肥零增長(zhǎng)計(jì)劃、農(nóng)業(yè)面源污染治理，推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)［1-3］。

1 河南省農(nóng)田面源污染現(xiàn)狀及成因

1.1 化肥污染

河南作為農(nóng)業(yè)大省，也是化肥用量大省。自2001年超過(guò)山東省成為全國(guó)化肥第一用量省份，截至2016年，河南省化肥使用量達(dá)到715萬(wàn)t［4］，667m2耕地面積平均化肥用量在60～70kg，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于歐美發(fā)達(dá)國(guó)家667m2平均8kg的用量指標(biāo)，是美國(guó)的2.6倍、歐盟的2.5倍。在高產(chǎn)、超高產(chǎn)區(qū)化肥施用量更大，據(jù)調(diào)查，2006—2009年溫縣、蘭考、?？h超高產(chǎn)攻關(guān)田小麥氮肥用量在486～614kg/hm2，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)作物對(duì)氮素的需求量。河南省農(nóng)科院多年調(diào)查研究數(shù)據(jù)表明，河南省大部分耕層土壤氮肥充足、鉀肥不足，養(yǎng)分失衡；硝酸鹽殘留量較大，土壤板結(jié)，有機(jī)質(zhì)含量下降。對(duì)駐馬店的調(diào)查結(jié)果表明，小麥田、玉米田氮磷養(yǎng)分含量較為適中，設(shè)施蔬菜田氮磷養(yǎng)分含量較高，特別是土壤速效磷含量平均高達(dá)181.5mg/kg，是糧田的4.5倍?；室殉蔀檗r(nóng)田面源污染的主要來(lái)源。同時(shí)，氮肥、磷肥的大量使用加大了地表水體的富營(yíng)養(yǎng)化程度，增加了地下水硝態(tài)氮含量，引起地下水硝態(tài)氮污染，嚴(yán)重威脅了周圍的水體健康。污染嚴(yán)重的地區(qū)已威脅當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。

有研究表明，由于化肥使用不合理，使得化肥對(duì)糧食增產(chǎn)的效果表現(xiàn)出下降趨勢(shì)?；视筛鞣N不同鹽類組成，且含有重金屬污染物，其有機(jī)利用率為20%～30%，40%留在土壤層，30%～40%進(jìn)入水體。實(shí)踐證明，長(zhǎng)期和大量施用由鹽類組成的肥料，會(huì)增加土壤溶液的濃度，進(jìn)而產(chǎn)生不同大小的滲透壓，使土壤溶液中的水分不僅不能被作物根細(xì)胞吸收，反而將細(xì)胞質(zhì)中的水分倒流入土壤溶液、滲透入湖泊河流，導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化的同時(shí)使土壤酸化板結(jié)，導(dǎo)致土壤養(yǎng)分結(jié)構(gòu)失調(diào)、肥力下降、作物受害。

河南省農(nóng)業(yè)面源污染形勢(shì)嚴(yán)峻，對(duì)河南省7個(gè)縣市的研究結(jié)果表明，在農(nóng)戶盲目高量施肥的條件下，小麥田、玉米田硝態(tài)氮淋溶達(dá)70kg/hm2，占氮肥施用量的11%。設(shè)施菜田高量施肥和灌溉，硝態(tài)氮淋溶量更高，淋溶量在150～200kg/hm2。磷在土壤中容易被吸附固定，通常淋溶量較小。而在保護(hù)地種植模式下，磷的淋溶量為10kg/hm2。農(nóng)田氮磷的淋溶對(duì)引用地下水安全產(chǎn)生了威脅。對(duì)河南省40多個(gè)縣市的連續(xù)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，農(nóng)村地下水硝酸鹽超標(biāo)率在1/4以上。

1.2 農(nóng)藥污染

農(nóng)藥在使用過(guò)程中，可通過(guò)揮發(fā)、擴(kuò)散、遷移等各種途徑轉(zhuǎn)入大氣、水體、土壤，以及對(duì)害蟲的天敵及傳粉昆蟲等產(chǎn)生毒害作用，直接影響自然界的生態(tài)平衡，導(dǎo)致環(huán)境惡化。一些化學(xué)農(nóng)藥的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，降解難度大，持續(xù)大劑量應(yīng)用會(huì)引發(fā)殘留問(wèn)題，污染土壤和水體。加之化學(xué)農(nóng)藥本身具有致癌、致畸、致突變的作用，會(huì)通過(guò)污染農(nóng)產(chǎn)品損害人體健康等。農(nóng)藥在生產(chǎn)過(guò)程中因“三廢”的排放而污染環(huán)境，在運(yùn)輸、貯藏、分裝、零售過(guò)程中也會(huì)造成污染，而農(nóng)藥廢棄物殘留產(chǎn)生的有機(jī)物污染也會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

全球氣候變暖，病蟲害多發(fā)且抗藥性增強(qiáng)，造成農(nóng)藥使用量增加，特別是高毒、高殘留有機(jī)磷殺蟲劑用量較大。加之農(nóng)藥品種老化，主要糧果菜產(chǎn)區(qū)對(duì)農(nóng)藥的使用普遍存在超劑量、超次數(shù)用藥等問(wèn)題，造成土壤及地下水污染日趨嚴(yán)重。據(jù)抽樣調(diào)查，河南省大多數(shù)糧果蔬要連續(xù)施藥4～10次才能成熟上市，果樹(shù)種植中農(nóng)藥使用量最高，平均667m2使用原液650g。個(gè)別園藝作物及蔬菜農(nóng)藥使用量為30～75kg/hm2，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于歐洲最高用藥量18kg/hm2，有的甚至是世界平均水平的3倍。由于化學(xué)藥劑的利用率在20%～30%，大部分化學(xué)藥劑殘留在水體、空氣及土壤中，對(duì)食物鏈造成了直接或間接的影響，對(duì)人體健康的威脅不可小覷。

1.3 農(nóng)業(yè)廢棄物污染

1.3.1 農(nóng)業(yè)秸稈資源化利用效率低。河南省作物秸稈資源總量約為7500萬(wàn)t/a。目前，秸稈資源主要利用途徑為秸稈還田、飼料、燃料、工業(yè)原料和食用菌基料5個(gè)方面，河南省作物秸稈的平均利用率為48.64%，50.00%以上的秸稈被遺棄或燃燒。雖然河南省探索了秸稈乙醇、秸稈柴油和生物質(zhì)炭等新技術(shù)的應(yīng)用模式，并建設(shè)了天冠、三利等企業(yè)，但農(nóng)作物秸稈主要以還田為主，其原因有以下3個(gè)方面：一是農(nóng)作物秸稈分布廣，收集成本高，沒(méi)有建立有效的秸稈收貯體系；二是沒(méi)有建立秸稈循環(huán)利用的生產(chǎn)方式，沒(méi)有形成種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)、菌物業(yè)三業(yè)并舉的局面；三是缺乏低成本處理秸稈的技術(shù)，支撐不了秸稈的轉(zhuǎn)化利用；四是秸稈大量還田帶來(lái)了病蟲害高發(fā)、頻發(fā)等問(wèn)題。

1.3.2 畜禽養(yǎng)殖廢棄物資源化利用不高。河南省是糧食大省和畜禽養(yǎng)殖大省，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的大量秸稈和畜禽糞便已成為農(nóng)田和環(huán)境面源污染的主要來(lái)源。據(jù)統(tǒng)計(jì)，河南省畜禽糞便年產(chǎn)生總量為24637.54萬(wàn)t，其中糞排泄量為15741.84萬(wàn)t，占排泄總量的63.89%；尿排泄量為8895.7萬(wàn)t。糞尿中化學(xué)需氧量（CODcr）為581.35萬(wàn)t，生化需氧量（BOD5）為466.3萬(wàn)t，氨態(tài)氮（NH3-N）含量為57.59萬(wàn)t。由于環(huán)境治理意識(shí)淡薄，加之缺乏經(jīng)濟(jì)有效的畜禽糞便處理技術(shù)，大量糞便未經(jīng)處理直接排放到溝、河中，造成了養(yǎng)殖場(chǎng)附近地下水硝酸鹽、氨氮超標(biāo)嚴(yán)重，而且產(chǎn)生的惡臭降低了空氣質(zhì)量，惡化了水質(zhì)，加重了土壤板結(jié)和鹽漬化程度。另外，我國(guó)約有120種傳染病是由畜禽產(chǎn)生并通過(guò)畜禽糞便、尸體、分泌物被污染的水等傳播的［5］；每年有超過(guò)8000t的獸用抗生素被廣泛用于治療和預(yù)防畜禽疾病，甚至用來(lái)促進(jìn)畜禽生長(zhǎng)，畜禽糞便中殘留了30%～90%原藥成分的抗生素，造成了嚴(yán)重的抗生素污染。對(duì)洛陽(yáng)市某養(yǎng)殖場(chǎng)的定點(diǎn)監(jiān)測(cè)表明，畜禽糞便氨氮含量較高，是重要的氨排放源，養(yǎng)殖場(chǎng)周邊地下水和施肥后的土壤檢測(cè)到抗生素3種。

2 河南省農(nóng)業(yè)面源污染防治對(duì)策

2.1 建立農(nóng)田面源污染防治長(zhǎng)效機(jī)制

長(zhǎng)期以來(lái)，河南省農(nóng)田面源污染防治多為突發(fā)性、階段性、應(yīng)急性防控，缺乏穩(wěn)定、長(zhǎng)效的防治機(jī)制。對(duì)此，一是應(yīng)根據(jù)河南省農(nóng)業(yè)農(nóng)村生態(tài)環(huán)境治理規(guī)劃，逐步建立完善的環(huán)境監(jiān)測(cè)體系，及時(shí)掌握污染動(dòng)態(tài)并展開(kāi)影響指數(shù)評(píng)估，為生態(tài)環(huán)境治理和保護(hù)提供依據(jù)。二是應(yīng)建立水肥信息監(jiān)測(cè)體系，提高基本農(nóng)田水肥管理能力。依據(jù)河南省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)布局，建立一批固定的監(jiān)測(cè)站和流動(dòng)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，為精準(zhǔn)施肥提供依據(jù)。三是應(yīng)加強(qiáng)病蟲害預(yù)警體系建設(shè)，指導(dǎo)農(nóng)戶及時(shí)防治、科學(xué)防治，杜絕盲目用藥、超劑量用藥。

2.2 強(qiáng)力推進(jìn)種養(yǎng)結(jié)合、綜合利用的生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展

生態(tài)農(nóng)業(yè)的核心是使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的能量和物質(zhì)合理流動(dòng)，形成良性循環(huán)，綜合利用農(nóng)業(yè)廢棄物，可采取“以地定畜，種養(yǎng)結(jié)合”的基本原則，將畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)產(chǎn)生的廢物作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料，根據(jù)土壤的環(huán)境容量確定養(yǎng)殖規(guī)模，保證畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)生的廢物有足夠的土地消納。在污染防治工作中做到綜合利用優(yōu)先、工程治理為輔，體現(xiàn)減量化、生態(tài)化、資源化原則。運(yùn)用生物技術(shù)與生物工程技術(shù)，綜合利用畜禽糞便，走種植業(yè)與養(yǎng)殖業(yè)相結(jié)合的道路，促進(jìn)養(yǎng)殖廢渣和廢水的綜合利用與污染防治，形成生態(tài)養(yǎng)殖—沼氣—有機(jī)肥—種植的循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式。

2.3 科學(xué)合理使用肥、藥，改善生態(tài)環(huán)境和土壤環(huán)境

長(zhǎng)期過(guò)量、不科學(xué)地使用化肥，導(dǎo)致河南省農(nóng)田環(huán)境不斷惡化。因此，必須科學(xué)合理使用化肥，推廣精準(zhǔn)化施肥技術(shù)，合理配置肥料資源，做到肥料減量、定性、定量化使用。另外，積極推廣復(fù)混肥、有機(jī)肥、專用肥、改良肥，改善農(nóng)田生態(tài)環(huán)境，提升地力。

在農(nóng)藥使方面，轉(zhuǎn)變化學(xué)防治的方法手段，逐步探索物理、生物防治相結(jié)合的技術(shù)手段，減少藥物用量，減輕面源污染。

2.4 加強(qiáng)農(nóng)作物秸稈綜合利用研究

開(kāi)發(fā)利用農(nóng)業(yè)廢棄物，既能生產(chǎn)出清潔、綠色的生物質(zhì)能源和資源肥料，又可以實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)綠色化，改善鄉(xiāng)村環(huán)境，提高農(nóng)民生活品質(zhì)。河南省作為秸稈生產(chǎn)大省，發(fā)展以農(nóng)業(yè)廢棄物為原料的生物質(zhì)能源和資源肥料潛力巨大。對(duì)此，要大力推廣秸稈機(jī)械深耕加秸稈精細(xì)化粉碎混埋還田、堆漚還田、快速腐熟、生物反應(yīng)堆、生物熱氣肥等技術(shù)，實(shí)施秸稈肥料化利用。大力發(fā)展奶牛產(chǎn)業(yè)、肉牛養(yǎng)殖和羊、兔、家禽等食草畜禽產(chǎn)業(yè)，鼓勵(lì)養(yǎng)殖場(chǎng)（戶）或秸稈飼料加工企業(yè)制作青貯、氨化、微貯或顆粒等秸稈飼料，支持建設(shè)秸稈青貯窖池；大力推廣秸稈直接粉碎飼喂技術(shù)、機(jī)械化青貯飼料技術(shù)、秸稈微生物發(fā)酵技術(shù)、秸稈氨化技術(shù)等，努力提高秸稈飼料化利用水平。大力推廣應(yīng)用秸稈熱解氣化、生物氣化、固化成型、炭化和秸稈生物質(zhì)技術(shù)，通過(guò)秸稈生產(chǎn)固化成型燃料、直燃發(fā)電、秸稈沼氣集中供氣、秸稈氣化發(fā)電以及秸稈鍋爐直燃供熱等途徑能源化利用秸稈。另外，大力發(fā)展大球蓋菇、草菇等以秸稈為主要基料的草腐性食用菌生產(chǎn)，使其逐步成為秸稈綜合利用的重要方式；鼓勵(lì)農(nóng)民進(jìn)行草席、草編、草帽、草包、草簾、草籃和壁畫等工藝品的編織加工，實(shí)施秸稈原料化利用。