農業面源污染對水環境的影響及其防治

李冠杰 鄭雅莉 范彬

摘要：農業面源污染對水環境的影響以及由此導致的“水污染”已成為目前我國農村最大的環境問題。然而，防治體系不規范、環境立法不健全、技術措施不到位、體制機制不完善等，嚴重制約著防治工作的順利開展。為此，必須構建具有中國社會主義特色的農業面源污染防治體系，確立適合我國國情的農業面源污染防治政策制度、技術措施與管理方法，創新體制機制，從源頭上控制農業面源污染的發生，改善農村水環境質量，提高水環境服務功能。

關鍵詞：農業面源污染;水環境;防治困境;防治對策

2014年中央一號文件和國家新型城鎮化規劃（2014—2020年）再次將農村環境綜合整治、鄉村清潔工程實施、農村垃圾、污水處理、土壤與水環境整治、飲用水安全保障等農業面源污染防治突出問題作為社會主義新農村建設和推動城鄉發展一體化的重點。然而，我國農業面源污染具有自身特點，其對水環境的影響以及由此導致的“水污染”已成為目前我國農村最大的環境問題。

一、農業面源污染的來源與現狀

（一）農藥、化肥污染

農業生產過程中大量農藥、化肥的不合理施用所導致的農業面源污染是造成農村水環境污染的重要原因。2012年，我國氮肥以6383.7萬噸的總消耗量位居世界首位，磷肥的總消耗量也同時達到了1980.5萬噸。按播種面積計算，我國化肥年使用量已超過400kg/hm2，遠遠高于225kg/hm2的化肥無污染使用上限。農業生產中使用諸多被禁用的農藥，而且多采取直接向水體施藥的方式。此外，大量殘留農藥也隨降雨進入水體。施用的化肥除了部分被農作物吸收外，相當一部分則通過農田滲漏和地表徑流進入水體，污染了周邊湖泊、池塘、河流和地下水。

（二）畜禽養殖污染

畜禽養殖糞便所形成的農業面源污染隨著農業產業結構的調整不斷出現。近年來，農村畜禽養殖規模日益增大，集約化和機械化程度日益提高，由此引起的環境污染問題也日益突出和頻繁。2012年全國畜禽糞便產生量約為55億噸，是工業有機污染物的4.6倍，預計2020年將達到100億噸。畜禽養殖業廢棄物量巨大，集中處理和運輸成本高、還田費力，大多數畜禽養殖場缺少污水處理系統，養殖場周邊地區又難以消納，畜禽糞便往往直接排入地表水，而并非作為肥料資源進行回收和再利用，由此造成土壤和地下水污染。

（三）農村生活污染

農村生活污水是農業面源污染的另一重要途徑。農村污水是指農村居住區范圍內產生的以居民生活污水為主的綜合排放污水，主要來源于廚房、浴室和廁所，其中廚房和洗浴污水大多直排戶外，廁所污水少量被農戶綜合利用，其余部分則直排或進入化糞池后自然溢出。2012年全國農村生活污水日排放量達1208.4萬噸，其總排放量和COD排放量連續8年高于工業污水，且差距不斷增大。雖然近年來農村生活污水處理設施投入和污水處理率有較快增長，但仍因各種原因得不到合理、有效的控制。

（四）其他污染

農業秸稈的無序利用也是農業面源污染的來源之一。隨著區域能源結構的變化，直接用于生活用薪柴的秸稈逐漸被液化氣、沼氣、煤等新型農村用能所取代。除少量回收利用的秸稈外，大量多余秸稈被棄之田溝或推入河湖，經風化、雨淋、腐爛、分解，秸稈中的有機物流進水體并造成嚴重污染。

水土流失不僅影響土地資源的有效利用，而且攜帶大量農藥、化肥、有機物、重金屬的泥沙隨水土流失進入周邊江河湖庫，增大水體濁質，污染水體。水土流失已成為當前我國氮、磷、鉀污染的重要途徑，水土流失越嚴重的地方，土壤越貧瘠，農藥、化肥使用量越大，隨水土流失進入水體的污染物也越多。

農村生活垃圾已由過去的菜葉瓜皮演變為由塑料袋、電子垃圾、建筑垃圾、生活垃圾、農藥包裝瓶、腐爛植物組成的混合體，產生量大，成分復雜，無人回收，不可降解。長期堆放于河道邊的生活垃圾，其釋放出的溶解性有機物伴隨雨水進入水體，造成水體污染。此外，農業面源污染來源還包括農膜的不合理使用。

二、農業面源污染的特征

（一）分散性

與點源污染的集中性不同，農業面源污染具有顯著的分散性特征，其隨流域內水文水質、地形地貌、土地利用狀況及氣候的不同而呈現空間異質性和時間不均勻性。分散性導致污染的地理邊界與空間位置不易識別，此外污染物的遷移轉化也可能是多種分散的途徑。

（二）隨機性和不確定性

農業面源污染所涉及的隨機因素和不確定因素較多。例如，農作物的生長過程不僅受土壤結構、降水量、溫度等自然要素的影響，而且受耕作方式、生產資料保障情況、市場狀況等諸多條件的制約。不同作物、不同的自然條件及不同的生產方式均可能影響氮、磷等養分在環境中的存在形態與遷移損失狀況。

（三）滯后性與隱蔽性

農藥、化肥在農田中存留時間的長短決定農業面源污染滯后性的長短。通常情況下，農藥、化肥一次性投入使用所造成的潛在面源污染具有累積性和長期性。另外，環境中的部分有機污染物也會與其他物質產生反應，從而誘發二次污染，或在其他地域、其他時間引起污染，具有高度的隱蔽性。

（四）不易監測性

與點源污染的固定地點排放不同，農業面源污染的發生呈多點位特征，且在特定區域內交叉排放，加之受氣象、水文、地理等客觀因素的影響，因此很難監測到單個污染源的具體排放量，即便是進行連續監測和跟蹤監測，在不同區域、不同時間段和作物的不同生產周期，監測結果都會有較明顯的變化。

（五）防治難度大

面源污染物以擴散方式排放，時斷時續，難以精確計算排污量，加之我國糧食問題的重要性與特殊性，因此在防治上不能簡單采取“關、停、并、轉”等工業與城市點源污染防治的方式。另外，農業面源污染大多發生在農業生產過程中，而目前我國農業生產又是以傳統家庭作坊式生產為主，生產方式落后，生產率和農業比較效益低下，要在生產源頭和生產過程中防治農業面源污染，其難度較大。

三、農業面源污染對環境影響的分類

按照農業面源污染對不同環境要素所產生的影響，可分為農業面源污染對水環境的影響、農業面源污染對大氣環境的影響和農業面源污染對土壤環境的影響，如圖1所示。

由此可見，在農業面源污染與不同環境要素的相互作用中，農業面源污染與水環境要素之間的作用最為直接。隨著我國城鎮化的快速推進，水污染正從東部向西部轉移，從區域向流域擴散，從支流向干流延伸，從地表向地下滲透，從城市向農村蔓延。“水污染”已成為目前我國農村最主要的環境問題，而農業面源污染正是造成農村“水污染”和“水荒”的最直接和最主要原因。

四、農業面源污染對水環境的影響

在農業面源污染對各類環境要素的相互作用和相互影響中，其對水資源與環境所產生影響的途徑最多，強度最大，范圍最廣，意義深遠。可以說，農業面源污染對環境的影響主要是對水環境的影響，這種影響具體體現在以下三個方面。

（一）河流水質惡化與湖泊富營養化

農藥、化肥的過量與不合理施用，導致大量的氮、磷元素進入周邊池塘、河流、湖泊，使水域生態系統富營養化，水體缺氧、變綠、發黑、發臭，浮游植物大量繁殖，河流淤塞，耐污種類爆發，水生生物死亡，水生態系統失調。環保部調查結果顯示：在我國水體污染嚴重的流域，農田、畜禽養殖和農村居民的生活排污是造成流域水體氮、磷富營養化的主要原因，其貢獻遠遠超過來自城市地區的工業點源污染和生活點源污染。

（二）污染飲用水源，影響人體健康

我國有7億多人口飲用地下水，有半數以上城市、鄉村的經濟發展和居民生活用水以地下水為主要供水水源，但地下水污染問題日益嚴重。總體來看，我國地下水硝酸超標率較高，硝酸鹽超標面積較大。研究顯示，農業面源污染是地下水硝酸鹽污染的主要原因。目前我國高氮肥用量的集約化農田已占全部農田總面積的30%，分布于人口密集城市周邊地區高氮肥用量的集約化菜果花農田更是達到了50%以上，由農業面源污染導致的地下水硝酸鹽污染已經對數億人口的飲用水質量安全構成了嚴重威脅。

（三）水體生態系統服務功能下降

水體生態系統服務功能的類型可歸納劃分為淡水供應、水能提供、物質生產、生物多樣性維持、生態支持、環境凈化、災害調節、休閑娛樂和文化孕育等。水體生態系統服務功能價值巨大。但近年來，農業面源污染的加劇使水體生態服務功能的正常發揮受到極大限制。種植業污染、畜禽養殖污染及農村生活污水使水體污染物數量和種類急劇增加，超出污染物負荷閾值，造成水質惡化，水體自我調控和修復能力下降，水體生態系統服務功能被阻斷。外來污染物的大量涌入遠超水體自凈能力，即使源頭控制措施嚴格執行，底泥中的污染物也能夠在較長時間內繼續存在，并使水體保持較高的富營養化水平。

五、農業面源污染防治存在的問題及其對策

長期以來，我國環境管理體制中一直存在著“重點源、輕面源，重工程、輕制度”的缺陷。農業面源污染之所以嚴重并日趨加劇，與我國粗放型經濟增長方式、產業結構、經濟體制、傳統生活方式、環境管理體制和立法體系不健全不規范、基礎性科研工作投入不足、污染防治意識薄弱等緊密相關，更為深層的原因是政策上、立法上和管理體制上存在缺陷。本文認為，農業面源污染防治的根本出路在于構建具有中國社會主義特色的農業面源污染防治體系，其核心是在政府主導下，確立適合我國國情的農業面源污染防治政策制度、技術措施、管理方法與管理體制，目的在于減少并逐步控制面源污染對水環境造成的不良影響，改善和保障水環境安全，實現農業與農村的可持續發展。

（一）政策與管理

加強農業面源污染防治的政策支持力度，調整優化農業產業結構，走生態農業和循環農業道路是農業面源污染防治的根本。

首先，采取經濟激勵政策，增加高氮化肥、殺蟲劑使用稅稅種，促使納稅人減少對環境有影響的工序及活動，引導產業轉型;完善補貼措施，將經濟補貼同農民采取環境友好型施肥技術和采用高效、低毒、低殘留及生物農藥的農田種植掛鉤，以及對畜禽糞便進行無害化處理和資源化利用的農戶、養殖場進行補貼，建立農業生態補償機制。

其次，加強宏觀規劃，積極做好市、區、鎮（鄉）環境保護規劃，將農業面源污染防治作為當地環境保護規劃制定和產業發展規劃制定的重要內容，推動產業結構調整，治理農業面源污染;加快編制畜禽養殖污染防治具體規劃和農村生活垃圾、污水治理專項規劃，確保畜禽糞污、農村生活垃圾和污水處理率達到較高水平。

最后，推動畜禽養殖業生產方式轉變，科學確定養殖密度，合理布局養殖場區，優化養殖生產結構;加大畜禽糞污處理設施建設和農村生活垃圾、污水處理設施建設，確保已建處理設施的正常運行，推動畜禽糞污、農村生活垃圾、污水的無害化處理和資源化利用;推行農牧結合，探索建立生態養殖模式，逐步實現畜牧業與種植業的良性互動與協調發展。

（二）環境立法

借鑒國外發達國家關于農業面源污染防治的做法和經驗，由國家制定和出臺一系列強有力的法律法規并嚴格實施是農業面源污染防治的關鍵。

首先，依據國家清潔生產技術規范，制定和完善農藥、化肥控制的法律法規，包括制定農藥、化肥質量標準，制定農田耕作環境技術標準，針對不同作物確定化肥、農藥和有機肥的施用量、施用時間和施用方法。

其次，制定和完善畜禽養殖環境技術標準，科學配制與合理利用飼料，減少氮、磷等排放;規范畜禽養殖證核發工作，逐步將畜禽養殖證的申請、受理、審核、發放、監管納入法定程序;完善畜禽養殖環境監控與水質監測法律制度;建立環境與水質惡化快速識別、診斷、預報、預警機制，并盡快將其上升至法律層面。

最后，建立有機廢物排放專項法規，有效控制農村生活垃圾、污水排放和畜禽糞污排放;研究目前農村生活垃圾、污水、畜禽糞污循環再利用的可行性及其障礙，提出資源回收與循環利用方案，并通過立法的形式確保實施。

（三）技術措施

以科學發展觀為統領，堅持技術創新，推廣節約型農業生產技術、先進適用的畜禽養殖污染防治技術和農村生活污水處理技術是農業面源污染防治的重要支撐。

首先，積極推廣控源減排技術、減量控害技術和生態攔截技術，大力研發高效節藥農機農具，提高農民科學用肥用藥意識與技術水平;大力發展生態農業，高效、合理利用農業資源，實現農業的清潔生產。

其次，推廣雨污分流技術、干濕分離技術和設施化處理技術進行畜禽養殖糞污防治;發展養殖用水循環利用與廢水處理技術，實現水產健康養殖;推廣易控、節能型農村生活污水處理技術，對農村生活污水進行無害化處理;加強沼氣技術創新，提高沼氣使用率。

最后，著力于農業面源污染防治新技術、新工藝、新設備的研發;配套現有已成熟的單項防治技術，形成完整的技術鏈條、技術體系和技術模式，使之能夠適用于不同地區，以擴大應用規模和范圍;積極進行國際交流與合作，移植、引進、改造國外先進技術。

（四）體制保障

進行農業面源污染防治頂層設計，強化組織領導，創新農業面源污染防治體制機制，建立完整的行業管理體系，設計可復制、可推廣的監管制度，這是農業面源污染防治的組織保障。

首先，構建以各級農業部門為主導，環保、水利、住建、林業、衛生等部門相互協作與緊密配合的農業面源污染防治體制。各級農業部門是本區域農業面源污染防治的主管單位，統籌農業面源污染防治總體工作;其他部門在主管部門的領導下，明確分工，理清職責，資源共享，通力合作。

其次，創新農業面源污染治理資金籌集機制，形成以污染者為出資主體、全體社會成員共同分擔、農村金融機構信貸為補充、政府主管部門統籌規劃利用的籌資機制，加大對農業面源污染防治基礎設施建設、重點項目、重大工程、基礎研發和技術推廣的支持力度。

再次，建立嚴格的農業面源污染防治工作責任制和獎懲機制，將年度防治目標和工作任務逐層分解，落實至各單位、各部門。嚴格績效考核，對開展本區域農業面源污染防治工作不力的主管領導實行一票否決制。

最后，創新農業面源污染治理公眾參與機制。加大農業面源污染防治宣傳力度，提高廣大農民的防治意識和防治水平。多渠道支持農民參與面源污染防治政策、規劃的制定與執行，引導農民監督農業面源污染治理的全過程。

六、結語

農業生態環境是農業發展的前提和基礎，防治農業面源污染不僅是改善農村水環境質量的需要，也是實現農業可持續發展和新農村建設的必要條件。要突破農業面源污染防治瓶頸，實現防治目標，必須構建具有中國社會主義特色的農業面源污染防治體系，結合實際，以政策制度建設為根本，以法律法規完善為關鍵，以技術研發推廣為支撐，以體制機制創新為保障。只有實施“四位一體”的防治對策，才能從源頭上控制農業面源污染的發生，緩解農村水環境壓力，改善農村水環境質量，提高水環境服務功能，實現農村生產、生活、生態協調發展。

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*基金項目：國家水體污染控制與治理科技重大專項（2011ZX07301-003-09）;國家自然科學基金（51278484）。

（作者單位：中國科學院生態環境研究中心，住房和城鄉建設部農村污水處理技術北方研究中心;通訊作者：范彬）