羅付香+秦魚生+林超文+徐婭玲+朱永群+王謝+姚莉
摘 要:農業面源污染是分布最廣泛的面源污染,分散性強,隨機性高,嚴重影響土壤、水體、大氣等生態環境。該文從化肥的施用,農藥和農膜的使用,畜禽糞便和農村有機廢棄物的排放,水產養殖業廢水污染等方面綜述了四川省農業面源污染的現狀,分析了在防治過程中存在的問題,并結合四川省農業現狀提出了防治農業面源污染的對策和建議。
關鍵詞:農業面源污染;現狀;治理對策
中圖分類號 X592 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731(2017)07-0076-04
Abstract:Agricultural non-point source pollution is one of the most widely distributed non-point source pollution,which has high dispersion and high randomness.This paper summarizes the current situation from the use of chemical fertilizers and pesticides and agricultural pollution,rural organic waste emissions,aquaculture wastewater pollution on agricultural non-point source pollution in our province,analyzes the problems existing in the process of treatment,and puts forward some countermeasures to control and management of agricultural non-point source pollution.
Key words:Agricultural non-point source pollution;Actuality;Control countermeasure
面源污染自20世紀70年代提出以來,其對水污染所占的比重一直呈上升趨勢,已成為世界各國普遍面臨的一個環境問題,其中農業面源污染是面源污染的主要組成部分,占有的比重最大[1-2]。農業面源污染是指在農業生產活動中,農田中的泥沙、化肥、農藥、致病菌等污染物,在降水或灌溉過程中,通過地表徑流、壤中流、農田滲漏等引起的對水體、大氣等生態系統的污染,主要包括3種類型:一是農業種植源面源污染,二是畜禽水產養殖源面源污染,三是農村生活源面源污染。目前,農業面源污染已嚴重威脅農村生態環境,導致我國農村環境質量不斷下降[3],嚴重制約了我國農業經濟的可持續發展。近年來,城市面源污染逐步得到了控制,而農村環境問題隨著經濟的快速發展日漸突出,農村面源污染已占全部污染量的50%以上,部分地區甚至達到60%~70%[4]。
四川在中國西部地區是農村人口和農業第一大省,人多耕地少,調查表明,當前四川省的農業面源污染源主要有土壤侵蝕、化肥、農藥、地膜、畜禽糞便、有污染的灌溉水源和農村生活污水、農村固體廢棄物等。過量施用化肥,不合理的使用農藥、農膜,隨意排放畜禽糞便、農村生活污染物和農業有機廢棄物等,對水環境造成了嚴重的污染,且這種農業面源污染量大,范圍廣不易控制,影響了農業的可持續發展。因此,綜合防治農業面源污染,保護農村生態環境是我們當前的主要任務。
1 四川省農業面源污染現狀
1.1 肥料當季利用率低,氮、磷污染嚴重 四川人多地少,人地矛盾突出,為了保證糧食產量,提高化肥使用量成為了增產的主要手段。自2011年以來,四川省化肥施用量常年在250萬t以上,是發達國家的1.66倍[5]。我國氮、磷、鉀化肥平均當季利用率分別為30%~35%、10%~20%和35%~50%,低于發達國家15~20個百分點[6]。由于投入量大,加上受技術影響,四川省化肥的綜合利用率在35%左右,低于全國平均水平。經過多年研究表明,雨季旱坡地氮素徑流損失率在10%~20%,水稻氨揮發損失率在14%~19%。過量施用化肥,導致土壤板結、水土流失嚴重,大量的氮、磷隨著農田尾水或地表徑流進入河流中,使水體富營養化,加劇了農業生態環境的惡化。
1.2 農藥施用量持續增長,農殘污染加劇 農藥是農業生產中大量使用的一類化學物質,對防治作物病、蟲、草害,提高農業生產量起到了不可低估的重要作用。但過量的使用農藥,使得大部分農藥都殘留在自然環境中,參與生態環境系統循環,嚴重威脅生態環境安全,農產品質量安全,人類的身體健康和生命安全以及人類的可持續發展。化學農藥是四川省的農業面源污染源之一,四川省常年農藥用量達到5萬t左右,年平均用量12~36kg/hm2,是發達國家的1.5倍。我國農藥當季利用率低,僅為30%[7],比發達國家低10~20個百分點,大部分流失在土壤、水體和空氣中[8],污染農業生態環境。
1.3 農膜使用量大,“白色污染”嚴重 我國常使用的薄膜強度低,耐用性差,使用壽命短,不易清除,易破碎,極易殘留在土壤中。據統計,我國農膜年殘留量高達35萬t,殘膜率達42%[9],超過一半的農膜殘留在土壤中。農膜殘留造成的污染,已經成為當前農業生態環境面源污染的重要問題之一,隨著溫室大棚種植的推廣,全省無論是塑料薄膜還是地膜的使用量都是持續增長,而農膜的回收率僅為49.3%。殘留農膜過多,會破壞土壤結構,影響農作物產量、農村面貌和牲畜健康,嚴重影響生態環境。
1.4 農村有機廢棄物隨意排放,資源化利用率低 近年來,畜禽養殖業發展方式粗放、集約程度不高、污染防治滯后,小規模養殖場和零散養殖戶的污水大多是不經任何處理直接排放到江河水渠魚塘中,造成附近關聯的江河、水渠、魚塘污染嚴重,水質變黑、發臭,嚴重影響周邊群眾的生產生活環境。據統計,四川省2013年畜禽養殖場污染物化學需氧量(COD)排放總量為30.635萬t,氨氮排放總量為4.711萬t[10];2015年四川省糞污量約4 730萬t,有效處理率不足50%。隨著農業產業化規模的日益壯大,畜禽糞便產量超過環境容量,畜禽糞中含有重金屬、獸藥、鹽分及有害微生物等污染物,未經無害化處理直接排放,加重了農田和流域負荷,使當地農村生態環境污染加劇。隨著農作物單產不斷提高,農作物的副產物秸稈總量也迅速增加,然而,作為燃料和飼料的秸稈比例卻大幅度減少,許多地區秸稈成為廢棄物,大部分被直接焚燒。四川是農業大省,糧食播種面積大,秸稈資源豐富,種類多,產量大。根據四川統計年鑒,按照不同作物糧草比換算獲得2012和2014年四川糧食秸稈產量分別為4 189.42萬t和4 239.69萬t,其中大部分被直接焚燒,不僅浪費了寶貴的自然資源,而且造成了環境污染,引起事故多發,對人們的生命安全構成威脅。
1.5 水產養殖業廢水處理率低,水體富營養化問題突出 水產養殖在我國漁業生產中起著重要作用,2015年四川省水產養殖總產量達138.68萬t,同比增加6.05萬t,增長率達4.56%,水產養殖污染也開始凸顯。水產養殖過程中大量投放的人工餌料、漁用肥料、養殖動物排泄物及殘骸物等對水體造成了嚴重的污染[11],水產養殖自身的污染與水域環境的矛盾日漸突出。養殖環境不斷惡化,養殖生物病害不斷發生,水環境污染不僅制約了我國水產養殖業的健康發展,也對養殖區及其毗鄰水域的生態環境產生了嚴重影響。
2 農業面源污染治理存在的問題
2.1 農業面源污染成因復雜,缺乏簡單高效的治理技術體系 農業面源污染成因復雜、相關治理技術研究起步晚、成套技術缺失,具有分散性、隱蔽性、隨機性、 不確定性、難監測等特點。一方面,農業面源污染隨流域內土地利用狀況、地形地貌、水文特征、氣候、天氣等的不同而具有空間異質性和時間上的不均勻性,排放的分散性導致其地理邊界和空間位置的不易識別[12]。另一方面,由于降雨、水文條件變化的隨機性,直接影響了面源污染發生的時間、區域及強度,致使面源污染的發生也具有隨機的特點[12]。同時,由于面源污染涉及多個污染者,在給定的區域內它們的排放是相互交叉的,加之不同的地理、氣象、水文條件對污染物的遷移轉化影響很大,因此很難具體監測到單個污染者的排放量[12],即面源污染具有發生時間、發生源、污染物濃度3個不確定性因素,這給面源污染的治理帶來了較大難度。
2.2 公眾缺乏環境意識 廣大農村居民環保意識淡薄,缺乏對農業面源污染危害的了解,也是造成污染加劇的原因之一。政府對農業面源污染防治工作的宣傳力度不夠,群眾思想認識有偏差,對農業面源污染概念不理解,整治工作內容不明確,僅把河道整治、畜禽糞便、農村生活垃圾等看得見的污染作為農業面源污染整治工作來抓,認為完成河道整治工作、畜禽糞便處理及農村生活垃圾處理就完成了農業面源污染整治工作,大部分人還沒有具體明確其過量施肥、用藥的危害,對種植業源污染廣、面積大的過量施肥及過量用農藥造成的污染視而不見。
2.3 缺乏健全的管理機制 一方面,責任不夠落實,難以形成齊抓共管的局面,另一方面,已建環保處理設施的日常監管、維護難度大。環保設施建設完畢后交鄉鎮管護,而由于鄉鎮沒有專職環保人員,又沒有用于維護環保設施正常運行的專項資金,導致管護壓力巨大。
3 加強農業面源污染防治的對策建議
目前,對于農業面源污染,仍缺乏有效的控制和監測技術,應采用源頭控制,強調在全流域范圍內通過農田最佳養分管理等農業措施削減氮、磷總量[13]。充分認識農業面源污染防治的緊迫性、必要性和復雜性,樹立全面的環境保護觀念。農業面源污染治理項目的投入,采取政府引導、金融扶持、項目試點、政府補貼等方式,加大農業面源污染整治力度。
3.1 健全農業面源污染相關規章制度 國內外的經驗表明,建立健全的規章制度是控制農業面源污染的有效手段之一。近年來,四川省相繼開展了《畜禽養殖污染防治條例》和《土壤環境保護法》等法律法規的立法工作,法律體系在進一步完善,但和東部發達地區相比,還有一定的差距。因此,今后要制定并實施控制使用農藥、化肥的法規文件,以及有關農用地膜生產、銷售、回收再利用等方面法規和規范性文件。
3.2 加速推廣農業面源污染治理單項技術模式
3.2.1 綠色病蟲害防治技術 全面推廣高效、低毒、低殘留環保型農藥,科學使用農藥,采用先進施藥機械,提高藥液務化效果,減少農藥用量,提高農藥的有效性。對農民用藥加強技術指導,預測預報病蟲害,調整農藥結構,合理減少農藥使用次數和用量,大力推廣應用生態調控、生物防治、物理防治、科學用藥等綠色防控技術防治病蟲害,保護生物多樣性,減輕病蟲危害損失,保障糧食豐收和主要農產品的有效供給;提升農產品質量安全水平,增加市場競爭力,促進農民增產增收;顯著減少農藥及其廢棄物造成的面源污染,有助于保護農業生態環境。
3.2.2 測土配方施肥技術 測土配方施肥技術是指運用化學分析手段,通過對某一地區土壤養分、不同作物以及不同生長時期的養分需求進行調查,最終確定出該地區適宜種植的農作物品種具體適宜施肥量和施肥方式,從而減少肥料的使用量,提高養分利用率,提高土地利用效率。測土配方施肥技術己在全國廣泛推廣,效果顯著。四川省早在十年前就在各區縣開展測土配方科學施肥試點工程,大力發展和施用微生物肥料,但覆蓋力度不夠,應大力推廣。測土配方施肥技術的核心是調節和解決作物需肥與土壤供肥之間的矛盾,不僅可以提高農作物產量、改善品質,而且可以減少由于不合理使用化肥帶來的環境污染和資源浪費。
3.2.3 秸稈還田與資源化利用技術 四川省秸稈產量大,覆蓋范圍廣,秸稈作為農村新型能源,有著廣闊的應用前景。嚴禁焚燒處理,積極開展秸稈飼料、秸稈發電、秸稈沼氣、秸稈食用菌、秸稈肥料等多渠道綜合利用秸稈試點示范與推廣。加大秸稈還田力度,因地制宜采取與現行耕作制度相配套的粉碎還田、直接還田、漚肥還田、過腹還田等省工、省時、實用的秸稈還田技術和方法,以減少化肥的使用量,根治農業面源污染。
3.2.4 畜禽糞便污水綜合治理技術 合理調整畜禽養殖業布局,建立持續、高效、生態平衡的規模化畜禽養殖生產體系。嚴格控制畜禽養殖廢棄物污染排放,積極開展沼氣綜合利用,實行養殖—沼氣建設配套體系。加強畜禽糞便等有機資源的利用,積極改善飼養技術,采用干濕分離厭氧技術,強化糞便無公害化治理,將畜禽糞便變廢為寶,最大限度地提高畜禽糞便等廢棄物的資源化利用率,切實減輕養殖場對環境的污染[14]。加快建設養殖規模化、管理專業化、產品綠色化、糞便無害化的畜禽生態養殖小區。
3.3 探索建立農業生態補償機制,重點解決源頭和末端治理并重的問題 加強立法,避免發生“先污染后治理”的現象。加強政策引導,拓寬投資渠道,按照“誰受益、誰補償,誰破壞、誰恢復,誰污染、誰治理”的原則,建立生態環境補償機制,將生態建設、環境保護與市場機制相結合,通過立法途徑對農村生態環境實施生態補償機制,解決農村生態環境保護主體不明、資金投入不足、監管不嚴等現實問題。對畜禽養殖糞便的綜合利用、農業生產廢棄物的回收利用、生物農藥和生物有機肥的推廣使用,生態農業建設、環境友好的新技術、新成果、新模式研發與應用等,實行農業生態補償,鼓勵農民自愿采用環境友好技術,減少農用化學投入品的使用,減少面源污染。
3.4 加強農業面源污染科技攻關支持力度 總體上講,農業面源污染防治技術的研究歷史還較短,研究還不系統、不完整、不深入,今后仍需要進一步加大技術體系攻關力度。在農業種植源污染上,加強作物高產、優質、高效與安全并重的科學施肥和用藥技術研究,研發高利用率、低成本的緩控釋肥料和生物農藥產品,在主推品種中篩選氮、磷高利用效率和高抗病性品種,集成創新肥料、農藥減量高效施肥技術體系等。在農業有機廢棄物利用上,加強輕簡、高效和適宜機械化操作的秸稈還田利用技術研究,摸清秸稈還田對土壤-作物-大氣系統的綜合效應,進行畜禽糞便沼氣化、肥料化利用技術與產品協同研究等。推進可降解地膜的研發速度,加強農業生態節水技術和用養結合農作模式的研究等,替代農膜的保水作用,減少農膜使用量。加強與知名大專院校及科研單位的積極合作,示范一些適宜的控制農業面源污染的有效措施,如高效生態種養技術、秸稈覆蓋及植物籬防治等面源污染防控技術。
4 結語
隨著經濟的發展,農業生產活動和農村污染物的排放造成的農業面源污染不斷加劇,四川省農業面源污染量大,輻射范圍廣,隨機性強,治理難度高。農業面源污染的治理涉及多方面問題,包括政策、技術、管理以及農民配合等。提高廣大農民對農業面源污染的認識,引導農民科學種田、科學施肥、噴灑農藥等,盡量減少不科學的農事活動造成的資源浪費和環境污染。因此,針對各地的具體情況,分析其成因和影響因素,因地制宜的提出和實施相關控制和管理對策,是我國治理農村面源污染的切實可行的方向。四川省農村面源污染的治理,政府應加強宣傳指導,制定相關法律規范文件,以大力推廣測土配方施肥技術,沼氣技術,研制高效生物農藥等科技手段為支撐,以積極建設規模化養殖場,秸稈、糞便、生活垃圾等有機廢棄物基礎處理設施為手段,推進農村環境綜合整治工作,實現四川省農村的可持續發展。
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(責編:張宏民)