南方農產品產地主要環境問題成因與防治策略

黃彩紅，席北斗，唐朱睿，袁文超

（中國環境科學研究院，北京 100012）

一、前言

隨著工業化、城市化、農業現代化進程的不斷加快，大量污染物進入農產品產地環境并逐漸超過其容量限制，污染總體上呈不斷加重趨勢，嚴重影響了我國農業生產和農村經濟的可持續發展。南方地區城鎮化起步早、發展快，初期經濟發展均以犧牲環境為代價，湖南的鎘大米事件、海南的毒豇豆事件、貴州的錳礦山污染農田事件頻發。此外，農產品產地環境污染問題導致的農產品質量下降已成為國際貿易壁壘。因而，開展農產品產地環境污染現狀和成因分析，制定綜合防治策略，對于提升南方農產品產地環境污染治理的科學性，保障農業可持續發展、農產品質量安全、生態環境安全和人民群眾健康安全都具有重要意義。

二、南方農產品產地的環境現狀

我國南方農產品產地主要分布于長江沿岸，產地環境涉及水土氣等多因素、多介質交互作用，污染類型以重金屬無機污染為主，從單一污染向復合污染轉變，總體情況不容樂觀，部分地區污染嚴重。土壤重金屬Cd仍為主要環境問題，污染范圍大，生態風險高，超標點位主要分布在四川盆地、洞庭湖平原、廣西蔗糖產區。南方地區水網發達，農村畜禽養殖業對水體污染貢獻大，農產品產地環境脅迫明顯。

（一）南方主要農產品產地大氣環境質量

2015年，我國南方主要農產品產地空氣環境污染物為PM2.5，重點城市PM2.5年均濃度范圍在43～70 μg/m3（超過國家二級標準1.23～2倍）。全國酸雨區面積約為7.29×105km2，占國土面積的7.6%，比2010年下降5.1%；其中，較重酸雨區和重酸雨區面積占國土面積的比例分別為1.2%和0.1%。酸雨污染是南方農產品產地大氣環境主要問題，酸雨類型總體為硫酸型，主要分布在長江以南—云貴高原以東地區，包括浙江、上海、江西、福建的大部分地區、湖南中東部、重慶南部、江蘇南部和廣東中部[1]。

（二）、南方主要農產品產地水環境質量

2015年，南方水系353個國控斷面中，Ⅰ類水質斷面占6.25%，Ⅱ類水質斷面占45.39%，Ⅲ類水質斷面占30.31%，Ⅳ類水質斷面占9.3%，Ⅴ類水質斷面占4.22%，劣Ⅴ類水質斷面占4.53%。除去淮河流域，南方水系污染相對較輕，259個國控斷面中，Ⅰ類水質斷面占8.52%，Ⅱ類水質斷面占59.53%，Ⅲ類水質斷面占23.93%，Ⅳ類水質斷面占4.59%，Ⅴ類水質斷面占0.74%，劣Ⅴ類水質斷面占2.69%（見表1）[1]。

（三）、南方主要農產品產地土壤環境質量

南方酸性土水稻種植區和典型工礦企業周邊農區、污水灌區、大中城市郊區、高集約化蔬菜基地、地質元素高背景區等區域為土壤污染高風險地區[2]。就南方區域農產品產地表層土壤相關數據分析得知，南方農產品產地土壤重金屬首要污染因子為Cd，高值區域集中在洞庭湖平原、珠江三角洲地區和成都平原，低值區域分布在鄱陽湖平原、江漢平原。 從 As、Cd、Cr、Cu、Hg、Pb、Zn、Ni八 種重金屬綜合指數中位數來看，排名前十的城市包括株洲、杭州、湘潭、江門、新余、雅安、岳陽、重慶、樂山和珠海（見表2）。從重金屬Cd單項指數的中位數來看，株洲、湘潭、新余、江門、岳陽、杭州、雅安、黃石、樂山和長沙居于全國前列（見表3）。

表1 2015年南方地區地表水監測情況

三、南方農產品產地環境污染源解析

20世紀80年代以來，隨著我國城市化進程的不斷加快，工業“三廢”、農業自身污染等對農產品產地污染已由局部向整體蔓延，并不斷加劇，農產品產地土壤重金屬污染問題日益突出，風險持續增加，已經成為全社會關注的焦點。強烈的人為活動以及高強度外源物質的輸入擾亂了土壤系統原有的物質循環過程，致使土壤化學性質改變和污染物增加。

（一）自然因素影響

1. 土壤重金屬背景值

成土母質是影響農產品產地土壤重金屬含量的內在因素，南方主要農產品產地土壤重金屬背景值普遍高于全國平均值。廣西壯族自治區8種重金屬背景值均超過全國平均值，特別是重金屬Cd的背景值（0.267 mg/kg）已超過全國平均值3.8倍，成為廣西土壤重金屬Cd點位超標率普遍偏高的重要原因之一。湖南省Cd、Hg、Ni、Cr背景值均高于全國平均值，其中Cd背景值（0.126 mg/kg）為全國平均值的1.8倍，江西省Pb、Cd、Hg、As背景值高于全國平均值，Cr和Ni背景值低于全國平均值，Cd背景值（0.108 mg/kg）為全國平均值的1.8倍。四川省8種重金屬背景值均高于全國平均值，超標倍數均不高于2倍（見表4）。

表2 南方主要農產品產地重金屬評價中位數列表

表3 南方主要農產品產地重金屬Cd單項指數評價中位數列表

表4 研究區土壤重金屬參考背景值 mg/kg

2. 土壤重金屬形態

評價土壤重金屬污染不僅要考慮其含量，更有必要研究其在土壤中的化學形態和生物有效性。弓曉峰等[3]采用Tessier法研究鄱陽湖濕地土壤重金屬的化學形態，結果表明，鄱陽湖濕地土壤中Cu、Pb、Zn、Cd主要是有機態和殘渣態，分別占總量的92.88%、89.88%、91.15%和30.8%。但胡寧靜等[4]通過對貴溪冶煉廠周邊農田的調查分析，貴溪市污灌水田土壤中Cu以有機態為主，Zn、Pb主要是殘渣態，Cd的水溶態占86.06%；Cu、Zn、Cd、Pb元素的水溶態和離子交換態相對正常土壤高出許多，土壤中的可利用態和潛在可利用態的比例較大，且Cd＞Cu＞Zn＞Pb。因此將土壤重金屬的總量降低、有效態和生物效應相結合，是土壤環境質量評價的重要發展方向。

（二）人類活動影響

1. 涉重工礦企業

我國農產品產地土壤重金屬重度污染區基本都集中在礦區周邊，如廣東大寶山礦區、廣西刁江流域、廣西環江流域、湖南湘江流域、湖南湘西、湖北大冶、江西德興、云南個舊、浙江富陽、四川攀枝花等。對礦區周邊土壤和農田的調查監測結果顯示，廣東大寶山礦區大部分區域土壤中Cu、Zn、Pb、Cr等重金屬含量高于國家三級標準，廣西刁江沿岸農田受到了嚴重的As、Pb、Cd、Zn的復合污染，湖南湘西花垣礦區土壤中Pb、Zn、Cd含量均超過污染警戒值。

2. 農業生產生活

2010年發布的《第一次全國污染源普查公報》數據顯示，農業面源排放的化學需氧量（COD）、總氮、總磷分別占這三類污染物排放總量的43.7%、57.2%和67.4%[5]。農業源污染中比較突出的是畜禽養殖業污染問題，畜禽養殖業的COD、總氮和總磷分別占農業源的96%、38%和56%。畜禽養殖業源污染物COD排放量（1.268×107t）超過工業源（7.151×106t）和城鎮生活源（1.108×107t），已經成為我國三大污染源之首。

就農業面源污染的排放總量和排放強度而言，呈現顯著的區域異質性，南方地區安徽、江蘇、湖北等省份化肥施用量較高，湖南、湖北、安徽、廣東等省份農藥使用量大，四川省肉蛋奶總產量居于全國較高水平，畜禽養殖污染風險高，福建、廣東、江蘇、浙江等省份水產品產量大，水產養殖污染風險高。農用塑料薄膜和水產養殖業成為農業面源污染新來源。

3. 其他污染來源

（1）污水灌溉

據統計，1999年我國污水灌溉面積約為3.3× 106hm2，約占全國總農田灌溉面積的7.3%，近年來，我國大力發展節水農業，污水灌溉的比例下降較快。南方地區污水灌溉主要由工業排污造成，污水灌溉面積占全國污灌面積的10%左右，主要分布在武漢、成都、長沙、上海、廣州等地。

（2）大氣顆粒物降塵

相關研究結果表明，大氣顆粒物降塵對耕地積累總 As、Cr、Hg、Ni和 Pb的貢獻達 43%～85%。我國科研人員對長江三角洲地區大氣顆粒物降塵的分析結果表明，除Fe、Mn外，研究區大氣顆粒物降塵中重金屬含量普遍高于當地土壤重金屬含量，尤其是Cd、Cr、Cu、Pb和Zn。可以看出，大氣顆粒物對耕地的污染具有典型的點、線、面特性，而點、線區域的污染比較嚴重[6]，大氣沉降重金屬對農區的影響應引起足夠重視。

（3）固體廢棄物堆放

污染農田的固體廢棄物來源廣泛，除礦產開采冶煉產生的固體廢物外，電子垃圾固廢、工業固廢、市政固廢、污泥及垃圾滲濾液等是我國耕地固廢污染的主要來源。我國浙江、廣東、湖南等區域是電子垃圾處置的主要區域，這些區域因電子垃圾造成的農田污染在局部區域非常嚴重，其主要污染物包括重金屬Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn及持久性有機污染物等。

四、南方農產品產地環境污染防治戰略

（一）總體原則與思路

面對現階段和未來相當長一段時期顯現的或潛在的農產品產地環境污染問題，繼續強化“只搞大保護、不搞大開發”的發展理念，升級保護力度，著力發展綠色、精準農業，“以容定農”“以質養農”。全面貫徹科學發展觀，基本思路為“四個統籌”與“四個堅持”。統籌環境保護與社會經濟建設，統籌環境質量提升與農業可持續發展，統籌環境污染治理與人體健康保障，統籌服務農產品產地環境保護的中央、地方政府和社會各方資源投入；堅持“環境保護優先，糧食產量與質量并重”，堅持預防為主、綜合治理，堅持底線思維，實施風險管控；堅持科技創新，強化農產品產地環境保護精細化管理，提高社會公眾的環境保護意識，長期不懈地努力建設農產品產地保護體系。

（二）基本對策

1. 區域發展以環境為制約

強調南方農產品產地的區域發展規劃，經濟發展必須以環境為約束，要遵循自然規律、區域資源特點，以區域（流域）環境容量為準繩，嚴格控制超承載力超負荷生產，明確區域農業布局，進而調整區域發展戰略格局。

2. 環境保護以綜合為導向

農產品產地環境涉及多介質、多因素協同作用，在國家大氣專項、水十條、水專項、土十條等專項治理的基礎上，繼續強化綜合、系統治理的環境保護理念，分類分區、因地制宜，形成區域聯合、各要素綜合的系統防控策略。

3. 污染治理以文件為指導

以完善產地環境標準體系為核心，實現不同控制單元融“預防–修復–監管”為一體的差異化、精細化技術支撐體系，形成系列地方科學性、可操作性強的管理文件與集成模式。此外，著力提高科技成果轉化率，加大技術推廣力度，保障政策、措施執行及技術推廣的鏈條暢通。

4. 監測監控以科技為根本

農產品產地環境污染范圍不斷擴大，污染程度加劇，新型污染物不斷涌現，污染來源日趨多樣。需以土壤圈為核心，開展“天地一體化”多環境要素系統監測工作，著力研發無人機等智能監測設備。

5. 大氣環境以中三角為核心

繼長三角、珠三角之后，以湖南、湖北、江西為主的中三角地區大氣污染嚴重，酸雨污染集中，對地區生態環境影響顯著。要建立中三角地區區域聯防機制，排查大氣污染源，著力減排控污，減少顆粒物干濕沉降對空氣質量和土壤環境質量的不良影響。

6. 水環境以各流域支流為抓手

要重點保護支流，避免過度開發；與“河長制”政策呼應，系統聯防聯控。加大各流域內支流的污染源監控力度及土壤與農產品協同監測力度，特別是長江流域的湘江、贛江等支流。

7. 土壤環境以預防為重點

就污染程度而言，南方農產品產地土壤重金屬中度、重度污染比例較低，特別是長江中游地區，輕度污染或無污染比例在85%以上，污染物一旦進入土壤環境，修復難度極大，應升級強化長江流域、洞庭湖與鄱陽湖區域等南方水稻主產地的系統保護力度，防止污染物進入土壤環境。

8. 農產品安全以制度來保障

開展綠色生產示范試點工作，建立農產品質量追蹤體系，研究并執行環保農業生產和有機認證制度。重點加快農產品市場化進程，以市場倒逼農產品質量提升，進而推進農產品產地環境質量提高，用制度保障農產品質量安全成為國家未來的重大舉措。