摘要 為解決農業面源污染問題,主要分析了農業面源污染、水土流失面源污染的危害及類型,提出了加強地膜等廢棄物處理利用、扎實推進畜禽養殖污染治理、切實提高秸稈綜合利用率、全力推進農村廁所革命、水土流失系統治理的有效防治措施,以供參考。
關鍵詞 農業面源污染;防治措施;綜合治理
中圖分類號:X71 文獻標識碼:B 文章編號:2095–3305(2023)04–0147-03
農業面源污染是指在農村地區的生活和農業生產過程中,由于降雨和徑流地沖刷,土壤中的顆粒、氮素、有機污染物、農村禽畜糞便與生活垃圾等有機或無機物質通過農田地面徑流流入水體而造成的污染。其中,面源污染又被稱為非點源污染。廣義的非點源污染是指對自然環境(大氣、水、土壤等)的污染;狹義上的面源污染是指基于雨水、融雪等途徑,由非指定的位置,通過徑流、淋溶、側滲等途徑流入被污染的水體而引發的污染。
1 農業面源污染
1.1 農業面源污染概述
農業面源污染具有明顯的“農業性”特點,是指在農業生產中,因農藥化肥使用、畜禽糞污排放、農村生活垃圾處置不當而造成的環境污染。從農業面源污染的類別進行分析,包括農用化學品污染、農膜污染、集約化養殖廢棄物污染等,其中重金屬、硝酸鹽、銨根、有機磷、農藥六六六、病原微生物、寄生蟲、塑料增塑劑為主要的污染物。由于鄉村獨特的自然生態環境和居住環境,一旦出現面源污染,會直接導致水體、土壤、大氣3個方面出現交叉污染的問題。
農業面源污染是目前影響農村生態環境、水環境、農業生產的重要問題,也是限制農村發展的重要因素。首先,我國人口基數龐大,存在著食品消費問題。保障糧食安全、提高農民收入,已成為國家十分關心的問題。一些區域為了達到提高產量、增加收入的目的,普遍施大量的農藥化肥,這既造成資源的浪費,又污染了當地生態環境。其次,由于受教育程度不高,我國部分農民缺乏科學的種植技術觀念,且農業技術水平不高、環境保護意識較為薄弱,導致農業投入品的不合理使用、養殖廢棄物處理不科學等問題十分突出。最后,農村環境保護設施不足。長期以來,我國的環保工作主要集中在城鎮和工業企業,并投入了大量的資金、技術,管理制度更為完善,而對農村環境的關注不夠,從而造成我國農村環境保護設施薄弱,難以有效控制和治理面源污染。
1.2 農業面源污染類型
1.2.1 農膜污染 農膜污染是在農田耕作時,利用農膜來維持土壤中的水分和熱量。但這種現象會破壞土壤的結構,阻礙作物吸收水分和肥料,從而影響作物的正常生長。
1.2.2 化肥污染 化肥污染是由于長期過量施用化肥,導致未被部分肥料吸收利用和未被根層土壤吸收固定,在土壤根層以下堆積或轉移至地下水,形成的污染物。在此基礎上,大量的硝態氮會在植物、飼料等作物中累積,進而通過食物鏈影響人類的身體健康。
1.2.3 畜禽糞便的污染 畜禽排泄物污染是由于人類從事畜牧業活動而造成的排泄物污染。這些糞便若處理不當,則會嚴重影響當地水體、空氣、土壤,進而對人體健康產生影響。
1.2.4 農業廢棄物的污染 農業廢棄物主要包括:畜禽糞便、農作物秸稈等。大部分鄉鎮工業產生的固體廢物未經處理直接排入農田,對農村生態環境造成了嚴重的污染,也影響了當地人民的正常生活。
1.2.5 農藥污染 農藥污染是指農藥使用后殘留在生物體、農副產品及環境中的農藥原蟲、有毒代謝物超過農藥的最高殘留量限制而形成的污染現象。農藥的污染會直接污染當地土壤、大氣及水體。
2 水土流失面源污染
2.1 水土流失導致環境惡化,威脅河湖生態安全
因水土流失面源污染導致山丘區土地退化、耕地減少、生產力下降,其已成為制約山區經濟和社會發展的重要因素。中國科學院《東北黑土地白皮書(2020)》顯示,我國東北地區的黑土地的厚度下降了30%~50%,部分地區的黑土厚度甚至低于20 cm,并且以1~2 mm/年的速率在下降。在我國北部土石山區,西南巖溶區與長江上游地區耕地表層的大量土壤已被破壞,母質基巖暴露,完全喪失了農業生產力。同時,由于土壤侵蝕,植物遭到了嚴重的破壞,土地水源涵養功能不斷下降,土壤“石化”“沙化”現象嚴重,并出現了沙塵暴,造成空氣污染。加之大規模的開墾,過度放牧,對流域的生態環境和河流的生態安全也構成了巨大的威脅。
2.2 水土流失導致江河湖庫泥沙淤積,威脅河湖防洪安全
20世紀80~90年代,平均每年有260億 t的土壤流失,而我國每年的土壤平均流失超過50億 t。由于土壤侵蝕,大量的泥沙被排入下游河道、河流、湖泊。White的數據顯示,全世界每年因泥沙淤積而導致的水庫庫容損失在0.5%~1.0%之間。同時,由于侵蝕作用,導致上游土層厚度減小,土壤的儲水量下降,從而引發山洪,造成洪峰的流量增大,提高了部分地區出現滑坡、泥石流的概率。
2.3 水土流失面源污染加劇河湖水環境惡化,威脅河湖水環境安全
面源污染是我國河流、湖泊的主要污染源,而土壤侵蝕則是面源污染的主要形式。流域污染源通過土壤侵蝕,將污染物不斷排入水中,使其快速上升為富營養化狀態,很多湖泊迅速地由“草型湖泊”轉變為“藻型湖泊”,加快了沼澤地的形成。一方面,由于土壤侵蝕作用造成了大量的肥料、農藥、生活垃圾等污染物質流入河流、湖泊,從而加重了河湖水源污染;另一方面,由于泥沙的沉積,使水體的自凈能力大大降低,加之沉積物中的重金屬、持久性有機物的殘留量較大,造成魚群和其他水生動物的生態環境的退化和生物多樣性的下降。
3 農業面源污染防治措施
3.1 城鎮地表徑流面源污染防治
3.1.1 加強地膜等廢棄物處理利用 適當采用薄膜覆蓋技術,降低對薄膜的依賴性,禁止生產、使用不符合新國標的薄膜,確保薄膜的減量化與循環使用,并推進秸稈的機械化處理,促進秸稈的回收和再生,開發和示范可生物降解薄膜。強化農業化學品包裝廢物的循環利用和處置,有效解決城鎮地表徑流面源污染等問題。
3.1.2 控制和凈化地表徑流 減少土壤及水環境的非點源污染,促進土壤質量和水質的提高,持續推進農村非點源污染的控制和治理工作。在此基礎上,針對城鎮地表徑流面源污染問題,可從節水型水利工程入手,逐步增加灌水量的使用。同時,嚴格控制灌區的水質,嚴禁利用未經處理的工業和城市污水;合理發揮現有溝塘、水窖、生態緩沖區、溝渠、地表徑流的收集與利用作用,有效截留和消納農村污水中的各類有機污染物,并凈化農田的排水和地表徑流[1]。
3.2 多舉措推進農業面源污染治理
3.2.1 扎實推進畜禽養殖污染治理 根據區域責任制對各鄉鎮進行檢查,嚴格遵循“一戶不漏”的原則,全面檢查當地規模養殖場,并列出問題清單,做到全面治理。為了保證污染控制工作的成效,實行“誰污染誰治理”的方針,按照網格“督導”、執法人員隨機抽查,并實行“逐項上報”的責任制,以層層遞增的方式深入開展畜禽養殖污染控制工作。
3.2.2 深入推進化肥“零增長”行動 制訂和印發《減施計劃》,按照《減施計劃》的要求,確保化肥減量工作的順利開展,并實施化肥減量項目建設。展望2023年,當地需努力將化肥使用量減少至400~535 t,占比減少5.891%;農作物測土配方施肥技術的覆蓋面達到96%;肥料的使用量超過30%。
3.2.3 深入推進農藥“零增長”行動 建立病蟲害常規預警監測站,大力推廣農業、生物、物理防治,引導農民科學、合理地使用農藥。
3.2.4 切實提高秸稈的綜合利用率 堅持因地制宜、農用優先、就地就近、政府引導、科技支撐、市場運作的原則,大力推進秸稈綜合利用一體化技術與成熟的模式,實現縣域秸稈的全量化利用,通過建立機制、培育產業等措施,提高全縣秸稈的綜合利用率。
3.2.5 持續做好農業廢棄物回收利用工作 按照“銷售、使用、回收”的原則,可在鄉鎮設立回收利用的廢棄農膜點,鼓勵社會力量投入廢舊農膜的循環再利用,擴大廢舊農膜的回收利用途徑。積極探索以市場為導向的運作機制和可行的途徑,并構建和完善農業膜的循環再利用網絡體系。
3.2.6 全力推進農村廁所革命 根據《關于扎實推進“十四五”農村廁所革命的實施意見》的通知,縣人居辦要結合農村廁所革命實施原則,因地制宜改建農村廁所,嚴格改廁標準,強化技術培訓,加強宣傳和引導,加強對技術指導員的管理,切實做好農村廁所革命,大力改造農村衛生廁所[2]。
3.2.7 切實抓好水產養殖環境影響控制行動的契機 嚴禁在江河、水庫等漁業水域中進行各種投肥、投餌等水產養殖活動,應按照“以水養魚、以魚清水”的原則,保護水體生態和物種的多樣性。繼續實施“中國漁政亮劍”專項整治活動,嚴厲打擊“三江”水域的違法捕魚活動,以及電毒、炸魚等非法捕撈活動,保護漁業資源。以“漁政亮劍”行動為契機,開展“清風”專項行動,做好漁業行政執法巡查工作,深入開展漁業資源保護工作,依法嚴懲非法捕魚,為當地生態文明建設提供有力保障[3]。
3.2.8 積極做好種植業結構調整工作 積極調整工業布局,推動供給側結構性改革,促進糧食生產結構的優化,保證每年的糧食種植面積和收成不低于前一年。減少耐瘠薄、抗逆性差的作物品種的種植,積極發展高效率的農業。大力推進科技創新,促進經濟的有效發展。開展糧菜輪作示范基地、綠色高效水稻、玉米和大麥示范基地。積極發展綠色有機農業,加強綠色食品生產基地的建設,加強農產品的質量管理。組織實施有機茶葉生產基地的認證工作,大力推進綠色生產技術[4]。
3.3 水土流失系統治理
水土保持是河流治理的基礎,是河湖治理與保護的源泉,是與水環境治理相互促進、緊密結合的有機整體。基于水、林、田、湖、草、沙的綜合管理原則,以小流域為單元,積極結合本地區的實際情況,對耕地、水利、牧業、林業、生產、建設等進行全面規劃與治理。在此基礎上,科學開展水土保持綜合整治工作,創建潔凈的生態環境,充分發揮水土保持對河湖恢復生態的作用,是我國河湖治理工作取得的重要成功經驗,也是恢復生態環境的重要依據,具體如下。
3.3.1 攔沙減淤 流域坡面、溝渠是河流、湖泊、水庫的“源”,經實踐檢驗,梯田、水平溝等治理坡面。通過改變地表徑流的運動方式,達到了控制土壤侵蝕,防治水土流失的作用,并且降低了水體中沉積物對水體的吸收,有效地改善了河道淤積情況,保證了水體質量[5]。研究結果顯示,三峽水庫多年的水土保持措施取得了明顯的效果,平均每年減少7 880萬 t左右的水土流失,黃河地區在70多年的水土保持治理中,植被覆蓋比例從20世紀80年代的20%增至63%,梯田面積從14 000 km2增加至55 000 km2,建成59 000個淤地壩。由于采用了黃土高原的坡面措施,與1980年相比,2010年后的沖刷模式下降了65%以上。2011—2017年,我國在黃土高原地區的河道淤地壩中累計攔截了10.5億 t的泥沙。
3.3.2 凈化過濾 土壤侵蝕是導致地表水體富營養化的主要原因,而水土保持措施具有吸收、過濾、遷移、轉化等作用。為此,針對非點源污染防治,可從改善地表水、地下水環境提升其作用開始[6]。結果顯示,生物保育技術可以改善土壤質地,增加土壤的團粒結構與土壤微生物的種類和數量,從降低污染源的排放總量;相比不造林的小流域,森林占主導的流域有22%~78%的氨化物,58%~80%的磷化物。
3.3.3 調節反補 在干旱季節,水土保持措施可以有效調節洪水的流量和河流的流量。例如,北京“7·21”特大暴雨期間,采取的坡面水土保持措施對降低洪峰、減輕土壤侵蝕起到了明顯的效果。通過水土保持,減少了35%的洪水流量。2017年,“7·26”特大暴雨襲擊了無定河,淤地壩系統使洪峰消減46%,同時將第一個洪峰完全滯蓄消納,降低了河道沿程的泥沙挾沙能力,最大泥沙阻力下降76%;通過對全流域的土壤侵蝕系統的治理,使其與1977年的特大暴雨相比較,在同一降雨量和1倍降雨強度的情況下,“7·26”特大暴雨造成的洪水流量下降了34%,泥沙下降了53%。并且由于水土保持措施的作用,黃河一支流禿尾河的汛期徑流對年徑流量的比重有所降低,干旱期的徑流比例增大,季節性分布趨于均衡;通過典型的水土保持措施,可以有效補充渭河流域的地下水,為流域干旱期的生態基礎流量提供保證[7]。
3.3.4 減排增匯 實現碳達峰和碳中和是黨中央做出的關系到中華民族可持續發展的重要戰略決策。近20年來,由于水土流失,每年平均水平上的土壤碳運移總量為1.8億~0.8億 t,導致了縱向CO2凈碳匯0.45億~0.25億 t,占全國陸地碳匯總量的8%~37%;與此同時,全國范圍內的大規模水土保持措施使土壤有機質的水平輸送量下降了41%,明顯改善了水土流失的情況增加了匯流[8]。
4 結束語
針對農業面源污染的治理,相關部門還需進一步提高政治站位,全面落實責任,繼續增強督導、督促效果。面對污染處置,需做到追究責任,整治排查,進而持續提高當地農業面源污染治理成效,促進農業可持續發展。
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責任編輯:黃艷飛
AbstractIn order to solve the problem of agricultural non-point source pollution, the harm and types of agricultural non-point source pollution and water and soil loss non-point source pollution are mainly analyzed, and effective prevention and control measures were put forward to strengthen the treatment and utilization of plastic film and other wastes, solidly promote the pollution control of livestock and poultry breeding, effectively improve the comprehensive utilization rate of straw, fully promote the rural toilet revolution, and systematically control water and soil loss for reference.
Key words Agricultural non-point source pollution; Prevention and control measures; Comprehensive control
作者簡介 孫少晨(1982—),男,黑龍江嫩江人,副教授,主要從事環境管理評價工作。