论文部分内容阅读
摘要：长期以来追求粮食产量的增长导致我国农业面源污染问题日趋严重，农业生态环境越来越不堪重负。基于农业面源污染分布广泛的特点，从种植业和养殖业入手，探讨分析农业面源污染的成因及危害，提出相应的防控策略，以期为促进农业供给侧改革、农业发展方式转变、生态环境保护和农业可持续发展提供参考。
关键词：农业面源污染；化肥；农药；农膜；秸秆；种植业；养殖业；成因；危害；防控
中图分类号：X592 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2016）12-0015-03
随着我国农业农村经济的稳步发展，粮食产量实现历史罕见的“十二连增”，对于保障我国粮食安全和社会经济发展具有重大的现实意义。但片面追求产量增加的同时，农业生态环境的承载压力加大，农业面源污染问题严重，亟待实施农业供给侧改革，转变农业发展方式，强化农业面源污染治理，促进农业可持续发展。
1 农业面源污染的成因及危害
农业面源污染是指在农业生产活动中，由农药、化肥、废料、沉積物、致病菌等分散污染源引起的对水层、湖泊、河岸、滨岸、大气等生态系统的污染。与工业点源污染不同的是，农业面源为分散排放，污染分布最为广泛，现已占全国污染排放的“半壁江山”。
1.1 种植业面源污染
我国人口众多，但土地资源十分有限，随着人口数量的增加，对粮食的需求也日渐增加。如何让有限的耕地产出更多的粮食成为农业发展的最紧要问题，也是关乎民生和国家稳定的大事。在粮食“十二连增”的光环背后，是土地无法承载的压力。农作物生长需要大量的养分和水分作为基础保障，而土壤的天然供给能力十分有限，因此，人类在长期的农业生产活动中不得不依靠施用大量的化肥、农药等维护农作物生长，而这些化肥、农药及其他有机或无机污染物无疑会通过农田地表径流和农田渗漏，带来越来越严重的地表、地下水等农业面源污染，给农业生态环境和农业可持续发展带来重大负面影响。
从化肥的使用来看，我国化肥使用量超过全世界总量的1/3。1980年至今，我国粮食单产水平提高了56%，而化肥投入量增长了225%。过量施用的化肥只有少部分被作物吸收利用，而大部分养分被浪费掉，有的残留于土壤中，有的挥发到大气中，有的流失到河流里。其危害主要体现在：一是大量施用化肥会导致水中氮、磷含量增加，使藻类等水生植物生长过多，引起水域富营养化。二是过量施用化肥会使土壤酸化、土地板结，影响农业生产成本和作物产量。三是过量施用化肥会增加蔬菜、牧草等作物的硝酸盐含量，引起人和牲畜中毒事故。四是我国农田化肥中的氮仅35%在当季被作物利用，过量施用的氮肥会有相当数量直接从土壤表面挥发成气体或进入土壤后转化成氮和氮氧化物，造成污染。目前，化肥已成为农业生态环境的主要污染物之一。
从农药的使用来看，我国农药使用量在32万t（有效成分）左右，占世界农药总用量的1/7，单位面积农药使用量高于世界平均水平。尽管农药总体使用量趋于稳定，但农药利用率偏低，仅为35%，而且在我国使用的250多种农药中，高效低毒农药品种只占15%左右。研究发现，喷施粉剂农药和液体农药时，仅有10%～20%的药剂会附着于植物体上，1%～4%的药剂会接触到目标害虫，40%～60%的药剂会降落于地面，余下的药剂飘游于空中。使用农药虽然有助于控制病虫害，但过量使用会带来诸多危害：一是田间喷洒雾状或粉剂农药时，农药微粒会悬浮于大气中，造成大气污染。二是施药时散落于田间的农药会流入河道，造成水体污染。三是大部分农药降落于地表或直接进入土壤，造成土壤的污染。四是农药带来的农产品污染会转嫁到人和畜禽，通过食物链和生物富集作用，造成农药对人畜产品的污染。五是施用农药会杀伤天敌生物，破坏农田生态平衡，影响生物多样性，造成农产品品质下降。因此，防治农药污染已成为世界上很多国家关注的环境问题。
在农业生产中，还有一种污染环境的作业方式，就是农业用膜污染，即农业“白色污染”。目前，我国农膜用量在250万t左右，应用面积已超过亿亩，成为世界上最大的农膜生产国和使用国。这些农膜均为聚乙烯和聚氯乙烯，属于不可分解的高分子化合物，如果滞留于土壤之中就会形成永久性白色垃圾。尤其是农业生产中大多采用成本较低、厚度在0.012 mm以下的超薄地膜，这种地膜易破碎、难回收，导致“白色革命”逐步演变为“白色污染”，农田地膜残留污染问题日益突出。随着土壤中残膜量的不断增加，其危害性愈发显现：一是阻碍土壤毛管水和自然水渗透，影响土壤吸湿性，破坏土壤结构，降低土壤肥力水平，阻碍作物生长发育，甚至引起地下水难以下渗和土壤次生盐碱化，导致农作物大幅减产。二是残膜分解后会析出铅、锡、酞酸脂类化合物等有毒物质，造成土壤环境污染。三是残膜因无法降解回收而乱堆乱放，随风四处飞扬，有的放火焚烧释放二恶英等严重的致癌物质，给农村生态环境造成污染并危害人身健康。
近年来，焚烧农作物秸秆带来的环境污染日益引起政府部门的高度重视。一方面，随着农作物产量的增长，农作物秸秆量也随之大幅增加，超出了土地自我消化能力和农民生活、养殖等使用量；另一方面，随着农村能源结构的变化，农民取暖烧火做饭不再依赖农作物秸秆，导致农作物秸秆在生活用能源中所占的比例愈来愈少。这些因素导致大量的秸秆置于田间无法消化，一些农民图省事和按照传统习惯，将剩余的秸秆一烧了之，对大气环境造成污染。此外，废弃的秸秆经风化、雨淋与腐烂，会使秸秆中的有机物进入水体，造成水体污染。
1.2 养殖业面源污染
目前，我国养殖业已经由个体家庭饲养转变为集约化、工厂化养殖，且多集中于城市周边。规模化工厂化养殖产生的大量有机污染物和氨、氮、磷、钾等排放物会随着污水流入水体造成污染，而且，受养殖业集约化程度不断提升及其废弃物资源化利用率较低的双重影响，养殖业面源污染程度将会加剧。有调查表明，2010年全国畜禽养殖业的化学需氧量、氨氮排放量分别达到1 184万t、65万t，占全国排放总量的比例分别为45%，25%，占农业源的95%，79%，畜禽养殖污染已成为我国农业面源污染的主要“贡献者”和环境污染的重要因素。其危害主要体现在：一是部分养殖场和养殖大户随意堆放或简单处理养殖粪便、垃圾，导致周边空气腥臭和排泄物腐烂发酵，继而产生硫化氢、氨气、硫醇、苯酚等有害物质和有害气体，造成周边环境和大气污染。二是养殖场产生的粪便在污染地表水的同时还可通过土壤污染地下水，使水体变黑发臭和富营养化，造成水体污染。三是把养殖场粪便作为有机肥料直接还田，导致粪便中的大量病原微生物和有害物质进入土壤，造成土壤污染。四是养殖场废弃物管理不善，导致蚊蝇孳生、细菌繁殖，造成疫病爆发。据化验分析，1 mL牧场污水中有33万个大肠杆菌、69万个肠球菌、1 750个产气荚膜杆菌以及伤寒、鼻疽、布氏杆菌等致病菌。五是我国只有少部分养殖场采用沼气发酵设备进行厌氧发酵处理，大部分养殖场均没有采取任何处理直接排放，对周围环境造成危害。
关键词：农业面源污染；化肥；农药；农膜；秸秆；种植业；养殖业；成因；危害；防控
中图分类号：X592 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2016）12-0015-03
随着我国农业农村经济的稳步发展，粮食产量实现历史罕见的“十二连增”，对于保障我国粮食安全和社会经济发展具有重大的现实意义。但片面追求产量增加的同时，农业生态环境的承载压力加大，农业面源污染问题严重，亟待实施农业供给侧改革，转变农业发展方式，强化农业面源污染治理，促进农业可持续发展。
1 农业面源污染的成因及危害
农业面源污染是指在农业生产活动中，由农药、化肥、废料、沉積物、致病菌等分散污染源引起的对水层、湖泊、河岸、滨岸、大气等生态系统的污染。与工业点源污染不同的是，农业面源为分散排放，污染分布最为广泛，现已占全国污染排放的“半壁江山”。
1.1 种植业面源污染
我国人口众多，但土地资源十分有限，随着人口数量的增加，对粮食的需求也日渐增加。如何让有限的耕地产出更多的粮食成为农业发展的最紧要问题，也是关乎民生和国家稳定的大事。在粮食“十二连增”的光环背后，是土地无法承载的压力。农作物生长需要大量的养分和水分作为基础保障，而土壤的天然供给能力十分有限，因此，人类在长期的农业生产活动中不得不依靠施用大量的化肥、农药等维护农作物生长，而这些化肥、农药及其他有机或无机污染物无疑会通过农田地表径流和农田渗漏，带来越来越严重的地表、地下水等农业面源污染，给农业生态环境和农业可持续发展带来重大负面影响。
从化肥的使用来看，我国化肥使用量超过全世界总量的1/3。1980年至今，我国粮食单产水平提高了56%，而化肥投入量增长了225%。过量施用的化肥只有少部分被作物吸收利用，而大部分养分被浪费掉，有的残留于土壤中，有的挥发到大气中，有的流失到河流里。其危害主要体现在：一是大量施用化肥会导致水中氮、磷含量增加，使藻类等水生植物生长过多，引起水域富营养化。二是过量施用化肥会使土壤酸化、土地板结，影响农业生产成本和作物产量。三是过量施用化肥会增加蔬菜、牧草等作物的硝酸盐含量，引起人和牲畜中毒事故。四是我国农田化肥中的氮仅35%在当季被作物利用，过量施用的氮肥会有相当数量直接从土壤表面挥发成气体或进入土壤后转化成氮和氮氧化物，造成污染。目前，化肥已成为农业生态环境的主要污染物之一。
从农药的使用来看，我国农药使用量在32万t（有效成分）左右，占世界农药总用量的1/7，单位面积农药使用量高于世界平均水平。尽管农药总体使用量趋于稳定，但农药利用率偏低，仅为35%，而且在我国使用的250多种农药中，高效低毒农药品种只占15%左右。研究发现，喷施粉剂农药和液体农药时，仅有10%～20%的药剂会附着于植物体上，1%～4%的药剂会接触到目标害虫，40%～60%的药剂会降落于地面，余下的药剂飘游于空中。使用农药虽然有助于控制病虫害，但过量使用会带来诸多危害：一是田间喷洒雾状或粉剂农药时，农药微粒会悬浮于大气中，造成大气污染。二是施药时散落于田间的农药会流入河道，造成水体污染。三是大部分农药降落于地表或直接进入土壤，造成土壤的污染。四是农药带来的农产品污染会转嫁到人和畜禽，通过食物链和生物富集作用，造成农药对人畜产品的污染。五是施用农药会杀伤天敌生物，破坏农田生态平衡，影响生物多样性，造成农产品品质下降。因此，防治农药污染已成为世界上很多国家关注的环境问题。
在农业生产中，还有一种污染环境的作业方式，就是农业用膜污染，即农业“白色污染”。目前，我国农膜用量在250万t左右，应用面积已超过亿亩，成为世界上最大的农膜生产国和使用国。这些农膜均为聚乙烯和聚氯乙烯，属于不可分解的高分子化合物，如果滞留于土壤之中就会形成永久性白色垃圾。尤其是农业生产中大多采用成本较低、厚度在0.012 mm以下的超薄地膜，这种地膜易破碎、难回收，导致“白色革命”逐步演变为“白色污染”，农田地膜残留污染问题日益突出。随着土壤中残膜量的不断增加，其危害性愈发显现：一是阻碍土壤毛管水和自然水渗透，影响土壤吸湿性，破坏土壤结构，降低土壤肥力水平，阻碍作物生长发育，甚至引起地下水难以下渗和土壤次生盐碱化，导致农作物大幅减产。二是残膜分解后会析出铅、锡、酞酸脂类化合物等有毒物质，造成土壤环境污染。三是残膜因无法降解回收而乱堆乱放，随风四处飞扬，有的放火焚烧释放二恶英等严重的致癌物质，给农村生态环境造成污染并危害人身健康。
近年来，焚烧农作物秸秆带来的环境污染日益引起政府部门的高度重视。一方面，随着农作物产量的增长，农作物秸秆量也随之大幅增加，超出了土地自我消化能力和农民生活、养殖等使用量；另一方面，随着农村能源结构的变化，农民取暖烧火做饭不再依赖农作物秸秆，导致农作物秸秆在生活用能源中所占的比例愈来愈少。这些因素导致大量的秸秆置于田间无法消化，一些农民图省事和按照传统习惯，将剩余的秸秆一烧了之，对大气环境造成污染。此外，废弃的秸秆经风化、雨淋与腐烂，会使秸秆中的有机物进入水体，造成水体污染。
1.2 养殖业面源污染
目前，我国养殖业已经由个体家庭饲养转变为集约化、工厂化养殖，且多集中于城市周边。规模化工厂化养殖产生的大量有机污染物和氨、氮、磷、钾等排放物会随着污水流入水体造成污染，而且，受养殖业集约化程度不断提升及其废弃物资源化利用率较低的双重影响，养殖业面源污染程度将会加剧。有调查表明，2010年全国畜禽养殖业的化学需氧量、氨氮排放量分别达到1 184万t、65万t，占全国排放总量的比例分别为45%，25%，占农业源的95%，79%，畜禽养殖污染已成为我国农业面源污染的主要“贡献者”和环境污染的重要因素。其危害主要体现在：一是部分养殖场和养殖大户随意堆放或简单处理养殖粪便、垃圾，导致周边空气腥臭和排泄物腐烂发酵，继而产生硫化氢、氨气、硫醇、苯酚等有害物质和有害气体，造成周边环境和大气污染。二是养殖场产生的粪便在污染地表水的同时还可通过土壤污染地下水，使水体变黑发臭和富营养化，造成水体污染。三是把养殖场粪便作为有机肥料直接还田，导致粪便中的大量病原微生物和有害物质进入土壤，造成土壤污染。四是养殖场废弃物管理不善，导致蚊蝇孳生、细菌繁殖，造成疫病爆发。据化验分析，1 mL牧场污水中有33万个大肠杆菌、69万个肠球菌、1 750个产气荚膜杆菌以及伤寒、鼻疽、布氏杆菌等致病菌。五是我国只有少部分养殖场采用沼气发酵设备进行厌氧发酵处理，大部分养殖场均没有采取任何处理直接排放，对周围环境造成危害。