我國(guó)農(nóng)業(yè)面源污染成因分析

張坤+張海珍+于文濤

摘要 本文就我國(guó)農(nóng)業(yè)面源污染成因進(jìn)行分析，并從化肥與農(nóng)藥的不合理施用、畜禽養(yǎng)殖污染物超標(biāo)排放、秸稈焚燒及地膜覆蓋等方面闡述了農(nóng)業(yè)面源污染產(chǎn)生的主要原因，以期為農(nóng)業(yè)面源污染控制提供科學(xué)參考。

關(guān)鍵詞 農(nóng)業(yè)面源污染；現(xiàn)狀；成因；中國(guó)

中圖分類(lèi)號(hào) X592 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2017）12-0191-01

1979年美國(guó)《清潔水法》（The Clean WaterAct，CWA）中最早定義了面源污染，即污染物以廣域、分散、微量的形式進(jìn)入地表及地下水體[1]。農(nóng)業(yè)面源污染是指在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，農(nóng)藥和化肥的不合理施用、畜禽養(yǎng)殖污染物超標(biāo)排放、秸稈焚燒、地膜覆蓋等方面產(chǎn)生的污染物通過(guò)地表徑流、降雨、農(nóng)田滲漏、空氣擴(kuò)散等對(duì)大氣、土壤、水環(huán)境造成的污染。

1 化肥的不合理施用

我國(guó)是一個(gè)人口大國(guó)，需要通過(guò)施用化肥達(dá)到提高土地產(chǎn)出的目的。據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局公布的最新數(shù)據(jù)顯示，2015年我國(guó)共生產(chǎn)農(nóng)用化肥7 431.99萬(wàn)t，比2014年增長(zhǎng)8.07%；其中，生產(chǎn)磷肥1 857.20萬(wàn)t，比2014年增長(zhǎng)6.55%；生產(chǎn)鉀肥604.22萬(wàn)t，比2014年增長(zhǎng)6.07%；生產(chǎn)氮肥4 970.57萬(wàn)t，比2014年增長(zhǎng)8.9%[2]。2015年我國(guó)糧食作物播種面積為11 334.3萬(wàn)hm2，如果按照當(dāng)年糧食作物播種面積計(jì)算，耕地平均化肥施用量為656 kg/hm2。而歐美農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家為防止化肥過(guò)量施用對(duì)環(huán)境造成污染，設(shè)置的耕地平均化肥施用量限值為225 kg/hm2，我國(guó)耕地的平均化肥施用量為歐美農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家安全限值的3倍。目前，我國(guó)農(nóng)用化肥的利用率與歐美農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家還存在較大差距，歐美農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家糧食作物化肥平均利用率為50%～65%。而根據(jù)農(nóng)業(yè)部首次公布的化肥利用率數(shù)據(jù)顯示：2015年我國(guó)水稻、玉米、小麥三大糧食作物化肥利用率僅為35.2%，比2013年提高2.2個(gè)百分點(diǎn)[3]；剩余的64.8%左右未被有效利用，通過(guò)淋溶、地表徑流、吸附、農(nóng)田滲漏、反硝化和侵蝕等進(jìn)入環(huán)境。各營(yíng)養(yǎng)元素隨地表徑流進(jìn)入耕地中，會(huì)破壞土壤原有的結(jié)構(gòu)和特性，導(dǎo)致土壤酸化、微生物活性下降；隨降雨進(jìn)入水體，導(dǎo)致N、P、K等營(yíng)養(yǎng)元素富集，浮游植物迅速生長(zhǎng)，大量消耗水體中的溶解氧，致使水體環(huán)境喪失其原有功能；通過(guò)揮發(fā)或反硝化作用土壤中氮會(huì)變?yōu)闅鈶B(tài)氮（N2O），而N2O是一種溫室氣體，逸散到大氣中所產(chǎn)生的溫室效應(yīng)強(qiáng)度是CO2的300倍。

2 農(nóng)藥的不合理施用

農(nóng)藥是特指在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中為防治病蟲(chóng)害、抑制或清除雜草、調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)的一類(lèi)藥物的統(tǒng)稱(chēng)。農(nóng)藥根據(jù)防治對(duì)象的不同可分為殺蟲(chóng)劑、殺菌劑、除草劑、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑等。據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局公布的數(shù)據(jù)顯示，2015年我國(guó)化學(xué)農(nóng)藥原藥產(chǎn)量374萬(wàn)t，比2014年增長(zhǎng)2.4%。其中除草劑2015年共生產(chǎn)177.40萬(wàn)t，與2014年相比下調(diào)1.5%。殺蟲(chóng)劑2015年共生產(chǎn)51.36萬(wàn)t，與2014年相比下調(diào)4.3%。殺菌劑2015年共生產(chǎn)18.21萬(wàn)t，與2014年相比下調(diào)8.4%[2]。2015年我國(guó)糧食作物播種面積11 334.3萬(wàn)hm2，如果按照當(dāng)年糧食作物播種面積計(jì)算，耕地的平均農(nóng)藥施用量為33 kg/hm2，而歐美農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家為防止農(nóng)藥過(guò)量施用對(duì)環(huán)境造成污染，設(shè)置的耕地平均農(nóng)藥施用量限值為7 kg/hm2，我國(guó)耕地的平均農(nóng)藥施用量為歐美農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家安全限值的4.7倍。目前，歐美農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家糧食作物農(nóng)藥平均利用率為50%～60%。而根據(jù)農(nóng)業(yè)部首次公布的農(nóng)藥利用率數(shù)據(jù)顯示：2015年我國(guó)水稻、玉米、小麥三大糧食作物農(nóng)藥利用率僅為36.6%，比發(fā)達(dá)國(guó)家低13～23個(gè)百分點(diǎn)[3]。剩余未被有效利用的農(nóng)藥散失在植株、土壤、空氣環(huán)境中。其中粉劑農(nóng)藥約有10%在噴施過(guò)程中以粉塵微粒的形式附著在植株上，液體農(nóng)藥約有20%在噴施過(guò)程中以霧滴的形式附著在植株上。有1%～4%的藥劑有效接觸作物害蟲(chóng)，有40%～60%的藥劑降落到土壤環(huán)境中，有5%～30%的藥劑飄游于大氣環(huán)境中。這部分飄浮于大氣、降落于土壤、附著于植株上的農(nóng)藥通過(guò)大氣沉降、植物殘?jiān)?、灌溉用水在各環(huán)境要素中循環(huán)重新分布，并匯集進(jìn)入土壤，最終通過(guò)各種途徑進(jìn)入自然水體，對(duì)地表及地下水體造成污染。

3 禽畜養(yǎng)殖污染物超標(biāo)排放

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，國(guó)民生活質(zhì)量得到提高，刺激了我國(guó)畜禽養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展。據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局公布的最新數(shù)據(jù)顯示，截至2015年年末，生豬存欄量45 112.5萬(wàn)頭、牛存欄量10 817.3萬(wàn)頭、羊存欄量3 199.7萬(wàn)頭[2]。畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)排放的污染物主要為畜禽糞便、尿液、欄舍沖洗水，其中尿液、欄舍沖洗水中氨氮、總磷指標(biāo)濃度較高。由于多數(shù)畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)未按相關(guān)環(huán)境保護(hù)要求對(duì)糞污進(jìn)行無(wú)害化處理，畜禽糞便通常被隨意堆放在荒地上，在堆放過(guò)程中通過(guò)自然發(fā)酵會(huì)釋放出氨氣、硫化氫，其屬于惡臭性氣體，具有強(qiáng)烈的刺激性氣味。畜禽養(yǎng)殖廢水屬于典型的中高濃度有機(jī)廢水，未經(jīng)處理直接排入自然水體會(huì)導(dǎo)致自然水體水質(zhì)惡化，對(duì)水體造成污染。畜禽養(yǎng)殖特別是規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖污染問(wèn)題已成為我國(guó)農(nóng)業(yè)面源污染的主要來(lái)源之一。據(jù)環(huán)境保護(hù)部《第一次全國(guó)污染源普查公報(bào)》數(shù)據(jù)顯示，畜禽養(yǎng)殖業(yè)糞便產(chǎn)生量為2.43億t，尿液產(chǎn)生量為1.63億t。畜禽養(yǎng)殖業(yè)主要水污染物排放量：化學(xué)需氧量排放量為1 268.26萬(wàn)t，總氮排放量為102.48萬(wàn)t，總磷排放量為16.04萬(wàn)t[4]。畜禽養(yǎng)殖業(yè)水污染物中化學(xué)需氧量、總氮、總磷排放量分別占到農(nóng)業(yè)源水污染物排放總量的95.78%、37.89%、56.34%。

4 秸稈焚燒

我國(guó)每年在糧食作物收獲后都會(huì)產(chǎn)生大量的秸稈。大約1/2被有效利用，1/4作物秸稈作為青貯飼料飼喂牲畜，1/4作物秸稈作為燃料用于冬季取暖及日常生活，剩余的秸稈采用就地焚燒還田的辦法解決。秸稈在燃燒過(guò)程中會(huì)釋放出大量的有害氣體，對(duì)大氣環(huán)境造成污染。

根據(jù)環(huán)境保護(hù)部《通報(bào)東北、華北地區(qū)重污染天氣過(guò)程及應(yīng)對(duì)工作情況》以及衛(wèi)星遙感顯示，黑龍江省秸稈焚燒火點(diǎn)達(dá)到415個(gè)，占全國(guó)總數(shù)的83%。督查發(fā)現(xiàn)哈綏高速呼蘭段404～421 km處以及肇東市五站鎮(zhèn)、黎明鎮(zhèn)、姜家鎮(zhèn)、肇東鎮(zhèn)、巴彥縣興隆鎮(zhèn)高速公路兩側(cè)均存在大面積焚燒秸稈現(xiàn)象。2016年11月3—5日，東北地區(qū)相繼有綏化市、哈爾濱市、大慶市、白城市、松原市、長(zhǎng)春市、沈陽(yáng)市、遼陽(yáng)市、鞍山市、營(yíng)口市、大連市等11個(gè)城市的AQI小時(shí)值達(dá)到500，其中哈爾濱市、大慶市、綏化市等污染最為嚴(yán)重[5]。

5 地膜用量大，難降解

地膜覆蓋技術(shù)最早興起于日本，并于20世紀(jì)50年代在其國(guó)內(nèi)開(kāi)始示范推廣。而我國(guó)的地膜覆蓋技術(shù)是在1979年由日本引進(jìn)的，并在我國(guó)得到了大面積推廣及使用。尤其在我國(guó)北方的旱作區(qū)，地膜覆蓋技術(shù)是糧食增產(chǎn)豐收的關(guān)鍵技術(shù)。在短短的幾十年里，地膜覆蓋技術(shù)自北向南發(fā)展，應(yīng)用區(qū)域已從干旱、半干旱區(qū)域擴(kuò)展到高原、冷涼地區(qū)，覆蓋作物種類(lèi)也從經(jīng)濟(jì)作物擴(kuò)大到大宗糧食作物。2014年中國(guó)地膜使用量為144.15萬(wàn)t，覆蓋面積達(dá)1 814.03萬(wàn)hm2，地膜使用強(qiáng)度為11.8 kg/hm2。但無(wú)論使用何種類(lèi)型的地膜，都會(huì)在生產(chǎn)中產(chǎn)生殘膜，殘膜率高達(dá)42%[5-6]。地膜由聚乙烯樹(shù)脂吹制而成，在制造過(guò)程中會(huì)添加抗氧化劑和光穩(wěn)定劑。因?yàn)榫垡蚁儆谕闊N性聚合物，具有較好的化學(xué)穩(wěn)定性，所以難降解。作物收獲后破損的地膜廢棄在土壤中，其塑化劑會(huì)在土壤和水環(huán)境中滲透、遷移，最終對(duì)土壤和水體環(huán)境造成污染。

6 參考文獻(xiàn)

[1] 胡永定.徐州沛沿河區(qū)域農(nóng)業(yè)面源污染機(jī)理及控制技術(shù)研究[D].北京：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)，2010.

[2] 中華人民共和國(guó)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局.中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒2016[R/OL].（2016-10-18）[2017-03-01].http：//www.stats.gov.cn/ tjsj/ndsj/2016/indexch.htm.

[3] 中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)部新聞辦公室.農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)方式取得積極進(jìn)展 化肥農(nóng)藥利用率穩(wěn)步提高[EB/OL].（2010-02-06）[2017-03-01].http：//www.moa.gov.cn/zwllm/tpxw/201512/t20151203_4922342.htm.

[4] 中華人民共和國(guó)環(huán)境部.公告2010年第13號(hào).關(guān)于發(fā)布《第一次全國(guó)污染源普查公報(bào)》的公告[R/OL].（2010-02-06）[2017-03-01].http：//www.zhb.gov.cn/gkml/hbb/bgg/201002/t20100210_185698.htm.

[5] 中華人民共和國(guó)環(huán)境部.環(huán)境保護(hù)部通報(bào)東北、華北地區(qū)重污染天氣過(guò)程及應(yīng)對(duì)工作情況[R/OL].（2016-11-05）[2017-03-01].http：//www.zhb.gov.cn/gkml/hbb/qt/201611/t20161105_366943.htm.

[6] 張宏艷.非點(diǎn)源污染的經(jīng)濟(jì)學(xué)研究進(jìn)展[J].上海經(jīng)濟(jì)，2003，10（1）：38-40.