中国农产品产地环境质量现状及对策研究

2015-07-18李晓慧蔡汇丰

热带农业科学 2015年6期

关键词：空气土壤农产品

李晓慧++蔡汇丰

摘要系统分析了中国农产品产地土壤、水和空气环境的现状，讨论了农业投入品、农业废弃物、工业“三废”和生活污水等因素对产地环境的影响，提出了农产品产地环境的保护对策，为提高农产品质量安全提供依据。

关键词农产品；土壤；空气；水；质量；对策

分类号 X82

Present Status of Environment Quality in Agricultural

Production Areas of China and Countermeasures

LI Xiaohui CAI Huifeng

（Modern Agricultural Inspection Testing and Control Center of Hainan Province，

Haikou， Hainan 571100）

Abstract This paper systematically analyzed the environment status of soil， water and air in agricultural production area of China. It was indicated that the agricultural waste， industria“three wastes”and sewage and other environmental factors affected the agricultural environment. Measures of environment quality in agricultural production area were proposed to improve the quality and safety of agricultural products.

Keywords agriculture product ； soil ； air ； water ； quality ； countermeasure

农产品质量安全直接关系到人类健康，农业应该为食品提供安全保障。中国是农业大国和人口大国，用不到世界9%的耕地面积养活了世界22%的人口。中国水资源严重短缺，人均水资源被列为世界13个贫水国之一[1]。为了满足人民生活所需要的农产品，自20世纪80年代，中国农业大量施用化肥来获得农作物高产。然而随着人民生活水平的提高，对农产品的需求由数量型转向质量型，特别是加入世界贸易组织后，农产品出口的质量问题不断暴露，农产品产地环境质量问题受到政府和农业部门的重视，全面提高农产品质量已经成为新时期发展农业的必然选择和参与国际竞争的重要举措。然而，随着工业化和农业集约化的发展，工业污染严重，化肥、农药、地膜等农业投入品的不合理施用，导致农产品产地环境质量不断下降。产地环境的优劣直接影响着农产品的质量安全。产地环境受到污染是农产品污染的源头，目前虽然已有对土壤污染的研究，但是这些研究主要分析和调查了特定土壤污染物的含量和污染状况[2-3]，而对于综合分析土壤、空气和水三方面研究当前我国农产品产地环境质量现状的研究较少。因此，本文从中国产地环境质量的现状出发，分析影响中国农产品产地环境的因素，并探讨对策，为有效提高农产品质量安全提供依据。

1 产地环境现状

1.1 土壤环境

中国耕地面积逐年减少[4]，根据《2013年中国环境状况公报》显示耕地面积由2009年的13 538.46万hm2减少至2012年的13 515.85万hm2。耕地面积减少，质量状况也不容忽视，《全国耕地质量等级情况公报》将全国耕地按质量分为10等，其中，中低质量（4至10等）的耕地面积为0.885亿hm2，占耕地总面积的72.7%。整体来看，耕地质量不容乐观，耕地的退化现象明显[5]。目前，全国耕地有机质含量平均为11.72 g/kg[6]，低于发达国家或地区平均30 g/kg以上的水平。中国粮食主产区缺乏营养元素严重，缺磷耕地面积约占总面积的20%，缺钾占56%；受多种因素的综合影响，中国低产农田面积高达40%左右[7]。此外，耕地质量还受到环境恶化的挑战，因水土流失、养分贫瘠化等导致质量退化的耕地面积占40%以上[8]。中国受污染的耕地面积近2 000万hm2，其中10%以上的耕地受化肥、农药的污染，程度较重的达133万hm2[9]。

1.2 水环境

农业水环境形势相对严峻，水资源污染严重。2013年中国环境状况公报数据显示，全国地表水总体为轻度污染，部分城市河段污染较重。十大流域中黄河流域、松花江流域、淮河流域、辽河流域为轻度污染。海河流域中度污染，Ⅰ～Ⅲ类、Ⅳ～Ⅴ类和劣Ⅴ类水质断面比例分别为39.1%、21.8%和39.1%；国控重点湖泊（水库）中水质为污染的国控重点湖泊（水库）比例达到了39.3%；太湖轻度污染，轻度富营养。巢湖轻度污染，轻度富营养。滇池重度污染，中度富营养；31个大型淡水湖泊中，污染的湖泊数达54.8%。2013年，地下水环境质量的监测点总数为4 778个，其中国家级监测点800个。水质较差和极差的监测点比例高达为59.6%。由于全国河流都受到不同程度污染，农业生产中还不得不依靠被污染的水源进行灌溉。苏、浙、沪的16个县内井水硝态氮和亚硝态氮的超标率分别达38.2%和57.9%[10]。太湖流域80%河道遭受污染，太湖流域地表水中氟化物含量高，地表水、灌溉水及地下水COD、Mn严重超标[11]。长期使用污染的灌溉水对造成的土壤富营养化对土壤养分平衡、作物生长、地下水威胁问题均需高度重视[12]。

1.3 大气环境

大气污染以SO2、酸雨、氟化物为主对农业产地环境的危害逐渐加重。受大气污染的农田面积多达533.3万hm2，占总耕地面积的5.6%[13]。大气中有害气体和物质，对农作物的产量和品质产生影响[14-15]。酸雨可导致土壤酸化、土壤营养磷、钙、镁的淋失，从而对产地环境产生危害[16]。

2 农产品产地环境建设存在问题及影响因素

2.1 农业产地环境建设存在的问题

农业产地环境建设和保护，首先就是制定适合的农业产地环境的评价标准。虽然中国已经制定了一系列的产地环境标准，但是中国对产地环境的关注与研究起步较晚[17]。与发达国家相比，中国存在较大差距，主要表现在：（1）中国产地环境质量控制的理论和技术研究相对薄弱，研究手段和方法较为简单；（2）目前有些标准的制定，存在着执行性差，某些评价指标不合理的情况，必须尽快对已有的标准进行必要的修订，建立完全适合农产品产地环境的相关标准；（3）产地环境监测与评价有待提高，现有的检测和监测主要局限在水果、蔬菜等作物上，全面的、规范和标准化的，产地环境质量评价体系和方法尚未建立；（4）产地环境质量的政策和法规尚未完整建立，全民参与和生态补偿机制尚未形成。

综上所述，中国农产品产地环境质量建设还处于初级发展阶段，产地环境质量安全还面临这巨大的挑战。

2.2 影响农业产地环境质量的主要因素

从目前中国农业发展状况来看，影响中国产地环境质量的影响因素主要有农业投入品、农业废弃物、工业三废和生活污水等。

2.2.1 农业投入品

为了提高产量，在农产品的生产过程不可避免的会使用化肥、农药、地膜等农业投入品。

近年来，在耕地面积减少的情况下，化肥的使用量却还处于上升趋势。中国耕地面积不到世界的10%，而氮肥施用量占世界的30%，磷肥的施用量占世界的26%。化肥平均施用量（400 kg/hm2）是发达国家化肥安全施用上限的两倍，远超过发达国家为防止水体污染而设置的225 kg/hm2的安全标准[18]。连年过量、不合理的施用化肥，对土壤产生一系列影响：（1）造成土壤板结，养分失调，土壤酸化，综合肥力降低[19]，同时由于过量施入化肥，造成肥料流失，对水环境造成影响，甚至发生水华等现象；（2）土壤重金属和有毒元素的含量增加，如镉、汞、砷、氟。用废酸作为原料生产的磷肥中带有的三氯乙醛还会直接毒害作物[9，20]。目前全国受重金属污染的农田约2 500万 hm2，每年因重金属污染的粮食达1 200万t[18]；（3）土壤微生物量碳、氮含量和土壤酶活性降低。长期均衡氮磷钾及配合施用秸秆、厩肥等有机肥，可显著提高土壤微生物量碳、氮含量和土壤脲酶、磷酸酶、蔗糖酶等活性[21]。同时不合理的施肥会造成水体的富营养化，造成水体污染[22]。2004年中国农药施用量达138.6万t[23]，2011年则达到173万t[24]。目前，1 600万hm2的农田土壤受到农药污染[25]。农药的利用率极低，施用农药后，只有10%～20%附着在作物上，50%～60%残留在土壤中[26]。残留在土壤中的农药可通过淋溶、吸附解析等方式污染地下水，水中的农药检出率竟然高达85%[27]。

2.2.2 农业废弃物

农业废弃物主要是畜禽粪便、农作物秸秆、地膜残留等，这些废弃物如果合理的用作肥料或者再加工为其他产品，可以达到废物循环利用，保护环境。如果利用不当，则会对产地环境造成极大影响。2010年全国畜禽粪便达22.35亿t[28]，其中有25%～30%被随意排放进入水体等环境，成为重要的污染源[29]。畜禽粪便造成：（1）粪便中的病原微生物可导致土壤微生物污染；（2）养殖过程中滥用药物、激素等添加剂造成某些重金属及微量元素在土壤中富集，导致作物减产，直接和间接影响着人类健康；（3）动物的粪尿是高浓度有机废水，生化需氧量高，不经过处理直接排入土壤，导致土壤含氧量很快耗尽，生活在土壤中的动植物和微生物迅速死亡，造成土壤污染；如果排入水体，则造成水体富营养化。中国是使用地膜量最多的国家。由于目前的地膜绝大部分为不可降解塑料，在土壤中自然降解需要200 a以上。有资料显示，中国地膜年残留量高达30万t，残存率达40%。地膜残留影响土壤的物理性质，土壤保水透水能力降低，还会对种子出芽、出苗以及根系生长发育造成影响，从而导致产量下降。

2.2.3 工业“三废”和生活污水

因固体废弃物堆存而被占用和毁损的农田面积达40万hm2，造成农田污染的面积超过333.33万hm2[13]。全国环境统计通报显示，2013年工业废水排放量为209.8亿t，城镇生活污水排放量485.1亿吨。未经处理的废水和污水直接用于农田灌溉，致使农田土壤受到重金属的污染，遭受重金属污染的土壤面积占污水灌区面积的64.8%，其中轻度污染的占46.7%，中度污染的占9.7%，严重污染的占8.4%，其中以Hg和Cd污染面积最大[3]。对北京市通州凉凤灌区表层土壤重金属研究发现，Hg污染比较严重，Cu、Pb污染居中，As、Cr、Zn为轻微污染，与1975此区土壤调查值相比，Hg、Pb、Cu含量有上升趋势[30]。

3 保护产地环境质量的主要对策

3.1 制定合理的产地环境标准与政策法规

中国目前已经制定了一系列产地环境标准，以蔬菜产地为例如GB/T 18407.1—2001《农产品质量安全无公害蔬菜产地环境要求》、 NY 5010—2002《无公害食品蔬菜产地环境条件》、NY/T391—2013《绿色食品产地环境质量》等，这些标准的使用范围和主要内容跟指标限制基本相同，个别指标存在差异，给标准执行带来难度。已有研究表明，土壤中有效态的元素才会对生态环境产生影响，重金属总量高的土壤并不一定对农作物的危害大，而在GB 15618—1995《土壤环境质量》中则评价元素总量。因此，必须研究不同区域不同类别土壤重金属的有效态；此外对于土壤的调查应该包含土壤中持久性有机污染物。有些国家的土壤环境质量标准通过浸提液中污染物的浓度来确定污染物浓度。此外，影响产地环境质量评价可靠性的重要因素之一是采样点的设置。目前的评价体系中没有明确规定在一定尺度上采取什么样的布点方法及采样点数量，具有代表性、合理性。中国农产品产地环境标准体系与国外的标准体系存在较大差距，这已经制约着中国农产品进出口贸易的发展。因此，必须加强产地环境质量标准的研究和制定。

3.2 倡导农业清洁生产，从源头保护产地环境

农业清洁生产是指在农产品生产的全过程，即整地、播种、育苗、田间管理（投入品使用、灌溉、除草）、收获的全过程采取必要的措施，保护产地环境[18]。首先，应该通过各种渠道和方式加强农业清洁生产的意识，针对农产品中有害物质超标问题，向农民广泛推广和普及农业清洁生产种植技术，从声场环节保护产地环境。其次，加强投入品和农产品生产环节的管理，加强对农药、化肥、地膜等生产、经营和使用的监督，并且依法坚决查处生产、经营和使用禁用农业投入品的行为。严格控制限用高毒、高残留农业投入品的销售渠道，逐步形成统一有序、协调有效的农业投入品监管格局。

3.3 提高农产品产地环境检测技术水平

随着新型农业化学物质的应用，农业产地环境中污染物的种类发生了变化，产地环境检测的内容和手段需要更新，这对于农产品环境质量检测水平是一个新的挑战。中国产地环境检测技术相对落后，例如在产地环境检测中紫外-可见分光光度计、气相色谱仪、液相色谱仪、原子吸收光谱仪等分析仪器的检测方法还占据主导地位。而等离子体-质谱仪、等离子体-光谱仪、等离子体发射仪等大型仪器在农业产地环境的检测中还没有相应的标准或统一检测方法。日本和美国都已经把等离子体-光谱仪分析水中铜、铅等列为标准方法[13]。同时要培养和引进专业人才，加强产地环境检测队伍建设。

3.4 构建农业产地环境质量安全预警体系

构建中国农业产地环境长期定位监测基地，将其做成农业产地环境预警系统。重点关注产地环境质量是否满足质量安全需求；生产过程中是否有害物质的污染；在监测过程中要考虑到污染物在环境中的分布和形态，将污染物在土壤-作物系统中的迁移转化规律综合考虑。在长期定位监测基地的基础上制定和提出适宜中国产地环境检测指标和技术规程，重点针对土壤、水和大气以及农业投入品中污染物的含量及其有效态和形态转化的检测体系；在长期监测的基础上，构建监测信息资源数据库，通过共享数据库，形成对农业产地环境的预警预报。

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