安徽省农业面源污染现状及防治对策

2019-09-04陈小娇周丹丹赵海光

江西农业学报 2019年8期

陈小娇,周丹丹，赵海光

(1.池州市环境保护监测站，安徽池州 247000；2.昆明理工大学环境科学与工程学院，云南昆明 650500；3.云南省环境科学研究院云南省重金属污染控制工程技术研究中心，云南昆明 650034)

农业面源污染是指农业生产活动中所产生的氮素、磷素、农药以及其他的有机物或无机物，通过农田地表径流、农田排水和地下渗漏，进入水环境对其形成污染[1]。农业面源污染因其具有不确定性、成分与范围复杂且时空范围广等特点[2]，从而使其较点源污染更加难以防控。目前，农业面源污染是农村生态环境恶化的主要原因[3]，并已成为水体污染重要来源之一。安徽省作为农业大省，农业生产过程中施用了大量的化肥、农药、农膜并且产生了大量秸秆与畜禽粪便，从而将大量营养物质(N、P)、农药、重金属等带入水体，进而造成了农田土壤的破坏、生产力下降以及农产品与水体污染等问题。因此，科学认识并有效控制面源污染已成为当前亟待解决的重要问题。本文利用农业统计数据分析安徽省农业面源污染现状，探讨污染防治对策，为制定农业面源污染防治措施提供依据，从而促进安徽省生态农业的可持续发展。

1 安徽省概况

安徽地处中国华东地区，地理位置介于114°54′～119°37′E，29°41′～34°38′N。安徽经济上属于中国中东部经济区。地处长江、淮河中下游、长江三角洲腹地，居中靠东、沿江通海，东连江苏、浙江，西接湖北、河南，南邻江西，北靠山东，东西宽约450 km，南北长约570 km，土地面积13.94万km2，占全国的1.45%。按行政辖区划分，安徽共有16个省辖市(地级市)，6个县级市，55个县。2017年末全省户籍人口数为7059.2万人，其中乡村人口数为2909.1万人。

安徽省在气候上属于暖温带与亚热带的过渡地区。在淮河以北属暖温带半湿润季风气候，淮河以南属亚热湿润季风气候。其主要特点是：季风明显，四季分明，春暖多变，夏雨集中，秋高气爽，冬季寒冷。安徽又地处中纬度地带，随着季风的递转，降水发生明显季节变化，是季风气候明显的区域之一。安徽省年平均气温为14～17 ℃，1月平均气温零下1～4 ℃，7月平均气温28～29 ℃；全年平均降水量在773～1670 mm，有南多北少，山区多、平原丘陵少的特点，夏季降水丰沛，占年降水量的40%～60%。

2 安徽省农业面源污染来源与现状

近年来，安徽省各级政府和相关部门为改善农业生产和农村生态环境，做了大量工作，通过划定饮用水源保护区，开展无公害、绿色食品、有机食品基地建设，加强农村基础设施建设等一系列工程措施，在一定程度上缓解了农业面源污染对农业生态环境造成的影响。但是，安徽省农业面源污染现状仍然比较严重，主要表现在以下几个方面。

2.1 化肥

安徽省作为我国农业大省，其农业生产主要以小麦、稻谷、玉米、大豆、薯类、油菜、棉花、蔬菜等为主。数据显示，安徽省小麦、水稻、玉米、大豆、油菜籽、棉花及蔬菜常年播种面积分别为243.33万、230万、86.67万、83.33万、46.67万、16.67万和94.53万hm2，而其总产量分别为1400万、1450万、500万、130万、110万、16.5万及2892万t。近年来，化肥农药的大量施用是提高省内农业粮食单产的一条重要途径[4]。据统计，2016年全省化肥使用量为327.01万t，其中氮肥104.86万t，磷肥32.08万t，钾肥30.73万t及复合肥159.33万t(表1)。据农业部相关数据显示，农业施用氮磷钾的合理比例为1∶0.65∶0.47[5]，而安徽省化肥使用中氮磷钾的比例约为1∶0.31∶0.29，比例严重失调，从而造成土壤中肥料残留严重。目前，我国肥料有效利用率低，其中氮肥为30%～35%、磷肥为10%～20%、钾肥为35%～50%[6]，养分大量流失造成未被利用的化肥地表径流和农田渗漏进入水体，因而造成水体富营养化。如，种植业化肥施用给巢湖流域众兴水库小流域带来的面源污染物总量达25.52 t，负荷率为13.5%[7]。此外，有研究表明，安徽省种植业对水体富营养化的贡献值为21.17%，主要影响因子NH3、NO3-和PO43-对富营养化的贡献率依次为35.35%、42.01%和22.53%[8]。因而优化化肥使用将有效减轻农业生产过程中氮、磷对水体富营养化的影响。

表1 2011～2016年安徽省化肥、农药、农膜使用情况万t

注：数据来源于2017年《中国统计年鉴》和2017年《安徽省统计年鉴》。

2.2 农药

2010～2016年安徽省农药使用量基本呈逐年下降的趋势(表1)。与2010年(11.66万t相比，2016年全省农药的使用量下降了7.8%，为10.75万t。目前，常用农药品种达100多种，主要类型有甲胺磷、杀虫双、叶蝉散、乐果、三唑磷、菊酯类、多菌灵等。如2016年淮北市常用农药品种60～100种，其中杀虫剂使用量约占农药总使用量的55%，除草剂占30%，杀菌剂约占15%[9]。安徽省农药使用在各地区间还表现出地区差异，如2016年省内农药使用量大的地区有宿州、淮南、安庆、阜阳等地，而铜陵、芜湖等地农药使用量相对较少(图1)。目前我国农药喷施仅10%被有效利用，而约90%进入环境中[10]，农药的高使用量和高流失量使得大部分农药进入水体及土壤中并通过生物链富集，从而严重影响农业环境及农产品安全，甚至对人体健康构成威胁。

2.3 农用塑料薄膜

农用塑料薄膜(简称“农膜”)主要是用于温室、塑料大棚和地膜的聚氯乙烯膜、聚乙烯膜等，其在自然环境中不易降解。2010～2016年安徽省农膜的使用量呈逐年增长趋势(表1)。2016年全省农膜使用量由2010年的8.07万t增长到9.70万t，增加了1.63万t。农膜使用量在全省各地区间还表现出差异性，2016年省内农膜使用量大的地区主要集中在皖北地区(阜阳、宿州、蚌埠、亳州)，其次是皖中地区(合肥、六安、安庆)，而皖南地区(芜湖、铜陵、池州)则使用量相对最少(图2)。研究表明我国农膜残留量为使用量的1/4～1/3[11]。按此估计，2010～2016年全省农膜累计残留量为16.10万～21.47万t。农用地膜大量长期积累会影响土壤的理化性状，降低土壤肥力，影响农作物生长发育并造成减产。残留农膜的分解会产生有毒、有害及不易降解的物质，从而造成农业面源污染，甚至危害人体健康。

图1 2016年安徽省各地区农药使用量情况

图2 2016年安徽省各地区农膜使用量情况

2.4 农田秸秆

秸秆通常指农作物籽实收获后的植株，是农村最主要的农副产品。目前秸秆产量并未列入国家有关部门的统计范围，其产量通常是依据农作物的产量计算而得。依据相关农作物的秸秆与籽实产量比估算2016年安徽省主要作物秸秆产生量见表2。全省农作物秸秆总量约为4341.94万t，其中水稻秸秆1359.75万t，小麦秸秆1427.48万t，玉米秸秆637.74万t，花生秸秆326.54万t，油菜秸秆272.19万t，豆类秸秆224.87万t。由此可见，安徽省的主要农作物秸秆以水稻秸秆和小麦秸秆为主，分别占秸秆总量的31.32%和32.88%；其次是玉米秸秆约占14.69%，花生秸秆、油菜秸秆及豆类秸秆分别占7.52%、6.27%和5.18%；其他种类秸秆合计占2.15%。2016年全省农作物秸秆主要分布于皖北地区(阜阳、宿州、蚌埠、亳州)及皖中地区(合肥、六安、安庆、滁州)(表3)。水稻秸秆生产地主要分布于合肥、滁州、六安、安庆、淮南及芜湖；小麦秸秆产生地主要分布于阜阳、亳州、宿州、滁州、蚌埠及淮南；玉米秸秆和豆类秸秆产生地主要是阜阳、宿州和亳州；豆类秸秆主要分布于宿州、蚌埠、滁州和合肥；油菜秸秆主要分布于合肥、安庆、六安、滁州及芜湖。

有研究显示安徽省大约有46.96%的秸秆未被处理[12]，依此估算，2016年安徽省大约有2038.97万t农作物秸秆直接废弃于田间地头或被焚烧。大量农作物秸秆的废弃易造成环境污染，主要为田间焚烧造成的大气污染和秸秆长期田间堆放或弃于河道及水沟中经腐蚀而污染水体。

2.5 畜禽养殖

畜禽粪便量与动物的种类、品种、生长期、喂养饲料甚至天气条件等诸多因素有关。本文采用国家环保部公布的各类畜禽粪便日排泄系数[14](表4)及安徽省统计年鉴公布的畜禽养殖量(表5)数据，估算出安徽省2008～2016年畜禽排泄物产生量(表5)。2008～2016年安徽省畜禽排泄物产生量呈逐年增长趋势，2016年全省畜禽排泄物产生量由2008年的4680.54万t增长到5355.44万t。通过计算2008～2016年各类畜禽排泄物累计产生量，发现猪的排泄物累计产生量最大，达24377.75万t，占52.70%；其余依次为大牲畜15199.70万t，占32.86%；羊5230.03万t，占11.31%；家禽1449.27万t，占3.13%。从畜禽排泄物产生量分析，尽管猪、牛、羊的生长周期相同，猪在数量上远大于牛和羊，故其粪尿产生量最大；大牲畜在数量上不占优势，但由于其日排泄系数远大于羊，因此牛粪尿产生量大于羊粪尿产生量。家禽因其排放系数较小，其排泄物总量相对则最少。

表2 2016年安徽省主要作物秸秆产生量[12-13]

注：农作物产量数据来源于2017年《安徽省统计年鉴》。

表3 2016年安徽省各地区主要作物秸秆产生量万t

畜禽养殖产生大量粪尿的同时，也产生了大量CODcr、BOD5、NH3-N、TP及TN等污染物。根据畜禽粪便中污染物平均含量系数[15]，估算出2016年安徽省畜禽养殖污染物产生量(表6)。安徽省畜禽养殖产生的污染物量由多到少依次为CODcr(120.60万t)、BOD5(108.43万t)、TN(28.21万t)、TP(8.59万t)及NH3-N(10.77万t)。一般畜禽污染物流失率为30%～40%之间[15]，本研究畜禽养殖污染物流失率按35%计算，则2016年安徽省污染物年流失量中CODcr为42.21万t、BOD5为37.95万t、NH3-N为3.77万t、TP为3.01万t及TN为9.87万t。这些污染物将经雨水冲刷，地表水径流，进入水体，使水体富营养化进一步加剧。

表4 各类畜禽粪便日排泄系数[14]和计算周期

注：计算周期时，猪、家禽取用平均饲养周期，大牲畜和羊饲养周期较长，则取一年。

3 安徽省农业面源污染成因分析

从根本上讲，安徽农业面源污染的产生是由于人口快速增长、当地群众对农产品的需求日益增加与有限的农业资源环境容量之间的矛盾造成的。农业面源污染产生的原因包括以下几个方面。

3.1 农业相关立法缺失，规章制度体系不健全，现有相关的法规政策落实不到位

国家层面上，我国现已制定了农业法、水污染防治法、环境保护法、畜禽规模养殖污染防治条例等法律法规，然而这些法律条文中包含农村农业面源污染防治的具体款项内容很少，法律规范力度有所欠缺。

表5 2008～2016年安徽省畜禽排泄物产生量计算

表6 2016年安徽省畜禽排泄物中污染物产生量计算

安徽省在农业面源污染防治方面已出台了多项法规政策，如制定出台了《安徽省农业生态环境保护条例》，印发了《安徽省农业面源污染防治实施方案》、《安徽省农作物秸秆综合利用三年行动计划(2018～2020年)》、《安徽省支持秸秆综合利用产业发展若干政策》、《安徽省畜禽养殖废弃物资源化利用三年行动计划(2018～2020年)》、《安徽省加快推进畜禽养殖废弃物资源化利用若干政策》、《关于加强农膜使用管理促进残膜回收处理的指导意见》、《安徽省环境保护厅关于印发安徽省畜禽养殖废弃物资源化利用技术推广工作指导方案的通知》、《安徽省人民政府关于大力发展以农作物秸秆资源利用为基础的现代环保产业的实施意见》等，这些法规政策对于安徽省的农村农业面源污染防治起到了积极作用，但是目前政策法规还存在磁卡宣传落实不到位、执法不力等问题，在一定程度上影响了安徽省农村农业面源污染综合防治成效。

另外，安徽省的农业生态环境政策法规和监控体系不够健全，导致农业机构生态环保工作滞后，农村农业生态环境监管能力不足。同时，多数县级农业环境监测机构缺乏先进的检测设备以及相应的配套资金，从而导致不能为当地政府提供及时、准确而有效的信息服务。

3.2 高投入、高消耗的农业发展方式以及技术推广体系不健全

随着土地政策进一步开放，农业发展正向大规模的产业化经营模式发展，但是安徽省大部分农业产区仍然是精耕细作的小农经营模式，特别是不发达的区域，农业生产经营形式还停留在粗放型的低级阶段，农业现代化程度较低，致使农业产业结构不合理，而随之产生的大量畜禽粪便污染、秸秆等农业废弃物得不到及时有效的处理，引起严重的农业面源污染；同时农村农业生产者为保障农产品有效供给，满足人口增长对农产品的需求，加大了化肥、农药等农用物资的使用量，以提高土地产出率，由此产生的面源污染日益加重。加之，农村农业生产者对农业可持续性发展认识不足，人为地过度开发利用土地等自然资源，破坏了农村生态环境。

目前，安徽省农业技术推广体系存在的资金投入少、推广人员素质参差不齐等问题仍然没有得到有效解决，致使该体系不能适应市场经济发展对农业技术的需要，广大的农村农业生产者缺乏科学合理施肥用药的知识技能。

3.3 农村农业生产者环境保护及面源污染防治意识较淡薄

由于农村农业生产者文化程度低，大多缺乏生态环境保护和面源污染治理意识，是加重农业面源污染的重要因素。广大的农村农业生产者认识不到农业面源污染的危害，保护农村生态环境意识不强。加之在土地等农业资源有限的情况下，农村农业生产者为了追求更大的经济利益，过度依赖高投入、高产出的农业生产经营模式，只注重追求生产收益，忽视了对土地等农业资源的养护和农业废弃物的处置利用。

3.4 公众参与的深度不够

农村农业面源污染防控任务重、工作量大、技术难度大、任务要求高、牵扯面比较广，仅仅依靠政府部门的工作是远远不够的，需要社会各界整合各种资源共同参与，形成农村农业面源污染从源头、经过程、到末端治理的全过程的系统防治局面。目前，安徽省的群众对农村农业面源污染防治的意识不强，参与深度较低，发挥的作用十分微弱。

4 农业面源污染防治对策

结合安徽省种植业和养殖业中农业面源污染来源、现状及产生原因分析，提出了该省农业面源污染的防治对策。

4.1 进一步完善农业环境法律法规体系以及农业面源治理的管理政策

制定农业环境相关法律法规是有效控制农业面源污染的办法，同时，安徽省各级地方政府部门在现有的法律基础上，制定出科学、实用、操作性强的适合安徽农村农业面源污染综合防治的发展规划并细化实施方案。相关部门要明确职责，加大投入并加强农业环境保护执法队伍建设，提高相关人员素质和业务能力，加大依法行政和监督力度，充分运用政策法规等手段来控制农村农业面源污染，切实规范农业行政执法行为，保护农村生态环境，实现农业可持续发展。

4.2 强化环境执法职责，建立和完善各级农村农业面源污染的监控与管理体系

各级农业环境监测机构对农村农业面源污染进行监测，能够及时、全面、准确地反映面源污染变化趋势，为实施面源防控与治理提供信息依据。

从安徽省各级监控体系来看，尤其是县级农业环境监测部门，环保工作滞后，农村生态环境监管能力不足。因此，有必要加大资金投入，引进先进的农业面源污染防治技术和监测设备，建立并完善农业环境监测网络体系，及时跟踪污染物排放的变化情况，实时掌握农业面源污染变化趋势。同时，农业环境监测部门还应配备、培训一支综合防治执法队伍，对农村农业面源污染治理工作进行执法检查，保障农业面源污染防治工作顺利开展。

4.3 加强农业环保政策宣传，强化农村农业生产者的环境保护意识

农村农业面源污染防治是一项长期、艰巨的任务，需要社会群众广泛参与。首先，安徽省各级政府部门应利用网络、电视、广播、宣传册等媒体、讲座和技术培训，多层次、多形式地普及农业面源污染相关知识，加大农业生态环境保护的宣传力度，提高农业生产者对农业面源污染现状及危害的认识，要引导农业生产者改进其农业生产方式，增强保护农业生态环境的自觉性。其次，提高公众认知度，强化农村农业面源污染防治新技术的宣传，逐步使群众树立生态资源的忧患意识以及提高农村环境保护的参与意识。

4.4 加大科学的农业生产综合技术推广力度

化肥、农药、农膜、畜禽粪便等是农业面源污染物的主要来源，因此从源头治理出发，在政府部门的领导下，大力创新和推广科学先进的生产技术。

(1)合理施肥，鼓励有机肥和无机肥平衡使用，提倡配方施肥技术。按照作物类型，依据其对养分吸收的规律，估算作物生长过程中所需肥料中氮磷钾的比例，做到适时适量科学施肥，以提高肥料使用效率，减少化肥使用带来的氮磷流失。积极开发并使用有机与生物肥料，加强推广应用控释或缓释肥料。同时，加强对农民施肥指导，大力推广测土施肥，并实行化肥施用总量控制和分区指导，从而避免化学肥料过量使用造成农业面源污染。

(2)科学使用高效、低毒、低残留的农药，轮换使用多种类型的农药，结合耕作措施、育种技术等综合防治农业病虫害，加强规范农药生产、销售，开发和推广生物防治技术。努力提高农民掌握农药施用技术水平，以使农药施用更趋于科学化和环保化。首先，需加强病虫害预测预报和防控体系建设。依据预测预报的情况，积极组织开展统一防治病虫害。其次，以提高农药施用技术水平为目的，针对提高病虫害的鉴别能力、掌握病虫害基本规律、农药使用的安全间隔期和使用次数等在农民中展开农药施用技术培训，从而引导农民选用生物农药或高效、低毒、低残留农药。再次，推进建设“统一采购、配送，统一标准、规范的农资配送和服务网络”。

(3)加强宣传教育，重视塑料农膜的回收和再加工利用，研发和推广可降解农膜，减少农膜污染。安徽省农村地区需要结合各区域实际情况，通过提高农民自主意识，使其认识到农膜污染的实际危害，进而科学合理使用农膜减少农膜使用量。农村地区农膜主要依靠人工劳作的方式进行回收且残留回收率偏低，因此，需要引进新技术来提升回收率，降低人工操作量。同时，各地应积极推广地膜再利用技术，使回收后的农膜通过再利用技术能够再次使用。

(4)安徽省是农业大省，是我国商品粮重要生产基地。目前省内秸秆资源丰富而综合利用率较为低下，因此，首先应在利用上因势利导，加强秸秆资源回收率，摒弃随意田间地头燃烧与堆放的行为，以解决秸秆资源的浪费和环境污染问题。其次，建立秸秆资源回收体系，形成合理布局，多元利用的综合利用产业格局，以提高秸秆综合利用率。

(5)循环利用畜禽粪便，加强监督管理养殖业污染物的排放，督促规模化养殖业使用粪尿处理设施，发展以“猪-沼-果”为主的生态农业模式，利用畜禽粪便发酵技术等转化成有机肥，将养殖业和农业紧密结合起来。畜禽粪便是农业面源污染的主要来源之一。对畜禽养殖业整治和畜禽粪便无害化处理及有效化利用，不仅可以有效防止农业面源污染，还可以推动有机肥产业化进展。目前，散点养殖是环保监管盲点，也是治污难点。因而，需要进一步摸清安徽省内非规模化散点养殖情况及污染情况，建立健全全省畜禽养殖业污染整治方案，并引导广大养殖户向生态养殖模式和向规模化养殖转变。同时，积极引导广大养殖户建设沼气工程，为农村生活所需提供清洁能源和有机肥料。采用物理方法、化学方法和生物方法等因地制宜地开展畜禽无害化处理，从而实现畜禽粪便的无害化和肥料化利用。

4.5 搭建公众参与平台，构建公众参与机制、提高公众参与度

当前，公众参与已经成为欧美、日本等发达国家进行面源污染防治的常态。

安徽省各级政府及相关部门在对农村农业生产者进行宣传教育的同时，还需为农村农业生产者提供更好的信息交流平台，让他们参与到农村农业面源污染防治的过程中去，这样才是进行农村生态环境保护最有效的方式。首先，各级政府部门应该通过各种公共传播平台宣传农业面源污染的相关法律法规政策，宣传农业面源污染的危害性，逐渐让群众知道保护环境的重要性。其次，应建立安徽农业环境信息系统和数据发布平台，积极推动农村农业环境信息公开，及时回应社会关切的热点问题，畅通公众表达及诉求渠道，充分保证社会公众的生态环境知情权，发挥他们的监督作用。再次应充分发挥市场的作用，发展壮大农业环保相关产业，推进农业面源污染防治更大程度迈向市场化运行轨道，促进企业等社会力量积极参与。第四，安徽省各级政府需要将农业环境评估体系和奖惩制度纳入到农业发展规划中去，对污染生态环境的生产行为进行经济惩罚，鼓励农村农业生产者积极参与农村农业面源的污染防治。最后，发展农业环保公益组织。国外发达国家的经验表明，农业环保公益组织在推进农业面源污染防治中发挥着积极有效的作用。