黄河流域农业面源污染治理研究
2023-01-25孙风朝
孙风朝
(山西水利职业技术学院,山西 运城 044004)
黄河是中华民族的母亲河,黄河流域横跨我国东部、中部和西部三个区域,流经9 个省区,流域总人口为4.2 亿人,流域面积共计7.95×105km2,其对于我国华北地区和西北地区的水资源供应至关重要[1-2]。近些年,由于人类活动,黄河两岸地区农业和工业用水量持续提升,使得黄河流域的污水排放量远超全国平均水平。黄河流域生态保护和高质量发展是重大国家战略。“十三五”时期,黄河流域共布设137 个国控断面,监测数据显示,总体来看,流域水质逐年好转,从轻度污染改善为良好。2020 年,黄河流域Ⅰ~Ⅲ类断面占比为84.7%,相比2016 年增加25.6 个百分点。其中,黄河干流水质为优,2018 年以来Ⅰ~Ⅲ类断面占比为100%;黄河主要支流水质由轻度污染改善为良好,Ⅰ~Ⅲ类断面占比为80.2%,相比2016年增加31.2 个百分点,劣Ⅴ类断面已实现全面消除。
目前,黄河流域水污染治理已经取得积极进展,但水生态环境形势依然比较严峻。其一,水环境改善态势并不稳固。黄河流域环境基础设施欠账较多,部分地区农药化肥过量施用,农业面源污染防治瓶颈亟待突破。其二,生态用水严重不足。黄河流域水资源开发利用率高,河湖断流干涸与流域高耗水问题并存。其三,河湖生态服务功能退化。黄河上游地区天然草地退化,中下游河流湿地面积下降,河口三角洲自然湿地萎缩。黄河流域水污染依然比较严重,加强流域水污染治理刻不容缓。追根溯源,除了城市污水和工业污水等被大量排放外,因污水灌溉、农业化学品滥用、土壤侵蚀、水土流失、畜禽粪便等引起的农业面源污染对黄河水质的影响也不容小觑。农业既是水污染的源头之一,又是水污染的受害者。水污染会对农田灌溉水质造成不利影响,农田灌溉排水所含的N、P 等营养元素又进一步加剧水污染,而水质恶化会严重破坏黄河流域的生态环境[3]。为了实现可持续发展,引黄灌区乃至整体黄河流域都必须增强环境保护意识,积极采取措施,有效控制农业面源污染。
1 黄河流域农业面源污染成因
1.1 利用污水灌溉,滥用农业化学品
黄河中下游地区缺水现象较为严重,部分地区使用污水进行灌溉,给土壤、农作物和地下水造成严重污染。农药、化肥等农业化学品的施用可以增加作物产量,但会使农田面源对黄河沿岸地区地表水的污染负荷增加。不加节制地使用农药和化肥会导致作物有效利用率降低,未被利用的农药和化肥经雨水冲刷后随着地表径流进入黄河中,从而影响黄河水环境。农业面源污染对黄河水质构成重大威胁,农田地表径流氮磷输出是造成黄河水质富营养化的重要原因。
1.2 水土流失和土壤侵蚀现象突出
黄河流域是水土流失和土壤侵蚀覆盖面最广且危害最为严重的农业面源污染区。农田水土流失对农业生产造成极大的负面影响,进一步加剧黄河水环境破坏,许多地区耕地严重退化[4]。在黄河流域,农村生活垃圾产生量很大,但回收利用率极低,大部分未经处理就排入河道。农村生活垃圾含有大量易溶于水的污染物,这些污染物随地表径流进入黄河,会导致黄河沿岸地区生态环境恶化。
1.3 畜禽废物污染严重
目前,黄河流域畜禽养殖规模大,产生大量粪便。在黄河流域,大中型养殖场的养殖规模保持快速增长,畜禽粪便产生量同步增加。如果这些废物得不到及时有效的处理,将占用农田,滋生恶臭气味,导致严重的环境污染,尤其是水环境污染。黄河流域分布有大量规模养殖场,但是沼气产业发展相对滞后,大量堆肥废液侵蚀并渗入农田,污染地下水和地表水。
2 黄河流域农业面源污染治理措施
农业面源污染影响因素多,随机性大,危害范围广,污染负荷时空差异显著,使得其比点源污染更难治理[5]。下面以引黄灌区为例,分析灌区农业面源污染控制的工程措施和非工程措施。工程措施层面,要建设节水工程和排水沟工程,建立生态植被缓冲带,发挥沟渠湿地截污功能;非工程措施层面,要合理选用施肥施药技术,优化耕作方式,加强畜禽粪便管理,综合防治农业病虫害,建立完善的农业面源污染管理政策体系。
2.1 优化农业生产模式,减少生产过程的农业面源污染
当前,引黄灌区要合理优化农业生产模式,建立完善的农药及化肥用量监控体系,减少生产过程的农业面源污染。一是推广精准施肥技术,使用新型绿色肥料,提倡有机肥与化肥配合施用,减少化肥使用量。二是推广施用生物农药,降低化学农药的施用频次。三是优化农业生态模式,改进种植和饲养方式。要推行轮作、间作和套种的作物栽培方式,推广圈养方式。要加强监管,为大型畜禽养殖场合理配套用地,实现就近集便和粪便综合利用。同时,要加强生态农产品基地建设,大力发展绿色农业,推广各种节水灌溉技术,提升农业水肥的有效利用率。
2.2 将生物措施与工程措施相结合,减少水土流失和土壤侵蚀
为了防止水土流失和土壤侵蚀,引黄灌区可以运用生物措施与工程措施相结合的防治模式。一是加强对水土保持发展战略的研究,提升水土保持技术水平,科学开展小流域综合治理,加强生态建设。二是切实执行退耕还林、退耕还草、退耕还湿的政策,建设高标准农田,推广节水灌溉技术,持续调整和完善农业产业结构。
2.3 加强农业面源污染研究,明确污染输出机理
氮和磷是引黄灌区水体富营养化的主要影响因素。地表径流和地下径流是农田土壤氮磷进入地表水体的主要途径,因此了解农田土壤氮磷污染负荷是采取防治措施的前提。利用农业面源污染模型,可以对农业面源污染输出的影响因素进行模拟研究[6-7]。要研究和创建黄河流域农业面源污染模型,统计农业面源污染输出量。
2.4 大力推广生态工程技术,切实控制农业面源污染
引黄灌区要充分利用植物、土壤的净化能力,截留氮、磷等农业面源污染物。同时,充分利用湿地的自净功能,对地表径流中的氮、磷、有机质等污染物进行截留和净化,强化氮、磷等物质在陆地生态系统中的良性循环。根据不同的截留和净化需求,在河岸附近建设相应的植被带,充分发挥植物的净化功能。
2.5 健全农业面源污染管理政策体系,强化政策引导
国家和地方要推出与农业面源污染控制相关的技术研发激励政策,合理控制投入和产出,减少引黄灌区农业面源污染[8-9]。要建立生态补偿制度,敲定补贴方式、补贴水平等政策细节。同时,利用传统媒体和新媒体,加强政策宣传,建立并完善环境保护督查制度和信息披露制度。
3 结论
黄河作为中国的母亲河,孕育了亿万中华儿女,必须保护黄河,维护自然生态环境,因此黄河流域农业面源污染治理迫在眉睫。我国是一个农业大国,农业生产在国民经济中占有举足轻重的地位。目前,各地农业面源污染状况不尽相同,国家层面缺少农业面源污染控制的直接法律法规。农业面源污染治理的主力军是农民群众,要充分发挥群众力量,引导农民积极投身于农业面源污染治理中。随着农业面源污染治理工作的深入开展,要明确政府、企业、农民群众各自的权利与义务,以有效推进农业面源污染治理,切实保护黄河流域生态环境,最终实现黄河流域的高质量发展。