关于农业面源污染的研究分析
2023-06-10孙少晨
摘要 为解决农业面源污染问题,主要分析了农业面源污染、水土流失面源污染的危害及类型,提出了加强地膜等废弃物处理利用、扎实推进畜禽养殖污染治理、切实提高秸秆综合利用率、全力推进农村厕所革命、水土流失系统治理的有效防治措施,以供参考。
关键词 农业面源污染;防治措施;综合治理
中图分类号:X71 文献标识码:B 文章编号:2095–3305(2023)04–0147-03
农业面源污染是指在农村地区的生活和农业生产过程中,由于降雨和径流地冲刷,土壤中的颗粒、氮素、有机污染物、农村禽畜粪便与生活垃圾等有机或无机物质通过农田地面径流流入水体而造成的污染。其中,面源污染又被称为非点源污染。广义的非点源污染是指对自然环境(大气、水、土壤等)的污染;狭义上的面源污染是指基于雨水、融雪等途径,由非指定的位置,通过径流、淋溶、侧渗等途径流入被污染的水体而引发的污染。
1 农业面源污染
1.1 农业面源污染概述
农业面源污染具有明显的“农业性”特点,是指在农业生产中,因农药化肥使用、畜禽粪污排放、农村生活垃圾处置不当而造成的环境污染。从农业面源污染的类别进行分析,包括农用化学品污染、农膜污染、集约化养殖废弃物污染等,其中重金属、硝酸盐、铵根、有机磷、农药六六六、病原微生物、寄生虫、塑料增塑剂为主要的污染物。由于乡村独特的自然生态环境和居住环境,一旦出现面源污染,会直接导致水体、土壤、大气3个方面出现交叉污染的问题。
农业面源污染是目前影响农村生态环境、水环境、农业生产的重要问题,也是限制农村发展的重要因素。首先,我国人口基数庞大,存在着食品消费问题。保障粮食安全、提高农民收入,已成为国家十分关心的问题。一些区域为了达到提高产量、增加收入的目的,普遍施大量的农药化肥,这既造成资源的浪费,又污染了当地生态环境。其次,由于受教育程度不高,我国部分农民缺乏科学的种植技术观念,且农业技术水平不高、环境保护意识较为薄弱,导致农业投入品的不合理使用、养殖废弃物处理不科学等问题十分突出。最后,农村环境保护设施不足。长期以来,我国的环保工作主要集中在城镇和工业企业,并投入了大量的资金、技术,管理制度更为完善,而对农村环境的关注不够,从而造成我国农村环境保护设施薄弱,难以有效控制和治理面源污染。
1.2 农业面源污染类型
1.2.1 农膜污染 农膜污染是在农田耕作时,利用农膜来维持土壤中的水分和热量。但这种现象会破坏土壤的结构,阻碍作物吸收水分和肥料,从而影响作物的正常生长。
1.2.2 化肥污染 化肥污染是由于长期过量施用化肥,导致未被部分肥料吸收利用和未被根层土壤吸收固定,在土壤根层以下堆积或转移至地下水,形成的污染物。在此基础上,大量的硝态氮会在植物、饲料等作物中累积,进而通过食物链影响人类的身体健康。
1.2.3 畜禽粪便的污染 畜禽排泄物污染是由于人类从事畜牧业活动而造成的排泄物污染。这些粪便若处理不当,则会严重影响当地水体、空气、土壤,進而对人体健康产生影响。
1.2.4 农业废弃物的污染 农业废弃物主要包括:畜禽粪便、农作物秸秆等。大部分乡镇工业产生的固体废物未经处理直接排入农田,对农村生态环境造成了严重的污染,也影响了当地人民的正常生活。
1.2.5 农药污染 农药污染是指农药使用后残留在生物体、农副产品及环境中的农药原虫、有毒代谢物超过农药的最高残留量限制而形成的污染现象。农药的污染会直接污染当地土壤、大气及水体。
2 水土流失面源污染
2.1 水土流失导致环境恶化,威胁河湖生态安全
因水土流失面源污染导致山丘区土地退化、耕地减少、生产力下降,其已成为制约山区经济和社会发展的重要因素。中国科学院《东北黑土地白皮书(2020)》显示,我国东北地区的黑土地的厚度下降了30%~50%,部分地区的黑土厚度甚至低于20 cm,并且以1~2 mm/年的速率在下降。在我国北部土石山区,西南岩溶区与长江上游地区耕地表层的大量土壤已被破坏,母质基岩暴露,完全丧失了农业生产力。同时,由于土壤侵蚀,植物遭到了严重的破坏,土地水源涵养功能不断下降,土壤“石化”“沙化”现象严重,并出现了沙尘暴,造成空气污染。加之大规模的开垦,过度放牧,对流域的生态环境和河流的生态安全也构成了巨大的威胁。
2.2 水土流失导致江河湖库泥沙淤积,威胁河湖防洪安全
20世纪80~90年代,平均每年有260亿 t的土壤流失,而我国每年的土壤平均流失超过50亿 t。由于土壤侵蚀,大量的泥沙被排入下游河道、河流、湖泊。White的数据显示,全世界每年因泥沙淤积而导致的水库库容损失在0.5%~1.0%之间。同时,由于侵蚀作用,导致上游土层厚度减小,土壤的储水量下降,从而引发山洪,造成洪峰的流量增大,提高了部分地区出现滑坡、泥石流的概率。
2.3 水土流失面源污染加剧河湖水环境恶化,威胁河湖水环境安全
面源污染是我国河流、湖泊的主要污染源,而土壤侵蚀则是面源污染的主要形式。流域污染源通过土壤侵蚀,将污染物不断排入水中,使其快速上升为富营养化状态,很多湖泊迅速地由“草型湖泊”转变为“藻型湖泊”,加快了沼泽地的形成。一方面,由于土壤侵蚀作用造成了大量的肥料、农药、生活垃圾等污染物质流入河流、湖泊,从而加重了河湖水源污染;另一方面,由于泥沙的沉积,使水体的自净能力大大降低,加之沉积物中的重金属、持久性有机物的残留量较大,造成鱼群和其他水生动物的生态环境的退化和生物多样性的下降。
3 农业面源污染防治措施
3.1 城镇地表径流面源污染防治
3.1.1 加强地膜等废弃物处理利用 适当采用薄膜覆盖技术,降低对薄膜的依赖性,禁止生产、使用不符合新国标的薄膜,确保薄膜的减量化与循环使用,并推进秸秆的机械化处理,促进秸秆的回收和再生,开发和示范可生物降解薄膜。强化农业化学品包装废物的循环利用和处置,有效解决城镇地表径流面源污染等问题。
3.1.2 控制和净化地表径流 减少土壤及水环境的非点源污染,促进土壤质量和水质的提高,持续推进农村非点源污染的控制和治理工作。在此基础上,针对城镇地表径流面源污染问题,可从节水型水利工程入手,逐步增加灌水量的使用。同时,严格控制灌区的水质,严禁利用未经处理的工业和城市污水;合理发挥现有沟塘、水窖、生态缓冲区、沟渠、地表径流的收集与利用作用,有效截留和消纳农村污水中的各类有机污染物,并净化农田的排水和地表径流[1]。
3.2 多举措推进农业面源污染治理
3.2.1 扎实推进畜禽养殖污染治理 根据区域责任制对各乡镇进行检查,严格遵循“一户不漏”的原则,全面检查当地规模养殖场,并列出问题清单,做到全面治理。为了保证污染控制工作的成效,实行“谁污染谁治理”的方针,按照网格“督导”、执法人员随机抽查,并实行“逐项上报”的责任制,以层层递增的方式深入开展畜禽养殖污染控制工作。
3.2.2 深入推进化肥“零增长”行动 制订和印发《减施计划》,按照《减施计划》的要求,确保化肥减量工作的顺利开展,并实施化肥减量项目建设。展望2023年,当地需努力将化肥使用量减少至400~535 t,占比减少5.891%;农作物测土配方施肥技术的覆盖面达到96%;肥料的使用量超过30%。
3.2.3 深入推进农药“零增长”行动 建立病虫害常规预警监测站,大力推广农业、生物、物理防治,引导农民科学、合理地使用农药。
3.2.4 切实提高秸秆的综合利用率 坚持因地制宜、农用优先、就地就近、政府引导、科技支撑、市场运作的原则,大力推进秸秆综合利用一体化技术与成熟的模式,实现县域秸秆的全量化利用,通过建立机制、培育产业等措施,提高全县秸秆的综合利用率。
3.2.5 持续做好农业废弃物回收利用工作 按照“销售、使用、回收”的原则,可在乡镇设立回收利用的废弃农膜点,鼓励社会力量投入废旧農膜的循环再利用,扩大废旧农膜的回收利用途径。积极探索以市场为导向的运作机制和可行的途径,并构建和完善农业膜的循环再利用网络体系。
3.2.6 全力推进农村厕所革命 根据《关于扎实推进“十四五”农村厕所革命的实施意见》的通知,县人居办要结合农村厕所革命实施原则,因地制宜改建农村厕所,严格改厕标准,强化技术培训,加强宣传和引导,加强对技术指导员的管理,切实做好农村厕所革命,大力改造农村卫生厕所[2]。
3.2.7 切实抓好水产养殖环境影响控制行动的契机 严禁在江河、水库等渔业水域中进行各种投肥、投饵等水产养殖活动,应按照“以水养鱼、以鱼清水”的原则,保护水体生态和物种的多样性。继续实施“中国渔政亮剑”专项整治活动,严厉打击“三江”水域的违法捕鱼活动,以及电毒、炸鱼等非法捕捞活动,保护渔业资源。以“渔政亮剑”行动为契机,开展“清风”专项行动,做好渔业行政执法巡查工作,深入开展渔业资源保护工作,依法严惩非法捕鱼,为当地生态文明建设提供有力保障[3]。
3.2.8 积极做好种植业结构调整工作 积极调整工业布局,推动供给侧结构性改革,促进粮食生产结构的优化,保证每年的粮食种植面积和收成不低于前一年。减少耐瘠薄、抗逆性差的作物品种的种植,积极发展高效率的农业。大力推进科技创新,促进经济的有效发展。开展粮菜轮作示范基地、绿色高效水稻、玉米和大麦示范基地。积极发展绿色有机农业,加强绿色食品生产基地的建设,加强农产品的质量管理。组织实施有机茶叶生产基地的认证工作,大力推进绿色生产技术[4]。
3.3 水土流失系统治理
水土保持是河流治理的基础,是河湖治理与保护的源泉,是与水环境治理相互促进、紧密结合的有机整体。基于水、林、田、湖、草、沙的综合管理原则,以小流域为单元,积极结合本地区的实际情况,对耕地、水利、牧业、林业、生产、建设等进行全面规划与治理。在此基础上,科学开展水土保持综合整治工作,创建洁净的生态环境,充分发挥水土保持对河湖恢复生态的作用,是我国河湖治理工作取得的重要成功经验,也是恢复生态环境的重要依据,具体如下。
3.3.1 拦沙减淤 流域坡面、沟渠是河流、湖泊、水库的“源”,经实践检验,梯田、水平沟等治理坡面。通过改变地表径流的运动方式,达到了控制土壤侵蚀,防治水土流失的作用,并且降低了水体中沉积物对水体的吸收,有效地改善了河道淤积情况,保证了水体质量[5]。研究结果显示,三峡水库多年的水土保持措施取得了明显的效果,平均每年减少7 880万 t左右的水土流失,黄河地区在70多年的水土保持治理中,植被覆盖比例从20世纪80年代的20%增至63%,梯田面积从14 000 km2增加至55 000 km2,建成59 000个淤地坝。由于采用了黄土高原的坡面措施,与1980年相比,2010年后的冲刷模式下降了65%以上。2011—2017年,我国在黄土高原地区的河道淤地坝中累计拦截了10.5亿 t的泥沙。
3.3.2 净化过滤 土壤侵蚀是导致地表水体富营养化的主要原因,而水土保持措施具有吸收、过滤、迁移、转化等作用。为此,针对非点源污染防治,可从改善地表水、地下水环境提升其作用开始[6]。结果显示,生物保育技术可以改善土壤质地,增加土壤的团粒结构与土壤微生物的种类和数量,从降低污染源的排放总量;相比不造林的小流域,森林占主导的流域有22%~78%的氨化物,58%~80%的磷化物。
3.3.3 调节反补 在干旱季节,水土保持措施可以有效调节洪水的流量和河流的流量。例如,北京“7·21”特大暴雨期间,采取的坡面水土保持措施对降低洪峰、减轻土壤侵蚀起到了明显的效果。通过水土保持,减少了35%的洪水流量。2017年,“7·26”特大暴雨袭击了无定河,淤地坝系统使洪峰消减46%,同时将第一个洪峰完全滞蓄消纳,降低了河道沿程的泥沙挟沙能力,最大泥沙阻力下降76%;通过对全流域的土壤侵蚀系统的治理,使其与1977年的特大暴雨相比较,在同一降雨量和1倍降雨强度的情况下,“7·26”特大暴雨造成的洪水流量下降了34%,泥沙下降了53%。并且由于水土保持措施的作用,黄河一支流秃尾河的汛期径流对年径流量的比重有所降低,干旱期的径流比例增大,季节性分布趋于均衡;通过典型的水土保持措施,可以有效补充渭河流域的地下水,为流域干旱期的生态基础流量提供保证[7]。
3.3.4 减排增汇 实现碳达峰和碳中和是党中央做出的关系到中华民族可持续发展的重要战略决策。近20年来,由于水土流失,每年平均水平上的土壤碳运移总量为1.8亿~0.8亿 t,导致了纵向CO2净碳汇0.45亿~0.25亿 t,占全国陆地碳汇总量的8%~37%;与此同时,全国范围内的大规模水土保持措施使土壤有机质的水平输送量下降了41%,明显改善了水土流失的情况增加了汇流[8]。
4 结束语
针对农业面源污染的治理,相关部门还需进一步提高政治站位,全面落实责任,继续增强督导、督促效果。面对污染处置,需做到追究责任,整治排查,进而持续提高当地农业面源污染治理成效,促进农业可持续发展。
参考文献
[1] 杨金凤,冯爱萍,王雪蕾,等.海河流域农业面源污染潜在风险识别方法[J].中国环境科学,2021,41(10):4782-4791.
[2] 陶园,徐静,任贺靖,等.黄河流域农业面源污染时空变化及因素分析[J].农业工程学报,2021,37(4):257-264.
[3] 王一格,王海燕,郑永林,等.农业面源污染研究方法与控制技术研究进展[J].中国农业资源与区划,2021,42(1):25-33.
[4] 段四喜,杨泽,李艳兰,等.洱海流域农业面源污染研究进展[J].生态与农村环境学报,2021,37(3):279-286.
[5] 贾陈忠,乔扬源.基于等指标污染负荷法的山西省农业面源污染特征研究[J].中国农业资源与区划,2021,42(3):141-149.
[6] 邓小云.农业面源污染防治法律制度设计模式的反思与重构[J].中州学刊, 2021(10):49-55.
[7] 杨丹丹,王海燕,郑永林,等.重庆四面山农户行为对农业面源污染的影响[J].中国农业资源与区划,2021,42(1):34-40.
[8] 欧阳天健.农业面源污染财税法律治理的理论深化与工具拓补[J].中州学刊, 2021(10):56-62.
责任编辑:黄艳飞
AbstractIn order to solve the problem of agricultural non-point source pollution, the harm and types of agricultural non-point source pollution and water and soil loss non-point source pollution are mainly analyzed, and effective prevention and control measures were put forward to strengthen the treatment and utilization of plastic film and other wastes, solidly promote the pollution control of livestock and poultry breeding, effectively improve the comprehensive utilization rate of straw, fully promote the rural toilet revolution, and systematically control water and soil loss for reference.
Key words Agricultural non-point source pollution; Prevention and control measures; Comprehensive control
作者簡介 孙少晨(1982—),男,黑龙江嫩江人,副教授,主要从事环境管理评价工作。