农业非点源污染状况及其防治措施

王锦平 司 阳 张士勇

摘要介绍了非点源污染的含义,阐述了我国主要的农业非点源污染及农业非点源污染对环境的影响,并提出了针对农业非点源污染的防治措施。

关键词农业;非点源污染;防治措施

中图分类号X592文献标识码A文章编号 1007-5739(2009)08-0267-02

非点源污染又称面源污染,是指冲击物、化肥、农药等分散的污染源对水域环境的污染。与点源污染相比,其污染时空范围更广,不确定性更大,成分、过程更复杂,因而加深了相应的研究、治理和管理政策制订的难度。目前,点源污染已得到较好地控制与治理,而非点源污染所造成的地表水污染问题日益突出,其中又以农业非点源污染贡献率最大。因此,加强农业非点源污染研究对我国水污染防治具有重要意义。

1我国主要的农业非点源污染源

1.1土壤侵蚀

土壤侵蚀与农业非点源污染是密不可分的。土壤侵蚀在损失土壤表层有机质层的同时,携带许多污染物(有机物、金属、磷酸盐等)进入水体形成非点源污染。我国的土壤侵蚀极为严重,据统计,每年流失表土至少50亿吨,数百万吨的氮、磷、钾通过各种途径进入地表水体,造成严重的水体污染以及大量农作物盐分的流失。

1.2化肥

许多研究表明,化肥的不合理使用是造成水体污染的主要来源。我国在过去的50多年中,粮食产量不断增加,很重要的原因之一就是化肥投入的增加。正是由于化肥在作物增产中的重要作用,才使化肥的生产和使用有惊人的增长。但实际上,化肥的利用率并不高,综合各地试验结果,我国每年农田养分被植物利用的部分很少,氮肥的利用率仅为30%~35%、磷肥为10%~20%、钾肥为35%~50%。剩余的养分通过各种途径,如径流、淋溶、反硝化、吸附和侵蚀等进入环境,从而污染水体。

1.3农药

我国是生产和消费农药的大国之一。目前,农药年生产能力为76.7万吨,生产农药品种250多种,成为仅次于美国的世界农药生产大国,但利用率不足30%。据统计,我国每年施用的农药达50~60万吨,其中约有80%的农药直接进入环境。大量使用农药,虽然控制了病虫害,但大部分农药残留于环境中,植物体上、空气中的农药又通过降水返回地表,通过地表径流污染水环境。

1.4畜禽粪尿污染

在我国农村地区,由于畜禽业的快速发展和人口的增加,以及缺乏排污管道和污水集中处理系统,部分畜禽粪尿直接进入附近水环境,严重影响了地下水和地表水的水质,直接威胁人体健康。另外,大量的畜禽粪便作为有机肥料施用到农田之中,畜禽粪便相对于化肥来说,其盐分含量低而运输成本高,致使大量的畜禽粪尿都集中施在数量有限的农田中,这样往往造成大量的盐分得不到充分利用而从农田流失到水体中。畜禽粪便污染己经成为农业非点源污染的主要来源之一。

1.5农业废弃物

农业废弃物包括农村居民生活垃圾、生活废水、农田中秸秆残茬以及田间农膜残片。我国大部分农村没有污水管网和垃圾处理系统,造成生活污水和垃圾随意排放、堆置。一些经济相对发达的农村,随着生活水平的提高,煤气化的普及,农业秸秆这一宝贵的可利用资源成为废弃物,大多数被焚烧,造成大气污染;还有一部分废弃于河湖中,造成水源污染。另外,长期使用农膜覆盖技术会造成农膜残片大幅增加,且其不易降解,再生利用率低,严重影响植物根系的生长发育、水肥的运移,造成土壤质量退化。

2农业非点源污染对环境的影响

2.1加重水体富营养化

研究表明,对于湖泊、水库等封闭水域,当水体内无机氮总量大于0.2mg/L、磷酸盐磷浓度大于0.0lmg/L时,就可能引起藻华现象的发生。农业非点源污染是湖泊等水体富营养化的主要原因。据对太湖污染源的调查,发现来自农业非点源的总氮排放量达27 679.4t,占该区总氮排放量的36.1%。滇池中来自农业地表径流的氮、磷分别占总量的53.0%和42.0%,造成滇池严重的富营养化。

2.2使土壤退化

大量化肥和农药的施用,使许多有害物质进人土壤,必然使土壤质量下降,致使土壤变碱或变酸,削弱土壤或肥料中其他营养元素效应。大量氮肥的使用,还会加快土壤中有机碳的消耗,降低有机质的活性和土壤的供氮能力。据研究,大量使用化肥对土壤的退化有广泛的影响。

2.3对生物的有害影响

一些有毒有害物质(如重金属或农药的残留物等)进入水体后直接对水生生物造成危害,更严重的是有一些有毒物质可以通过食物链富集,使处于食物链高位的人或畜中毒。

3农业非点源污染的防治措施

3.1非点源污染控制技术措施

3.1.1化肥和农药的控制技术措施。对化肥和农药的控制,最重要的是控制施用量以及化肥中氮、磷、钾的比例。已有的研究证明,氮肥超量使用及化肥中氮、磷、钾的比例失调,会降低作物对化肥的利用率,增大淋溶和径流损失。大力推广有机肥还田,有机肥中的腐殖质可以提高土壤的保肥性能,还可以增强土壤微生物的数量和活力。利用土壤微生物先将化肥氮同化,然后再缓慢释放,提高氮肥的利用率,减少氮肥流失。

3.1.2畜禽粪便的控制技术措施。通过堆肥技术、资源化技术、减量化技术的应用,可以减少畜禽粪便的污染。以沼气为纽带的畜禽粪便综台利用是我国大中型畜禽场处理粪便的主要途径。此外,减少畜禽栏舍冲洗水量,分别处理畜禽场的固、液粪污,固体部分高温发酵处理后还田,液体部分处理达标后排放也是处理粪便的很好措施。在处理粪污固体部分时,投入筛选出来的嗜高温细菌,不仅可以缩短处理时间,而且处理效果也优于常规处理。另外,改变饲料成分可以减少畜禽的排泄量和粪便中污染物质的浓度,其中氨基酸平衡日粮法可节约粗蛋白饲料,减少氮排泄量。

3.1.3农田的控制技术措施。控制农业非点源污染的最有效和最经济的方法是采取合适的农田管理方式,如少耕、免耕的耕作方法,控制农药、化肥的施用量和施用方式等。在传统的农田耕作中,由于翻耕导致农田土壤的矿化作用强烈,使土壤中的可溶性养分在降水和径流的作用下淋洗和流失。Chichester等研究发现农田径流产生量与农田耕作方式并无明显的相互关系,但农田泥沙和养分流失在传统耕作农田中明显高于免耕农田。说明保护性耕作、免耕、少耕,可以减少土壤的入渗性能和农田土壤流失,而传统耕作使养分易于淋洗。

3.2综合控制措施

对于非点源污染的治理除了技术控制措施外,还必须有一系列科学的管理方法和政策法令作为支持。

3.2.1建立管理与监测机构。在不同性质和不同层次部门,建立相应的非点源污染监测与管理机构,随时监测研究非点源污染的动态变化,掌握发生的规律并力争在污染形成之前消除污染物,这是非点源污染管理的基础。

3.2.2运用经济管理手段。通过开展无公害农业、有机农业等生态农业的发展,利用农业政策导向和经济杠杆的调节,来控制化肥、农药等易造成非点源污染物质的使用,这明显比行政和法律手段的刚性约束更易于接受。

3.2.3采取政策法规管理措施。我国已制定了一部综合性环境保护法,即《中华人民共和国环境保护法》;此外,我国还加入或签署了一系列环境与资源保护的国际条约。在环境执法方面,我国制定并实施了一系列重要的环境保护法律制度,主要有环境影响评价制度、“三同时”制度、环境监测与环境标准管理制度等。这些制度的实施,有效地促进了环境保护工作,减少了环境的破坏和污染。但是我国环境形势依然十分严峻,生态环境恶化的范围有扩大趋势。因此,政策法规管理措施仍需完善和加强。

4参考文献

[1] 陈利顶.农田生态系统管理与非点源污染控制[J].环境科学,2000(2):90-101.

[2] 张从.中国农村面源污染的环境影响及控制对策[J].环境科学动态,2001(4):10-13.

[3] 杨荣泉,朱鲁生,李敬存,等.农业面源污染的控制方案与对策[J].农业环境与发展,2004(4):37-38.

[4] 林萌.关于防范我国农业用地土壤污染的若干思考[J].水土保持应用技术,2005(6):9-11.

[5] ARNOLD J G,SRINIVASAN R,MUTTIAH T S,et al. Large Area Hydrologic Modeling and Assessment Part:Model Development[J]. Journal of the American water Resources Associalion,1998,34(1):73-89.