我国农业面源污染成因分析

张坤+张海珍+于文涛

摘要 本文就我国农业面源污染成因进行分析，并从化肥与农药的不合理施用、畜禽养殖污染物超标排放、秸秆焚烧及地膜覆盖等方面阐述了农业面源污染产生的主要原因，以期为农业面源污染控制提供科学参考。

关键词 农业面源污染；现状；成因；中国

中图分类号 X592 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）12-0191-01

1979年美国《清洁水法》（The Clean WaterAct，CWA）中最早定义了面源污染，即污染物以广域、分散、微量的形式进入地表及地下水体[1]。农业面源污染是指在农业生产过程中，农药和化肥的不合理施用、畜禽养殖污染物超标排放、秸秆焚烧、地膜覆盖等方面产生的污染物通过地表径流、降雨、农田渗漏、空气扩散等对大气、土壤、水环境造成的污染。

1 化肥的不合理施用

我国是一个人口大国，需要通过施用化肥达到提高土地产出的目的。据国家统计局公布的最新数据显示，2015年我国共生产农用化肥7 431.99万t，比2014年增长8.07%；其中，生产磷肥1 857.20万t，比2014年增长6.55%；生产钾肥604.22万t，比2014年增长6.07%；生产氮肥4 970.57万t，比2014年增长8.9%[2]。2015年我国粮食作物播种面积为11 334.3万hm2，如果按照当年粮食作物播种面积计算，耕地平均化肥施用量为656 kg/hm2。而欧美农业发达国家为防止化肥过量施用对环境造成污染，设置的耕地平均化肥施用量限值为225 kg/hm2，我国耕地的平均化肥施用量为欧美农业发达国家安全限值的3倍。目前，我国农用化肥的利用率与欧美农业发达国家还存在较大差距，欧美农业发达国家粮食作物化肥平均利用率为50%～65%。而根据农业部首次公布的化肥利用率数据显示：2015年我国水稻、玉米、小麦三大粮食作物化肥利用率仅为35.2%，比2013年提高2.2个百分点[3]；剩余的64.8%左右未被有效利用，通过淋溶、地表径流、吸附、农田渗漏、反硝化和侵蚀等进入环境。各营养元素随地表径流进入耕地中，会破坏土壤原有的结构和特性，导致土壤酸化、微生物活性下降；随降雨进入水体，导致N、P、K等营养元素富集，浮游植物迅速生长，大量消耗水體中的溶解氧，致使水体环境丧失其原有功能；通过挥发或反硝化作用土壤中氮会变为气态氮（N2O），而N2O是一种温室气体，逸散到大气中所产生的温室效应强度是CO2的300倍。

2 农药的不合理施用

农药是特指在农业生产过程中为防治病虫害、抑制或清除杂草、调节植物生长的一类药物的统称。农药根据防治对象的不同可分为杀虫剂、杀菌剂、除草剂、植物生长调节剂等。据国家统计局公布的数据显示，2015年我国化学农药原药产量374万t，比2014年增长2.4%。其中除草剂2015年共生产177.40万t，与2014年相比下调1.5%。杀虫剂2015年共生产51.36万t，与2014年相比下调4.3%。杀菌剂2015年共生产18.21万t，与2014年相比下调8.4%[2]。2015年我国粮食作物播种面积11 334.3万hm2，如果按照当年粮食作物播种面积计算，耕地的平均农药施用量为33 kg/hm2，而欧美农业发达国家为防止农药过量施用对环境造成污染，设置的耕地平均农药施用量限值为7 kg/hm2，我国耕地的平均农药施用量为欧美农业发达国家安全限值的4.7倍。目前，欧美农业发达国家粮食作物农药平均利用率为50%～60%。而根据农业部首次公布的农药利用率数据显示：2015年我国水稻、玉米、小麦三大粮食作物农药利用率仅为36.6%，比发达国家低13～23个百分点[3]。剩余未被有效利用的农药散失在植株、土壤、空气环境中。其中粉剂农药约有10%在喷施过程中以粉尘微粒的形式附着在植株上，液体农药约有20%在喷施过程中以雾滴的形式附着在植株上。有1%～4%的药剂有效接触作物害虫，有40%～60%的药剂降落到土壤环境中，有5%～30%的药剂飘游于大气环境中。这部分飘浮于大气、降落于土壤、附着于植株上的农药通过大气沉降、植物残渣、灌溉用水在各环境要素中循环重新分布，并汇集进入土壤，最终通过各种途径进入自然水体，对地表及地下水体造成污染。

3 禽畜养殖污染物超标排放

随着我国经济的快速增长，国民生活质量得到提高，刺激了我国畜禽养殖业的发展。据国家统计局公布的最新数据显示，截至2015年年末，生猪存栏量45 112.5万头、牛存栏量10 817.3万头、羊存栏量3 199.7万头[2]。畜禽养殖场排放的污染物主要为畜禽粪便、尿液、栏舍冲洗水，其中尿液、栏舍冲洗水中氨氮、总磷指标浓度较高。由于多数畜禽养殖场未按相关环境保护要求对粪污进行无害化处理，畜禽粪便通常被随意堆放在荒地上，在堆放过程中通过自然发酵会释放出氨气、硫化氢，其属于恶臭性气体，具有强烈的刺激性气味。畜禽养殖废水属于典型的中高浓度有机废水，未经处理直接排入自然水体会导致自然水体水质恶化，对水体造成污染。畜禽养殖特别是规模化畜禽养殖污染问题已成为我国农业面源污染的主要来源之一。据环境保护部《第一次全国污染源普查公报》数据显示，畜禽养殖业粪便产生量为2.43亿t，尿液产生量为1.63亿t。畜禽养殖业主要水污染物排放量：化学需氧量排放量为1 268.26万t，总氮排放量为102.48万t，总磷排放量为16.04万t[4]。畜禽养殖业水污染物中化学需氧量、总氮、总磷排放量分别占到农业源水污染物排放总量的95.78%、37.89%、56.34%。

4 秸秆焚烧

我国每年在粮食作物收获后都会产生大量的秸秆。大约1/2被有效利用，1/4作物秸秆作为青贮饲料饲喂牲畜，1/4作物秸秆作为燃料用于冬季取暖及日常生活，剩余的秸秆采用就地焚烧还田的办法解决。秸秆在燃烧过程中会释放出大量的有害气体，对大气环境造成污染。

根据环境保护部《通报东北、华北地区重污染天气过程及应对工作情况》以及卫星遥感显示，黑龙江省秸秆焚烧火点达到415个，占全国总数的83%。督查发现哈绥高速呼兰段404～421 km处以及肇东市五站镇、黎明镇、姜家镇、肇东镇、巴彦县兴隆镇高速公路两侧均存在大面积焚烧秸秆现象。2016年11月3—5日，东北地区相继有绥化市、哈尔滨市、大庆市、白城市、松原市、长春市、沈阳市、辽阳市、鞍山市、营口市、大连市等11个城市的AQI小时值达到500，其中哈尔滨市、大庆市、绥化市等污染最为严重[5]。

5 地膜用量大，难降解

地膜覆盖技术最早兴起于日本，并于20世纪50年代在其国内开始示范推广。而我国的地膜覆盖技术是在1979年由日本引进的，并在我国得到了大面积推广及使用。尤其在我国北方的旱作区，地膜覆盖技术是粮食增产丰收的关键技术。在短短的几十年里，地膜覆盖技术自北向南发展，应用区域已从干旱、半干旱区域扩展到高原、冷凉地区，覆盖作物种类也从经济作物扩大到大宗粮食作物。2014年中国地膜使用量为144.15万t，覆盖面积达1 814.03万hm2，地膜使用强度为11.8 kg/hm2。但无论使用何种类型的地膜，都会在生产中产生残膜，残膜率高达42%[5-6]。地膜由聚乙烯树脂吹制而成，在制造过程中会添加抗氧化剂和光稳定剂。因为聚乙烯属于烷烃性聚合物，具有较好的化学稳定性，所以难降解。作物收获后破损的地膜废弃在土壤中，其塑化剂会在土壤和水环境中渗透、迁移，最终对土壤和水体环境造成污染。

6 参考文献

[1] 胡永定.徐州沛沿河区域农业面源污染机理及控制技术研究[D].北京：中国矿业大学，2010.

[2] 中华人民共和国国家统计局.中国统计年鉴2016[R/OL].（2016-10-18）[2017-03-01].http：//www.stats.gov.cn/ tjsj/ndsj/2016/indexch.htm.

[3] 中华人民共和国农业部新闻办公室.农业转方式取得积极进展 化肥农药利用率稳步提高[EB/OL].（2010-02-06）[2017-03-01].http：//www.moa.gov.cn/zwllm/tpxw/201512/t20151203_4922342.htm.

[4] 中華人民共和国环境部.公告2010年第13号.关于发布《第一次全国污染源普查公报》的公告[R/OL].（2010-02-06）[2017-03-01].http：//www.zhb.gov.cn/gkml/hbb/bgg/201002/t20100210_185698.htm.

[5] 中华人民共和国环境部.环境保护部通报东北、华北地区重污染天气过程及应对工作情况[R/OL].（2016-11-05）[2017-03-01].http：//www.zhb.gov.cn/gkml/hbb/qt/201611/t20161105_366943.htm.

[6] 张宏艳.非点源污染的经济学研究进展[J].上海经济，2003，10（1）：38-40.