南方农产品产地主要环境问题成因与防治策略

黄彩红，席北斗，唐朱睿，袁文超

（中国环境科学研究院，北京 100012）

一、前言

随着工业化、城市化、农业现代化进程的不断加快，大量污染物进入农产品产地环境并逐渐超过其容量限制，污染总体上呈不断加重趋势，严重影响了我国农业生产和农村经济的可持续发展。南方地区城镇化起步早、发展快，初期经济发展均以牺牲环境为代价，湖南的镉大米事件、海南的毒豇豆事件、贵州的锰矿山污染农田事件频发。此外，农产品产地环境污染问题导致的农产品质量下降已成为国际贸易壁垒。因而，开展农产品产地环境污染现状和成因分析，制定综合防治策略，对于提升南方农产品产地环境污染治理的科学性，保障农业可持续发展、农产品质量安全、生态环境安全和人民群众健康安全都具有重要意义。

二、南方农产品产地的环境现状

我国南方农产品产地主要分布于长江沿岸，产地环境涉及水土气等多因素、多介质交互作用，污染类型以重金属无机污染为主，从单一污染向复合污染转变，总体情况不容乐观，部分地区污染严重。土壤重金属Cd仍为主要环境问题，污染范围大，生态风险高，超标点位主要分布在四川盆地、洞庭湖平原、广西蔗糖产区。南方地区水网发达，农村畜禽养殖业对水体污染贡献大，农产品产地环境胁迫明显。

（一）南方主要农产品产地大气环境质量

2015年，我国南方主要农产品产地空气环境污染物为PM2.5，重点城市PM2.5年均浓度范围在43～70 μg/m3（超过国家二级标准1.23～2倍）。全国酸雨区面积约为7.29×105km2，占国土面积的7.6%，比2010年下降5.1%；其中，较重酸雨区和重酸雨区面积占国土面积的比例分别为1.2%和0.1%。酸雨污染是南方农产品产地大气环境主要问题，酸雨类型总体为硫酸型，主要分布在长江以南—云贵高原以东地区，包括浙江、上海、江西、福建的大部分地区、湖南中东部、重庆南部、江苏南部和广东中部[1]。

（二）、南方主要农产品产地水环境质量

2015年，南方水系353个国控断面中，Ⅰ类水质断面占6.25%，Ⅱ类水质断面占45.39%，Ⅲ类水质断面占30.31%，Ⅳ类水质断面占9.3%，Ⅴ类水质断面占4.22%，劣Ⅴ类水质断面占4.53%。除去淮河流域，南方水系污染相对较轻，259个国控断面中，Ⅰ类水质断面占8.52%，Ⅱ类水质断面占59.53%，Ⅲ类水质断面占23.93%，Ⅳ类水质断面占4.59%，Ⅴ类水质断面占0.74%，劣Ⅴ类水质断面占2.69%（见表1）[1]。

（三）、南方主要农产品产地土壤环境质量

南方酸性土水稻种植区和典型工矿企业周边农区、污水灌区、大中城市郊区、高集约化蔬菜基地、地质元素高背景区等区域为土壤污染高风险地区[2]。就南方区域农产品产地表层土壤相关数据分析得知，南方农产品产地土壤重金属首要污染因子为Cd，高值区域集中在洞庭湖平原、珠江三角洲地区和成都平原，低值区域分布在鄱阳湖平原、江汉平原。 从 As、Cd、Cr、Cu、Hg、Pb、Zn、Ni八 种重金属综合指数中位数来看，排名前十的城市包括株洲、杭州、湘潭、江门、新余、雅安、岳阳、重庆、乐山和珠海（见表2）。从重金属Cd单项指数的中位数来看，株洲、湘潭、新余、江门、岳阳、杭州、雅安、黄石、乐山和长沙居于全国前列（见表3）。

表1 2015年南方地区地表水监测情况

三、南方农产品产地环境污染源解析

20世纪80年代以来，随着我国城市化进程的不断加快，工业“三废”、农业自身污染等对农产品产地污染已由局部向整体蔓延，并不断加剧，农产品产地土壤重金属污染问题日益突出，风险持续增加，已经成为全社会关注的焦点。强烈的人为活动以及高强度外源物质的输入扰乱了土壤系统原有的物质循环过程，致使土壤化学性质改变和污染物增加。

（一）自然因素影响

1. 土壤重金属背景值

成土母质是影响农产品产地土壤重金属含量的内在因素，南方主要农产品产地土壤重金属背景值普遍高于全国平均值。广西壮族自治区8种重金属背景值均超过全国平均值，特别是重金属Cd的背景值（0.267 mg/kg）已超过全国平均值3.8倍，成为广西土壤重金属Cd点位超标率普遍偏高的重要原因之一。湖南省Cd、Hg、Ni、Cr背景值均高于全国平均值，其中Cd背景值（0.126 mg/kg）为全国平均值的1.8倍，江西省Pb、Cd、Hg、As背景值高于全国平均值，Cr和Ni背景值低于全国平均值，Cd背景值（0.108 mg/kg）为全国平均值的1.8倍。四川省8种重金属背景值均高于全国平均值，超标倍数均不高于2倍（见表4）。

表2 南方主要农产品产地重金属评价中位数列表

表3 南方主要农产品产地重金属Cd单项指数评价中位数列表

表4 研究区土壤重金属参考背景值 mg/kg

2. 土壤重金属形态

评价土壤重金属污染不仅要考虑其含量，更有必要研究其在土壤中的化学形态和生物有效性。弓晓峰等[3]采用Tessier法研究鄱阳湖湿地土壤重金属的化学形态，结果表明，鄱阳湖湿地土壤中Cu、Pb、Zn、Cd主要是有机态和残渣态，分别占总量的92.88%、89.88%、91.15%和30.8%。但胡宁静等[4]通过对贵溪冶炼厂周边农田的调查分析，贵溪市污灌水田土壤中Cu以有机态为主，Zn、Pb主要是残渣态，Cd的水溶态占86.06%；Cu、Zn、Cd、Pb元素的水溶态和离子交换态相对正常土壤高出许多，土壤中的可利用态和潜在可利用态的比例较大，且Cd＞Cu＞Zn＞Pb。因此将土壤重金属的总量降低、有效态和生物效应相结合，是土壤环境质量评价的重要发展方向。

（二）人类活动影响

1. 涉重工矿企业

我国农产品产地土壤重金属重度污染区基本都集中在矿区周边，如广东大宝山矿区、广西刁江流域、广西环江流域、湖南湘江流域、湖南湘西、湖北大冶、江西德兴、云南个旧、浙江富阳、四川攀枝花等。对矿区周边土壤和农田的调查监测结果显示，广东大宝山矿区大部分区域土壤中Cu、Zn、Pb、Cr等重金属含量高于国家三级标准，广西刁江沿岸农田受到了严重的As、Pb、Cd、Zn的复合污染，湖南湘西花垣矿区土壤中Pb、Zn、Cd含量均超过污染警戒值。

2. 农业生产生活

2010年发布的《第一次全国污染源普查公报》数据显示，农业面源排放的化学需氧量（COD）、总氮、总磷分别占这三类污染物排放总量的43.7%、57.2%和67.4%[5]。农业源污染中比较突出的是畜禽养殖业污染问题，畜禽养殖业的COD、总氮和总磷分别占农业源的96%、38%和56%。畜禽养殖业源污染物COD排放量（1.268×107t）超过工业源（7.151×106t）和城镇生活源（1.108×107t），已经成为我国三大污染源之首。

就农业面源污染的排放总量和排放强度而言，呈现显著的区域异质性，南方地区安徽、江苏、湖北等省份化肥施用量较高，湖南、湖北、安徽、广东等省份农药使用量大，四川省肉蛋奶总产量居于全国较高水平，畜禽养殖污染风险高，福建、广东、江苏、浙江等省份水产品产量大，水产养殖污染风险高。农用塑料薄膜和水产养殖业成为农业面源污染新来源。

3. 其他污染来源

（1）污水灌溉

据统计，1999年我国污水灌溉面积约为3.3× 106hm2，约占全国总农田灌溉面积的7.3%，近年来，我国大力发展节水农业，污水灌溉的比例下降较快。南方地区污水灌溉主要由工业排污造成，污水灌溉面积占全国污灌面积的10%左右，主要分布在武汉、成都、长沙、上海、广州等地。

（2）大气颗粒物降尘

相关研究结果表明，大气颗粒物降尘对耕地积累总 As、Cr、Hg、Ni和 Pb的贡献达 43%～85%。我国科研人员对长江三角洲地区大气颗粒物降尘的分析结果表明，除Fe、Mn外，研究区大气颗粒物降尘中重金属含量普遍高于当地土壤重金属含量，尤其是Cd、Cr、Cu、Pb和Zn。可以看出，大气颗粒物对耕地的污染具有典型的点、线、面特性，而点、线区域的污染比较严重[6]，大气沉降重金属对农区的影响应引起足够重视。

（3）固体废弃物堆放

污染农田的固体废弃物来源广泛，除矿产开采冶炼产生的固体废物外，电子垃圾固废、工业固废、市政固废、污泥及垃圾渗滤液等是我国耕地固废污染的主要来源。我国浙江、广东、湖南等区域是电子垃圾处置的主要区域，这些区域因电子垃圾造成的农田污染在局部区域非常严重，其主要污染物包括重金属Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn及持久性有机污染物等。

四、南方农产品产地环境污染防治战略

（一）总体原则与思路

面对现阶段和未来相当长一段时期显现的或潜在的农产品产地环境污染问题，继续强化“只搞大保护、不搞大开发”的发展理念，升级保护力度，着力发展绿色、精准农业，“以容定农”“以质养农”。全面贯彻科学发展观，基本思路为“四个统筹”与“四个坚持”。统筹环境保护与社会经济建设，统筹环境质量提升与农业可持续发展，统筹环境污染治理与人体健康保障，统筹服务农产品产地环境保护的中央、地方政府和社会各方资源投入；坚持“环境保护优先，粮食产量与质量并重”，坚持预防为主、综合治理，坚持底线思维，实施风险管控；坚持科技创新，强化农产品产地环境保护精细化管理，提高社会公众的环境保护意识，长期不懈地努力建设农产品产地保护体系。

（二）基本对策

1. 区域发展以环境为制约

强调南方农产品产地的区域发展规划，经济发展必须以环境为约束，要遵循自然规律、区域资源特点，以区域（流域）环境容量为准绳，严格控制超承载力超负荷生产，明确区域农业布局，进而调整区域发展战略格局。

2. 环境保护以综合为导向

农产品产地环境涉及多介质、多因素协同作用，在国家大气专项、水十条、水专项、土十条等专项治理的基础上，继续强化综合、系统治理的环境保护理念，分类分区、因地制宜，形成区域联合、各要素综合的系统防控策略。

3. 污染治理以文件为指导

以完善产地环境标准体系为核心，实现不同控制单元融“预防–修复–监管”为一体的差异化、精细化技术支撑体系，形成系列地方科学性、可操作性强的管理文件与集成模式。此外，着力提高科技成果转化率，加大技术推广力度，保障政策、措施执行及技术推广的链条畅通。

4. 监测监控以科技为根本

农产品产地环境污染范围不断扩大，污染程度加剧，新型污染物不断涌现，污染来源日趋多样。需以土壤圈为核心，开展“天地一体化”多环境要素系统监测工作，着力研发无人机等智能监测设备。

5. 大气环境以中三角为核心

继长三角、珠三角之后，以湖南、湖北、江西为主的中三角地区大气污染严重，酸雨污染集中，对地区生态环境影响显著。要建立中三角地区区域联防机制，排查大气污染源，着力减排控污，减少颗粒物干湿沉降对空气质量和土壤环境质量的不良影响。

6. 水环境以各流域支流为抓手

要重点保护支流，避免过度开发；与“河长制”政策呼应，系统联防联控。加大各流域内支流的污染源监控力度及土壤与农产品协同监测力度，特别是长江流域的湘江、赣江等支流。

7. 土壤环境以预防为重点

就污染程度而言，南方农产品产地土壤重金属中度、重度污染比例较低，特别是长江中游地区，轻度污染或无污染比例在85%以上，污染物一旦进入土壤环境，修复难度极大，应升级强化长江流域、洞庭湖与鄱阳湖区域等南方水稻主产地的系统保护力度，防止污染物进入土壤环境。

8. 农产品安全以制度来保障

开展绿色生产示范试点工作，建立农产品质量追踪体系，研究并执行环保农业生产和有机认证制度。重点加快农产品市场化进程，以市场倒逼农产品质量提升，进而推进农产品产地环境质量提高，用制度保障农产品质量安全成为国家未来的重大举措。