农业面源污染评价与防控措施研究*——以安徽省明光市为例

姜家生，朱彦秋，武 升，胡业功，马友华

(1.安徽农业大学 经济管理学院,安徽 合肥 230036；2.安徽农业大学 研究生院，安徽 合肥 230036；3.安徽农业大学 资源与环境学院；安徽 合肥 230036；4.明光市农业农村局 土壤肥料工作站，安徽 明光 239400)

农业面源污染是引起农村环境恶化的主要原因[1]。农药化肥的大量使用、畜禽粪便污染物的成倍增长等使得农村生态环境承载着巨大压力。农业面源污染问题不仅导致水体恶化，给粮食安全造成威胁，还对人们的生活质量和身体健康造成一定的影响。为了保障农业的可持续发展和人民生活品质，农业面源污染治理迫在眉睫。杨虎德等在甘肃省设了17个面源污染国控监测点进行实验研究，结果表明，农业生产过程中施肥量、降水量、灌溉量是影响农业面源污染的主要因素。为了减少氮磷流失对水体的影响，需要推广氮肥磷肥科学使用的技术[2]。卢少勇和张萍对洞庭湖的污染状况进行了评价分析，发现洞庭湖周围农田面积虽然减少了，但是畜禽养殖户仍然很多，使得洞庭湖水体中全磷含量呈逐年增长趋势[3]。农业面源污染当前已成为水体的主要污染源，但多地仍按照点源污染方式治理，治理模式显然已不能适应具体防治需求，宜对点源和面源污染进行分类治理。治理农业面源污染需从源头把控，提高农户环境保护意识，进一步完善生态保护法律法规，提高化肥利用率，控制农药使用量[4-6]。明光市作为淮河流域的主要城市之一，采取有效的农业面源污染治理措施，对于淮河流域农业生态文明建设具有重要意义。

一、研究区域与研究方法

2018年4月27日至4月30日，课题组在明光市管店镇(小魏村、罗岭村、管店村、新管村、凤山村)、三界镇(张老郢村、梅郢村)、明南街道(大辛村、仓湖村)和明光街道(卞庄村和映山村、严岗村部分)，共计12个村发放并回收问卷180份，其中有效问卷165份，对农户种植农作物种类、农田化肥施用、畜禽养殖、生活固体废弃物产生量情况进行实地调研，对居民施肥行为和生活污水及垃圾处理方式进行记录，将所有情况整理后与相关统计资料进行整合。

选取等标污染负荷评价法对研究区域种植业、养殖业、农户生活产生的污染状况进行比较分析，评价因子选用化学需氧量(COD)、总氮(TN)和总磷(TP)。主要计算公式如下：Pi=Mi/Ci，式中，Pi为i污染物的等标污染负荷；Mi为污染物的排放量，kg/d；Ci为污染物的浓度排放标准，mg/L或mg/m3。

化肥施用折纯量计算公式为：含N量(kg/亩)=尿素(kg/亩)×0.467+复合肥(kg/亩)×化肥含N量比例系数，含P量(kg/亩)=复合肥(kg/亩)×化肥含P量比例系数；含K量(kg/亩)=复合肥(kg/亩)×化肥含K量比例系数。

各种污染源排放量计算公式为：畜禽粪尿排污量=排污系数×养殖量；生活污染排污量=排污系数×城乡常住人口数；化肥污染排放量=排污系数×化肥施用量。最后，整合农户的问卷调查内容，运用Excel软件对数据进行统计处理与计算。

二、明光市农业面源污染现状

(一)种植业污染

调研区域主要作物种植情况如表1所示。由表1可见，管店镇的甜叶菊为特色农作物品种，这种作物具有生津止渴、降血压的功效，是明光市乡镇今后拟定的主要推广种植品种，目前种植面积为304 hm2。三界镇的水稻种植量较多，种植面积为1 192.47 hm2。明南街道的种植方式为水稻玉米轮种，种植面积为1 204.2 hm2。明光街道的主要种植作物为水稻，种植面积为1 540 hm2。

表1 研究区域主要农作物种植情况

研究区域不同作物肥料使用情况如表2所示，氮、磷、钾肥施用量均指折纯后N、P2O5、K2O含量。由表2可知，化肥在农户施用的肥料中占主导地位，氮、磷、钾元素施用量远超农作物合理需求量，而农家肥、有机肥料施用比例则严重不足，只有少数自给自足的养殖户会使用农家肥。这也是造成农业面源污染的主要因素[7-9]。

表2 研究区域不同作物肥料使用情况

研究区域各乡镇种植业化肥年施用量和施用强度如表3所示。在表中可以清晰地看见三界镇化肥施用强度为371.32kg/hm2，是4个乡镇中施肥强度最高的。三界镇种植面积较大，农户在施肥过程中为了增产增收而过量施用化肥；明南街道化肥施用强度在370.75kg/hm2左右，管店镇和明光街道化肥施用强度分别为330.20kg/hm2和366.63kg/hm2，4个乡镇的施用强度都明显高于发达国家公认施肥量225kg/hm2的安全线[10]。

表3 研究区域各乡镇种植业化肥年施用量与施用强度

根据农作物污染负荷指标计算方法，对明光市4个乡镇主要农作物的化肥污染负荷率进行比较分析。氮肥、磷肥流失量分别按当年施肥量的1.57%和0.30%计算[11]，研究区域种植业化肥污染排放量如表4所示。

由表4可知，明光市种植业化肥污染排放量达18.98t，其中全氮的年排放量达到17.26t,占当年化肥流失总量的90.91%。种植业污染的程度主要取决于种植面积，由于农户按照传统靠经验来判断施肥量，导致不被农作物吸收的氮磷元素或累积在土壤中或在降雨条件下通过径流进入水体。三界镇的种植业污染负荷率最大，明南街道污染排放量和污染负荷率均相对较小。

表4 研究区域各乡镇种植业化肥污染排放量

(二)养殖业污染

研究区域养殖业情况如表5所示。由表5可知，各社区养殖规模都比较大，共有195个规模养殖场。因为明光市专门划分了养殖区域，设立了禁养区域，所以养殖较为集中。

表5 研究区域各乡镇养殖情况

根据表5统计数据，结合畜禽粪便的排污参数，得出明光市4个乡镇的畜禽粪便排污状况，以及乡镇人居的排污情况。排污系数和流失率参照安徽省农业生态环境总站2008年第一次全国污染源普查《安徽省畜禽养殖业源产排污系数测算工作技术报告》和武升课题组测定的数据[12-14]。

研究区域养殖业污染物排放量见表6。由表6可以看出，明光市养殖业污染物排放以化学需氧量为主。畜禽养殖业中三界镇因养殖量较多，化学需氧量和污染负荷率是4个乡镇中排放量最大的；明光街道由于家禽养殖数量较少，化学需氧量的年排放量、污染负荷率、氮磷排放均较低。在实地调研过程中发现，规模养殖产生的畜禽粪便没能进行资源化利用还田，堆积形成污染，而养殖污染处理设施建设不能与养殖规模相适应。因此，根据环境的承受能力适时控制养殖规模，设立禁养区、限养区和非限养区，鼓励对畜禽粪便实行综合利用，做到减量化、无害化、资源化，应是可取之策。

表6 研究区域养殖业污染物排放量

(三)人居面源污染

由于明光市的生活垃圾已经由政府统一处置，人居面源污染情况测算只采纳4个乡镇常住人口所带来的生活污染状况(见表7)。数据显示，管店镇的化学需氧量、总氮、总磷的年排放量均最高，明光街道和明南街道次之，三界镇最低。由于现在明光市常住人口主要以老人和孩童为主，他们的生态观念还停留在比较原始的状态，尽管政府进行了垃圾定点回收、集中清理，但颜色各异的塑料袋、食品袋、农药袋、农药瓶等还是随处可见。人居面源污染是以居民为主体的生活和农业生产活动所产生的污染，常住人口的总量与人居面源污染程度呈正相关。以价值观念引导居民的生态自觉和政府部门管控共同发力应为人居面源污染治理的有效举措。

表7 研究区域各乡镇常住人口生活污染状况

(四)明光市农业面源污染现状综合评价

表8为明光市农业面源污染综合排放量数据。数据显示，明光市面源污染排放源中，生活污染为主要污染源，污染负荷率居总污染排放量之首。养殖业污染次之，种植业污染最低。随着经济的发展和生活水平的提高，人们对肉食品的需求日益增加。加上明光市为适应经济发展大势，调整产业结构，转型发展畜牧业，规模化养殖场大幅增加，这也是畜牧养殖污染较为严重的原因所在。种植业污染在以往片面追求规模效益的历史背景下导致农药化肥的过量使用而沉积在土壤中，污染的惯性作用仍将持续，短期内还无法快速好转。因此，加强资源合理利用与转化应为种植业和养殖业的发展方向。

表8 研究区域各乡镇面源污染综合排放量

三、明光市农业面源污染原因

(一)人居污染是主要污染源

如管店镇因为常住人口较多，该镇每年的生活源化学需氧量排放为322.462t，居4个乡镇排放量之首，占4个乡镇总排污48.45%。一方面是由于生活垃圾转运体系还不够完善，日常生活垃圾集中处理力度不够，生活污水没有集中管网排放。另一方面是村民环保意识不强，大部分村民认为环境治理是政府的事情，与他们的经济生活质量关系不大，导致他们参与环境治理的内生动力不足，甚至牺牲环境来换取个人利益，不仅缺乏响应环保政策的执行力[15]，甚至对政府制定的治理环境的措施不配合，使得环境治理措施落地难。

(二)养殖业污染较为严重

4个乡镇的养殖业污染源共排放污染物391.542 t，污染物主要以化学需氧量为主，排放量为291.79t，污染负荷率达74.52%。一方面是因为明光市畜禽养殖较为集中，规模养殖带来了大量的畜禽粪便污染，而养殖污染处理设施建设不能与养殖规模相适应；另一方面是因为村民对于产量的盲目追求，在生产过程中更加倾向选择使用化肥，畜禽粪便未能尽可能还田。

(三)种植业施肥不科学

相较于农家肥、有机肥等，农户使用化肥仍占主导，种植业化肥污染排放量达18.98t，化肥使用量达360.225 kg/hm2以上，远超过发达国家认定的安全线225 kg/hm2。一方面是因为作为农业生产主体的农户追求利益的心理占据了主导地位，导致他们过度投入化肥来替代吸收慢的有机肥和农家肥，再加上环保意识的淡薄让农业面源污染日益加重，甚至导致土壤板结盐碱化等问题；另一方面是因为农技推广系统的不健全导致农户施肥方式缺乏指导，以及农村青壮年劳动力的流失导致部分没有条件的农户无法从网上学习到安全、合理的化肥农药施用方法。

四、明光市农业面源污染治理措施

(一)强化政府在农业面源污染治理中的主导作用

农村环境综合整治，主导是政府，主体是农民[16]。因此，政府一要加强制度设计，加大生态环境治理力度。充分运用市场机制，吸引农户和更多的私人经济主体积极参与到生态环境保护与治理的行动中，对资源节约型、生态友好型生产方式进行补贴与奖励。二要做好农村厕所改造以及农村生活垃圾分类、科学处理和循环利用等工作。三要加强农业面源污染治理有关的政策法规宣传。农户是农业面源污染治理的重要防控对象和有效推进者[17-19]，政府应该让农户充分认识到过量施肥行为对自身利益产生的不利影响，加强农业链条的合理分布，让农户在链条中更多获取经济利益，则会激发农户科学生产的理性，让农户自觉选择环境友好型生产模式。

(二)提高畜禽粪便等农用废弃物的资源化利用水平

推广畜禽养殖场污染治理工程技术，提高粪便利用率，加强生态化治理，打好畜牧业转型升级组合拳。一是采用循环农业模式，将畜禽粪便作为有机肥用于种植业，农产品和秸秆作为饲料用于养殖业。这样既解决了农田固体废弃物的问题也解决了畜禽粪便污染问题。二是划定畜禽禁养区，根据环境承载能力科学确定养殖种类、规模和总量。三是对实施清洁生产的养殖场进行扶持和补贴以鼓励、引导其进行科学生态养殖。

(三)转变种植业发展方式，大力发展绿色农业

一要加强基层农技推广人员技术能力提升培训，让基层农技人员成为治理农业面源污染稳定、有力的推动力量。二要建立健全农作物病虫害监测预警信息体系。三要大力推广缓控释肥料、水溶性肥等新型高效肥料和高效施肥技术。四要加强农业生物质，如秸秆等肥料化、能源化、饲料化、基料化和原料化等多途径综合利用。五要推进农作制度创新，大力推广农牧结合、粮经轮作、稻鱼共生等模式和环境友好型农作制度，大力推广节地、节能、节水等节约型生产技术。