农业源大气面源污染防治措施研究

杨贝贝 何玉婷 吉春容

摘要 我国是农业生产大国，农业的自给自足让社会稳定、百姓温饱。但是，农业的发展带来的大气污染越发严峻，不可忽视。探讨了农业面源污染的特征和成因，深入讨论了农业源大气面源污染的主要来源，包括畜禽养殖、化肥施用、农药施用和秸秆焚烧4个途径，以及导致污染存在的问题；针对农业源大气面源污染提出了有效防治措施，旨在有效抑制农业源大气面源污染，保护生态环境。

关键词 农业面源；大气面源；大气污染

中图分类号：X71 文献标识码：B 文章编号：2095–3305（2023）09–0-03

随着经济社会的高质量发展和人口的增长，农业生产在国民经济中的占比越来越大，但同时带来了一系列环境问题。其中，农业源大气面源污染问题日益突出[1-3]。农业源大气面源污染是指农业活动中产生的氮氧化物、挥发性有机物、氨、颗粒物等物质，通过大气和水体的传递，对环境和人民健康产生危害。农业源大气面源污染的防治工作现已成为我国环境保护的重要任务之一。

针对农业源大气面源污染问题，国家和地方政府出台了一系列相关政策和法规，如《农业农村污染治理攻坚战行动方案（2021—2025年）》，旨在促进农业生产和环境保护的协调发展。同时，相关部门和科研机构也在积极研究和推广农业源大气面源污染防治技术，如生态养殖、无土栽培、有机农业等，以减少农业源大气面源污染的产生[4]。然而，农业源大气面源污染防治工作仍存在一系列问题。由此可见，研究农业源大气面源污染防治措施具有重要意义。

1 农业面源污染的现状

1.1 面源污染的定义

面源污染这一概念于1972年首次出现在美国法案《The Clean Water Act》的修正案中，将其与点源污染彻底区分开来，说明两者之间的本质区别，并分别描述了两者的特征[5]。面源污染，是指污染的范围呈现“面”的特性，有广度，还有蔓延的趋势，因此可理解为可污染物将污染的形式分散，蔓延至水体、气体、土壤等不同环境，且呈动态的形式发展，不可控性加大且难以探测，这对污染的监控和防治提出了更高的要求。20世纪90年代，国内外诸多学者从多领域、多角度剖析了面源污染，从定义、成因、预防策略等方面进行了深刻的探索与研究[6-8]。

1.2 农业面源污染的定义

对农业面源污染的理解分为广义和狭义。狭义是指由于农业生产行为而产生的化学元素，如氮、磷等元素，其产生大多数是由于农业生产过程中使用化肥、农药等化学剂品，没有被吸收的部分经过下雨、灌溉等过程进入了水体和土壤[9]。它们不易被水体和土壤吸收，相反，会对环境产生反作用，这些作用形成了污染，导致水体污染或水体富营养化。

广义的农业面源污染，污染范围不仅包括最直接的水体污染，还包括由水体污染引发的大气污染、土壤污染、生物污染等领域。此处要讨论的是狭义的农业面源污染，着重讨论农业源大气面源的污染現状，并提出一定建设性的防治措施。

1.3 农业面源污染的特征及成因

1.3.1 农业面源污染的特征 （1）农业面源的污染具有不确定性[10]。污染来源于种植的产品，有些农业较为发达的地区，种植类型十分繁杂，如河南省洛阳市汝阳县付店镇，是一个以农业为主要经济来源的地区，种植的产品有花生、水稻、小麦等粮食作物，还包括各类蔬菜。为了给粮食作物提供充足的营养，农药的使用和肥料的播撒用量巨大，但由于机械化水平不高，农户采用传统播撒的形式，药物的利用率并不高。而农户为了提高产量，必须加大药物的用量，因此对环境造成了巨大的影响。

除用药之外，禽类的粪便、农膜的废弃物和秸秆的燃烧也会产生污染，且难以追踪和检测，更加难以控制。在污染的基础上，降雨会扩大污染的影响范围，污染物随着雨水的流动深入土壤，随着蒸发进入空气，随着水源流入湖泊和海洋，从而造成更大面积的污染，导致管控和治理的难度大大增加。

（2）农业面源的污染具有模糊性。由于污染源种类过多且不易识别，所产生的污染相互影响，难以通过采样的途径精细分辨处理，因此污染的来源难以识别，存在模糊性的特点[11]。

（3）农业面源的污染还具有持续性。农药和化肥的使用并不是短期的作用，其产生的污染和造成的环境破坏是持续性的。进入土壤中的农药和化肥，难以自行分解，长期在土壤中残留会危害农作物。

1.3.2 成因 造成农业面源污染的原因很多，从农户的角度来看，他们由于长期的耕种工作，与外界的联系和对科学播种的知识了解较少，因此，新的耕种技术和耕种机器的了解和引进机会有限，同时意识不到自身的耕种行为对环境造成的影响；农户普遍受教育水平不高，对新型农耕机械的接受能力有限，环保意识也有所欠缺，可持续发展的观念不强，甚至处于“漠不关心”的状态；当下农户进城劳务的现象比较普遍，留在农村务农的劳动力短缺，大面积的除草、杀虫工作无法用人工解决，只能简单粗暴地采用撒药、施肥的方式取代，加重了污染。以上因素导致农户在耕作时有很大的局限性，他们一般根据经验和现有的耕种条件从事生产活动。

在农耕技术层面，农户普遍意识守旧，接受新耕种技术的主动性不强，对“新”的东西很排斥，担心会影响既有的耕种情况。而且新技术操作相对复杂，农户普遍年龄较大，对这样的高科技手段并没有信心能驾驭，容易产生畏惧心理，从而依旧遵循守旧的耕作方法。此外，机器成本较高，农户的低收入让他们不敢轻易尝试高成本的机械化使用方法，无法理解也不愿意接纳新技术给耕作带来的变化，因此无法正确制止大面积污染产生的影响。

在政府管理方面，管理者对农业相关新技术培训和基础推广不到位，对环保重要性的强调不足，使现今的农耕技术无法作用于实践。针对科学施肥、科学用药的方式方法，政府应加强专题培训，提高科学用药的有效性。提高土地承包经营权的稳定性，尽量延长农户承包土地使用权的时间，避免农户因使用期限短而过度开发造成耕地质量下降。

2 农业源大气面源污染的来源及影响

2.1 畜禽养殖

畜禽养殖是以农业为主要产业地区主要的经济发展来源，也是农户经济来源之一。但是，在畜禽养殖过程中，会产生许多废渣污染，如排泄物、清洗畜禽及饲养场地后产生的污水，以及不充分分解后产生的恶臭（氨气、硫化氢、粪臭素、发挥性有机物等），直接排放至大气造成严重的污染。此外，这些气体对人体的生命安全也有极大的威胁，有害气体会引起呼吸道感染，引发诸多气管、支气管甚至肺部疾病。据统计，饲养生猪是畜禽养殖中排放氨气量最大的类别，养猪场产生的有害气体和发挥性有机物多达331种，长期处于充满刺激性气体的环境，不仅人身体健康受到巨大的威胁，动物健康也会产生极大的危害。

2.2 化肥施用

化肥在农业生產应用的过程中具有十分重要的作用，施用化肥是增加农产品产量的有效途径，也是最直接的方式，更是广大农户都接受的方式。然而，由于化肥的使用率低，无序增量的施肥不仅导致化肥资源浪费，更加大了污染的强度。化肥中的营养元素氮是对大气污染最严重的指标，在施氮肥过程中会挥发“氨”和“氮氧化物”，氮氧化物会消耗臭氧，使臭氧层越来越薄，从而失去保护地球受紫外线辐射的作用，造成温室效应，是二氧化碳影响温室效应的近300倍[12-13]。如果在温室大棚中施肥过量，虽然会减少散发至空气中的有害气体量，但氮氧化物同样会损伤植物，直至枯焦。

2.3 农药施用

农药的施用以液态和液化气态形式为主，以喷洒的形式附着在农作物表面，用来灭杀害虫，驱赶不利于农作物生长的因素。然而，农药施用在国内普遍的利用率不高于40%，如果以喷洒的形式施药，利用率不到20%，且农药的挥发性极强，除附着在农作物上的农药之外，其余的药量以蒸发、蒸腾的形式挥发在空气中，附着在尘埃上，并且通过雨水的形式渗透地表。农药的过量使用，会无差别地杀害各种有机体，甚至是益虫，如蜻蜓、蜜蜂等。益虫数量的减少导致害虫增加，喷洒农药的作用就会被大大削减。此外，农药具有毒性，大量残留在空气中会对该区域造成严重生命健康的隐患。

2.4 秸秆焚烧

农作物秸秆的焚烧，是农户为了处理大量废弃秸秆而利用的普遍手段，或者采用秸秆进行取暖和做饭。但是，焚烧秸秆会产生大量的烟雾和灰尘，所产生的二氧化碳、一氧化碳、有害的可吸入颗粒（PM2.5、PM10等）浓度急剧攀升。农户经常选择在路边就地焚烧，不仅污染空气环境，还会直接损害耕地质量。近十年来，自遥感技术的应用有效地检测到燃烧位置，可以及时制止秸秆焚烧事件的发生，但还需从农户自身的意识上改变，否则一旦监管力度减轻，焚烧态势会反弹。

3 农业源大气面源污染防治中存在的问题

3.1 防治策略不足

我国针对农业面源污染方面的出台政策众多，但关注的重点对象是对水源造成的影响，有关农业源大气面源的污染策略并不多，且内容较为笼统。例如：在规定“畜禽养殖场地防止恶臭气体的超标排放”中，并没有具体说明“恶臭气体”包括哪些，且哪些气体排放多少量才算“超标”，基层政府在落实的过程中缺乏详细的指导内容，因此执行力不足，便无法有效降低大气污染所产生的影响。此外，针对污染行为的惩罚力度不大，效力不强，导致污染行为屡禁不止，焚烧秸秆尤为典型。

3.2 防治技术落后

首先，在有效治理污染物质污染大气之前，需要掌握污染大气的有害因素，利用监测和检测的技术和设备。但是我国关于空气治理的管理标准中，并未详细制定检测的具体标准，使得检测部门的检测门槛高低不一，各地区污染控制情况不均衡。

其次，在产生有害气体之后，需要对有害气体进行处理或者回收，最大化地减轻气体污染带来的不良影响。但我国并没有十分有效的技术手段高效率地处理和控制有害气体，例如：温室气体目前缺乏控制的污染气体，其负面影响仍在加剧。

最后，我国的养殖技术普遍落后，尤其在偏远地区，农户根本没有任何技术手段处理进入大气的污染物，他们甚至没有处理污染物的意识。

3.3 施药有效性低

我国农户在喷洒农药时，多数使用手摇喷壶，将农药直接喷在农作物上，既没有考虑风力的作用，又忽略了喷洒农药的利用率。低至40%的有效率使得农药的施用量大大超标。针对少数使用机械化喷洒农药的农作物区，施用量会有所提升，但在国内的推广范围小，有效率依然很低。

化肥的施用不仅效率低，用量也缺乏科学的引导。农户在施肥过程中，如果没有及时在垄沟处覆土，就会致使氮肥中的氮成分挥发，极大降低了利用效率，直接影响大气质量。

3.4 秸秆利用率低

我国农村每年都会存在大量的秸秆废料，如果可以大规模将秸秆变废为宝，既可以节省替代的资源，又可以减少因焚烧秸秆产生的污染气体，这是一举多得的措施。例如：秸秆还田，将秸秆通过粗加工后充当肥料，或利用秸秆发电等。然而，我国对秸秆的资源化利用率很低，成本高，导致庞大数量的秸秆被废弃掉，甚至成农产的负担。

4 农业源大气面源污染的防治措施

4.1 健全预防治理体系

面对我国有关大气污染政策出台的滞后性和不细致性，相关部门，应针对污染源的类别、含量、控制标准进行详细的规定。在污染产生后，要采取科学治理污染物的方法，通过改变燃烧物的内部分子结构，增加无毒能源使用比例；采用先进的燃烧技术和设备，尽量提高燃料的燃烧效率；利用吸附、洗涤等手段，在燃烧过程中予以吸附，将其余有害物质含量极少的烟雾通过高烟囱排放，尽量减少对地区的污染影响。

4.2 加快检测技术研发

农业源大气面源污染产生后，检测技术能否起到检测作用至关重要。我国对该项技术的研究仍处于研发阶段，物化成技术产品的成效不明显，需要加快研发进度，尽快将科学技术应用于广大农户的日常耕作活动。在检测的过程中，需要有规则、分区域，根据污染源预判污染的情况，并对检测的样本逐一排查污染程度，针对性地进行防治处理。

4.3 提高科學用药水平

第一，加强对售药渠道的监管，引导农户购买高质量农药化肥品种，提高供货商经营许可门槛，定期检查销售的数量和种类，坚决杜绝假药流入市场。第二，高效使用农药化肥，政府应对本土的土壤质量和耕种的农作物进行综合、细致的分析，发布优惠政策，引导农户使用最适合的有机农药和化肥。如购买某种有机化肥，政府应给予一定的资金补助。这样既能有效提高产量，又能控制污染排放。

5 结束语

随着社会经济的发展和科技的进步，我国政府已经开始重视农业源大气面源污染产生的不良影响。通过采取一系列防治策略，以科学的机械化技术作为辅助，在政府、企业、人民的共同努力下，大气污染的预防和治理工作将迈上新的台阶。

参考文献

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Study on Prevention and Control Measures of Atmospheric Non point Source Pollution from Agricultural Sources

Yang Bei-bei et al（Xinjiang Meteorological Station， Urumqi， Xinjiang 830002）

Abstract China is a large agricultural production country， and the self-sufficiency of agriculture ensures social stability and people’s food and clothing. However， the atmospheric pollution caused by the development of agriculture is becoming increasingly severe and cannot be ignored. Discussed the characteristics and causes of agricultural non-point source pollution， and discussed in depth the main sources of agricultural atmospheric non-point source pollution， including livestock and poultry breeding， fertilizer application， pesticide application， and straw burning， as well as the  problems that lead to pollution effective prevention and control measures were proposed for atmospheric non point source pollution from agricultural sources. These measures will help effectively prevent atmospheric non point source pollution from agricultural sources， and protect the environment.

Key words Agricultural non-point source; Atmospheric surface source; Air pollution