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[摘 要] 在人们想象中,工业生产和城市化生活是造成环境污染的主因。但是据环保部做的抽样调查表明农业是中国最大的污染源。农业面源污染是最为重要且分布最为广泛的面源污染,农业生产活动中的氮素和磷素等营养物、农药以及其他有机或无机污染物,通过农田地表径流和农田渗漏形成地表和地下水环境污染。农业面源污染是我国农业生产与农业可持续发展面临的严峻挑战之一。
[关键词] 防治 农业污染源 生态农业
当前,我国农业农村经济发展进入最好的历史时期,粮食生产实现“十一连增”,在取得巨大成就的同时也付出了巨大的代价,资源利用的弦绷得越来越紧,生态环境的承载能力越来越接近极限。面对资源条件与生态环境的双重“紧箍咒”,迫切需要转变农业发展方式,加强农业面源污染治理,切实推进农业生态环境保护与治理,促进农业可持续发展。文章针对农业的污染源就如何推进生态农业建设作一些探讨。
1 当前农业面污染源存在的问题
1.1 农作物施肥过量
主要粮食作物化肥用量基本合理,但是蔬菜和瓜果等经济作物过量施用现象比较突出,总体上化肥消费增长率在下降,但化肥投入量仍然偏大。2015年我国化肥使用量占世界的35%,平均单位面积化肥施用量达远远高于世界平均水平。值得指出的是,目前我国主要粮食作物氮肥平均使用量已经低于环境安全上限,但果树、蔬菜的氮肥平均用量还远高于环境安全要求,果园和设施蔬菜化肥过量施用现象还较为突出。
1.2 农作物农药使用量过多
我国单位面积农药使用量高于世界平均水平,但低于美国等发达国家。总体使用量趋于稳定,但利用率偏低。近年来,我国农药使用量稳定占世界农药总用量的1/7,比例高于我国土地面积占世界耕地面积的比例,这与我国土地复种指数高有关系。总体来看,我国单位面积农药使用量高于世界平均水平,但低于美国、以色列、日本等发达国家。目前我国农药利用率较低,仅有35%,农药残留会经降水、地表径流和土壤渗入后,严重破坏土壤和水质的,对生态、生物多样性具有很大的破坏影响。
1.3 地膜回收率偏低
我国的地膜总的覆盖率以及使用量位居世界第一,但是残膜的再回收利用技术以及机制欠缺,导致“白色革命”逐步演变为“白色污染”,农田地膜残留污染问题日益突出。地膜残留危害严重,影响土壤结构,降低耕地质量;影响出苗,造成减产;影响农机作业,造成播种和施肥质量下降;牲畜误食不断发生,危害牲畜健康。地膜回收率较低,破旧农膜残留问题仍有待破解。
1.4 农作物秸秆综合利用率偏低
农作物秸秆是用途丰富的农业资源。据推算全国秸秆总产量及其可收集利用量综合利用率仅为76%。随着农用能源结构的变化,农作物秸秆在生活用能源中所占比例愈来愈少,多余秸秆的出路,一是就地焚烧,造成空气污染,降低大气能见度,妨碍交通,危害人体健康;二是弃之田沟或堆入河沟或湖中,经风化、雨淋与腐烂,秸秆中的有机物进入水体造成污染。农作物秸秆综合利用率偏低,循环利用能力亟待提升。
1.5 畜禽粪便等排泄物的利用率偏低
养殖业集约化程度越来越高,由于畜禽粪便等废弃物资源化利用率较低,污染排放呈上升趋势。近几年我国畜禽养殖总量不断增加, 规模化集约化快速发展,与此同时,养殖废弃物处理设施建设却相对滞后,大量畜禽粪便难以及时处理和利用,使得畜禽养殖废弃物由传统农家肥变成了污染物。
2 如何有效处理农业面污染源
2.1 实施化肥农药零增长行动
启动实施化肥农药使用量零增长行动,全面普及测土配方施肥技术,扩大推广面积达,深入实施绿色防控,设立国家级绿色防控示范区,陆续淘汰高毒农药;开展农作物病虫专业化统防统治与绿色防控融合推进试点建设,建立示范基地。
2.2 治理农田残膜污染
推动地膜标准修订,解决残膜易破碎、回收难的问题,实施地膜回收利用示范,启动实施可降解地膜对比试验,筛选应用效果好的可降解地膜用于示范推广,增加残膜加工能力,扩大回收地膜的面积。
2.3 开展秸秆综合利用
实施秸秆综合利用项目,开展秸秆还田、养畜、秸秆沼气、秸秆代木、秸秆炭化等方面工作,加快推进秸秆利用的规模化、产业化发展。
2.4 推进畜禽养殖污染防治
加快推进畜禽养殖标准化建设,创建标准化示范场;加大中央财政资金补贴,实施畜禽养殖废弃物综合利用试点项目;因地制宜发展农村沼气工程,提升农村养殖粪便污水处理能力。
2.5 提升监测预警能力
实施全国农业面源污染监测网络,不断推进农业面源污染监测常态化、制度化运行。
3 针对上述问题如何有效推进生态农业建设的实施措施
建设生态农业是利用循环经济理论,生态工程方法,达到节约能源资源和保护生态环境的目的,促进农业可持续发展,通过有效保护和合理利用资源和环境,实施集约节约利用投入和清洁生产,促进废物综合利用,进而促进对农产品质量安全的监管,实现经济、社会和生态效益,提高现代农业形式的同步发展。要紧紧围绕以农业这个平台,实施生态农业建设,通过构建生态农业产业、培育生态农业主体、推广生态农业技术、实施生态农业项目,着力形成农业产业融合发展、农业资源循环利用、农业面源污染有效防治、农业环境持续改善、农产品优质健康的现代生态循环农业体系。
3.1 调整农业生产布局,构建农业生态多级循环
以种养大户、家庭农场、农民专业合作社、农业企业等为主体,创建生态农场、生态农庄和生态企业,通过种养结合、循环利用等途径,实现主体小循环。以乡镇为重点,创建一批生态循环农业示范区,通过沼气工程、沼液配送、农业废弃物收集加工处理等节点建设,构建种养平衡、产业融合、物质循环的区域中循环。以县域为整体,统筹布局农业产业以及废弃物回收利用企业、动植物无害化处理中心、畜禽粪便收集处理中心、有机肥加工企业等配套服务设施,构建生态循环农业产业体系,实现县域大循环。
3.2 积极推广清洁生产,有效防控农业面源污染
3.2.1科学使用农业投入品
普及测土配方施肥技术,加大有机肥推广应用力度,加快推广施用配方肥、生物肥料,努力减少化肥用量。严格选择和规范使用畜禽饲料和渔用配合饲料及其添加剂,减少重金属等有害物质残留。加快推广高效、低毒、低残留农药和病虫害绿色防治技术,努力实现病虫害化学防治向绿色防控转变。
3.2.2科学利用农业废弃物
大力发展以有机肥加工、沼气发电、农林秸秆和加工剩余物综合利用为重点的生态循环企业,积极培育农村沼气、沼液配送等社会化服务组织。推广农作物秸秆用作还田肥料、畜牧饲料、生物质能料,充分利用农作物秸秆发展食用菌。推广综合养殖模式,开展水产养殖尾水处理设施建设。加强技术研发与推广,加快建立畜禽养殖排泄物就近消纳、种养对接机制,推广畜禽养殖雨污分流、干湿分离、固液分离和环保工艺等清洁生产技术,做好病死动物无害化处理设施建设。探索废弃农药包装物和兽药包装物回收机制,引导和鼓励农业生产者及时回收废弃农膜。
3.2.3推广农业节能节水生产技术
改善农业水利设施,完善田间排灌体系,扩大农业节水灌溉面积,重点推广微灌、喷灌、低压管道输水,鼓励实行综合节水措施和精确灌溉,推进农业用水循环利用。加快建立农机报废更新补偿机制和回收制度,加快淘汰能耗高、污染重、效率低的老旧农业机械。推进太阳能、风能、沼气能、地热能等清洁能源及节油装置设备在农业生产中的应用,推广农村沼气集中供气模式,不断提高农村清洁能源利用水平,逐步提高农村清洁能源利用率。
3.3 切实保护生态资源,修复改善生态环境
深入规范实施耕地质量以及提高耕地培肥,加强造林围垦土地的实施改良以及培育,促进农业标准化生产,加强绿色生态建设和土地质量监测,开展耕地质量状况监测和评价,建立完善耕地质量监测网络体系和耕地质量长效管理机制。
摘 要:从目前农业发展来看,粗放式农业发展形式促使其与环境存在着非常大的冲突,农业面源的污染问题成为了农业发展的突出问题。随着农业面源污染来源以及结构方面的多样化促使异质化现象非常的明显,社会环境方面的变化以及制度安排方面的不合理性促使农业面源污染现象非常的严重。本文对我国农业面源污染治理技术进行分析,深入研究农业的面源污染。
关键词:农业面源污染;治理技术;农业发展
粗放型农业经济发展与生态环境发展中具有非常密切的关联,这就使得农业面源污染问题不断推前。所谓面源污染,实际上就是深入到地表或者是地下水体中的,以一种较为分散的、广域性的并且微量形式所存在的污染物。从目前的调查来看,农业面源污染属于水体污染的一种。结合我国农业发展国情,农业面源污染主要是由于种植过程中出现了农药以及化肥等过量使用,或者是在畜禽养殖的过程中出现了乱排乱放的行为,出现钾、氮等养分过剩的现象,过剩养分经过雨水进入到水体中,这样就产生了地表水面的污染。在农业发展过程中,过度施用化肥促使耕地土壤结构受到了影响,养分流失速度不断加快,容易造成土壤板结,同时种植农产品也存在着品质下降,地下的水体系统受到了破坏,人们生命健康受到了威胁。政府需要明确农业面源污染的治理工作与农业经济可持续发展、建设社会主义新农村之间的重要的关联,发挥自身的先锋作用,有效缓解农业发展过程中存在的面源污染问题,提升农业发展效率。
1 我国农业面源污染治理技术分析
1.1 政府强化自身工作责任
在农业面源污染治理工作过程中,根据相关管理要求,有效控制面源污染扩散,在面源控制工作中可以采用源头控制的治理方式,更加强调在更大流于内的农田治理工作,重视养分管理工作,在实际的工作过程中有效的削弱磷以及氮等的总含量。政府需要认识到农业面源的污染防治工作的复杂性以及必要性,同时了解面源污染治理工作的紧迫性,实现农业工作部门、科技工作部门以及水利工作部门之间的协调,明确各个工作部门的责任以及目标。在进行农业面源的污染防治工作中,需要明确工作目标以及工作人员,实现市县各级政府相关工作的协调,明确自理区以及保护区之间的利益协调,提升面源污染防治工作效率。
1.2 重视农业生产的限定性技术
在进行农业面源污染治理工作过程中,需要认识到水源涵养地以及保护区的重要作用,重视面源污染源头方面的控制,在施肥过程中需要重视磷成分以及氮成分的有效控制,尽可能减少农业发展中的面源污染。同时,在农业面源控制中需要重视水土流失控制工作,实现水土资源的综合性管理。例如,在进行坡耕地的种植过程中,需要重视耕地的改造工作,通过还林还草等形式来实现土壤养分以及资源的综合性管理。面源污染治理工作中需要重视施肥技术改进工作,有效推广科学的施肥技术,实现平衡施肥理念的有效推广,提升肥料实际利用率。总之,在面源污染治理工作中,需要坚持资源化、无害化以及减量化发展目标,特别需要重视家禽以及牲畜等粪便的处理利用开发工作,提升技术实用性,提升行业化的污染处理水平。为了能够有效推广污水以及粪便处理效率,可以构建实验示范点,有效带动面源污染防治工作,提升污染实际处理效率。
1.3 重视人工干预工作
在农业面源污染治理工作中,需要重视技术操作方面的简单性以及便捷性。在养分管理工作中,需要从轮作类型、施肥的时间、施肥方式等方面进行细化,从源头上来控制面源污染。在进行农业面源污染治理工作过程中,需要重视单向性治理工作,适当性加入人工干预,提升实际的治理效率。例如,在面源污染治理工作中,植被具有非常重要的作用,考虑到屏障性以及过滤性功能,需要借助植被的过滤以及沉积等来削弱地下水地污染量治理工作,有效降低土壤中的氮磷钾成分,借助粘土矿物来改善土壤类型,提升土壤对农业面源污染的吸收能力,同时也能够为植物增长提供了非常充足的养分,提升污染物实际的截留能力。同时,还需要重视面源污染治理思路。结合小流域自然经济情况以及社会经济发展情况等,发挥小流域的水土流失治理工作的中心地位,坚持社会经济的可持续发展,不断的优化生态效益以及经济效益,优化农田产业结构,发挥水土保持的重要作用,构建小流域治理模式。
2 结语
在农业面源污染防治工作中,需要重视政策创新工作以及治理政策完善工作,重视农户在政策方面的接受能力以及反应能力,实现农业资本日渐深化。农业资本不断深化促使经营主体呈现出多元化发展倾向,农业的经营主体也出现了家庭式的农场、农业合作社等,在农业发展过程中具有不可替代的重要作用。与传统的小型农化相区别,农业方面的经营收入成为了农业经营主体的重要来源,这就需要结合市场发展形势,制定品牌化发展战略,提升生产情节性,满足消费者在农产品绿色化以及有机性方面的实际需求。农业面源污染治理工作中,需要重视农业经营模式方面的创新,实现无害化以及减量化生产,有效优化面源污染,提升实际的优化效率。
【摘要】:分析了中国农业面源污染现状及成因,认为农业面源污染是造成水体污染的最大问题。为了改善水体环境,从生态农业产业链技术的含义和内容出发,提出以“种一养一加一生”循环一体化的产业链技术体系来控制农业面源污染,保护水环境质量,即以源头无害化、过程资源化、末端生态化和控制规模化为原则,进行控制农田养分流失的生态种植、低污染零排放的生态养殖、无公害的生态饲料生产、以发酵垫料为主要原料的生物腐殖酸肥料加工和生态农业产业园区规划与建设等。这些技术的联控应用,能强化养分、食物链的循环延伸,是控制农业面源污染的有效方法,可以实现农业面源污染的零排放控制,改善水环境质量。
【关键词】:水污染控制;农业面源污染;生态农业产业链
1、农业面源污染的现状及成因分析
1.1现状
据第一次全国污染源普查的结果,2007年某流域TN、TP排放量分别为2.74万t和0.33万t,其中来自农业面源的TN、TP分别占48%和32%;滇池每年氮磷人湖总量为1.72万t,其中来自农业面源污染的有4719.1t,占滇池流域氮磷污染总量的27.4%;根据《太湖流域水环境综合治理方案》中的估算,来自农业面源污染的TN和TP分别占太湖流域TN和TP总污染量的77.0%和33.4%。农业面源污染的贡献率远远超过来自工业和城市生活的点源污染,已成为中国各重要流域的主要污染源。因此,要从根本上解决中国的水环境污染问题,必须把农业面源污染防治纳入环境保护的重要议程引。
1.2成因分析
造成农业面源污染的途径主要包括农药污染、化肥污染、养殖业污染、农业废弃物污染及农村生活污染等。中国的农药使用量居世界第一位,1990年为73.3万t,到2009年已增长至226.2万t;而且所使用的农药一般毒性大且具有化学和生物稳定性,利用率不到30.O%,未利用的部分则流失在土壤、水体和空气中。中国化肥的平均施用量高达400kg/hm,超过世界平均水平的2倍,其中主要粮食作物的氮、磷、钾肥利用率虽已经进入国际上公认的适宜范围,但仍处于较低的水平,未被利用的养分通过径流、淋溶等方式进入环境,污染了土壤、大气和水体。畜禽粪便的淋溶性强,能通过地表径流污染水体。
2、生态农业产业链技术
生态农业产业链技术以减量化、再利用、资源化的循环经济理念指导农业生产,使农业生产方式由“资源一产品一废弃物”的传统模式向“资源一产品一再生资源一产品”的循环模式转变,实现物质能量的相互转换和多层次利用¨。农业产业链适合建设在集种植、养殖、农副产品为一体的农业区域,通过产业链的延伸将各相关农业产业串联起来,在有效降低生产成本、增加利润的同时,还可以达到控制农业面源污染、保护水质的目的。
3、“种一养一加一生”循环一体化产业链技术体系
“种一养一加一生”循环一体化的生态工业园,是通过集合种植、养殖、农产品加工、农村生活等各独立链条而构建的循环产业链,以实现物质能量的逐层利用和循环再生。笔者首次提出利用“种一养一加一生”循环一体化利用的产业链技术体系来控制农业面源污染、保护水环境的思路。该技术体系以源头无害化、过程资源化、末端生态化和控制规模化为原则,通过各项技术的联控应用,实现养分、食物链的循环延伸与农业面源污染物的零排放控制,有效改善当前的水质状况。本体系涉及的关键技术主要包括以下几个方面。
3.1无公害的生态饲料生产技术
随着养殖业的集约化发展,高效与防病成为生产中的重要指标,导致含激素与抗生素等的饲料添加剂大量使用,造成了重大的污染和危害。生态饲料具有维持动物体内微生物菌群平衡、增强机体免疫能力、营养促消化和防病治病的能力,具有显著加快畜禽的生长速度、防病抗病、减少饲料用量和提高瘦肉率等作用J。虽然目前生态饲料存在相对成本较高、配方研究和加工工艺缺乏等不足,但是生态饲料对推动农业可持续发展的重要意义毋庸置疑,无公害的生态饲料生产将有利于养殖源头污染的高效控制。
3.2低污染零排放的生态养殖技术
生态养殖是一种以低消耗、低排放、高效率为基本特征的可持续畜牧业发展模式。发酵床养猪技术是结合现代微生物发酵技术提出的一种环保、安全、有效的生态养猪方法,其基本模式是将锯末、谷壳、玉米秸秆等农副产品作为垫料,利用固体发酵剂对垫料建堆发酵,然后铺进猪舍形成垫床。猪粪尿直接排放在垫料上,迅速被垫料中的有益微生物分解转化,整个饲养过程达到零排放、无臭味、无污染。
3.3以发酵垫料为主要原料的生物腐殖酸肥料加工技术
废弃垫料富含腐殖酸、有益微生物和作物所需的丰富营养成分(N、P0和K0养分之和大于等于7%),是一种具有潜在价值的资源。废弃垫料资源化利用的原则是“因地制宜、因量选型”,可以将废弃垫料作为食用菌培养基的主料,或经简单粉碎加工后作有机肥。黄义彬等将发酵床垫料堆肥30d腐熟后,pH值和有机质、全氮、全磷、总养分的质量分数分别达到7.2、37.8%、2.5%、3.7%和7.6%,达到了中国农业行业标准中关于有机肥料的相关规定。可见,以发酵垫料为原料的生物腐殖酸肥料不仅具有丰富的营养价值,而且还能有效减少农田径流中的污染物,具有可观的环境效益。
4、结论与展望
农业面源污染已成为中国现代农业发展的瓶颈,是造成当前水环境污染的最主要原因。利用生态农业产业链技术构建“种一养一加一生”循环一体化的生态园区,是改善农业面源污染状况的有效方法。在生态农业产业链条中,在不同的环节因地制宜地选择适合的技术类型,从源头、过程和末端等不同阶段齐力控制。在种植方面,推广科学合理的农药化肥使用技术,提倡生物腐殖酸有机肥的推广和应用;在养殖方面,从生态饲料无害化的源头把控,实施种养区域平衡,力争物质循环利用;在农产品加工方面,充分利用各个环节中的废弃物,开展生态饲料、生物有机肥等的加工,实现资源再生和链条循环;在农村生活污染方面,结合实际情况选择适合的技术实现污水的原位消纳与循环利用,最终实现水资源的保护和水环境的改善。
【摘 要】东北地区是我国的重要粮食生产基地,农业生产相对发达,农业面源污染风险也相对较大。本文根据东北地区的区域特点,从大田和保护地种植、集约化养殖生产、作物秸秆、农村生活垃圾等几个方面,系统地阐述了东北地区农业面源污染的产生原因,以期为农业面源污染的防治提出可行的解决措施。
【关键词】面源污染;东北;肥料;重金属;秸秆
环境污染可分为点源污染和面源污染。通过固定排放口产生的污染归属为点源污染,目前,相关部门加强对污染物排放口进行监控,点源污染现象逐渐减少;而没有固定排放口的污染一般归属为非点源污染或面源污染,从监控和管理层面上,面源污染治理的难度远高于点源污染,尤其是与国计民生密切相关的农业面源污染几乎没有监控,更谈不上控制与治理。东北农区是我国的重要商品量生产基地,农业生产投入较高、各种人工农业措施的实施广度和强度也很大,产生的农业面源污染的风险就更高。本文从我国东北农业集中区域的现状出发,对该区域农业面源污染的产生机理及原因进行系统分析,以期根据当地特点提出切实可行的解决措施。
1 种植业生产
1.1 大田种植方面
东北以玉米、水稻、大豆等大宗作物为主,小杂粮为辅的农作物品种分布特征。在作物种植过程中,需要施入大量的肥料和农药,过量施入的肥料和农药会通过地表径流等方式进入地表水,通过淋溶作用进入地下水,对水体产生严重的面源污染。污染物主要包括氮磷[1]和有机农药,虽然氮磷不是有毒污染物,但过量排放,会导致水体富营养化、产生水华现象。大田种植中杀菌剂和杀虫剂的比例较低,主要以除草剂为主,因此,毒性相对较弱。
东北地区大田种植业面源污染严重的原因有如下几个方面:
1.1.1 地形特点
东北地区的坡耕地比例很大,尤其是东部山区几乎全是坡耕地;即使是中部的平原地区,也多以漫岗漫川为主,这样的地形很容易产生地表径流,氮磷和有机农药很容易随地表径流进入水体。
1.1.2 气候特点
东北地区几乎都是雨热同季,降水多集中在每年的6-8月份之间,降雨强度较大,产流量大,而这个时期恰恰为肥料和农药施用最为集中的时期,对水环境产生极大的污染风险。
另一方面,东北地区冬季漫长,在每年的冬末春初,冻融现象明显,土壤易崩解;加之雪冰融化,本应固持在土壤表面的氮磷和残留农药很容易随径流进入水体。
1.1.3 施肥制度
现阶段,农民种地多采用“一炮轰”(将作物一生所需的肥料在播种时一次性施入)的施肥方式,这种方式看似省工省时,但是一种对环境极不友好的施肥方式。因为这样施肥是不符合作物生长规律的。从现有的文献来看,我国农业生产中肥料利用率一般低于35%,即,65%的肥料未能有效利用而通过各种途径进入环境,那么这种“一炮轰”施肥模式对环境产生面源污染的可能性更高。
1.1.4 耕作制度
目前,东北农区广大农民通常利用小动力农机进行翻耕,,土壤耕层变薄,后果是保肥保水能力显著下降,污染物流失风险加大;同时,土壤耕层变薄使坚硬的犁底层上移,肥料下渗和作物根系下扎困难,导致肥料聚集于土壤表层,迁移性能增强。
另外,北方地区多为一年一茬,春季地表覆盖度低,刚刚翻耕过的土壤松散,土壤的固持能力最差,风蚀和水蚀概率最高,且施入土壤的肥料和农药尚未被利用,对环境的污染风险最高。
1.2 保护地种植
高度集约化生产设施菜地中接纳了过多的农用化学品,大量农药的使用会引起土壤中有机污染物的增加;化肥和农药中的重金属也会进入土壤[2]。一般过磷酸盐肥料中含有较高的金属,集约化养殖的畜禽粪便中盐和重金属的含量也偏高,因此,施肥、污水灌溉、固体废物和农药的影响是保护地土壤重金属含量较高的主要原因。
保护地土壤中重金属污染来源于矿石类化学肥料和畜禽粪便。氮磷含量过高是由于过量施肥导致的。有机农药残留是由于保护地栽培特点和农药不合理施用造成的,保护地土壤中残留的有机农药以杀菌剂为主,杀虫剂很少,除草剂几乎没有。总之,保护地土壤面源污染主要是由于化肥、农药和集约化养殖的畜禽粪便造成。
2 养殖业生产
近年来,随着经济的发展和市场化进程的加快,畜禽养殖业得到了迅猛发展,已成为农民增收的重要途径,同时也满足了城乡居民不断增长的生活需求。目前,畜禽养殖业表现出如下2个特征:一是经营方式由农户分散饲养向集约化养殖场转变,专业化提高、规模化变大,随之产生大量的畜禽废弃物。第二是为运输方便,畜禽场由农村、牧区向城郊转移。这样,导致农牧脱节,畜禽粪便无法就地消化;加之传统的有机肥料逐渐被化学肥料所替代,导致大量畜禽粪便局部集中,未得到有效利用和安全处置,使某些地区单位土地面积的粪便承载量过高[3]。随着畜牧业的发展,大量畜禽粪便给环境造成了污染。为实现牧业增效、农民增收、保证畜牧业的可持续发展,必须大力发展生态畜牧业。畜禽粪便的综合利用是循环农业产业链中的一个重要环节,近年来,畜禽粪便的无害化处理及资源化利用技术已日趋成熟,但利用比例却很低,畜禽养殖业的污染风险极大。主要原因有:一是,畜禽粪便清运和贮存不够规范,导致其含水量过高,后续利用难度变大;二是,资源化利用过程中释放一定数量的臭气;三是,延伸产品商品附加值低,企业积极性不高,难以进入流通环节;四是,一些资源化利用技术尚需进一步优化。
东北地区长达4个多月的寒冷期,给畜禽养殖业产生的面源污染赋予了很多特殊性,如冬季数月的污染物冻结在排水区域,直到春天融化,伴随着降雨集中大量进入水体中,造成地表水变黑变臭,甚至对农村地下水产生污染。
3 农业垃圾
3.1 秸秆
现阶段,农业生产过程中产生的农业垃圾主要是作物秸秆。前些年,受农业生产技术的限制,作物生物量较小,秸秆产量也不高,作物秸秆一般作为取暖和做饭用的烧柴。现阶段,农村的能源结构发生改变,秸秆需求量下降;而作物的秸秆产量大幅增加。这两个原因导致秸秆大量剩余,而东北的温度和降水量都低于南方,导致秸秆腐烂极慢,回田难度较大。因此,受秸秆资源化利用技术储备不足和禁止焚烧等因素的影响,在东北地区过剩的作物秸秆无序堆放已成为新的污染源头,应值得广泛关注。
3.2 农村生活垃圾
主要是农业人口在日常生活及相关服务中产生的垃圾。包括厨房垃圾、净菜产生的果蔬废弃物、煤灰、塑料、纸类等构成。由于农村一般没有环卫部门对其产生的垃圾进行收集和集中处理,因此农村垃圾处置不当,首先通过土壤渗透向四周迁移。其次,生活垃圾中含有大量有机物,在适宜的温度和湿度下被微生物分解,会释放出大量的二氧化碳、甲烷和微量的氨气和其它恶臭气体,污染周围大气环境,最后,对水体的污染。如果将有害废物直接排入江、河、湖、海等地,或是露天堆放的废物被地表径流携带进入水体,水体都可溶解出有害成分,毒害生物,造成水体严重缺氧,富营养化,导致鱼类死亡等。
近年来,松原市应用新型农业种植养殖技术,强化土壤环境治理,有效遏制了农业面源污染蔓延趋势。
1.重点开展测土配方施肥技术。松原市为保护黑土地、遏制因盲目施肥、过量施肥造成的土壤板结、盐碱化蔓延趋势,加大了测土配方施肥技术推广力度,引导农民增施有机肥、农家肥,减少化肥使用,提高耕地有机质量。目前,全市每年测土配方施肥技术推广面积约达320万亩,每年可减少化肥投入近2万吨。据检测,测土配方施肥地块的肥料利用率达到43%,明显高于普通地块肥料利用率不足40%的水平。
2.积极采用生物技术防治病虫害。松原市依据“预防为主,综合防治”原则,对病虫草害优先采用农业和生物措施防治,全市每年利用赤眼蜂防治玉米螟面积达40万亩。
3.利用降解膜取代传统塑料农膜。近几年,松原市一直试图利用易降解膜(液态地膜)取代传统塑料农膜,彻底消除田间“白色污染”。2015年,松原易降解膜示范面积达到5000公顷。
4.合理开发利用地表、地下水源。利用好“三江一河一湖”及自然泡塘,建设堤水排灌系统,提高地表水的利用率,减少受污染地表水残留。同时,因地制宜开发利用地下水资源,按照800~1000米的井距布局,打深、浅机电井,扩大地下水灌溉面积。
5.植树造林改善生态环境。松原市以农田防护林为重点,切实加快造林绿化步伐。目前,在严重干旱地区、一般地区的农田防护林网格密度分别达到12.5公顷和25公顷的规定标准。
6.大力推广秸秆还田。松原市通过推广使用大型联合收割机,实现秸秆粉碎直接还田。2015年,松原市秸秆还田量约为173万吨,其中玉米秸秆还田量约为100万吨、水稻秸秆还田量约为73万吨,占全市年度秸秆总量的19%。
7.加快推进标准化农业进程。松原市现已发展有机农产品面积达19.5万亩,绿色农产品基地48 万亩,无公害农产品基地82.5 万亩。
8.强化规模化畜禽养殖治理。“十二五”期间,松原市累计上报规模化畜禽养殖减排项目234个。全市畜禽规模化养殖污染物产生量为COD39300.826吨、氨氮733.32036吨,经过治理污染物削减为COD36581.214吨、氨氮558.69416吨,分别下降了6.9%和23.8%。
(松原市政府 供稿)
摘要 人口的快速增加和对粮食需求的不断扩大,迫使农田施肥量不断增加,使农业面源污染治理面临巨大的挑战。为了更好地控制农业面源污染对水环境、生态环境和大气环境造成的影响,以及实现土地的可持续利用和农业的可持续发展,对农业面源污染的特性、治理措施和存在的问题及未来发展的方向进行较为详细的阐述,以期能为制定合理的治理措施提供一些有价值的参考。
关键词 农业面源污染;特征;治理措施;问题;对策
广义的农业面源污染是指农业生产活动造成的污染,它是一种常见的面源污染。随着人口数量和粮食需求的不断增加,促使农业中施肥量的不断增加,最终导致了农业面源污染状况日益加剧。为了缓解农业面源污染的不断恶化,许多有效的措施被应用。为了更好地治理农业面源污染,有必要对目前治理方法、存在的问题及未来发展方向进行较为详细的阐述,最终实现农业可持续发展的目标。
1 农业面源污染的特性
掌握农业面源污染的类型、特点及其影响的对象是有效治理农业面源污染的前提条件。农业面源污染按来源不同可以分为以下几类:农药、化肥污染;畜禽养殖污染;农村生活污染;其他污染。农业面源污染的特点:分散性;随机性和不确定性;滞后性与隐蔽性;不易监测性;防治难度大。农业面源污染对环境的影响分为3类:水环境、土壤环境及大气环境影响。
对水环境的影响包括以下3个部分:河流水质恶化及湖泊富营养化;污染饮水源,影响人体健康;水体生态系统服务功能下降。对土壤环境的影响包括以下3个部分:破坏土壤结构,土壤质量下降;威胁微生物多样性,破坏土壤生态系统的稳定性;通过食物链影响人体健康。对大气环境的影响也包括以下3个部分:增加了温室气体排放;空气质量下降;空气中微生物菌落增加,加速了病原体的传播。
2 农业面源污染的治理措施
针对农业面源污染的不同类型和机理,国内外的专家学者进行了大量的研究,提出了很多措施和方法,归纳起来主要包括生物措施、化学措施、农业措施。
2.1 生物措施
2.1.1 人工湿地法。人工湿地污水处理系统是一种应用较为广泛的污水处理系统。它是以自然湿地为主体发展起来的污水处理技术,通过自然生态系统中的物理、化学和生物三者间的协同作用来实现对污水的净化。该技术的优势在于成本低、排污效率高,因此得到广泛的应用。
2.1.2 蚯蚓生态池。该技术是由法国和智利共同开发,主要服务对象是农村生活污水处理。该方法通过向土壤中接种蚯蚓,实现改善土壤中的环境及土壤结构,提高污水处理效率[1]。李军状等[2]研究表明,该方法对农村污水处理效果显著,化学需氧量(COD)、氨态氮(NH4+-N)、全氮(TN)、全磷(TP)的去除率均在70%以上[2]。然而,目前该方法在应用过程中亟待解决的2个问题:如何使蚯蚓保持长期的活性;长效性的检验。
2.1.3 稳定塘。稳定塘是一种利用天然净化能力的生物处理构筑物的总称,主要通过菌藻类之间的相互作用实现对废水中有机污染物的处理。稳定塘污水处理系统具有投入少、运行成本低、操作及维护便捷、除污效果显著等优点,因此得到广泛的应用。为了该技术的广泛应用,国内外的专家学者对稳定塘的除污机理进行了深入地研究。Maynard等[3]进行了稳定塘中有机物除污试验,结果发现即使在三级处理塘中,BOD5的去除率能达80%,而在整个系统中对BOD5的去除更可高达90%以上。Babu 等[4]、Silva等[5]研究证明,硝化-反硝化、水生植物吸收、NH3挥发这3个过程是藻类稳定塘除 TN 的机理。然而目前尚未明确哪种机制在去除TN过程中起到决定性的作用。对于稳定塘对磷的去除效果发现,除磷受到诸多因素的影响,而水生植物及底泥的类型在去除过程中影响显著,但对于是以生物吸收还是化学沉降为主导存在一定的分歧[6]。为了更好地发挥该技术,国内外的专家学者针对稳定塘在应用中出现的水力停留时间较长、占地面积较大、积泥严重等不足之处进行了改进和完善,使稳定塘的类型更加多样化,例如高效藻类塘[7]、水生植物塘、悬挂人工介质塘、超深厌氧塘[8]、移动式曝气塘;另外,还包括一些复合式塘,如多级串联塘[9]、高级综合塘系统(AIPS)[10]、生态综合系统塘(Eco pond)[11]等。
2.1.4 生物膜法。生物膜法是利用微生物自身的分解功能,通过人为控制的方式提供有利于微生物生长繁殖的环境,加快微生物的繁殖,由此提高对污水中有机物的氧化降解效率。为了更好地应用该技术,一些专家和学者对生物膜法的除污机理和效果进行了研究。Wu等[12]开展了自然生物膜对N、P等元素去除效果和机理的研究,结果发现除污机理如下:首先生物膜将沉积于膜上一部分营养物质转化为细胞质,进行生长繁殖,最终成为生物膜中新的活性物质;生物膜自身有很强的吸附能力。吴 迪等[13]通过试验研究发现,一体化生物膜技术对农村污水中COD、BOD、NH4+-N、TN、TP和SS平均去除率均在70%[13]。生物膜法除了能够去除肥料中N、P,对于去除水环境中重金属也效果显著,而且大大降低了造成二次污染的几率[14]。研究还发现,生物膜法能够有效去除有害藻类,改善水质。这些研究结果充分证明生物膜是一种有效治理农业面源污染的措施。
2.2 化学措施
目前,化学措施已成为处理农业非点源污染中一种重要的方法。该方法主要通过向土壤中施加土壤改良剂的方式减少土壤中N、P的流失,改良剂主要包括硫酸亚铁、聚丙烯酰胺(PAM)和生物碳(biochar)等。姬红利等[15]对3种土壤改良剂(硫酸亚铁、硫酸铝和聚丙烯酰胺)和1种土壤消毒剂(五氯硝基苯)的改良效果进行了研究,结果发现:径流雨水中TP和TDP值降幅明显,上述土壤改良剂的施用对降低P流失效果显著。生物碳由于自身具有良好的吸附能力、成本低廉以及良好的生物亲和性,被广泛的应用到农田养分、盐分的释放控制上。Ding等[16]对生物碳的改良效果进行分析评价,结果发现,将0.5%的生物质炭施入农田表层20 cm后,土壤中的NH4+-N损失量明显减少[16]。上述结果说明化学措施的除污效果,但化学措施是否会造成土壤环境风险还需要进一步深入研究。
2.3 农业措施
合理的种植结构也是治理农业面源污染的一项重要措施。它通过选择合适的作物类型、合理种植模式及种植制度,从而达到合理施肥的目标。对于合理种植结构研究方面相关人员也取得了很多成果。研究发现,将豆科绿肥与稻麦轮作相结合不仅能够减少氮肥的施量,同时还能对稻季的氮素进行补充。Qiao等[17]通过对水稻+紫云英轮作的试验发现,冬季用种植紫云英代替小麦,稻季不施加氮肥,水稻的产量仅比常规种植常量减少5%。如果补充常规施氮量的30%,不仅可以保证产量,甚至还可以增产。王 静等[18]通过对滇池流域蔬菜产地的调查研究发现,合理的轮作方式能够减少菜地中N、P的盈余量,并推荐了适合当地的蔬菜轮作方式和蔬菜花卉轮作方式。对于合理种植结果的研究虽然取得了一定的进展,但目前研究作物的类型较少、种植模式及种植制度还多以传统方式为主,若想使种植结构在治理农业面源污染中发挥更大的作用,需要对上述几个方面进行深入地研究。
3 农业面源污染治理中存在的问题及对策
通过多年调查和总结发现,农业面源污染治理中存在的问题主要变现为:过分重视点源而忽视面源;产业结构不合理、基础性工作开展不够、缺少对污染的认识和环保意识;尚无完善的政策、立法及相应的管理体制。若想实现土地与环境的可持续发展,需从以下几个方面进行完善:完善相关政策法规,明确管理部门的职能;引进国外先进技术的同时,加快自主技术的研发;加强宣传,提高全社会对农业面源污染的认识和重要性;建立完善的监测评价标准及预警体系。
4 展望
目前,对于治理农业面源污染虽取得了很大的进展,但农业面源污染的问题会随着人类对粮食需求的不断扩大而显得越发突出。对于治理措施方面需要做以下几个方面的工作:拓展思路,对尚未明确的机理继探索;多学科交叉研究;利用先进的地理统计系统、卫星系统、数学模型进行研究。通过多年的实践证明,农业面源污染的治理不仅需要先进的科技手段还需要更加合理的管理体制。为此,对于管理体制需要采取以下措施:明确职责;完善法律法规;加强环保意识宣传。只有两者相互协调才能使得农业面源污染治理取得更大的进展,加快实现农业可持续发展的目标。
摘要 通过节水、节肥削减农业面源污染是一条促进农业可持续发展的有效途径。针对云南省主要农业面源污染氮、磷的流失问题,探讨控制农业面源污染的技术和措施。节水灌溉技术、水肥一体化等技术措施的推广应用,既可节水、节肥,提高农业抗逆能力,也可有效控制面源污染源氮、磷,适合云南省山地农业推广应用。
关键词 农业面源污染;控制措施;山地农业;云南省
云南省土地面积有94%为山区,耕地中48.5%为坡耕地,大面积的坡耕地容易发生地表径流。2007年进行的第一次全国污染源普查云南省农业污染源普查报告数据显示:云南省农业污染源排放到环境的COD占全省总排放量的11.31%,为8.12万t,总氮排放量占全省总排放量的31.02%,为6.17万t(氮肥径流和淋溶5.60万t,占90.8%),总磷排放量占全省总排放量的63.44%,为6 635.32 t(径流流失5 338.05 t,占80.4%)[1]。笔者就农业面源污染源的氮、流失及控制措施进行分析。
1 农用化肥流失概况
我国农田施用化肥利用率较低,平均总损失率约60%[2]。化肥被作物利用的越少,流失到环境中的就越多,造成环境污染也严重。
1.1 肥料中氮、磷的流失机理
化学肥料中20%~70%的氮被作物吸收,其他的氮一部分与土壤结合或者以硝酸盐形式存在地下水中,一部分残留在土壤中经氨化和反硝化作用挥发到大气中或渗透到土壤的深层,另有一部分则直接挥发进入大气。由于土壤对有机磷的吸附力弱,在土壤中磷即将饱和时,化肥的施用和牲畜粪便将引起有效磷和颗粒磷的流失。
1.2 云南省化肥使用情况及氮磷污染分析
2013年,云南省共销售化肥实物量581万t,施用比例严重失调,加之云南省大多数土壤偏酸性,过多的化肥使用不仅导致部分土壤产生盐化、酸化,农田径流流失的氮、磷更多,易导致地下水和饮用水硝酸盐含量超标,造成水体污染及水体富营养化[3]。
2 氮、磷污染物流失控制措施
通过提高施肥技术、改变施肥方式等措施减少化肥的用量,科学灌溉防止或减少水土流失,可从源头和过程中有效控制农业面源污染。近年我国多地也在大力推广节水灌溉技术及水肥一体化技术,这些技术的推广使用能有效控制氮磷流失。
2.1 节水灌溉技术
开展农业节水,推广节水灌溉技术,不仅可以减少用水量,而且可减少排水量,减少农业面源污染。有资料显示,较常规施肥方式,采用节水的薄露灌溉方式,加上合理的灌排技术能够减少污染物的排放,氨氮、总氮、总磷的减排量分别达到65%、45%、70%,效果显著[4]。
截至2010年末,云南省共发展高效节水灌溉面积5.92万hm2,节水灌溉措施既能使粮食增产,也能提高化肥利用率,是一项节水减排的好措施。“十三五”规划中,云南省将投入大量资金发展高效节水灌溉。借助云南省大力发展高效节水灌溉的技术,可有效控制云南省山地农业化肥氮、磷流失。
2.2 水肥一体化技术
利用水肥一体化技术肥料利用率可提高30%~50%,该技术因水、肥利用率的提高,大幅度节水、节肥,减少氮磷流失[5]。主要模式如滴灌水肥一体化技术、微喷灌水肥一体化技术、膜下滴灌水肥一体化技术等都可选择性地在云南省推广使用。
3 其他面源污染控制技术
测土配方施肥技术也是一项能有效控制农业面源污染的措施,若配合缓释肥料、控释肥料和稳定性肥料的应用,可更有效地减少化肥用量,大幅度削减农田氮磷流失,特别适宜云南省种植的果树、蔬菜、林木等长生育期的经济作物。
同时,生物有机肥、有机无机复混肥等也能提高土壤有机质含量、促进土壤中有益微生物的繁衍从而提高肥料利用率、减少流失,也是控制面源污染的有效技术。
4 结语
大力发展应用节水、节肥技术才可减少化肥用量、大幅度削减氮磷流失,从源头上控制农业面源污染。随着云南省高原特色农业和庄园经济的蓬勃发展,农业产业化对灌溉用水高效率、高效益的需求日益增大,面对云南省农业用水的严峻形势,在云南省大力发展以喷灌、微灌、管道输水灌溉为主的高效节水灌溉技术,尤其水肥一体化技术,既可减少农业用水、用肥量,缓解云南省水、肥资源供需矛盾,增强农业抵御旱灾能力,又可控制农业面源污染。
[摘 要]黑龙江省的农业发展比较快,由于很多人的环保意识不强,所以在农业生产的过程中,对周围环境造成了污染。本文对黑龙江省农业面源污染的危害以及污染的现状进行了分析,还对防治黑龙江省农业面源污染的措施进行了介绍,希望可以突破黑龙江农业发展的瓶颈,提高其农业发展水平,促进我国国民经济生产总值可以更快的提升。
[关键词]黑龙江 农业 面源污染 危害 防治 措施
农业面源污染主要是指农药、致病菌、肥料等污染物引起的水质破坏、大气破坏等问题。农业面源污染与人们的农业生产有着密不可分的关系,其涉及的范围比较大,隐蔽性强,而且很难监测与控制。农业面源污染对农村生态环境有着较大的影响,如果不对农业面源污染进行有效的控制,会造成严重的结果,会威胁人类的健康生存。农业面源污染防治工作的顺利展开,还需要借助相关法律法规,要建立监督管理体系,这样才能更好的对农业面源污染进行治理。
一、农业面源污染的危害
农业面源污染是农村比较常见的污染问题,其影响了农业生产,也降低了农村的生态环境,面源污染会对水环境造成污染,会降低水质,威胁着人类的身体健康。近年来,随着黑龙江农业的不断发展,其经济水平得到了有效的提升,很多人忽视了环境保护的重要性,为了提高粮食的产量,使用了较多的农药,并且对沉积物、农药残留以及废料没有进行合理的控制以及处理,黑龙江省生态环境呈现出了不断恶化的局面,黑龙江省受污染的农田不断增多,这不利于保证农产品的安全,这也阻碍了黑龙江省农产品出口贸易的发展。农业面源污染会影响当地蔬菜瓜果的质量,会使蔬菜瓜果的农药残留超标。据统计,在2010年,黑龙江省生产的蔬菜中有机磷类农药残留超标率达到了15%,而铅类金属硝酸盐招标率达到了60%,有的地区蔬菜瓜果有害物质超标率达到100%,严重不合格,这些产品不符合国家食品安全部门提出的要求,所以,必须对农业面源污染进行有效的控制。农业面源污染会对水体、土壤以及大气造成污染,还会破坏人类居住环境的生态平衡,会对人们的身体产生不利影响。
二、黑龙江省农业面源污染的现状
黑龙江省的农业资源丰富,农业生产的自然条件也比较优越,所以,其农业经济的发展比较快。黑龙江的农业区域面积比较大,在农业生产的过程中,会使用大量的化肥,会产生较多的农作物秸秆,还会产生很多的农膜残留,由于环保工作不到位,所以农村的生态环境遭到了较大的破坏,水体、土壤以及大气受到了严重的污染,不利于实现农业的可持续发展。
1、化肥污染
化肥污染是农业生产中比较常见的污染源,化肥污染是指在农业生产的过程中使用了过量的化肥,造成了土壤的污染,有的化肥淌入河流后,还会造成水体的污染。一般氮肥的利用率为30-40%,磷肥的利用率为10-15%,钾肥的利用率为40-60%,由于很多农民在施肥时都存在过量的问题,所以,当地的土壤结构越来越差,农作物的产量也逐年减少。氮肥在施撒的过程中,会造成氮逸失,这会对大气造成污染,会破坏臭氧层。在施肥的过程中,如果操作不当,会增加大气环境中CO2的含量,会造成温室效应,过量的化肥,还会造成农产品重金属超标,不利于保证农产品食用的安全性。
2、农药污染
目前我国农药年产量50万吨,位居世界第二。我国每年农药的使用量在23万吨左右,平均使用农药2.33kg/hm2,其中浙江和上海用药水平最高,分别达9.96 kg/hm2和9.85 kg/hm2。目前我国农药的过量施用在水稻生产中达40%,在棉花生产中超过了50%。我国使用农药中杀虫杀满剂占62%,杀菌剂占21%,除草剂占17%。农药的不合理使用,在一定时间内或多或少都有部分残留或超量残留在农作物上,导致农产品农药残留量增加,严重影响了人民的身体健康和出口贸易。
畜禽粪便的污染
3、农膜污染
农膜污染也称为白色污染,是指使用农膜后,没有对其进行回收,造成了农膜随意放置的问题。农膜是一种高分子有机化学聚合物,其在土壤中不易被降解,而降解后也会产生有害物质,如果不对农膜进行合理的处理,会污染土壤环境,还会对农作物的生长造成影响,威胁了农产品的安全,也威胁着人们的身体健康。黑龙江省由于气温比较低,所以,对农膜的使用量比较大,很多地区使用的都是不可降解的地膜,具统计,在地膜残留比较严重的地区,农作物减产达到了20-30%,对农业的发展造成了不利的影响。
4、畜禽粪便的污染
近几年,黑龙江省畜禽养殖业迅速发展,每年畜禽粪便及粪水的排放量逐年增加,畜禽粪便污染问题成为当前农业面源的主要污染源之一。畜禽粪便不经任何无害化处理就直接排放,这些畜禽粪便携带大量的大肠杆菌、寄生虫卵等病源微生物和大量的氮、磷等进入江河湖泊,不仅污染养殖场周围的环境,而且导致水体和大气的污染,更是我国江河湖泊富营养化的主要污染源。
三、防治农业面源污染对策与措施
1、广泛宣传教育,营造防治农业面源污染的社会氛围
加强对农民的宣传和教育,让农民知道农业面源污染的危害和原因,认识到控制农业面源污染对于农业环境安全,对于巩固农业的基础地位,进而确保全面建设小康社会宏伟目标顺利实现的重大意义。要重视舆论宣传,充分发挥电台、电视、报刊、网络等大众媒体的作用,提高公众的认知度、环保意识和参与意识。
2、进行循环利用,降低农业面源污染的数量
大力推广示范“农田水微循环利用”、“稻田养鱼(鸭)”、“猪-沼-果(菜)”等新的模式和技术,进行循环利用,降低农业面源污染的数量。如发展以沼气为纽带的庭院式生态农业模式,将种植业、养殖业与沼气使用相结合,以获得最佳的生态效益与经济效益。使用沼液替代传统的农药浸种,减少了农药的使用量,减轻农药对农田的污染;沼液、沼渣是优质的有机肥,沼肥的施用减少了化肥和农药的施用量,提高了土壤有机质的含量,减轻了化肥和农药对农产品、土壤和水体的污染。
3、完善法律法规,依法控制和减少农业面源污染
认真贯彻执行《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国农业法》等现有法律法规,严格执法程序,加大执法力度,做到有法可依、违法必究。制订和完善农产品生产和安全质量标准、农产品基地环境质量和污染物排放标准,积极推进农产品标准化生产。完善无公害农产品、绿色食品、有机食品的奖励扶持政策,依法控制和减少农业面源污染。强化农业面源污染治理的制度建设,使农业面源污染治理真正纳入法制的轨道。
四、结语
本文对黑龙江省农业面源污染的现状进行了介绍,还提出了防治的方法,希望对农业工作者有着一定的启示作用,可以在今后的农业生产中,加强环保意识,加强对化肥、农药的控制,还要制定相关法律法规,做好对农产品中有害物质含量的检测,避免出现食品安全问题。在从事农业生产时,要避免造成资源的浪费,还要减少对周围环境的破坏,做好农膜以及畜禽粪便排放的控制以及治理工作,要加强环保知识的宣传,提高人们的环保意识,加强对面源污染的认识,从而实现黑龙江农业的可持续发展。
摘要 漓江水系由19条支流组成,是桂林市人民的母亲河,漓江又是中外游客向往的旅游圣地。然而随着农业生产的不断发展,农业投入品的大量使用,漓江水质也受到了一定程度的污染。近几年来,农业部门对漓江水系农业投入品的使用进行了调查,依据调查提出了还漓江水质原貌的治理建议,旨在保护桂林市人民的母亲河和确保漓江两岸人民生活用水安全。
关键词 漓江水系;农业面源污染;调查;治理建议
漓江水系是珠江水系主要发源地之一,由19条支流组成,是桂林市人民的母亲河。漓江两岸景色迷人,是中外游客向往的旅游圣地,年接待游客数千万人次,旅游收入数百亿元,成为桂林市经济收入的一个重要组成部分。
漓江流域范围自兴安县境内的猫儿山开始至阳朔县普益乡与平乐县福兴乡交界处,进入桂江流域;覆盖4个县5个城区总计48个乡镇587个村委会,总人口229万人,农业人口160余万人;流域面积5 959 km2,占全市总面积的21.43%。
据统计,2013年漓江流域内耕地面积10.2万hm2,农作物播种面积24.02万hm2,复种指数2.35,低于全市平均复种指数0.42个百分点。粮食产量51.23万t,水果总产量35.02万t,肉类总产量19.56万t,森林覆盖率为54.26%。2013年,流域内农业生产总产值442 902万元,其中:种植业总产值176 250万元,占农业总产值的39.79%;林业总产值25 629万元,占农业总产值的5.79%;牧业总产值227 470万元,占农业总产值的51.36%;渔业总产值13 553万元,占农业总产值的3.06%。农民人均纯收入7 625元,低于全市农民人均纯收入8 361元8.8个百分点[1]。
1 农业面源污染成因调查
农业面源污染来源于多方面,产生于多种原因。笔者从农业生产所需的原材料(包括化肥、农药等)方面,以及农业生产带来的废弃物(如垃圾、污水、粪便等)方面深入调查研究,将农业面源污染总结为如下几点原因。
1.1 农业生产技术相对落后,化肥、农药等使用不科学
在施肥方面,根据发达国家公认的化肥折纯量安全值为225 kg/hm2,据研究数据显示,2012年漓江流域内该值为280.5 kg/hm2,远超出国际标准近25%。其中化肥施用量过大问题主要集中于水稻与蔬菜种植,氮、磷、钾施用比为1.00∶0.34∶0.28,其施用量大于该值最佳比(1.00∶0.52∶0.34),加之化肥施用80%以上通过表面撒施方法进行,造成70%以上的氮、磷、钾元素流失,严重降低了化肥的使用效率,并造成了土质板结劣化,是导致农业污染的重要原因之一。在农药使用方面,据2012年调查数据显示,漓江流域农药平均使用量约为8 kg/hm2,由于农药喷洒技术相对落后,其中只有20%~30%的农药有效用于农业除害,绝大部分农药流失到了周边的空气、水体与土壤中,这也直接造成了农业面源污染。
1.2 农业生活、生产废弃物处理方式不当,无害化处理力度不足
据统计,2012年漓江畜禽存栏量4 600余万头(只、羽),1年所产生的粪便总量达到6 800万t以上,其中60%左右的粪便直接排放到土壤、水体中。除此之外,漓江流域内农业人口达213万人,1年生活产生的废弃物总量约7 782万t(其中粪便总量约142万t、生活垃圾总量约80万t、生活污水总量约7 560万t),其中70%废弃物未作任何无害化处理。可见,农业生活、生产所产生的废弃物是农业污染的又一重要原因。
1.3 环境保护意识淡薄,生产资料循环利用率低
农地膜随地处置,农作物秸秆焚烧现象在漓江流域内较为普遍,据统计,2012年流域内农地膜平均使用量为150 kg/hm2,基本上是一次性使用后便不再回收利用,由于农地膜不宜降解、腐化,残留的农地膜对土壤的土质以及农作物的生长都将带来负面影响,造成土壤环境污染。此外,每年农作物秸秆体量庞大,其中10%~20%的秸秆用于农村生活能源,其余大部分都就地焚烧,燃烧所释放的有毒化学物质直接造成了空气污染。由于环保意识淡薄,部分聚酯类农业包装袋随意丢弃,深入土壤、沿着地表径流进入水体,造成环境污染[2]。
2 农业面源污染治理存在的问题
2.1 法律法规宣传与落实不到位
广西桂林自治区已于2011年底人大常委会会议表决通过了《广西壮族自治区漓江流域生态环境保护条例》,但该条例宣传力度有待加强,通过走访调查结果显示,不足10%的流域内农业从业者知悉该条例,由此可见,农业环境保护执法并不乐观,并未切实落实。
2.2 农业环境保护经费不足,政府财政投入欠缺
农业环境保护是一项功在当代、利在千秋的事业,需要在技术研究、实验创新、成果推广、技能培训、法制宣传等多方面长远布局,需要大量的经费支撑。然而,目前政府在农业环境保护方面财政投入占比小、经费少,难以建立良好的农业环境保护体系,使得农业面源污染防治工作的稳步推进难度较大。
2.3 农村可持续发展意识薄弱,农业环境保护科技含量较低
由于环境保护教育力度不足、法制法规宣传力度不够等多方面因素,农业从业人员往往在环境保护方面意识淡薄,导致污染情况随处可见。加之目前漓江流域内农业生产现代化步伐较为缓慢,农业环境监测能力严重不足,无法通过健全的监控体系实现环境质量检测与预警,导致农业面源污染处于恶性循环中。
3 农业面源污染治理建议
3.1 以可持续农业为核心,发展节约型农业经济
着力实现从传统粗放型农业经济向节约型有机农业模式改变,提高生产废弃物的无害化治理程度,对农业废弃物进行合理再利用,将废弃物变废为宝,全面提升综合效益,实现现代化农业良性循环。具体而言,大力推广农村清洁能源,利用沼气综合技术将农业生产废弃物(如畜禽粪便等)转变为清洁能源,降低了能源成本,解决了废弃物处理问题,减少了对农业生态环境的污染。除此之外,还可以利用锻压技术将秸秆回收制造成装修合成木板,创造附加价值,推动可持续农业稳步发展[3]。
3.2 科学推广农业生产原料使用方法,从源头控制农业污染
一方面注重优化农肥施用格局,利用科学技术对畜禽粪便进行无害化处理,使其便于施用,提倡用有机肥料代替化学肥料,进而提升土壤土质。另一方面提升农药喷洒自动化程度,实现全面科学施药、安全施药,并科学规划农药使用量与使用频度,提高农药使用率,降低农药施用对农业环境造成的污染。
3.3 建立统筹治理多方协同机制,营造全民防护治理氛围
农业污染防护与治理繁冗复杂,需要政府、社会与全民多方协同,建立完善的统筹治理、高效协同机制尤为关键。其中,政府应不断完善、细化环境保护与治理相关法律法规,做到有法可依、执法必严、违法必究,使得相关法规切实执行,除此之外,应加大教育、宣传力度,将农业环境保护深入到每一位农业从业人员心中,政府还应考虑对农业从业人员的补贴优惠政策,农民遵纪守法的同时切实得到实惠,使得农业环境保护与经济发展协调统一[4]。
3.4 加大农业环境保护投入,深化农业技术变革
“科学技术是第一生产力”,强有力的科学技术是推动传统农业向现代化农业转型的动力。政府在重视综合执法、综合监管的同时,应加大对农业环境污染防护与治理的财政投入,积极推广新理念、新技术,为新产品的研发、试验、应用、推广及宣传保驾护航,鼓励科研院所、社会企业投身到农业污染防护与治理的系统工程中,深化农业技术变革。
摘 要:黑龙江省作为我国农业资源大省,农业面源污染问题十分严重。在阐明黑龙江省农业面源污染状况的基础上,分析其治理政策中产业政策不尽合理、财政支持能力较弱和环境污染政策缺失等问题;在总结美国、德国和日本农业面源污染治理政策经验的同时,提出完善污染治理政策法令、强化财政治理污染办法和加大技术治理污染力度等对黑龙江省农业面源污染治理的借鉴措施。
关键词:农业环境;农业污染;污染治理;财政投资;技术治理
面源污染又称非点源污染,是指在农业生产过程中施用化肥、喷洒农药、畜禽粪便和生活垃圾等污染物,通过地表径流、农田排水和地下水灌溉等方式形成的水环境污染。其特点主要是污染源分散、类型多样、地理边界广泛、控制难度大及治理困难;而点源污染是指有固定排放口的污染源,主要在工业生产过程中和城市垃圾处理时所形成的污染。近年来,我国农业环境面源污染问题日趋严重。黑龙江省作为我国农业资源大省,农业面源污染问题更为突出,这已成为制约黑龙江省农业可持续发展的瓶颈之一。
一、黑龙江省农业面源污染的基本状况
截至2014年底,黑龙江省总人口3 833.0万人,其中乡村1 609.5万人,占总人口42%;农作物播种面积1 477.5万公顷,其中粮食播种面积1 422.7万公顷;谷物面积1 079.7万公顷,其中,粮食作物水稻399.7万公顷,小麦12.3万公顷,玉米664.2万公顷,谷子0.8万公顷,高粱2.7万公顷,水稻、小麦和玉米面积3项同比均有下降;水土流失面积1 085.0万公顷,治理水土流失面积370.8万公顷,占流失面积的34.2%。黑龙江省农业面源污染主要包括农用化肥、农药使用、畜禽养殖和塑料薄膜污染等方面,其中,化肥和农药是造成土壤板结、土壤能力下降、农产品有毒污染的重要因素,也是河流湖泊水质不断恶化的主要来源[1]。
(一)农用化肥污染状况
近5年(2010―2014年)黑龙江省农用化肥施用量呈现逐年增长的趋势,见表1。
从统计数据及表1上看,2010―2014年黑龙江省粮食产量从5 012.8万吨增加到6 242.2万吨,5年增长了24.53%;化肥施用量从214.9万吨上升到251.9万吨,增长了17.21%。但粮食产量和化肥施用量的增加(如表2所示),导致了农业自然资源的退化和严重的环境污染。
从表2中看,2014年黑龙江省化肥施用量(实物量)依次排序为农垦总局(124.03万吨)、哈尔滨市(118.55万吨)、绥化市(90.83万吨)、齐齐哈尔市(80.56万吨)和佳木斯市(45.49万吨);化肥施用折纯量为251.93万吨,其中,氮肥折纯量占35.31%,磷肥占20.80%,钾肥占15.02%和复合肥占28.87%;化肥流失的重点流域主要是松花江哈尔滨江段干流流域、额木尔河流域、乌裕尔河流域、呼兰河流域和三江平原地区挠力河流域等。但不合理的大面积使用化肥,引起了氮磷流入地表水和地下水,以及湖泊、河流的富营养化,水藻生长过剩,导致水生生物缺氧死亡。其土壤中形成的硝态氮还原成亚硝酸盐引发高铁蛋白症及癌症等疾病,危害人们的健康与生活。过量施用化肥导致土壤肥力下降,但为维持粮食高产,农户们又不得已逐年增加化肥投入,导致恶性循环,农业面源污染更为严重。
(二)农药使用污染状况
全球气温变暖导致了严重的病虫灾害,使得农药使用量逐年增加。黑龙江省土地面积广阔,农药使用总量居于全国前列,其中部、北部松嫩平原与小兴安岭山区交界处区域农药使用密度高,而松嫩平原地区特别是西部地区病虫害严重,农药使用量更大。
2010年黑龙江省农药使用总量为7.4万吨,2014年增至8.7万吨,增长了17.57%。目前黑龙江省使用的农药主要是被禁止的高度农药和杀虫剂,而高度农药喷洒农产品的有效率仅为10%―20%,其他成分随着降雨流进河流、土壤中造成污染。佳木斯市、黑河市和大庆市是高度农药重点使用地区,应积极推广使用生物农药来控制农作物的病虫害。
(三)畜禽养殖污染状况
我国实施强农惠农政策,有效地促进了畜牧养殖业的快速发展,其规模化、集约化、标准化、区域化程度不断提升。畜禽粪便的污染物是工业固定废弃物的2.4倍,但目前无论是大规模的养殖场还是家庭式的养殖散户,对畜禽粪尿处理都达不到规定的标准。至2014年底,黑龙江省有大牲畜536.6万头、家禽13 940.1万只(详见表3),其粪便的大量堆积导致地块土质过肥,被随意冲洗或堆放的禽畜粪便在降雨后进入地上和地下水中,严重影响了水质安全,易致人畜疾病。因此,随着黑龙江省畜禽养殖业的发展,加之环保设备不足和资金投入有限等因素,更加大了禽畜养殖污染治理的难度。
(四)塑料薄膜污染状况
进入21世纪以后,黑龙江省农业塑料薄膜在大棚覆盖、水稻育秧和蔬菜栽培等方面的使用数量逐年增长。例如,2000年黑龙江省农薄使用数量为5.3万吨,2014年上升到8.4万吨,增长了58.49%。农用地膜覆盖虽具有保水、保温、保肥、抑制杂草生长等作用,但其使用过的农膜往往不能循环利用,而大多数的废弃农膜被弃置于田间地头。
农膜是人工合成的高分子化学物质,主要成分是聚乙烯和聚氯乙烯,自然条件下难以在土壤中自然分解,更难做到彻底清除,几乎需要几十年甚至是上百年才可能完全分解。残留在土壤中的碎片切断了土壤孔隙,影响着水分渗透,降低了土壤抗旱能力,导致土壤次生盐碱化,且长时间使用塑料薄膜还会阻碍农作物正常吸收水分和养分,减少农作物的产量,同时对农村环境景观也造成了不良的影响。
二、黑龙江省农业面源污染治理政策存在的问题
黑龙江省在实施治理农业面源污染政策方面,虽取得了一些成就,但也存在一定的问题亟待予以解决。其问题主要表现在以下三个方面。
(一)产业政策不尽合理
近年来,我国产业政策的制定偏向于以市场为主导的产业经济结构调整,从过去的单纯以农业为主体转向农林牧渔多产业的协调发展。随着农业生产技术水平的提高,黑龙江省农业得到了快速、稳定的发展。黑龙江省农林牧渔业产值及增长率见表4。
从表4中可以看出,2005―2014年10年间,黑龙江省农业总产值从1294.4亿元增加到4 894.8亿元,增长了278.15%,其中农业、林业、牧业、渔业均有增长,其增长速度分别为319.64%、190.79%、222.22%、274.82%。黑龙江省农业结构的调整虽对农业总产值做出了贡献,但导致的风险是农业面源污染的持续恶化。其原因主要有包括两个方面。一是林业和渔业产值的大幅度增加占用了一部分农业种植耕地,农民为追求单位粮食产量利益的最大化而大面积施用化肥促进土壤肥力,但化肥使用量与强度增加却超过了农业环境的负荷承载力,从而带来面源污染。二是牧业产值的不断增加也增加了畜禽粪便数量,其中一部分通过污水的分离处理排入农田达到了良好的利用效果,但大部分采用露天堆放或直接排入河流的畜禽粪便,却导致了空气及水方面的污染。
(二)财政支持能力较弱
我国政府和黑龙江省地方政府虽对农业面源污染治理采取了一定的措施,但运用财政政策支持农业面源污染治理能力不足,与农业可持续发展政策目标还有较大的差距。从2014年黑龙江省地方公共财政支出上看,农林水事务支出为487.67亿元,占地方财政总支出(3 434.22亿元)的14.20%,但农林水事务支出中几乎没有治理农业面源污染的支出。
因此,亟待财政支持面源污染治理的问题主要包括:缺乏有效的财政支持,政府没有设立用于农业面源污染防治的专项财政资金;农业面源污染治理的关键是制定并执行限定性农业生产技术,显然目前没有对农业生产及环境技术的财政投资或投资极少;对农业面源污染治理相关的农业基础设施投入较少,更缺少力度较大的直接财政投资;财政补贴农业生产的化肥、农药和农膜等资料虽支持了农业发展,却导致了土壤和水资源的污染[2]。
(三)环境污染政策缺失
目前,无论是国家还是黑龙江省地方政府,都缺乏全面、系统的农业面源污染管理政策法令,仅是针对污染源地区的农药和化肥使用出台了部分限制性政策,以及畜禽废弃物和秸秆环境管理的规章等,缺少针对污染源的全面规制管理,这在客观上也纵容了污染行为的发生,导致农业面源污染治理实践中既无章法可依、又存在执行偏软的问题。
因此,必须科学、规范制定农业面源污染治理的法律法规或实施办法,特别应严格细化面源污染的责任或惩处条款,适时开征环境保护税(费),使之有专法可依,严格依法行政行为。此外,在实际工作中应积极加大对农业面源污染行为的打击力度,并严格惩处,迫使其增加农业面源污染的成本费用或损失,以避免或减少农业面源污染的发生。
三、国外农业面源污染治理的政策经验
(一)美国农业面源污染治理的政策经验
1.充分发挥生态税收功效。美国是最早推行生态税收的国家,20世纪60年代主要是对环保产业实施减免税优惠,70年代对硫化物排放提出征税议案,80年代对环保领域征收生态税收。在农业面源污染治理中,主要是发挥生态税收功能,对农村面源污染者征收消费税和环境收入税。1986年美国国会审议通过环境收入税,该税明确规定,企业收入超过200万美元的,就超过的部分计算纳税,并对生产、进口、贮存、流通和使用中产生污染的化学品按不同比例征税。美国1991年开始对购买环保和循环利用的设备给予免征销售税、财产税和税收抵免等优惠,并允许5年内采用加速法计提折旧;为控制农业面源污染,美国州政府也相应实行减免政策,如州政府按其实际人口数及比例予以税收减免等[3]。近年来生态税收的实施收到了良好的预期效果,生态环境得到改善,生活质量显著提高。
2.专项治理财政资金支持。美国生态税收是在“后工业时代”(以服务型经济、技术阶层、轴心原则、技术控制与评价等为特点)背景下形成的,在此基础上通过直接资助和借贷等方式为面源污染治理提供全部或部分资金支持。其专项财政资金一般在10%左右,主要由美国财政部将专项财政经费资金分别划拨到信托基金和普通基金预算,并及时转入超级基金中。超级基金是美国环保局的最大基金,也是治理农业面源污染的最大资金链,征缴对象和数额能得到充分保障,基金数额呈现逐年递增态势。
3.实施绿色农业补贴政策。美国的绿色补贴政策是鼓励农民将农业生产方式和绿色产业经营开发结合起来,实质上是政府对生产者环保行为的补偿。美国联邦政府提出了“环境质量鼓励计划”、“草原贮备计划”、“湿地贮备计划”、“资源保护和发展计划”等,其目的是将农业发展与环境保护紧密结合起来,以促进农业生态环境的协调健康发展。但在实施绿色农业补贴政策时,各州政府对受补贴农户要采取严格的限制性措施,生产者必须自觉、定期对其经营的农田、牧场、植被、水质、空气等进行检测,向政府有关部门进行汇报,有关部门经过实际考查后,再决定是否给予农民补贴及补贴金额。
4.制定排污许可交易制度。由于农业面源污染(非点源污染)受地理环境、气候和降雨等自然环境影响较大,现行的法律法规无法对污染排放指标进行明确的限定,因此美国联邦政府制定了排污许可交易制度(又称点源――非点源信贷交易政策)。该制度在控制大气污染方面效果显著,进而被用于水污染治理中。其具体办法是:限制某一特定地点一种养分的排放总量,并允许其与面源污染者进行交易;点源污染者如果从污染物排放量低的非点源污染地区购买这种所谓的信贷,会比自己通过购买环保设备、增加技术投资来降低污染所需的成本费用更低,因而他们会积极地进行信贷交易。
(二)德国农业面源污染治理的政策经验
1.完善相关法律规范。在欧盟共同体农村政策的引导下,20世纪90年代开始德国制定了一系列有关环境保护方面的法律规范,主要包括《土地资源保护法》、《种子法》、《肥料使用法》、《垃圾处理法》、《水资源管理条例》、《自然资源保护法》等,这些法律规范从不同视角详细规定了农业生产与环境保护之间的关系。此外,欧盟对有机农业还制定了《欧洲生态农业法案》,德国根据该法案制定与实施了种植业和养殖业的生态农村管理办法。上述的法律规范对肥料施用、废弃物排放和农业设施安装等方面都做出了具体的规定,如果农户或企业违反其规定,政府将给予严厉惩罚,因而农业面源治理收到了良好成效。
2.实施生态补偿政策。德国生态补偿政策主要是政府补贴给农民,促使生产者采取环境友好型生产方式保护农业生态环境。其补贴是有机农业办法:农业生产活动和产品符合有机农业要求和标准;根据土地用途,每公顷土地最高补贴450―900欧元;多年生植物放弃使用除草剂(生态补偿的生植物包括葡萄和各种水果);耕地转为粗放型草场使用,大幅度减少化肥和农药使用量,降低草场畜牧量(每公顷在0.3―1.4个畜牧单位)[4]。通过上述生态补偿政策的实施,提高了农民保护环境的积极性,促进了生态农业的健康发展。
3.制定综合管理办法。德国政府在不断探讨与实践的基础上,制定了综合经济管理办法。即在治理农业污染环境的同时,融合田埂和道路的治理,并将土壤资源和环境气候调查也列入其中;在品种的选择上,注重其品质、产量和抗逆性,将有机肥和无机肥相结合,防止化学元素过量产生有害物质;在土地利用方面,采用科学轮作方式,通过少耕或免耕方式保护土壤结构,以抑制土壤肥力下降。
(三)日本面源污染治理的政策经验
1.健全相关法律法规。日本对农业面源污染规定了非常严格的监管措施,并制定了一系列相关的法律法规。这些法律法规虽不是针对农业面源污染的,但客观上发挥了作用,促进了生态农业发展。在防治农业生产污染方面包括《食品、农业、农村基本法》、《肥料管理法》、《农药取缔法》等,防治畜禽养殖包括《家禽排泄物法》、《恶臭防治法》等,防治固体废物包括《关于促进费类收集容器包装及在产品化的法律》、《循环型社会形成推进法》、《关于废弃物处理及清扫的法律》等,保障城市生活环境安全包括《水质污染防治法》、《土壤污染对策法》等[5]。面源污染治理由于其特殊性质导致难度大、成本高,现有的经济和技术治理达不到理想的效果,因此完善相关法律法规才能更有效地治理面源污染问题。
2.实施循环经济政策。日本对农业废弃物采用循环利用模式,即积极利用当地有机资源能力减少环境压力。主要做法是:将污染物经处理后用于农田间的灌溉,畜禽粪便在堆积发酵后就地还田给土壤做肥料使用等,体现了再生资源循环利用的特点。如图1所示。
图1所示是日本一种减少化肥、农药栽培型循环模式。它是在保证现有农产品产量和质量的前提下,通过已有技术合理减少化肥、农药等对环境污染产生危害的化学品用量,降低食品中有毒物质含量,施用缓效性肥料,以建立面源污染全方位防治体系。
3.完善财政补贴政策。为促进环保型农业发展,日本在部分地区采取环境直接补贴办法。即对“环境友好农产品”直接补贴,每1 000m2(约合1.5亩)的补贴为:水稻面积以3hm2为基准,在其面积以下补贴5 000日元,超过3hm2的部分补贴2 500日元;设施蔬菜(主要指温室栽培的蔬菜)补贴3万日元,露天蔬菜补贴5 000日元;果树(梨、桃、葡萄和无花果)补贴3万日元,其他果树补贴1万日元。此外,日本对“环保型农户”即农业年收入超过5万日元的农民,可向农林水产省申请环保型农业种植,经审查合格后,银行可为其提供15年的无息贷款,政府每年给予7%―35%的农业税费减免,农协提供50%的农业设施补贴。至2014年底,日本从事环保型农业生产经营的农户达到了48.9%[6],有效促进了绿色农业的发展,较好控制了农业面源污染的范围。
四、国外农业面源污染治理政策对黑龙江省的借鉴
加强对农业面源污染治理既是一项系统的工程建设,也是国家、各级政府及其有关部门长期、艰巨的工作任务。美国、德国和日本治理农业面源污染的政策经验,如美国的财政资金支持、绿色农业补贴和排污许可交易,德国的完善法律规范、生态补偿政策和综合管理办法,以及日本的健全法律法规、循环经济政策和财政补贴政策,值得我国及黑龙江省各级地方政府所借鉴。
(一)完善污染治理政策法令
德国、日本等国家极为重视各类法律法规的建设与完善,包括对农业面源污染治理的法律法规。黑龙江省应从省情和实际情况出发,建立与完善农业面源污染的法律法规和信息管理机制,如地方性农业环境保护、农业投入品污染防治法律制度,以及化肥、农药和农膜等使用管理办法,细化化肥和有机肥等产品的质量标准;同时,加大对化肥等化学品监管及农业面源污染防治的力度,避免或减少其对农业面源污染的危害性[7]。
此外,应完善有机废弃物、畜禽粪便、秸秆还田管理等相关法规,有效控制城镇和规模化养殖场的污水排放;积极推进农业生态示范村建设,建立健全省级、市县级清洁生产的技术规范,并完善与之相关的政策法令;积极探索政府主导、市场运作、公众参与的生态农业发展新模式,注重生态农业的可持续发展,建立农业环境评价体系等,确保黑龙江省各级地方政府在治理农业面源污染实践中有法有章可依,同时加大行政执法力度。
(二)强化财政治理污染办法
在农业面源污染治理上,其投资方式主要是以财政投资为主体、社会投资为辅助,如美国和日本重视财政资金支持或财政补贴政策的作用。黑龙江省可借鉴其农村环境保护财政投入机制,在财政预算中设立农村环境保护支出科目,建立农村环境保护专项资金,同时吸引社会或民间投资,加大对农村环保建设的投入力度。今后一定时期应着重支持基层环保监测网络体系建设,增强农村饮用水、小城镇等环保基础设施及农村环境科技的财政投资。
与此同时,黑龙江省应建立综合性的农村环保投融资促进机制。如制定农村生态环境保护的投融资政策,采取财政贴息等方式鼓励政策性银行、商业性银行参与,带动民间资本和国际资本等多渠道投入,逐步形成城市扶持农村的新型农村环境保护投资机制。地方各级政府应加大对农业面源污染治理的资金扶持力度,调动地方政府、企业和农户参与面源污染治理的积极性;还应给予采取环保政策的农村合作社、畜禽养殖场等投资补贴和税收减免优惠等。
(三)加大技术治理污染力度
影响农业面源污染环境原因复杂,包括土地类型及利用、农田基础设施及管理方式、地质地貌特征、气候水文条件和氮磷污染物等因素。如近年来黑龙江省秸秆焚烧导致雾霾等问题日趋严重,除严格依法焚烧禁令外,其技术治理是关键。各级地方政府及农业、科技部门应积极加快新技术的推广进程,如在秸秆处理、生物农药、绿色化肥、可降解农膜等产品方面,加大研发与生产力度,同时给予政策上的支持。
强化黑龙江省技术治理农业面源污染的有效措施主要包括:依靠先进的科学技术积极创建“环境友好型农业”,取代传统农业的高污染、高能耗模式;在重要水源保护区实行限定性技术标准,如施肥平衡、适量使用农药、建立生态沟渠,进一步减少农田和畜牧业氮磷径流和淋溶;利用面源污染的试点地区,构建人工湿地与植物过滤带的综合生态工程,以稀释农田中的氮、磷、泥沙和除草剂等物质,过滤泥污和污染物,从末端上防治面源污染。
[摘 要]随着昆山市污水管网的健全,工业废水和城镇生活污水得到逐步控制,农业面源污染已经成为影响全市水功能区达标的重要因素。多年来,昆山市一直致力于生态灌区的建设和推广,但受限于污染物总量和上游来水影响,现有模式很难实现区域水环境质量的进一步提升。本文尝试利用昆山境内发达的河湖水系以及数量众多的沟渠塘堰,针对圩内低田(半高田)封闭灌区和圩外高田开放灌区,构建两种典型水循环生态运转模式,通过灌溉站的水动力驱动,持续削减区域内农业和养殖业尾水中的N、P等污染物,并利用净化处理后的尾水作为灌区用水和养殖补水,实现水资源和营养物质的循环利用,并为区域内农业面源污染零排放的实现提供可能。
[关键词]田间排水沟 尾水湿地 生态河道 水循环 零排放
昆山地处太湖流域,境内土地肥沃,气候温和,雨量充沛,河道纵横交错,湖荡众多。作为典型的苏南平原河网地区,昆山自古就蕴育了发达的农耕和渔业文化。其中,以锦溪大米为代表的生态农业和巴城阳澄湖大闸蟹为特色的水产养殖,已经成为昆山现代农业、养殖业的响亮名片。随着区域内工业废水和城镇生活污水得到有效控制,农业面源污染已经取代点源成为水环境污染的最重要来源,据研究显示,即使在点源污染全面控制之后,江河、湖泊、海洋的水质达标率也仅为65%、42%和78%[1]。杨林章等在对上海淀山湖、安徽巢湖、云南洱海等湖泊的调查表明,农业面源污染对水环境污染的贡献率已经全面超过点源污染,成为水环境污染控制的重要内容[2]。
1. 昆山农业面源污染现状
昆山农业面源污染主要由水稻种植和水产养殖尾水造成,由于昆山市本地水资源充沛,水稻种植方式传统,灌排方式较为粗放,以及规模庞大的水产养殖业,造成农业及养殖尾水直接排入就近河湖的现象十分突出,不断透支区域水环境容量,对全市水环境质量造成了较大影响。根据2013年昆山市水功能区断面监测数据显示,全年监测未达标次数中,超标因子中含有氨氮的占比高达82%,特别是作为水稻主产区的昆南和水产养殖集中区的昆北,这一比例更是接近100%。考虑到全市污水管网在城区、镇区和乡村覆盖率已达96%,90%和100%(截止2013年底),截污已逐步完善,因此基本可以推断超标的氨氮大部分来源于农业生产的复合肥使用和水产养殖的饲料投放。
2. 应对措施及存在的问题
近年来,为控制全市农村面源污染,提高区域水环境质量,昆山市通过建设农村污水收集处理设施,推广商品有机肥使用和大宗农药补贴,有效减少了N、P投放总量。通过利用稻田高效水肥,节水灌溉和减污技术,结合灌区更新改造、河湖生态修复工程以及人工湿地构建,系统控制了农业面源污染扩散。2007-2013 年期间,累计改造生态灌区275 个,改造面积6.5 万亩,构建各类湿地50 余处,改造生态排水骨干河道31.3 Km。累计节约灌溉用水4326.2万m3,减少氮肥使用量2669.2吨,并大幅削减了稻田排水及其氮磷输出量,其中TN 和TP 输出量分别减少1472 吨和420.8吨。
虽然现有的节水灌溉控污减排工程模式实现了N、P等污染物的削减,但处理之后的尾水实际进入自然水体的污染物总量仍然较大。根据2011―2013年度昆山市水功能区监测年报数据显示,三年内氨氮的超标率分别为:55.3%、52.7%、44.1%,超标率虽有逐年降低趋势,但仍处于较高比例。究其原因,一是现有的节水控污工程模式采取的都是单向模式,利用的是从“生态排水沟净化―人工湿地处理―生态河道排放”的单向处理方式,并未实现灌区内部的水循环处理,导致仍有大量污染物外排;二是区域内农业尾水污染物总量早已超出水环境承载力,虽实现了总量的削减,但仍然无法完全将其控制在区域水环境承载力范围内,因此对整体的水环境质量的提升贡献有限。
3. 水循环零排放模式探讨
昆山是太湖流域典型的低洼圩田平原,对圩区和灌区的划分十分清晰,灌排水利工程设施相对完备,为灌区的水循环生态处理提供了有利条件。针对全市圩内低田(半高田)封闭和圩外高田开放两种类型的灌区,本文提出利用昆山发达的河湖水系以及数量众多的沟渠塘堰,构建两种生态处理水循环运转模式,通过灌溉站的微动力驱动,持续削减区域内农业和养殖业尾水中的N、P等污染物,并利用净化处理后的水作为灌溉用水和养殖补水,实现水资源和营养物质的循环利用,并为区域内污染物零排放的实现提供可能。
3.1 圩内低田(半高田)封闭型灌区水循环模式构建
圩内低田(半高田)封闭型灌区地处低洼地带,为保障区域防洪排涝安全和正常农业耕作,全年排涝站的进水闸门和出水闸门基本处于关闭状态,为水循环创造了先天优势,通过构建“灌溉站―农田―田间排水沟―尾水小型湿地―圩内生态河道―灌溉站”的水循环系统(图1),使灌溉用水通过农田作物吸收,田间排水沟自然吸收,尾水小型湿地二级净化,最后排入封闭圩区内的生态河道进行深度处理,河道各处的灌溉站利用净化后的尾水循环灌溉农田,实现水资源和营养物质的循环利用和污染物零排放。
“田间排水沟+尾水小型湿地+圩内生态河道”组成的净化系统具有节水、防污双重功能,对灌区水循环系统十分必要。系统通过构建三级净化,分层次消减以N、P为代表的农田面源污染:第一级净化――田间排水沟的节水减污作用,由于渗漏与地表排出的水量减少,随水流出的污染物量减少,大约可削减N、P15%~25%;第二级净化――尾水湿地,通过水生动植物、微生物的转化和生物吸收等作用,可削减N、P约40%~60%。第三级净化――圩内生态河道,也可将其视为另一种带状形式的湿地,可削减N、P约15%~25%。通过三级净化的处理,N、P污染物总量可减少70%以上[3]。
3.2 圩外高田开放灌区水循环模式构建
圩外高田开放灌区由于地势较高,区域内防洪排涝压力较小,为保障水系畅通,排涝站的进水闸门和出水闸门一般保持开启状态。相比圩内封闭型灌区,开放型灌区构建水循环系统的难度要大,因此,本文提出在排水支沟末端设置防污型溢流闸门,将尾水湿地出水引入灌区内改造之后的沟渠塘堰,将其作为尾水湿地出水的“蓄水池”和“净化池”,替代封闭型灌区内圩内生态河道的功能,形成封闭水环境,从而构建了“灌溉站--农田―生态排水沟―尾水湿地―沟塘湿地―灌溉站”的水循环处理模式(图2)。通过人工生态改造,使沟渠塘堰变为净化能力强、蓄水容量大的沟塘湿地,同时,利用灌区各个位置,不同方位的沟渠塘堰,可以搭配改造成多种形式、多样水生植物优势种的沟塘湿地,有条件的灌区还可把各个沟塘湿地疏通连接起来,形成生物多样丰富的区域性人工湿地,进一步增强蓄水调节和生态净化功能。
“田间排水沟+尾水小型湿地+沟塘湿地”组成的净化系统同样具有节水、防污双重功能,系统通过构建三级净化,对 N、P污染物总量的削减效果明显。另外,在沟塘湿地构建时可以考虑结合当地水产养殖业,通过引入周围水产养殖尾水,丰富水体中营养物质种类,为水生动植物形成一个完整的食物链,也为农业尾水和养殖尾水治理提供一个完整的经济系统。
3.3 灌溉站水动力循环
封闭灌区和开放灌区内的水循环驱动都依赖于灌溉站的动力输出,利用水泵沿水流方向输出动力,形成水动力循环,持续对灌区内的污染物进行净化处理。水循环方式分为两种,分别针对灌溉期和非灌溉期。其中,在农田灌水期间的路径为:“灌溉站――农田――田间排水沟――尾水湿地――圩内生态河道(或沟塘湿地)――灌溉站”,在非灌溉期间为:“灌溉站――尾水湿地――圩内生态河道(或沟塘湿地)――灌溉站”。这就要求灌溉站除了具体日常直接向农田灌水的功能外,还需具备向尾水湿地排水的能力,这也是保持整个系统持续运行,高效发挥生态净化功能的必备条件。
为了探究灌溉站输出动力、循环周期与净化效率的最适比,根据昆山市水利局联合河海大学在花桥天福灌区开展的《高效节水灌溉关键技术研究与应用示范》研究得知,农田排水在田间排水沟、尾水湿地和圩内生态河道的最适水力停留时间为分别为田间施肥后的第4、第5和第6天,三者对TN的降解率能够达到83.7%、77.2%、86.1%。因此可以推断,封闭型灌区内水循环周期大致在15天左右,在灌溉站输出动力时,保持尾水在15天内完成一个周期的运转,理论上能够发挥出整个生态系统最高的净化效率。另外,在开放型灌区内,因沟塘湿地存在构建形式和改造数量的差异,最佳水循环周期需根据实际情况具体分析。
4.组合模式各单元环节设计
4.1 田间排水沟
昆山地区一般为小型灌区,田间排水沟尺寸较小,宽度较窄,排涝降渍为其首要功能,因此不宜人为种植各类植物,可在格宾网、三维植被网或蜂窝状水泥板基础上保持原生态面貌,有选择性地在沟中水体污染严重地段或沟渠系统末端摆放拦截箱以加强沟渠系统的去处功能[4]。在部分排水降渍要求较低的灌区,可适当考虑低密度栽种酸模、莎草等体积小、净水效率高、土保持能力强的植物。
4.2 尾水小型湿地
尾水小型湿地是指对围绕灌区四周的排水支沟进行适当拓宽和生态改造,使其成为具备抗污染冲击负荷的封闭式小型人工湿地。经改造后的尾水小型湿地作为承纳尾水的第一个蓄水池和净化池,是田间排水沟与生态河道或沟塘湿地之间的一个缓冲带,既可以利用农田尾水在其中相对较长的水力停留时间,通过植物吸收和湿地内部微生物作用,消减农田面源污染,同时,又能够在降雨时吸纳短时激增的农田面源径流,减轻了下级净化系统的抗污染负荷压力,提高了系统整体运行的稳定性和可靠性。由于小型尾水湿地仍然要承担排涝降渍的功能,在有限的空间中同样应布置体积小、密度适中、抗污能力强、耐受性高的水生植物。
4.3 圩内生态河道
具有减污功能的圩内生态河道主要包括生态护岸及护底工程,生态护岸、护底可采取网垫植被复合型、水生植物护岸等技术,护底可采用植物型防渗砌块等[5]。昆山的圩内生态河道总长约2800公里,普遍在河岸上栽种香樟、柳树等,常水位以上堤设置草皮(高羊毛草或结缕草)覆盖,河道中选择芦苇、再力花、菖蒲等。要注意的是圩内生态河道首先应具备的特征是其水利工程属性,也要满足排滞排涝及水流的不冲不淤要求[3],在降雨时还应具有行洪的作用,因此圩内生态河道的挺水植物种植面积要适中,平衡生态需要和行洪要求。
5. 结语
针对圩内低田(半高田)封闭和圩外高田开放灌区的特征,构建的两种典型水循环生态运行模式,通过对田间排水沟、圩内河道以及沟渠塘堰的生态改造,加以灌溉站的水动力驱动循环,持续性的消减农业面源污染,为区域零排放的实现提供可能。圩内低田(半高田)封闭灌区在实现区域水动力循环和污染物零排放上条件更为优越,可行性更高;圩外高田开放灌区在沟渠塘堰较多的灌区同样具备区域内污染物零排放的可行性,但针对部分条件受限灌区,可利用周围具备改造条件的灌区,在规划设计时统筹考虑。
灌区各级湿地的规划和布置还应充分考虑湿地面积与其所承受排水的农田面积比,太大则占用过多农田,太小则又对N、P等污染物没有去除效果或去除效果不明显。特别是尾水小型湿地,在不具备拓宽改造条件时,应首先保证其作为生态型支沟的排涝降渍功能。
昆山境内境内沟渠塘堰星罗棋布,加以众多改造完成的景观湿地,如在在生态灌区设计时,一并将其纳入生态水循环体系,不仅节约了土地占用面积,而且可以充分发挥现有景观湿地的生态功能。
摘要 通过对宜春市农业面源污染进行调查,分析了存在的问题,提出了今后进一步加强农业面源污染防治的对策。
关键词 农业面源污染;现状;问题;对策;江西宜春
近年来,农业面源污染已引起了各级党委、政府的高度重视和社会的高度关注。为此,宜春市在全市开展了一次农业面源污染专题调查,通过调查并剖析原因,探索农业面源污染防治有效对策。
1 宜春市农业面源污染现状
宜春市农业面源污染主要来自3个方面:一是种植业污染。全市耕地总面积为35.33万hm2以上,水田29.33万hm2,年施用化肥达90万t,流失氨氮达990 t,年使用农药达20万t,年使用地膜达0.9万t,残留达320 t。育秧盘、农药瓶及化肥、种子包装袋等废弃物形成的白色污染严重。年产秸秆达2 560万t,除部分用作饲料或肥料,其他的被用作燃料或焚烧。二是水产养殖业污染。全市水面养殖面积4.67万hm2,年投入饲料达60万t、药物0.5万t,产生废水达42 500万t以上。水库养鱼投饵施肥养殖后,虽然产量得到大幅增长,但水质日趋恶化。三是生猪养殖业污染。随着全市生猪养殖业的迅速发展,生猪养殖排污成了全市农业面源污染的一个主要因素。目前,全市生猪年出栏达600万头以上,据结算养猪场年排污水量达1 600万t以上,有的未经处理直接排放到赣江、袁河、潦河、锦河等主要水域,已影响该流域附近人们的正常生活。
2 存在的问题
2.1 管理体系不完善
农业面源污染治理是近几年刚启动的工作,尚未形成完整的管理体系,在管理、评估、监测、技术、信息、教育等方面有待进一步强化。
2.2 养猪场建设不规范
早期建养猪场不需环评和审批,随着市场利益的驱动导致无序竞争、乱建养猪场、滥排污随处可见,尽管近年来进行了整治,但力度不够。
2.3 治污资金投入不足
养猪排污治理投资大,设备运行费用高,回报率低,业主投入很少,近几年虽然靠项目资金进行了排污治理,但资金有限,远未达到预期目标。
2.4 农民环保意识不强
农民关心的是经济利益,环境保护意识不强,所以种植业中超标超量使用农药化肥、乱丢废塑废膜和焚烧秸秆现象以及养殖业中任意增肥养鱼、养猪场污水直排等现象时有发生。
3 对策
3.1 种植业污染整治
3.1.1 进一步健全农业环境保护管理体系。要进一步健全农业环境保护管理机构,切实加强监督与管理;要进一步完善农业环境监测体系,特别是要提升化肥农药监测能力,对农业面源污染进行有效的常规监测和评估;要进一步完善农业面源污染预警预报体系和农作物病虫害监测预警体系,及时做好预警预报工作;要进一步加强农业综合执法,确保对化肥农药使用的全程监管。
3.1.2 开展综合整治活动。以“三减一禁一提高”(即减少农药、化肥施用量和畜禽粪尿污染,禁止高毒高残留农药的使用,提高农业“三废”资源化利用水平)为重点,强化农业面源污染治理,对违法经营国家明令禁止生产销售的农药、化肥、动植物生长激素等行为要进行严厉打击。结合农村清洁工程建设,大力推进农资废弃物回收,修建废弃物收集池,对农膜、农药瓶、育秧盘及化肥、农药、除草剂包装袋和残膜等进行就地堆放、集中回收、集中销毁,由农村保洁员进行分类收集、统一处理。大力推广使用降解农膜,提倡人人拾捡农资废弃物的文明行为,鼓励商家进行兑换回收[1]。
3.1.3 推进农业清洁生产。通过节肥、节药、节水、节膜、节能的农业清洁生产技术普及,达到源头减污的目标。大力推行测土配方施肥,推广新型肥料产品,推广种肥同播、化肥深施等高效施肥技术,提高肥料利用率;大力实施秸秆还田,种植绿肥,增施有机肥,合理调整施肥结构,引导农民施用农家肥;大力推广农作物病虫害绿色防控和专业化统防统治技术,加大绿色防控示范和专业化防治队伍建设力度,倡导生物防治,有效保护害虫天敌,切实减少农药的使用量。
3.1.4 推进农业示范基地建设。积极创建生态循环农业示范基地、标准化农产品生产示范基地,严格规范农业生产操作行为,通过创建环保型农业生产模式,典型引路,示范推广,带动农民按规范规程进行清洁生产[2]。
3.2 畜禽养殖业污染整治
3.2.1 加强管理,严把审批关。严格落实生猪养殖“三区”规划,实行生猪规模养殖场准入制度,控制养殖总量。开展3项整治行动:一是对禁养区域内的规模养殖场要采取责令拆迁行动;二是对限养区域和可养区域内的规模养殖场要开展完善粪污处理设施行动;三是对可养区域内新建猪场要实行限批严审行动。今后凡兴建猪场必须报县级畜禽污染防治领导小组审批,任何个人不得擅自新建、扩建和改建养殖场。严格执行落实“四同时”制度,新建、扩建、改建畜禽规模养殖场工程建设要与污染防治设施和生态保护措施同时设计、同时施工、同时验收、同时投入使用,通过了环境影响评估并符合土地利用总体规划和畜牧业发展规划的才允许建设[3]。
3.2.2 完善治污设施,促进畜禽养殖业健康持续发展。要以标准化建设项目为抓手,依托项目助推养殖场转型升级和粪污防治设施改造,重点促进规模养殖场完成减排任务;要强化病死畜禽“四不一处理”措施,杜绝病死畜禽乱抛乱弃造成的环境污染,积极推动规模养殖场病死动物无害化处理设施建设;要积极建立畜禽养殖污染防治技术示范点,总结经验并逐步推广农牧结合、达标排放、发酵床养殖、有机肥生产等粪污处理与利用模式;要精心培育养殖专业合作社、专业大户、家庭牧场等新型经营主体,加快生猪养殖场栏舍智能化控温、自动喂料、防疫消毒、排泄物处理和病死生猪无害化处理等设施设备改造和完善,建设一批起点高、科技含量高、设施先进的生猪规模养殖场,进一步提升养殖场设施化装备水平[4]。
3.2.3 加强监管,严肃查处违规行为。对重点区域和重点养殖企业的治污工作要进行定期督查,将治污措施落实到位。要建立治污设施监管机制,定期对粪污处理设施运行状况进行检查,确保设施正常运用;要建立退养监管机制,组建退养监管队伍,对退养猪场定期进行检查;要建立责任追究机制,对治污工作不达标的单位和个人实行跟踪问责;要健全官方兽医监督巡查制度,全面开展养殖场登记备案工作,强化规模养殖场的规范化管理;要加大执法力度,对违规建场、违规排放的单位和个人依法严肃处理。
3.3 水库养鱼污染整治
3.3.1 加强水库渔政监督管理。全面实行水库养殖《水域滩涂养殖证》制度,约束渔民养殖行为。
3.3.2 开展渔业洁水保水行动。对大中型水库和饮用水水源所在地水库要实行“人放天养”,合理增养滤食性鱼类和土著水生生物资源,改善水库水质。
3.3.3 建立水库水质监测体系。在大型水库设立水质监测点进行水库水质检测,适时掌握水库水质变化动态。
3.3.4 加强水库渔业生产监管。禁止水库网箱投饵养鱼,禁止使用化肥、复合肥、畜禽粪便等进行肥水养鱼,禁止使用违禁药品,保护水库水质。