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农业面源污染与水体保护
2006年3月9日 23:38  来源:慧聪网环保行业频道  

    对面源污染的认识及重视始于70年代的美国。在综合整治水体污染的实践中,人们逐渐地在更正“工业造成了环境污染而农业是环境污染的受害者”的传统观点。目前,面源污染已成为当今世界普遍存在的一个严重的环境问题,并成为水体保护的主要障碍因子。

    1、认识农业面源污染

    从污染源发生的类型来看,水环境的污染可分为点源与面源两大类。点源污染主要指工业生产过程中与部分城市生活中产生的污染物,因此,这种污染形式具有排污点位集中、排污途径明确等特征。相对而言,面源污染一般地理解为一种分散的污染源造成的水体污染,即降雨动能的冲击作用及地表径流冲刷而产生的土壤颗粒、土壤有机物、化肥、农药、有机肥料或城市街面堆积物等随地表径流流入受纳水体、引起水质污染的一种污染类型。它的主要特征可以概括为:发生区域的随机性、排放途径及排放污染物的不确定性及污染负荷空间分布的差异性。

    最主要同时又最易构成水体环境隐患的面源污染形式当属农业面源。这可以从美国1990年的调查评估报告看出:美国面源污染几乎占总污染量2/3,其中农业面源占面源总量的68-83%,影响到50-70%受污染或威胁的地表水体。由于农业活动的广泛性和普遍性,农业面源已成为目前水质恶化的一大威胁。

    农业面源起因于土壤的扰动而引起农田中的土粒、氮磷、农药及其它有机或无机污染物质,在降雨或灌溉过程中,借助农田地表径流、农田排水、和地下渗漏等途径而大量地进入水体,或因畜禽养殖业的任意排污直接造成水体污染。从本质上讲,农业面源污染物来自于土壤中的农业化学物质,因此,它的产生、迁移与转化过程实质上是污染物从土壤圈向其它圈层特别是水圈扩散的过程。

    2、农业面源污染对水环境的危害

    农业面源污染造成生态的冲击效应可谓是全方位的,涉及到了以人为中心的整个食物链。但面源污染的最为直接最为显著的危害对象是水环境,对水体环境的污染主要为以下两方面。

    2.1以营养型污染物污染水体环境

    自然界中的水体富营养化是地质年代史上湖泊的老化过程,但人为因素引起的外源性营养物的大量输入,会造成这一过程加速进行并使得硅藻和甲藻(原先数量不大)优势种类地位在较短的时间内被蓝藻取替,同时蓝藻在数量上大量繁殖。而人为的外源性营养物的输入重要来源则是农业面源携带的以氮、磷等为代表的营养元素,特别是磷。如1988-1989年西湖流域面源调查发现:占流域面积仅有3.9%的水田产生氮负荷量为5.94t/km2.a占入湖总量的16%,磷负荷量为0.45 t/km2.a占总量的17.5%。可见面源营养型污染物对水体富营养化的贡献。

    2.2以毒害型污染物污染水体环境

    这主要归结于农药、除草剂及其降解产物,化肥中夹带的重金属、有毒有机物等。其直接的毒害是引起水体生物的急性中毒,如有机磷、有机氯农药;以及有毒物在水体食物链中的富集,如磷肥中的重金属镉等。上述毒害型污染物对水体环境负作用最终将影响到人类本身。

    3、农业面源污染起因

    3.1从技术角度来说,农业面源的污染起因于农业化学物质的大量投入,其后果是增加了面源污染物的流失潜能

    我国农业生产的长足发展固然离不开对农业的投入,但我国农业生产主要靠的是化学投入,表现在化肥、农药、除草剂等用量大幅度地增长。由于目前农业大量施用化肥和农药,特别是过量施用或不合理施用时,在水土流失的同时,大量氮磷元素及农药进入水体导致严重的污染。近20年来,我国化肥施用量超过世界平均水平的1倍多。按年鉴统计,化肥用量(折纯,以下同)由1985年的1775.8万吨增加到了1997年的3980万吨,相应的每公顷耕地化肥施用量由183 kg/ha增加到403 kg/ha。而此时利用率只用30-40%,其余70-60%的化肥进入环境,污染水体和土壤。按年鉴统计,浙江省化肥及农药的用量为每公顷耕地化肥施用量在1990年已达到了550.0 kg/ha, 1997增加到614.0 kg/ha,远远超过了发达国家为防止化肥污染而设置的225 kg/ha的安全上限。全省农药施用总量在1990年达到5.53万吨, 到1997年增加到了6.52万吨,相应的每公顷耕地农药用量由32.1 kg/ha增加到39.3 kg/ha。可见,全国及浙江省的农业面源污染的隐患是很明显的。

    3.2从管理角度来说,农业面源的污染起因于农业配套施设的不完善,其后果是造成了面源污染物的实际流失

    农业已作为一种污染源的事实已不可否认,这除了已论述的有关农业面源污染潜能之外,现实的农业经营模式中,各类农田排水(包括降雨径流)中的污染物流失已是一个普遍的现象。如1999年4月,我们选取嘉善、余杭、余姚、德清等4个浙北主产稻区,在水稻种植之前对各类农田水进行分析,发现极大多数水样磷指标超过水体富营养化的临界水平。由于农业生产的特殊性,目前尚无法对农业排污进行集中处理。另外,农业生产中基本没有防止地表径流的设施,水稻田间田埂破损严重,田面水在稻田之间串流、稻田水外漏普遍。

    值得强调的是禽畜和水产养殖场产生的动物排泄物、冲洗养殖场废水以及动物屠斩场排污等的污染问题。据一份美国环保组织1998年的报告指出:造成江河水质未能改善甚至恶化的头号污染源为两岸养殖业及其附属产业。在我国,1995年全国禽畜排泄粪便已达24.85亿吨,为当年工业固体废弃物量的3.6倍,大部分未径处理而直接排入江河湖泊。由荷兰、英国国际咨询公司承担的杭州湾环境研究项目结果表明,1994年从肥料和粪便中进入杭州湾水域的氮占75%,磷占27%。从我们农业面源走访的情况来看,养殖业发达的地区及部分沤麻地区,地面水的感观颜色已呈黄褐色,基本失去了人禽饮用功能。

    4、农业面源污染的控制与管理

    4.1重视农化物质投入最小化的技术性研究

    肥料、农药作为农业投入来说具有利与弊的双重性,但它们在现实国情下是不可替代的。因此,兼顾农化物质投入与投入最小化都具有重要意义。提出农化物质投入最小化的策略有利于对面源发生的物质基础加于总量控制,而对农化物质最小化的进行定量必须依靠相应的技术性研究。欧美发达国家自认识农业面源之日起就一直强调这方面的研究,如英国通过长期研究提出了不同作物及土壤肥力下的施肥推荐用量。据埭溪与余杭两地水稻田间试验的初步研究,我们认为:水稻一季施氮总量不宜超过165 kg N/ha、水田全年磷肥投入暂定为53 kg P/ha能够现实目标产量。由于农业面源受时空分布、气候、耕作等因素的影响,农化物质最小化投入的技术研究应坚持定点与定位相结合的原则,在长期研究的基础上提出符合当地农业生产认可的最小化技术。

    4.2在现代农业的中长期规划中,强调农业自身的生态环境效应

    象中国这样一个具有巨大人口压力的国家,不能盲从那些具有充足土地的发达国家所追求的那种有机农业、自然农业等,目前看好的生态农业不失为中国现代农业的一个方向。从宏观角度上讲,农业面源的控制也在于现代农业的规划及其相应可实现的生态环境效应目标,也即生态农业的推广与应用。较之传统农业而言,生态农业综合应用节水、节肥、节药等可持续农业技术,配套实施耕作制度的改革、施肥施药方法的革新、农业灌溉的新手段。而这些则是农业面源污染从宏观上得于控制的关键。农业面源控制中涉及流域管理、河流生态系统保护、景观格局的维护均离不开生态农业的应用。因此,在现代农业的中长期规划中,强调农业自身的生态环境效应也就提供了控制农业面源的一条可利用途径。

    4.3强化农业经营、管理措施

    除了技术上推行农业区规划以减少水土流失的草被防护带之外,西方国家在长期研究的基础上制定了包括法律、经济手段及国际协定在内一整套比较完善的防止农业面源污染的制度和措施。例如,荷兰制定了农田磷素允许投入量、流失量和超标收费制度,法国对不同的作物提出了肥料禁用的时间规定,丹麦对农田肥料的使用进行了明确的规定;美国对其农场法案进行两度修改进而对农业面源进行总量控制。鉴于我国的基本国情,目前暂不能推行发达国家的这种做法,但值得学习和应用。另外,农业经营改革中加于引导和适当的行政干预。

 
 [关键词]:面源污染 水体保护 环保  发表评论    【推荐】 【打印
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