第二章农业面源污染对生态环境的影响

1、面源污染面源污染Non-point Source Pollution第二章第二章 农业面源污染对生态环境的影响农业面源污染对生态环境的影响 第一节第一节 农业面源污染对水环境的影响农业面源污染对水环境的影响第二节第二节 农业面源污染对土壤环境质量的影响农业面源污染对土壤环境质量的影响第三节第三节 农业面源污染对大气环境质量的影响农业面源污染对大气环境质量的影响第二章第二章 农业面源污染对生态环境的影响农业面源污染对生态环境的影响1、中国是农业大国，农业在国民经济中具有举足轻重的地位。农业面源污染、中国是农业大国，农业在国民经济中具有举足轻重的地位。农业面源污染问题成为制约中国农业可持续发展的问

2、题成为制约中国农业可持续发展的一大障碍一大障碍，农业污染加重：，农业污染加重：（1）长期大量和不合理使用化肥（无机肥）、农药、除草剂、生长调节剂等）长期大量和不合理使用化肥（无机肥）、农药、除草剂、生长调节剂等农用化学物质农用化学物质（2）农业自身废弃物处置不当、资源化利用率低）农业自身废弃物处置不当、资源化利用率低生长调节剂生长调节剂农业废弃物农业废弃物第二章第二章 农业面源污染对生态环境的影响农业面源污染对生态环境的影响2、据统计，全国受、据统计，全国受“三废三废”和农药污染的耕地占总耕地面积和农药污染的耕地占总耕地面积16%，约，约1/5。其其中不同程度的遭受中不同程度的遭受农药农药污染

3、的农田面积已达污染的农田面积已达93.3万公顷万公顷。 每年因不合理施肥流失的氮超过每年因不合理施肥流失的氮超过1500万吨万吨； 每年污水排放量约每年污水排放量约350亿吨亿吨，其中，其中80%不经任何处理直接进入地表水体和地不经任何处理直接进入地表水体和地下水；污水灌溉面积占全国总灌溉面积下水；污水灌溉面积占全国总灌溉面积7.33%； 每年畜禽粪便排放量近每年畜禽粪便排放量近30亿吨亿吨，无害化处理不足，无害化处理不足5%； 每年每年40万吨万吨农膜废弃在农田里；农膜废弃在农田里； 全国受重金属污染的耕地超过全国受重金属污染的耕地超过2000万公顷万公顷。第二章第二章 农业面源污染对生态环

4、境的影响农业面源污染对生态环境的影响第二章第二章 农业面源污染对生态环境的影响农业面源污染对生态环境的影响3、多污染相互交织在一起，形成农业生态系统复杂的、多污染相互交织在一起，形成农业生态系统复杂的立体复合污染立体复合污染，农业生，农业生态环境和农产品的安全性正遇到前所未有态环境和农产品的安全性正遇到前所未有的严峻挑战的严峻挑战。 国以民为本，民以食为天，食以安为先。国以民为本，民以食为天，食以安为先。 农产品农产品源头污染主要包括源头污染主要包括受农产品生产过程中的受农产品生产过程中的生态环境污染生态环境污染与在生产过与在生产过程中不合理或非法使用的程中不合理或非法使用的投入品或添加剂投入

5、品或添加剂等影响。就农产品安全质量受农等影响。就农产品安全质量受农业生态环境污染影响主要是指业生态环境污染影响主要是指水、土、气等环境的污染水、土、气等环境的污染；而不合理或非法；而不合理或非法使用投入品给农产品安全质量带来的危害使用投入品给农产品安全质量带来的危害,其严重性易于理解，如其严重性易于理解，如高残留高高残留高 毒农药、兽药的使用、瘦肉精毒农药、兽药的使用、瘦肉精等激素的使用等。等激素的使用等。4、保护和改善农业环境已是保障中国农业持续、稳定和协调发展的、保护和改善农业环境已是保障中国农业持续、稳定和协调发展的当务之急当务之急农业面源污染主要污染源农业面源污染主要污染源第一节第一节

6、 农业面源污染对水环境的影响农业面源污染对水环境的影响一、概述一、概述1、概念、概念农业面源污染对水环境的影响是农业面源污染对水环境的影响是指在农业生产活动中，氮、磷等营养物质，指在农业生产活动中，氮、磷等营养物质，农药及其他有机或无机污染物质随地表径流进入河流、湖泊、水库等水体，农药及其他有机或无机污染物质随地表径流进入河流、湖泊、水库等水体，造成造成水体富营养化（水体富营养化（eutrophication）。）。2、水体富营养化、水体富营养化(eutrophication)：指由于大量氮、磷等元素排入到流速缓慢、指由于大量氮、磷等元素排入到流速缓慢、更新周期长的地表水体，使藻类等水生生物大

7、量地生长繁殖，使有机物产更新周期长的地表水体，使藻类等水生生物大量地生长繁殖，使有机物产生的速度远远超过消耗速度，水体中有机物积蓄，破坏水生生态平衡过程生的速度远远超过消耗速度，水体中有机物积蓄，破坏水生生态平衡过程 。第一节第一节 农业面源污染对水环境的影响农业面源污染对水环境的影响3、历史沿革、历史沿革（1）中国农业面源污染对水环境的影响始于）中国农业面源污染对水环境的影响始于20世纪世纪60年代，当时不突出年代，当时不突出（2）70年代后，太湖、巢湖等重要水体水质不断下降，年代后，太湖、巢湖等重要水体水质不断下降，90年代降至年代降至V类和劣类和劣V类，见类，见P23表表2-1。（3）进

8、入）进入21世纪，洪泽湖、洞庭湖、鄱阳湖、淮河、汉江、珠江、三峡库区世纪，洪泽湖、洞庭湖、鄱阳湖、淮河、汉江、珠江、三峡库区等水域环境不断受到威胁。目前水体富营养化程度依然严峻。等水域环境不断受到威胁。目前水体富营养化程度依然严峻。太湖太湖巢湖巢湖4、水体富营养化认定指标、水体富营养化认定指标多数学者认为：氮、磷等营养物质浓度升高，是藻类大量繁殖原因，其中以多数学者认为：氮、磷等营养物质浓度升高，是藻类大量繁殖原因，其中以磷磷为关键因素。影响藻类生长的物理、化学和生物因素为关键因素。影响藻类生长的物理、化学和生物因素(如阳光、营养盐类、如阳光、营养盐类、季节变化、水温、季节变化、水温、pH值及

9、生物本身相互关系值及生物本身相互关系)极为复杂。因此，很难预测极为复杂。因此，很难预测藻类生长趋势，也难以定出表示富营养化的指标。藻类生长趋势，也难以定出表示富营养化的指标。目前一般采用的指标：目前一般采用的指标：水体中水体中氮氮含量超过含量超过0.2-0.3ppm，BOD大于大于10ppm，磷磷含含量大于量大于0.01-0.02ppm，pH值值7-9的淡水中的淡水中细菌总数细菌总数每毫升超过每毫升超过10万个，表征万个，表征藻类数量的藻类数量的叶绿素叶绿素-a含量大于含量大于10mg/L。 地表水环境质量标准基本项目标准限值地表水环境质量标准基本项目标准限值 单位：单位：mg/L 水体富营养

10、化危害水体富营养化危害（1）影响水体水质）影响水体水质（2）造成水透明度降低，阳光难以穿透水层，影响水中植物光合作用，可能）造成水透明度降低，阳光难以穿透水层，影响水中植物光合作用，可能造成造成DO过饱和状态。过饱和状态。DO过饱和及水中过饱和及水中DO少，对水生动物有害，造成鱼类少，对水生动物有害，造成鱼类大量死亡。大量死亡。（3）因富营养化，水体表面生长着以）因富营养化，水体表面生长着以蓝藻、绿藻蓝藻、绿藻为优势种的大量水藻，形成为优势种的大量水藻，形成一层一层“绿色浮渣绿色浮渣”，致使底层堆积的有机物质在致使底层堆积的有机物质在厌氧条件厌氧条件分解产生有害气分解产生有害气体和一些浮游生物

11、产生的生物毒素会伤害鱼类。因富营养化水中含有硝酸体和一些浮游生物产生的生物毒素会伤害鱼类。因富营养化水中含有硝酸盐和亚硝酸盐，人畜长期饮用这些物质含量超过一定标准的水，会中毒致盐和亚硝酸盐，人畜长期饮用这些物质含量超过一定标准的水，会中毒致病病 （4）形成）形成“绿色浮渣绿色浮渣”后，水下藻类因得不到阳光照射而呼吸水内后，水下藻类因得不到阳光照射而呼吸水内O2，不能，不能进行光合作用。水内进行光合作用。水内O2会渐少，水内生物会因会渐少，水内生物会因O2不足而死亡。死去藻类和不足而死亡。死去藻类和生物又会在水内进行氧化作用，水体会臭，水资源会被污染不可再用生物又会在水内进行氧化作用，水体会臭，

12、水资源会被污染不可再用 水体富营养化机理水体富营养化机理地表淡水地表淡水系统中，系统中，磷酸盐磷酸盐通常是植物生长的限制因素，而在通常是植物生长的限制因素，而在海水系统海水系统中往往中往往是是氨氮和硝酸盐氨氮和硝酸盐限制植物的生长及总生产量。导致富营养化物质，往往是限制植物的生长及总生产量。导致富营养化物质，往往是这些水系统中含量有限营养物质这些水系统中含量有限营养物质。如：如：正常淡水正常淡水系统中磷含量通常有限，因此增加磷酸盐会导致植物过度生长，系统中磷含量通常有限，因此增加磷酸盐会导致植物过度生长，而而海水系统海水系统中磷不缺，而氮含量却有限，因而含氮污染物加入就会消除这中磷不缺，而氮含

13、量却有限，因而含氮污染物加入就会消除这一限制因素，从而出现植物过度生长。一限制因素，从而出现植物过度生长。生活污水和化肥、食品等工业废水生活污水和化肥、食品等工业废水及农田排水及农田排水都含有大量氮、磷及其他无机盐类。都含有大量氮、磷及其他无机盐类。天然水体天然水体接纳这些废水后，接纳这些废水后，水中营养物质增多，促使自养型生物旺盛生长，特别是蓝藻和红藻个体数水中营养物质增多，促使自养型生物旺盛生长，特别是蓝藻和红藻个体数量迅速增加，而其他藻类种类则渐少。量迅速增加，而其他藻类种类则渐少。水体富营养化机理水体富营养化机理 水体中藻类本以水体中藻类本以硅藻和绿藻硅藻和绿藻为主，为主，蓝藻蓝藻大量

14、出现是富营养化征兆，随富营大量出现是富营养化征兆，随富营养化发展，最后变为以蓝藻为主。藻类繁殖迅速，生长周期短。藻类及其养化发展，最后变为以蓝藻为主。藻类繁殖迅速，生长周期短。藻类及其他浮游生物死亡后被需氧微生物分解，不断消耗水中他浮游生物死亡后被需氧微生物分解，不断消耗水中DO或被厌氧微生物分或被厌氧微生物分解，不断产生解，不断产生H2S等气体，从两方面使水质恶化，造成鱼类和其他水生生等气体，从两方面使水质恶化，造成鱼类和其他水生生物大量死亡。藻类及其他浮游生物残体在腐烂过程中，又把大量氮、磷等物大量死亡。藻类及其他浮游生物残体在腐烂过程中，又把大量氮、磷等营养物质释放入水中，供新一代藻类等

15、生物利用。因此富营养化了的水体，营养物质释放入水中，供新一代藻类等生物利用。因此富营养化了的水体，即使切断外界营养物质来源，水体也很难自净和恢复到正常状态。即使切断外界营养物质来源，水体也很难自净和恢复到正常状态。 5、地表水环境质量标准地表水环境质量标准（GB3838-2002） 水域功能和标准分类水域功能和标准分类 依据地表水水域环境功能和保护目标，按功能高低依次划分依据地表水水域环境功能和保护目标，按功能高低依次划分五类五类：类类 主要适用于主要适用于源头水、国家自然保护区源头水、国家自然保护区；类类 主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区、珍稀水生生物栖主要适用于集中式生活饮用

16、水地表水源地一级保护区、珍稀水生生物栖息地、鱼虾类产卵场、仔稚幼鱼的索饵汤等；息地、鱼虾类产卵场、仔稚幼鱼的索饵汤等；类类 主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护区、鱼虾类越冬场、主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护区、鱼虾类越冬场、洄游通道、水产养殖区等渔业水域及游泳区；洄游通道、水产养殖区等渔业水域及游泳区；类类 主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区；主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区；类类 主要适用于农业用水区及一般景观要求水域主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。第一节第一节 农业面源污染对水环境的影响农业面源污染对水环境的影响一、种植

17、业污染对水环境的影响一、种植业污染对水环境的影响（一）肥料对水环境的影响（一）肥料对水环境的影响1、对地表水环境的影响、对地表水环境的影响 核心问题：水体氮磷富营养化；海洋赤潮、海洋生态系统遭受严重破坏核心问题：水体氮磷富营养化；海洋赤潮、海洋生态系统遭受严重破坏2、对地下水环境的影响、对地下水环境的影响 地下水硝酸盐污染地下水硝酸盐污染第一节第一节 农业面源污染对水环境的影响农业面源污染对水环境的影响（二）农药对水环境的影响（二）农药对水环境的影响1、影响：、影响：长期、大量和不合理使用农药导致土壤、地表水、地下水和农产品长期、大量和不合理使用农药导致土壤、地表水、地下水和农产品污染污染第一

18、节第一节 农业面源污染对水环境的影响农业面源污染对水环境的影响2、污染途径、污染途径（1）水产养殖业直接向水体施药）水产养殖业直接向水体施药（2）农田施用的农药随雨水或灌溉水向水体迁移）农田施用的农药随雨水或灌溉水向水体迁移（3）农药生产、加工企业废水的排放）农药生产、加工企业废水的排放（4）大气中残留农药随降水进入水体）大气中残留农药随降水进入水体（5）农药使用过程中雾滴或粉尘微粒随风漂移沉降进入水体及施药工具和器）农药使用过程中雾滴或粉尘微粒随风漂移沉降进入水体及施药工具和器械清洗等。械清洗等。二、畜禽养殖污染对水环境的影响二、畜禽养殖污染对水环境的影响养殖模式：养殖模式：家庭散养转向规模

19、化、集约化家庭散养转向规模化、集约化对水环境影响：对水环境影响：地表富营养化、地下水硝酸盐累积、重金属、病原微生物、地表富营养化、地下水硝酸盐累积、重金属、病原微生物、抗生素及饲料添加剂的污染抗生素及饲料添加剂的污染（一）畜禽粪便中氮、磷对水环境的影响（一）畜禽粪便中氮、磷对水环境的影响1、产生量：、产生量：工业固体废物的工业固体废物的2-3倍倍2、影响：、影响：地下水硝酸盐富集和富营养化地下水硝酸盐富集和富营养化3、进入水体途径：、进入水体途径：饲养过程直接排放；在堆放储存和不合理施肥过程中因降饲养过程直接排放；在堆放储存和不合理施肥过程中因降水和其他原因，污染物经地表径流和土壤渗滤进入地表

20、水体和地下水。水和其他原因，污染物经地表径流和土壤渗滤进入地表水体和地下水。二、畜禽养殖污染对水环境的影响二、畜禽养殖污染对水环境的影响(二二) 畜禽粪便中病原微生物对水环境的影响畜禽粪便中病原微生物对水环境的影响1、多种病原微生物：、多种病原微生物：沙门氏菌、鸡金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、鸡传染性支沙门氏菌、鸡金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、鸡传染性支气管炎、禽流感、马立克病毒、蛔虫卵、球虫卵等气管炎、禽流感、马立克病毒、蛔虫卵、球虫卵等2、成为病原菌的传染源，造成疫病传播，成为病原菌的传染源，造成疫病传播，影响畜禽健康和人类健康，导致人影响畜禽健康和人类健康，导致人畜共患病的传播。畜共患病的传播。

21、3、畜禽粪便直接用于施肥，其带有的病原菌会污染水环境畜禽粪便直接用于施肥，其带有的病原菌会污染水环境4、不同细菌的生存和繁殖环境差异大，其对地下水污染程度的影响因素复杂。不同细菌的生存和繁殖环境差异大，其对地下水污染程度的影响因素复杂。二、畜禽养殖污染对水环境的影响二、畜禽养殖污染对水环境的影响(三三) 抗生素等饲料添加剂对水环境的影响抗生素等饲料添加剂对水环境的影响二、畜禽养殖污染对水环境的影响二、畜禽养殖污染对水环境的影响1、滥用抗生素及添加剂，严重影响饲料安全性和畜禽健康，污染环境、滥用抗生素及添加剂，严重影响饲料安全性和畜禽健康，污染环境2、造成动物性食品的严重污染和残留、造成动物性食

22、品的严重污染和残留3、随粪便排出后进入水体，造成水环境中耐药菌数量的显著增加、随粪便排出后进入水体，造成水环境中耐药菌数量的显著增加4、对水环境潜在的不良作用、对水环境潜在的不良作用5、对水生生物的生长发育和免疫功能等造成影响、对水生生物的生长发育和免疫功能等造成影响二、畜禽养殖污染对水环境的影响二、畜禽养殖污染对水环境的影响(四四) 粪便中重金属对水环境的影响粪便中重金属对水环境的影响1、重金属在水体中的稳定性和难降解性，积累到一定的限度会对水体、重金属在水体中的稳定性和难降解性，积累到一定的限度会对水体-水生植水生植物物-水生动物产生严重危害，并可能通过食物链直接或间接影响人类健康。水生动

23、物产生严重危害，并可能通过食物链直接或间接影响人类健康。2、对水生生态系统的各组分产生影响、整个结构、功能受损，最终崩溃。、对水生生态系统的各组分产生影响、整个结构、功能受损，最终崩溃。三、水产养殖污染对水环境的影响三、水产养殖污染对水环境的影响（一）水产养殖污染的产生途径（一）水产养殖污染的产生途径1、人工投饵、人工投饵2、鱼类排泄、残饵等沉降、鱼类排泄、残饵等沉降三、水产养殖污染对水环境的影响三、水产养殖污染对水环境的影响（二）水产养殖污染对水环境的影响（二）水产养殖污染对水环境的影响1、投放饵料、鱼用药物等，导致养殖水体残饵，排泄物、生物尸体、鱼用营投放饵料、鱼用药物等，导致养殖水体残饵

24、，排泄物、生物尸体、鱼用营养物质和鱼药等大量增加，养物质和鱼药等大量增加，造成水环境污染造成水环境污染2、投放有机肥，分解消耗水中大量氧气，产生氨氮、亚硝酸盐、沼气等有害投放有机肥，分解消耗水中大量氧气，产生氨氮、亚硝酸盐、沼气等有害物质，使得水体营养盐升高，下层水体缺氧，物质，使得水体营养盐升高，下层水体缺氧，造成水体富营养化造成水体富营养化3、残饵及鱼类排泄物沉入水底后，造成沉积环境中硫化物、有机质和还原物残饵及鱼类排泄物沉入水底后，造成沉积环境中硫化物、有机质和还原物质含量升高。质含量升高。三、水产养殖污染对水环境的影响三、水产养殖污染对水环境的影响（二）水产养殖污染对水环境的影响（二）

25、水产养殖污染对水环境的影响4、水产养殖过程中产生的污染物（水产养殖过程中产生的污染物（p34）5、污染产生的方式包括污染产生的方式包括4种种（1）直接投入悬浮物、总氮、总磷）直接投入悬浮物、总氮、总磷（2）水生生物的代谢和分解）水生生物的代谢和分解（3）水产养殖密度过大）水产养殖密度过大（4）防病治病）防病治病四、其他农业生产与农村生活对水环境的影响四、其他农业生产与农村生活对水环境的影响1、城乡结合部基础设施不完善、城乡结合部基础设施不完善2、农村生活污水未经处理直接排入主河道或降水径流进入、农村生活污水未经处理直接排入主河道或降水径流进入3、小企业生产废水就地排放进入污水沟或河道、小企业生

26、产废水就地排放进入污水沟或河道4、农村生活垃圾未经处理，随意堆放倾倒现象严重，造成水体污染、农村生活垃圾未经处理，随意堆放倾倒现象严重，造成水体污染第二节第二节 农业面源污染对土壤环境的影响农业面源污染对土壤环境的影响一、种植业污染对土壤环境质量的影响一、种植业污染对土壤环境质量的影响（一）化肥对土壤环境质量的影响（一）化肥对土壤环境质量的影响1、氮肥对土壤环境质量的影响、氮肥对土壤环境质量的影响2、磷肥对土壤环境质量的影响、磷肥对土壤环境质量的影响3、钾肥对土壤环境质量的影响、钾肥对土壤环境质量的影响一、种植业污染对土壤环境质量的影响一、种植业污染对土壤环境质量的影响（二）农药对土壤环境质量

27、的影响（二）农药对土壤环境质量的影响1、破坏土壤功能、破坏土壤功能2、影响土壤生态系统的稳定、影响土壤生态系统的稳定3、威胁微生物多样性、威胁微生物多样性4、通过食物链影响人体健康、通过食物链影响人体健康一、种植业污染对土壤环境质量的影响一、种植业污染对土壤环境质量的影响（三）（三） 农膜对土壤环境质量的影响农膜对土壤环境质量的影响1、给土壤带来白色污染、给土壤带来白色污染2、破坏耕层结构、破坏耕层结构3、影响土壤通气、水肥传导、容重、比重、孔隙度和含水量、影响土壤通气、水肥传导、容重、比重、孔隙度和含水量4、残膜降解释放有害物质，逐年积累，对生态环境造成破坏、残膜降解释放有害物质，逐年积累，

28、对生态环境造成破坏5、农膜中的有机物通过土壤会给农产品带来污染，危害人体健康。、农膜中的有机物通过土壤会给农产品带来污染，危害人体健康。一、种植业污染对土壤环境质量的影响一、种植业污染对土壤环境质量的影响（四）污水灌溉对土壤环境质量的影响（四）污水灌溉对土壤环境质量的影响1、有机污染物对土壤环境质量的影响、有机污染物对土壤环境质量的影响2、重金属污染对土壤环境质量的影响、重金属污染对土壤环境质量的影响3、酸碱盐污染对土壤环境质量的影响、酸碱盐污染对土壤环境质量的影响4、其他污染对土壤环境质量的影响、其他污染对土壤环境质量的影响二、畜禽养殖污染对土壤环境质量的影响二、畜禽养殖污染对土壤环境质量的影响（一）畜禽粪便重金属对土壤环境质量的影响（一）畜禽粪便重金属对土壤环境质量的影响1、造成资源浪费，污染环境、造成资源浪费，污染环境2、协同作用，危害增强、协同作用，危害增强3、土壤和作物富集，直接影响食品安全和人体健康。、土壤和作