国内农业面源污染现状及防治策略研究

1、国内农业面源污染现状及防治策略研究韩洪军1，吉振兴2，马文成3哈尔滨工业大学市政环境工程学院，哈尔滨，150090摘 要：本文对国内农业面源污染的现状进行了分析并提出了一些防治策略。面源污染是指各种污染物在一定区域内通过地表径流、土壤渗滤等作用进入水体造成的污染。我国农业面源污染的形势十分严峻，其主要特点是水体的氮、磷富营养化严重，农村产业结构不合理及缺乏科学的管理。目前在污染控制中存在的问题是对农业面源污染认识不足，因而采取的控制对策存在较大误区，影响了治理效率。针对这些特点和问题，本文提出了一些相应的防治策略。关键词：农业面源污染，水体富营养化，分类控制，流域治理随着集约化农业在我国经济中

2、的不断深入和进步，随之而来的环境污染问题也日益严重。农村面源污染已成为我国农业发展中的突出问题。探讨我国农村面源污染的形势，指出其中存在的主要问题并提出相应的防治策略，对我国的环境保护及农业可持续发展具有重要的意义。1. 面源污染概述要阐述面源污染的问题，首先要对点源污染与面源污染进行界定。按照欧美专家和美国环保局官方发布的观点，点源污染的定义为：污水在排放点通过排污管网直接进入水体。而在面源污染中，氮和磷养分、农药等污染物是在一块地或一个区域如农田、园地、高尔夫球场上，通过地表径流、土壤渗滤进入水体的1。由此，我们可将面源污染定义为：各种污染物在一定区域内通过地表径流、土壤渗滤等作用进入水体

3、造成的污染。这些污染物包括泥沙、细菌、需氧物质、重金属、有机物等等。面污染源一般来自五个方面：农业、森林砍伐、矿业、建筑与城市。其中以农业面源污染最为普遍和严重。2. 我国农业面源污染的现状2.1 我国农业面源污染的特点由于农业集约化程度、产业结构组成以及基础设施的差异，与欧美国家相比，我国的农业面源污染有如下特点。水体富营养化严重。以太湖和巢湖为例，二者水质按COD 指标评价已是三类水体，而且总氮、总磷浓度严重超标（见表1和表2）。国家环保局在太湖、巢湖、滇池、三峡库区等流域的调查显示，工业废水对总氮、总磷的贡献率仅占10%16%，农田的氮、磷流失是水体富营养化的主要原因2，3。表1 我国主

4、要水域水质恶化情况3水 域 20世纪60年代 20世纪70代20世纪 80年代 20世纪 90年代 现 在 主要污染物滇池（草海） II IIIV 劣V 劣V 总氮，磷 滇池（外海） II III IV V劣V 总氮，磷太 湖 III II III IVV 劣V总氮，磷 巢 湖 水质尚好 III IV V 劣V总氮，磷 洪泽湖 水质尚好 中富营养 富营养化总氮，磷 洞庭湖 水质尚好 贫中营养 富营养化总氮，磷 鄱阳湖 水质尚好 中营养 富营养化总氮，磷 三峡库区 水质尚好 富营养化总氮，磷根据国家环保局制定的水质标准（I ：一级；II ：二级；III ：三级；IV ：四级；V ：五级）表2 我

5、国主要水域水体总氮、磷浓度的变化 水 域 时 段 水体总氮、磷浓度 来自施肥和畜禽养殖的氮、磷发生量（1） TN （mg/L）TP （mg/L）kg/ha kg/ha 20世纪80年代 1.18 0.097183 101 滇 池 （外海） 目 前 1.98 0.280523 370 20世纪80年代 1.11 0.052 367 118 太 湖 目 前 2.54 0.100462 130 20世纪80年代 1.43 0.088 130 52 巢 湖 目前 3.19 0.190384 198（1）以流域农田每公顷耕地平均养分发生量计。农村地下水硝酸盐污染严重。在水体富营养化严重的同时，国内许多地

6、区，特别是农业集约化程度高、氮肥用量大的地区，已面临着严重的地下水硝酸盐污染问题。研究显示，农业面源污染是地下水的硝酸盐污染的首要原因4。城乡结合部地区是产生面源污染的主要区域5。我国城乡结合部是经济发展最为迅速，农村城镇化发展速度最快的地区。城乡结合部大多处于近水域地带，人口及小型乡镇企业十分密集。由于农村地区原有基础设施较差，缺乏排水管网，且距离农区较远，难以通过农田施肥消解城镇生活、生产产生的固液废弃物。因此，各大流域城乡结合部地区人均生活、生产排污量均超过基础设施好的城市地区。农村畜禽养殖业污染是面源污染的主要来源5。自60年代以来，我国畜禽养殖业始终保持高速发展的势头，畜、禽存栏量每

7、10年增加倍。而在畜禽存栏量成倍增长的同时，一方面，农村城镇化的发展和城镇建设占地使得可有效消纳畜禽粪便的农田面积不断减少。另一方面，产业带的发展模式造成养殖专业户集中于某些地区，使得农村一些村、镇本地的人畜禽粪便产生量大大超出当地农田的承载负荷，成为水体的重要污染源。2.2 我国农业面源污染控制中存在的主要问题目前，我国农业面源污染的形势非常严峻，但是，由于对农业面源污染认识的不足，在采取的控制对策方面存在较大误区，严重影响了治理效率。欧美一些面源污染专家早就指出，对点源污染和面源污染的监测和控制需要截然不同的技术和对策，末端治理技术很难有效地控制面源污染6。而在国内，水污染治理存在的最主要

8、问题就是缺乏对点源和面源污染进行分类控制的意识。近年来，尽管中央与地方政府及各流域管理部门加大了治污力度，但到目前为止，对点源和面源污染仍然没有明确的分类和界定，更没有按照这种界定，制定和采用分类控制的法规和技术标准，实行不同的管理控制7。自“九五”以来，中央与地方政府在治污上投入了大量财力，“十五”期间国家用于环境整治的财政预算为7000亿元，占GDP 的1%，其中2700亿元用于水污染的治理8。这些投资主要用于污水处理厂及其配套工程建设，仍然是末端控制的体现，对农业污染源头的控制却投资甚少。以滇池治理为例，截止2000年底，滇池治理已投入41亿元，主要用于周边污水处理厂建设及其配套工程如松

9、花坝水库加固、滇池防浪堤建设、河道整治等项目，在面源污染源头及控制方面却投资甚少。“十五”期间，云南在高原湖泊治理方面总投资达90亿元，但多以城市排水管网、污水处理厂建设改造、入湖河道整治等末端治理工程为主，几乎没有面源污染的针对性项目。大量实践证明，面源污染控制的关键措施之一是制定和执行限定性农业生产技术标准，而基础性科技工作是保证标准的科学性，进而保证其可操作性和效力的基础9。我国虽然已颁布了一些农业环境方面的法规，但多数是参照国外修订的框架来规定的，并不十分符合我国国情。目前，由于缺少必要的试验工作，即便是一些最基本，最重要的生产过程，各省、各流域也不能制定适合本地农民执行的技术标准。对

10、于面源污染，源头控制的监督体系和相应机制的完善十分重要。在欧美一些发达国家，对各项农业环境技术标准执行情况的监督主要通过政府专项拨款，依托当地的农业科研和技术推广部门代行这一职能。而在我国，无论是重要的水源保护区还是水污染已很严重的流域和高污染风险地区，目前均无源头控制的监督体系和相应的奖惩措施，对农民和农村农资供销专业户不规范的生产、经营行为缺乏指导和监督7。3我国农业面源污染的防治策略针对我国农业面源污染的严峻形势及存在的主要问题，我们应从以下几个方面着手，逐步改善我国的水体环境。3.1加强面源污染的机理研究如前文所述，国内水污染治理存在的最主要问题是缺乏对点源和面源污染进行分类控制的意识

11、，而产生这一问题的根本原因在于，目前对面源污染的机理研究尚没有成熟的理论，无法对其形成科学的认识，进而制定科学的防治措施。面源污染的产生、迁移过程非常复杂。主要由降雨径流、土壤侵蚀、地表溶质溶出和土壤溶质渗漏4个过程组成，它们之间的相互作用与联系可以用GIS 技术与面源污染模型集成来进行模拟。我国自20世纪80年代中后期就开始了农业面源污染模型研究，90年代以来，建立了一些流域农业面源污染经验统计模型，通过受纳水体水质分析计算汇水区农业面源污染输出量，已对三峡库区、西湖流域、千岛湖流域、汉江流域等进行了模型研究10。但是，这项研究目前仍停留在经验研究阶段，亟待深入形成系统的理论研究。3.2开发

12、及应用生物和生态工程新技术改善农业生态模式。一是推广立体农业，重点加大生态家园建设力度，使大型畜禽养殖企业废水资源得到合理利用，同时对大型禽畜养殖场要合理配套用地，使粪便就近还田；二是在农作物栽培上推广农作物轮作、间作、套种方式，对土地进行保护性栽培；三是加大生态农业精品基地建设，发展绿色农业。减少化肥，农药的施用量，推广生物农药和有机化肥。生物农药是利用生物及其基因产生或表达的各种生物活性成分，制备出用于防治植物病虫害、杂草、鼠害以及调节植物生长制剂的总称，具有高效性和无害性。目前，国际上已商品化的生物农药有30余种，约占农药销售额的30%11，我国也将逐步用生物农药取代化学农药。应用节水灌

13、溉技术，提高农业水、肥的利用效率。目前我国已经开发出一些比较先进、适宜大面积推广的节水灌溉技术，如小畦灌水技术、间歇灌水技术、膜上灌水技术和污水灌技术等。对这些技术的进一步研究和推广应用是我们在治理农业面源污染方面的一项重要工作。开发推广面源污染治理的新型工程技术，如人工湿地技术等。人工湿地是70年代发展起来的一种污水处理技术，和传统的二级生化处理相比具有氮、磷去除能力强，投资低，处理效果好，操作简单，维护和运行费用低等优点。今后，这些新型生物工程技术将成为面源污染治理技术的发展方向之一。3.3建立管理政策体系科学制定农村产业结构调整及经济发展布局的有关政策，制定科学、全面的面源污染检测指标，

14、并进一步完善监督体制。通过媒体积极进行相关知识的宣传、教育，对有关人员进行培训，并建立相应的考核体系，尝试建立许可证制度，建立信息公开和交流制度。尝试建立生态补偿制度，如财政转移支付、补贴、税收等，并且确定政策细节，如财政转移支付的比率，补贴程度、补贴操作方式，税率征收对象、征收方式等。尽快制定相关法律，如建立限制投入要素和产出的法律以及面源污染产出的末端控制政策等。参考文献1 Magette WLMonitoring In ：Ritter WF，Shirmohammadi AAgricultural Non-point SourcePollution London ：LEWIS Publis

15、hers，2000：205-2282 金相灿，刘树坤，章宗涉，屠清瑛，徐南妮。我国湖泊环境（第一册）。北京：海洋出版社，1995。3 李贵宝，尹澄清，周怀东我国“三湖”的水环境问题和防治对策与管理。水问题论坛，2001，（3）：36-39。4 Archer JR ，Marks MJ Control of Nutrient Losses to Water from Agriculture in EuropeProceeding ofFertilizer Society，1997，6（5）405-409。5 张维理，武淑霞，冀宏杰，Kolbe H。我国农业面源污染形势估计及控制对策I 21世纪初期

16、我国农业面源污染的形势估计。我国农业科学，2004，37（7）：1008-1017。6 European Environment AgencyEuropes Water Quality of Agricultural Non-Point Source Pollution2004，37（7）1026-1033。7 张维理，徐爱国，冀宏杰，Kolbe H。我国农业面源污染形势估计及控制对策III 我国农业面源污染控制中存在问题分析。我国农业科学，2004，37（7）：1026-1033。8 国家环境保护总局。国家环境保护“十五”计划，2001。9 张维理，冀宏杰，Kolbe H，徐爱国。我国农业面

17、源污染形势估计及控制对策欧美国家农业面源污染状况及控制。我国农业科学，2004，37（7）：1018-1025。10 张伟天，王宝贞。农业面源污染控制新思路。中国给水排水，2004 Vol 20：33-3511 GW Raisin and DS Mitchell ，The Use of Wetlands for the Control of Non-Point Source PollutionIn ：Wat Sci Tech 1995 Vol 32（3）：177-186。Status of Agricultural Non-Point Source Pollutionin China and

18、the Alleviating StrategiesHAN Hongjun1，JI Zhenxing2，MA Wencheng3Municipal and Environmental Engineering School，Harbin Institute of Technology，Harbin ，150090AbstractThe status of agricultural non-point source pollution in China was reviewed and some alleviating strategies were advanced in this paper. Non-point pollution means pollutants entering water in one area by surface water runoff and soil filtration. The status of agricultural non-point