农膜污染的成因及治理对策

农膜污染的成因及治理对策

一、农膜技术的特征农业用膜包括保温带、保肥、保水、保冻等。大面积的农膜覆盖栽培可以提高农业产量，显著提高农业产量。尤其是对于新疆等典型的大陆性干旱气候的省份,气温变化剧烈,低温、干旱等灾害性天气多发,地膜栽培技术与蔬菜大棚技术的引进和推广,对该区农业节水、增产、增效起着重要作用。因此,农膜技术的采用对我国农业耕作制度的改革、种植结构的调整和高产、高效、优质农业的发展产生了重大而深远的影响,对增加农民收入,脱贫致富做出了重大贡献,很受农民欢迎。然而,农膜尤其是地膜均系高分子化合物聚乙烯和聚氯乙烯,属于不可分解塑料。废膜如果滞留在土壤中,将形成永久性白色垃圾,这就是所谓的农业用膜污染,又称农业白色污染。二、运行成本较低、不易破碎由于农膜是难分解的农业塑料制品,农田残留地膜若得不到及时回收,将会造成严重的环境污染。生产上多应用0.012mm以下的超薄地膜,这样的地膜成本低、易破碎、难回收。随着地膜栽培年限的增加,土壤中的残膜量不断增加,阻碍土壤毛管水和自然水的渗透,影响土壤的吸湿性,对水分运动产生阻碍,从而破坏土壤结构,降低肥力水平,阻碍作物生长发育,甚至引起地下水难于下渗和土壤次生盐碱化,最终导致大幅度减产。(一)残留农膜对作物生长发育的影响土壤渗透是由于自由重力,水向土壤深层移动的现象。农膜残片影响土壤含水率、土壤容重、土壤孔隙率、土壤透气性和渗透性。由于土壤中残膜碎片改变或切断土壤孔隙连续性,致使重力水移动时产生较大的阻力,重力水向下移动较为缓慢,从而使水分渗透量因农膜残留量增加而减少,土壤含水量下降,削弱了耕地的抗旱能力,甚至导致地下水难下渗,引起土壤次生盐碱化等严重后果。另外,残留农膜影响土壤物理性状,抑制作物生长发育。农膜材料的主要成分是高分子化合物聚乙烯和聚氯乙烯,这类薄膜在土壤中抗机械破碎性强,妨碍气、热、水和肥等的流动和转化,若长期滞留地里,使土壤的物理性结构变差,养分运输困难,最终造成减产。(二)废旧地膜污染现状由于残膜影响和破坏了土壤物理化性状,必然造成作物根系生长发育困难。土壤中的残膜,阻止作物根系串通,影响正常吸收水分和养分;作物株间施肥时,有大块残膜隔离,影响肥效,致使产量下降。有关调查资料表明,作物减产幅度随农膜使用年限和残留量的增加而增加。一般情况下蔬菜作物减产5%~40%,玉米15%~20%,大豆减产5%~10%,小麦减产7%~20%。新疆维吾尔自治区农业厅曾经对其省内重点县(市)开展了废旧地膜污染调查工作。对哈密、伊犁、塔城、博州、巴州、克州六个地州的十六个县(市)的调查显示,废旧地膜平均残留量为2.52公斤/亩,其中,最严重的一个样点为17.86公斤/亩。棉花地平均残留量3.52公斤/亩,玉米地平均残留量3.06公斤/亩,甜菜地平均残留量0.89公斤/亩,瓜地平均残留量1.53公斤/亩,菜地平均残留量1.98公斤/亩。地膜污染现状已给新疆各地区农业生产及农村环境造成严重影响,据新疆兵团环境部门测定,每亩土壤含残膜达3.9公斤时,可造成玉米减产11~23%,小麦减产9%~16%,大豆减产5.5%~9%,蔬菜减产14.6%~59.2%。而十六县(市)由于废旧地膜污染造成的直接经济损失大约在1,500万元左右。(三)影响消化,危害土地地面露头的残膜与牧草收在一起,牛羊误吃残膜后,阻隔食道影响消化,甚至死亡。严重影响畜牧业的发展。地膜制品中的增塑剂具有低水溶性和显著的生物累积性,可通过土壤系统对作物产生毒害,进一步通过各种途径威胁粮食安全,影响人畜健康。(四)农膜污染严重,农业全面发展面临的难题由于农业用膜量逐年增加,而残膜的回收利用率低,加上处理回收残膜不彻底,部分清理出的残膜被简单的填埋,或者弃于田边、地头,大风刮过后,残膜被吹至房前屋后、田间、树梢、影响农村环境景观,造成“视觉污染”。当其积存于农田排灌区系中,会造成排灌水体污染,影响排灌质量。残留地膜还可能缠绕在犁头或播种机轮盘上,影响田间作业。随着地膜农田面积的进一步扩大及残留地膜的增加,今后由于地膜污染而造成的经济损失也会逐步增大,经济效益和生态效益的矛盾日益尖锐。老百姓称地膜覆盖是“吃祖宗的饭,砸子孙的锅”,“不治理残膜将要成为千古罪人”;专家警告说,农膜栽培农田中残留地膜量,大都接近或达到了能使作物减产的临界值。农膜污染已经成为严重影响农业现代化,农业可持续发展的重大难题。因此,加快农膜污染防治工作迫在眉睫。三、农业和环保产业所谓农业清洁生产,是指把污染预防的综合环境保护策略,持续应用于农业生产过程、产品设计和服务中,通过生产和使用对环境温和的绿色农用品,改善农业生产技术,减少农业污染物的产生,减少生产和服务过程对环境和人类的风险性。在农业领域发展清洁技术和生产绿色食品,推行生产全过程控制才会建立节能、降耗、节水、节地的资源节约型经济,实行生产方式的变革,以尽可能少的环境代价和最少的能源、资源消耗,获取最大的经济发展效益。四、农业和膜污染防治措施(一)农膜总量控制与达标使用环保标准清洁生产包括“减量化、资源化,无害化”三原则,其最基本的指导思想是通过预防措施减少污染物的排放量,实现环保。根据清洁生产原则,对农膜实行“总量控制与达标使用”双重标准。不仅要限定每亩农田残膜留量、,还要规定地区农业用膜总体使用量,对于超过标准使用农业用膜的用户或者农田废膜量超过标准的地区实行超标准收费制度,使农田地膜污染防治工作早日纳入法制管理轨道。(二)农膜和灰化产物的降解农业清洁生产要求用清洁的生产技术生产绿色农用品(如绿色肥料、绿色农药、绿色地膜等)。绿色农用品中的绿色地膜主要是一种对环境温和的可降解地膜,一般分为生物可降解地膜、光可降解地膜和光、生物双降解地膜三类。农膜的生物降解指聚合物残膜在土壤微生物作用下发生降解及同化;农膜的光—生物降解指在农膜中加入淀粉和生物降解剂等,残膜在光降解后可继续被天然存在的微生物作用变成低分子化合物、水和二氧化碳;以上三种降解,降解和灰化后的产物一般对环境和农产品无害。因而,政府应当采取优惠政策鼓励绿色农膜的开发与推广。(三)适期揭膜技术采用地膜覆盖栽培技术可以增温、保墒从而实现增产丰收。但是,留在土壤中的残膜也使耕地受到污染。长此下去,土壤物理性质变坏,肥力水平下降,作物根系生长困难,禾苗发育迟缓,造成减产。更为严重的是由于残膜长期堆积有可能完全破坏土地资源的生产潜力,使大片良田变为寸草不生的荒漠土地。所以,治理地膜污染,保护农田生态环境是地膜种植持续发展的关键。当前在可降解、无污染地膜还没有大面积推广应用的情况下,适期揭膜技术是防治残膜污染的有效措施。它是指把作物收获后揭膜改变为收获前揭膜,筛选作物的最佳揭膜期。具体的揭膜时间最好选定为雨后初晴或早晨土壤湿润时揭膜。此技术一般可缩短覆膜时间2~3个月,所以农膜仍然保持较好的韧性,容易回收,一般回收率达到95%以上。基本上消除农田土壤的残膜污染,保护农田生态环境。并且,适期揭膜技术有利于作物根系发育和增强土壤的透气性,利于植物水分的吸收,不但能提高农膜回收率,节省回收农膜用工,而且还能使作物增产,基本达到农业增效、农民增收的目的。因此,要大力推广适期揭膜技术,促进农业生产的发展。提高回收率,防治地膜污染,保护耕地地力。(四)加强农作物倒茬东北部根据清洁生产制度中的“减量化”原则进一步加强农作物倒茬轮作制度。通过粮棉、菜棉轮作倒茬减少地膜单位面积平均覆盖率,减少农膜使用量,进而减轻残膜污染危害。(五)减少农膜污染清洁生产制度中的“资源化”原则是指通过提高物品的使用效率和延长物品的使用寿命来减少物品的生产总量,以减少资源的开采量和污染物的产生量。根据此原则,对于农业废膜,可以采取人工和机械回收相结合的措施,加大残留地膜回收力度,减少农膜环境污染。除头水前揭膜措施外,还可组织人力和劳力通过手工或耙子回收残留地膜,在翻地、平整土地、播种前及收获后可采用地膜回收机回收,也能收到较好的效果。如辽宁省农机化研究所研制的ISQ-20型地膜消除机,新疆麦盖提县研制出的环形滚动钉齿式残膜清除机,推广使用效果很好。同时,政府要制定一些优惠政策,例如税收优惠、回收补偿等措施以鼓励回收、加工、利用废旧地膜企业的发展,实现废旧地膜的循环利用,变废为宝。根据“谁污染、谁治理”的原则,要求地膜销售部门和地膜消费者自行回收利用,降低对环境的污染;不能自行回收利用的企业或个人要交纳回收处理费,用于对回收利用者的补偿,实行废膜的集中处理。(六)废膜的循环再生利用根据清洁生产的“再循环原则”,通过对源头不能削减的污染物和经过消费者使用的包装废物、旧货等加以回收利用,或者将该种废旧物品资源化以后形成与原来相同的新产品,或者从中分离出可转化资源的物质而形成与原来相异的产品或能源。对农业废膜可以采取直接再生利用和复合再生利用等途径,实现废膜的循环再生利用。直接再生利用指对废膜的简单处理,如分洗、清洗、破碎、塑化及造粒等。而复合再生利用则是通过复合再生的方法把残膜等废旧塑料转化为高附加值的复合材料(如塑/木复合材料、塑料/粉煤灰复合材料、玻璃/塑料复合材料、改性沥青、新兴复合