我國農業非點源污染現狀研究

唐文魁，康彩霞，龍華丹

（1.桂林理工大學 環境科學與工程學院，廣西 桂林 541004；2.中國地質科學院巖溶地質研究所 國土資源部巖溶動力學重點實驗室，廣西 桂林 541004）

我國農業非點源污染現狀研究

唐文魁1，2，康彩霞1，2，龍華丹1

（1.桂林理工大學 環境科學與工程學院，廣西 桂林 541004；2.中國地質科學院巖溶地質研究所 國土資源部巖溶動力學重點實驗室，廣西 桂林 541004）

我國農村的非點源污染已經開始對生態環境產生巨大影響，尤其對地表水和土壤的影響更為嚴重。該文首先概述了農業非點源污染的特點、現狀及危害等；其次表明了農業非點源污染主要來自農用化肥、農藥的使用和畜禽廢水、廢物的排放；最后提出了控制非點源污染的相關對策。

農業非點源污染；現狀；化肥

研究表明，農業非點源污染已經成為許多發達國家水質惡化的主要元兇之一。美國的非點源污染量占污染總量的2/3，其中農業非點源貢獻率占75%（Tim，1994）。荷蘭農業非點源提供的總氮、總磷分別占水體污染的60%和40%～50%（Boers，1998）。在我國許多經濟發達的農村地區，隨著農業的發展，傳統的有機農業模式已被打破，取而代之的是以大量化肥投入為主的石油農業。一方面作物秸稈就地焚燒、農村畜禽糞便等直接棄入江湖，造成農村生態環境惡化；另一方面其過量使用造成大量化肥和農藥隨降水或灌溉用水流入水域，非點源污染負荷所占的比重也逐年增加。目前，北京密云水庫、天津于橋水庫、安徽巢湖、云南洱海、上海淀山湖等水域，非點源污染比例已超過點源污染。另外，農業非點源污染也是太湖富營養化的重要因素，其中農業非點源氮量占入湖總氮的72%～75%［1］。

非點源污染主要集中在水土流失的地區和主要的農業區。黃河流域是我國水土流失最為嚴重的區域之一，1997年對黃河干流和重要支流69個河段的水質監測表明：83%的河段為Ⅳ類以上水，其中Ⅰ～Ⅲ類、Ⅳ類、Ⅴ類、劣Ⅴ類分別占監測河段長度的17%、51.3%、13.6%、18.1%，主要污染物為氨氮、揮發氛、高錳酸鹽等［2］。滇池是我國著名的高原淡水湖泊，是昆明市工農業生產、生活和生態用水的重要水源，在2000年的總污染負荷中，由農業非點源污染所產生的有機物、總氮和總磷成為入湖污染負荷的主要來源。農業非點源污染的危害性已經在我國很多城市和地區顯現出來，限制了國民經濟的進一步發展。

1 農業非點源污染的特點和主要污染物

與點源污染相比較，農業非點源污染具有以下特點：形成過程具有隨機性；污染的影響因子多，污染物具有不確定性和不易監測性；污染的分布范圍廣，污染物的分布具有不均勻性和分散性。這些特點使得對其監測和控制愈加困難和復雜，且對其定量預測遇到挑戰，因此在水環境污染控制中，僅靠傳統的點源污染控制采取的末端治理技術，是很難解決非點源環境問題的。

表1 農業非點源污染的主要污染物及危害［3］

2 農業非點源污染來源及危害

2.1 化肥

土壤是農作物生長的基地。農作物的生長發育需要從土壤中獲得多種營養，然而不是所有土壤都能滿足農作物對營養物質的需求。人們通過施肥的辦法為作物高產提供前提條件。新中國成立以來，我國化肥工業得到迅速的發展。2005年中國氮、磷、鉀3要素肥料的消耗量以純養分計，N為2620萬t，P2O5為1526萬t和K2O為620萬t，已成為世界上化肥消耗量最多的國家［4］。目前我國氮肥利用率僅30%～35%，磷肥利用率尚不足20%，有相當部分通過徑流、淋洗等途徑進入水體。一般而言，肥料利用率隨施肥量增加而明顯降低，流失率尤其是流失數量卻隨肥料用量增加而劇烈增加。調查統計表明，全國化肥平均用量435kg/hm2，淮河流域平均用量415kg/hm2，太湖流域為600kg/hm2以上，一些蔬菜基地高達2000kg/hm2，遠遠超過國際公認的化肥安全施用上限225kg/hm2［5］。

隨著化肥使用量的增加，會加快土壤中有機碳的消耗。目前，土壤有機碳、氮的消減已成為全球性問題。在我國，無論是旱地還是水田都普遍發生著有機質減少的現象。據張伯泉等研究，在棕黃土上長期（6a以上）單施氮肥，降低了有機質的活性和土壤的供氮能力、土壤的CEC，并影響到有機－無機復合體的性質。施大量化肥可能對耕地土壤的退化有廣泛影響。在很多地方，由于過量施用化肥造成土壤肥力持續下降，農民為維持農田生產能力，更加依賴于增施化肥，造成大量肥料隨徑流、泥沙、淋溶水等損失。滇池流域肥料用量高，2001年化肥平均用量達1029kg/hm2，但氮肥利用率不足20%，磷肥利用率不足10%，氮磷流失數量驚人。從1981～2000年的20a間，昆明市每公頃耕地的N、P累計盈余已分別超過3000kg和1200kg，過剩的N、P中有相當部分進入溝渠，最終流入滇池，從而導致水體富營養化［6］。

2.2 農藥

在我國，由于人口不斷增長、耕地不斷減少，所以提高單位面積產量是解決糧食問題的重要出路，使用化學農藥防治病蟲草鼠害是保證我國農業豐收的重要手段。我國農藥的產量和使用量都居世界前列。1994年我國農藥產量26.6萬t，約占世界總產量的1/10；1998年產量達到69.45萬t，品種有100多個。現階段我國每年有25萬t以上的化學農藥原藥被加工成80萬t以上的制劑，通過各種施藥方式暴露于環境，其中80%～90%的農藥散落在土壤和水里。

農藥的廣泛使用，導致的非點源污染對環境和生態系統產生了巨大危害。農藥可以通過各種途徑進入大氣中，特別是通過噴霧飄移及由土壤和水中揮發。進入空氣的農藥，或直接以氣溶膠，或被懸浮物吸附，隨大氣運動而擴散，從而擴大污染的范圍。有報道在487.68m的高空發現有DDT，也有人指出殺蟲劑能吸附在灰塵上隨著季風移動約6000km。同時，農藥也會隨土壤表面流失進入水體污染水體。據1980年長江武漢段檢測，長江輸送的有機氯為該斷面上游農藥使用量的2.51%。當年，在我國的幾大河流，如黃河、珠江、松花江，都檢測出了有機氯農藥。據湖北省天門縣棉區調查，因每年使用6000t農藥，致使當地地下水受到污染，其中農藥含量1.125mg/L，超過飲用水標準375倍，DDT含量0.44mg/L，超過1.25倍，個別村鎮井水已完全不能飲用［7］。由于長期大量使用農藥，空氣、水源、土壤和食物受到污染，毒物累積在牲畜和人體內引起中毒，通過食物鏈影響生態系統結構和功能。特別是殺蟲劑所引起的致癌、致畸、致突變“三致”問題令人擔憂。DDT、狄氏劑使鳥類卵殼變薄，孵化時易被壓碎，引起小鳥死亡，降低鳥類的生殖率等。另外據調查，農業生產中依然使用了許多被禁止的農藥，部分農民不顧農藥使用限制規定，濫用高毒高殘留農藥和過度使用農藥，導致農產品中農藥殘留嚴重超標的情況時有發生［8］。

2.3 畜牧糞便污染

我國是世界上畜禽養殖大國，改革開放以來，國家出臺一系列鼓勵畜牧業發展的方針、政策，養殖業迅速由農村的分散養殖向集約化、規?；较虬l展。1999年底，全國豬存欄約43019.8萬頭，占世界總量的47%；牛存欄126998.3萬頭，占世界總量的8.4%。畜禽糞便每年產生量17.3億t，是工業固體廢物的2.7倍。其中規模化養殖產生的糞便相當于工業固體廢棄物的30%，畜禽糞便的污染排放量已達7118×104t，遠遠超過我國工業廢水和生活污水的排放量之和［9］。

畜禽養殖業的發展，特別是集約化養殖的快速發展，再加上務農勞力的轉移和肥料施用由有機肥為主轉變為化肥占主導地位，導致畜禽養殖場畜禽糞便由寶變為廢棄物，特別是畜禽糞含水量大、惡臭，帶來處理、運輸、施用極不方便，加劇了畜禽糞便直接還田的難度。調查資料顯示，畜禽糞便在利用過程中主要是通過以下途徑流失而產生污染：清理糞便過程中，隨沖洗直接流失；畜禽糞在堆放貯存過程中被雨水沖刷淋失；也有直接將糞污排入附近河道或直接灌溉農田。資料表明，畜禽糞水進入水體率達50%，糞便的流失率也達5%～9%，其中氮產生量為1597萬t，磷產生量為363萬t，COD產生量為6400萬t，BOD產生量為5400萬t， 其N、P流失量已大于化肥的流失量。

2.4 農業廢棄物

隨著農村城市化發展以及人口的增長，農村生產生活所產生的廢棄物不斷增加。農業廢棄物包括農村居民生活垃圾、生活廢水、農田中秸稈殘茬及田間農膜殘片。我國2004年農村人口93214.3萬人，全國農村每年約產生固體廢棄物

17011.6萬t，村鎮污水排放量270億t［10］。另外，農膜覆蓋技術的采用造成農膜殘片大幅增加，被農民稱之為“白災”。據農業部調查，目前我國殘膜量一般為60～90kg/hm2，最高可達

165kg/hm2。地膜殘留量非常之高，且不易降解，再生利用率低，會嚴重影響植物根系的生長發育、水肥的運移，造成土壤退化。據田間大量調查實驗表明，作物減產幅度隨農膜使用年限和殘留量的增加而加大。一般情況下，小麥減產7%～20%，玉米減產15%～20%，大豆減產5%～10%，蔬菜作物減產

5%～40%。

3 相關防治措施

專家指出：“在未來幾年里，工業和城市生活對污染的影響將逐漸減小，但如果不采取有效措施，由作物種植和畜禽養殖業導致的非點源污染‘貢獻率’正日益凸顯，生態破壞和環境污染問題已成為制約農村和農業可持續發展的重要因素［11］。”由此可見，農業非點源污染如果不加以控制，反過來會影響農業生產，直接影響到農業的可持續發展。目前世界上一些發達國家和地區已把控制農業非點源污染作為水質管理的必要組成部分，我國的農業非點源污染防治工作，近年來雖然取得了較大進展，但由于農業生產壓力逐年加大、農村人口眾多，特別是非點源污染的種類多，分布面廣，治理難度大，所以控制農業非點源污染的工作愈加艱難。

3.1 平衡施肥，提高化肥利用率

國內外大量研究表明，在合理施肥情況下，農田氮磷流失數量很低，甚至基本等同于無肥區，只有在過量、不合理施肥條件下才會發生氮磷大量流失并污染水體。采用深施技術是避免化肥損失的關鍵。據河南省測定，深施碳酸銨，氮的利用率可提高15%。農業部統計，在保持作物產量相同的情況下，深施技術節肥效果也很明顯。如種玉米可節省碳銨165kg/hm2，或節省尿素60kg/hm2；種小麥可節省碳銨175.5kg/hm2，或節省尿素64.5kg/hm2［12］。 同時研究開發施用有機－無機復合肥及生物肥料，推廣肥料的精準化技術，控釋或緩釋化肥，以水帶氮，分次施肥及平衡施肥等方法，做到肥料減量、定性、定量化使用，避免化學肥料使用過量對農業生態環境的污染［13］。

3.2 安全合理使用農藥，加強生物防治

高效、低毒、低殘留、易降解農藥是農藥新品種的主要發展方向。如優良的有機磷殺蟲劑辛硫磷、氨基甲酸酯類殺蟲劑、呋喃丹和擬除蟲菊酯等。同時，提倡科學使用農藥，注重栽培防治、生物防治、物理防治與化學防治的結合，可利用自然天敵，改進施藥技術，利用沼肥（沼液、沼渣）防治病蟲害，利用間作、套作、混作、輪作，以減少農藥對土壤、食品和水源等的污染。另外，我國也將逐步用安全、有效、無污染的生物農藥取代化學農藥，近3a來生物農藥增長了80%，2000年銷售額所占比例由9%上升至20%。生物農藥在病蟲害綜合防治中的地位和作用顯得愈來愈重要。

3.3 加強集約化畜禽養殖廢棄物的無害化、資源化、減量化

根據我國畜禽廢棄物利用和處理情況，加強畜禽養殖廢棄物無害化處理的標準建設，對禽畜養殖場地糞便進行綜合利用。畜禽糞便是一種有價值的資源，具有燃料、肥料、飼料3大功效，大力推廣禽畜糞便厭氧發酵和商品有機肥生產等先進技術，使禽畜糞便轉化成無害有機肥，化害為利。2010年3月20日，國家環保總局頒布實施了《畜禽養殖污染防治管理辦法》，要求劃定畜禽禁養區，搬遷或關閉位于水源保護區，城市和城鎮中人口集中地區的畜禽養殖場。停止審批新建、擴建規模化畜禽養殖企業，引導畜禽養殖企業走生態養殖道路；減少禽畜廢水直接向水體排放；實施和推廣品種改良畜禽技術［14］。

3.4 建立立體農業生態模型，循環利用農業廢棄物

建立立體農業生態模型，推廣農業先進技術，提高廣大人民群眾的綜防意識，實施秸稈還田技術，有效控制農業非點源污染。同時綜合利用農業廢棄物，使種植業、養殖業、林草業和加工業有機地結合起來，例如通過建設沼氣池，將養殖業和種植業連接起來，既治理了畜禽場的污染，又給種植業提供了有機肥料沼液、沼渣，減少了化肥農藥的使用。對生活污水實施處理后再排入河流，農村截污處理可以有效降低污染物含量，減少生活污水的大量排放，控制非點源污染?？稍谵r村附近修建適當的截污塘，或充分利用農村附近的廢棄壩塘，把它作為截流農村污水的場所，截流的水可以通過土地處理或種植茭瓜、蓮藕等水生植物，然后排入農田，經農田利用后再排入河流，這樣不僅凈化了污水，并且對節水起到了作 用［15］。

3.5 加強非點源污染監測研究

農業非點源污染的產生、遷移過程和機制非常復雜。20世紀90年代后，隨著計算機技術的不斷發展和3S技術在流域研究中的廣泛應用，使得一些強大的非點源模型被開發出來，且獲得的地面信息數據的數量和質量大為提高。同時結合監測和普查，在重點地區建立監測站，監測土壤、河流、湖泊及地下水含水層中的化肥、有機肥和農藥的含量，也極大地完善了我國農業環境安全的評估體系［16］。

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Status Quo towards Agricultural Non－point Source Pollution in China

TANG Wen－kui1，2，KANG Cai－xia1，2，LONG Hua－dan1
（1.School of Environmental Science and Engineering， Guilin University of Technology， Guilin 541004， China；
2.Institute of Karst Geology， CAGS， Karst Dynamics Laboratory， MLR， Guilin 541004，China）

Non －point pollution of agriculture has posed great influence on the ecological environment of our country，especially on surface water and the soil.This paper firstly discusses the following aspects concerning it， such as characteristics of non－point pollution， its status quo and hazards； then it indicates that non－point pollution of agriculture are mainly caused by the misuse of fertilizers and pesticides employed in agricultural activities，and the disordered discharge of waste and outlet water brought about in livestock breeding； Finally， it proposes some counter－measures towards the non－point pollution.Key words:non－point pollution of agriculture； status quo； fertilizer

TV213.9，X592

A

1672-9900（2011）01-0033-03

2011－01－05

唐文魁（1985－），男（漢族），湖南永州人，助理工程師，主要從事環境污染治理工作，（Tel）15977395731。