農(nóng)業(yè)面源污染對水環(huán)境的影響及其防治

李冠杰 鄭雅莉 范彬

摘要：農(nóng)業(yè)面源污染對水環(huán)境的影響以及由此導致的“水污染”已成為目前我國農(nóng)村最大的環(huán)境問題。然而，防治體系不規(guī)范、環(huán)境立法不健全、技術措施不到位、體制機制不完善等，嚴重制約著防治工作的順利開展。為此，必須構建具有中國社會主義特色的農(nóng)業(yè)面源污染防治體系，確立適合我國國情的農(nóng)業(yè)面源污染防治政策制度、技術措施與管理方法，創(chuàng)新體制機制，從源頭上控制農(nóng)業(yè)面源污染的發(fā)生，改善農(nóng)村水環(huán)境質量，提高水環(huán)境服務功能。

關鍵詞：農(nóng)業(yè)面源污染;水環(huán)境;防治困境;防治對策

2014年中央一號文件和國家新型城鎮(zhèn)化規(guī)劃（2014—2020年）再次將農(nóng)村環(huán)境綜合整治、鄉(xiāng)村清潔工程實施、農(nóng)村垃圾、污水處理、土壤與水環(huán)境整治、飲用水安全保障等農(nóng)業(yè)面源污染防治突出問題作為社會主義新農(nóng)村建設和推動城鄉(xiāng)發(fā)展一體化的重點。然而，我國農(nóng)業(yè)面源污染具有自身特點，其對水環(huán)境的影響以及由此導致的“水污染”已成為目前我國農(nóng)村最大的環(huán)境問題。

一、農(nóng)業(yè)面源污染的來源與現(xiàn)狀

（一）農(nóng)藥、化肥污染

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中大量農(nóng)藥、化肥的不合理施用所導致的農(nóng)業(yè)面源污染是造成農(nóng)村水環(huán)境污染的重要原因。2012年，我國氮肥以6383.7萬噸的總消耗量位居世界首位，磷肥的總消耗量也同時達到了1980.5萬噸。按播種面積計算，我國化肥年使用量已超過400kg/hm2，遠遠高于225kg/hm2的化肥無污染使用上限。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用諸多被禁用的農(nóng)藥，而且多采取直接向水體施藥的方式。此外，大量殘留農(nóng)藥也隨降雨進入水體。施用的化肥除了部分被農(nóng)作物吸收外，相當一部分則通過農(nóng)田滲漏和地表徑流進入水體，污染了周邊湖泊、池塘、河流和地下水。

（二）畜禽養(yǎng)殖污染

畜禽養(yǎng)殖糞便所形成的農(nóng)業(yè)面源污染隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結構的調整不斷出現(xiàn)。近年來，農(nóng)村畜禽養(yǎng)殖規(guī)模日益增大，集約化和機械化程度日益提高，由此引起的環(huán)境污染問題也日益突出和頻繁。2012年全國畜禽糞便產(chǎn)生量約為55億噸，是工業(yè)有機污染物的4.6倍，預計2020年將達到100億噸。畜禽養(yǎng)殖業(yè)廢棄物量巨大，集中處理和運輸成本高、還田費力，大多數(shù)畜禽養(yǎng)殖場缺少污水處理系統(tǒng)，養(yǎng)殖場周邊地區(qū)又難以消納，畜禽糞便往往直接排入地表水，而并非作為肥料資源進行回收和再利用，由此造成土壤和地下水污染。

（三）農(nóng)村生活污染

農(nóng)村生活污水是農(nóng)業(yè)面源污染的另一重要途徑。農(nóng)村污水是指農(nóng)村居住區(qū)范圍內產(chǎn)生的以居民生活污水為主的綜合排放污水，主要來源于廚房、浴室和廁所，其中廚房和洗浴污水大多直排戶外，廁所污水少量被農(nóng)戶綜合利用，其余部分則直排或進入化糞池后自然溢出。2012年全國農(nóng)村生活污水日排放量達1208.4萬噸，其總排放量和COD排放量連續(xù)8年高于工業(yè)污水，且差距不斷增大。雖然近年來農(nóng)村生活污水處理設施投入和污水處理率有較快增長，但仍因各種原因得不到合理、有效的控制。

（四）其他污染

農(nóng)業(yè)秸稈的無序利用也是農(nóng)業(yè)面源污染的來源之一。隨著區(qū)域能源結構的變化，直接用于生活用薪柴的秸稈逐漸被液化氣、沼氣、煤等新型農(nóng)村用能所取代。除少量回收利用的秸稈外，大量多余秸稈被棄之田溝或推入河湖，經(jīng)風化、雨淋、腐爛、分解，秸稈中的有機物流進水體并造成嚴重污染。

水土流失不僅影響土地資源的有效利用，而且攜帶大量農(nóng)藥、化肥、有機物、重金屬的泥沙隨水土流失進入周邊江河湖庫，增大水體濁質，污染水體。水土流失已成為當前我國氮、磷、鉀污染的重要途徑，水土流失越嚴重的地方，土壤越貧瘠，農(nóng)藥、化肥使用量越大，隨水土流失進入水體的污染物也越多。

農(nóng)村生活垃圾已由過去的菜葉瓜皮演變?yōu)橛伤芰洗㈦娮永⒔ㄖ⑸罾⑥r(nóng)藥包裝瓶、腐爛植物組成的混合體，產(chǎn)生量大，成分復雜，無人回收，不可降解。長期堆放于河道邊的生活垃圾，其釋放出的溶解性有機物伴隨雨水進入水體，造成水體污染。此外，農(nóng)業(yè)面源污染來源還包括農(nóng)膜的不合理使用。

二、農(nóng)業(yè)面源污染的特征

（一）分散性

與點源污染的集中性不同，農(nóng)業(yè)面源污染具有顯著的分散性特征，其隨流域內水文水質、地形地貌、土地利用狀況及氣候的不同而呈現(xiàn)空間異質性和時間不均勻性。分散性導致污染的地理邊界與空間位置不易識別，此外污染物的遷移轉化也可能是多種分散的途徑。

（二）隨機性和不確定性

農(nóng)業(yè)面源污染所涉及的隨機因素和不確定因素較多。例如，農(nóng)作物的生長過程不僅受土壤結構、降水量、溫度等自然要素的影響，而且受耕作方式、生產(chǎn)資料保障情況、市場狀況等諸多條件的制約。不同作物、不同的自然條件及不同的生產(chǎn)方式均可能影響氮、磷等養(yǎng)分在環(huán)境中的存在形態(tài)與遷移損失狀況。

（三）滯后性與隱蔽性

農(nóng)藥、化肥在農(nóng)田中存留時間的長短決定農(nóng)業(yè)面源污染滯后性的長短。通常情況下，農(nóng)藥、化肥一次性投入使用所造成的潛在面源污染具有累積性和長期性。另外，環(huán)境中的部分有機污染物也會與其他物質產(chǎn)生反應，從而誘發(fā)二次污染，或在其他地域、其他時間引起污染，具有高度的隱蔽性。

（四）不易監(jiān)測性

與點源污染的固定地點排放不同，農(nóng)業(yè)面源污染的發(fā)生呈多點位特征，且在特定區(qū)域內交叉排放，加之受氣象、水文、地理等客觀因素的影響，因此很難監(jiān)測到單個污染源的具體排放量，即便是進行連續(xù)監(jiān)測和跟蹤監(jiān)測，在不同區(qū)域、不同時間段和作物的不同生產(chǎn)周期，監(jiān)測結果都會有較明顯的變化。

（五）防治難度大

面源污染物以擴散方式排放，時斷時續(xù)，難以精確計算排污量，加之我國糧食問題的重要性與特殊性，因此在防治上不能簡單采取“關、停、并、轉”等工業(yè)與城市點源污染防治的方式。另外，農(nóng)業(yè)面源污染大多發(fā)生在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，而目前我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)又是以傳統(tǒng)家庭作坊式生產(chǎn)為主，生產(chǎn)方式落后，生產(chǎn)率和農(nóng)業(yè)比較效益低下，要在生產(chǎn)源頭和生產(chǎn)過程中防治農(nóng)業(yè)面源污染，其難度較大。

三、農(nóng)業(yè)面源污染對環(huán)境影響的分類

按照農(nóng)業(yè)面源污染對不同環(huán)境要素所產(chǎn)生的影響，可分為農(nóng)業(yè)面源污染對水環(huán)境的影響、農(nóng)業(yè)面源污染對大氣環(huán)境的影響和農(nóng)業(yè)面源污染對土壤環(huán)境的影響，如圖1所示。

由此可見，在農(nóng)業(yè)面源污染與不同環(huán)境要素的相互作用中，農(nóng)業(yè)面源污染與水環(huán)境要素之間的作用最為直接。隨著我國城鎮(zhèn)化的快速推進，水污染正從東部向西部轉移，從區(qū)域向流域擴散，從支流向干流延伸，從地表向地下滲透，從城市向農(nóng)村蔓延。“水污染”已成為目前我國農(nóng)村最主要的環(huán)境問題，而農(nóng)業(yè)面源污染正是造成農(nóng)村“水污染”和“水荒”的最直接和最主要原因。

四、農(nóng)業(yè)面源污染對水環(huán)境的影響

在農(nóng)業(yè)面源污染對各類環(huán)境要素的相互作用和相互影響中，其對水資源與環(huán)境所產(chǎn)生影響的途徑最多，強度最大，范圍最廣，意義深遠。可以說，農(nóng)業(yè)面源污染對環(huán)境的影響主要是對水環(huán)境的影響，這種影響具體體現(xiàn)在以下三個方面。

（一）河流水質惡化與湖泊富營養(yǎng)化

農(nóng)藥、化肥的過量與不合理施用，導致大量的氮、磷元素進入周邊池塘、河流、湖泊，使水域生態(tài)系統(tǒng)富營養(yǎng)化，水體缺氧、變綠、發(fā)黑、發(fā)臭，浮游植物大量繁殖，河流淤塞，耐污種類爆發(fā)，水生生物死亡，水生態(tài)系統(tǒng)失調。環(huán)保部調查結果顯示：在我國水體污染嚴重的流域，農(nóng)田、畜禽養(yǎng)殖和農(nóng)村居民的生活排污是造成流域水體氮、磷富營養(yǎng)化的主要原因，其貢獻遠遠超過來自城市地區(qū)的工業(yè)點源污染和生活點源污染。

（二）污染飲用水源，影響人體健康

我國有7億多人口飲用地下水，有半數(shù)以上城市、鄉(xiāng)村的經(jīng)濟發(fā)展和居民生活用水以地下水為主要供水水源，但地下水污染問題日益嚴重。總體來看，我國地下水硝酸超標率較高，硝酸鹽超標面積較大。研究顯示，農(nóng)業(yè)面源污染是地下水硝酸鹽污染的主要原因。目前我國高氮肥用量的集約化農(nóng)田已占全部農(nóng)田總面積的30%，分布于人口密集城市周邊地區(qū)高氮肥用量的集約化菜果花農(nóng)田更是達到了50%以上，由農(nóng)業(yè)面源污染導致的地下水硝酸鹽污染已經(jīng)對數(shù)億人口的飲用水質量安全構成了嚴重威脅。

（三）水體生態(tài)系統(tǒng)服務功能下降

水體生態(tài)系統(tǒng)服務功能的類型可歸納劃分為淡水供應、水能提供、物質生產(chǎn)、生物多樣性維持、生態(tài)支持、環(huán)境凈化、災害調節(jié)、休閑娛樂和文化孕育等。水體生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值巨大。但近年來，農(nóng)業(yè)面源污染的加劇使水體生態(tài)服務功能的正常發(fā)揮受到極大限制。種植業(yè)污染、畜禽養(yǎng)殖污染及農(nóng)村生活污水使水體污染物數(shù)量和種類急劇增加，超出污染物負荷閾值，造成水質惡化，水體自我調控和修復能力下降，水體生態(tài)系統(tǒng)服務功能被阻斷。外來污染物的大量涌入遠超水體自凈能力，即使源頭控制措施嚴格執(zhí)行，底泥中的污染物也能夠在較長時間內繼續(xù)存在，并使水體保持較高的富營養(yǎng)化水平。

五、農(nóng)業(yè)面源污染防治存在的問題及其對策

長期以來，我國環(huán)境管理體制中一直存在著“重點源、輕面源，重工程、輕制度”的缺陷。農(nóng)業(yè)面源污染之所以嚴重并日趨加劇，與我國粗放型經(jīng)濟增長方式、產(chǎn)業(yè)結構、經(jīng)濟體制、傳統(tǒng)生活方式、環(huán)境管理體制和立法體系不健全不規(guī)范、基礎性科研工作投入不足、污染防治意識薄弱等緊密相關，更為深層的原因是政策上、立法上和管理體制上存在缺陷。本文認為，農(nóng)業(yè)面源污染防治的根本出路在于構建具有中國社會主義特色的農(nóng)業(yè)面源污染防治體系，其核心是在政府主導下，確立適合我國國情的農(nóng)業(yè)面源污染防治政策制度、技術措施、管理方法與管理體制，目的在于減少并逐步控制面源污染對水環(huán)境造成的不良影響，改善和保障水環(huán)境安全，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)與農(nóng)村的可持續(xù)發(fā)展。

（一）政策與管理

加強農(nóng)業(yè)面源污染防治的政策支持力度，調整優(yōu)化農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結構，走生態(tài)農(nóng)業(yè)和循環(huán)農(nóng)業(yè)道路是農(nóng)業(yè)面源污染防治的根本。

首先，采取經(jīng)濟激勵政策，增加高氮化肥、殺蟲劑使用稅稅種，促使納稅人減少對環(huán)境有影響的工序及活動，引導產(chǎn)業(yè)轉型;完善補貼措施，將經(jīng)濟補貼同農(nóng)民采取環(huán)境友好型施肥技術和采用高效、低毒、低殘留及生物農(nóng)藥的農(nóng)田種植掛鉤，以及對畜禽糞便進行無害化處理和資源化利用的農(nóng)戶、養(yǎng)殖場進行補貼，建立農(nóng)業(yè)生態(tài)補償機制。

其次，加強宏觀規(guī)劃，積極做好市、區(qū)、鎮(zhèn)（鄉(xiāng)）環(huán)境保護規(guī)劃，將農(nóng)業(yè)面源污染防治作為當?shù)丨h(huán)境保護規(guī)劃制定和產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃制定的重要內容，推動產(chǎn)業(yè)結構調整，治理農(nóng)業(yè)面源污染;加快編制畜禽養(yǎng)殖污染防治具體規(guī)劃和農(nóng)村生活垃圾、污水治理專項規(guī)劃，確保畜禽糞污、農(nóng)村生活垃圾和污水處理率達到較高水平。

最后，推動畜禽養(yǎng)殖業(yè)生產(chǎn)方式轉變，科學確定養(yǎng)殖密度，合理布局養(yǎng)殖場區(qū)，優(yōu)化養(yǎng)殖生產(chǎn)結構;加大畜禽糞污處理設施建設和農(nóng)村生活垃圾、污水處理設施建設，確保已建處理設施的正常運行，推動畜禽糞污、農(nóng)村生活垃圾、污水的無害化處理和資源化利用;推行農(nóng)牧結合，探索建立生態(tài)養(yǎng)殖模式，逐步實現(xiàn)畜牧業(yè)與種植業(yè)的良性互動與協(xié)調發(fā)展。

（二）環(huán)境立法

借鑒國外發(fā)達國家關于農(nóng)業(yè)面源污染防治的做法和經(jīng)驗，由國家制定和出臺一系列強有力的法律法規(guī)并嚴格實施是農(nóng)業(yè)面源污染防治的關鍵。

首先，依據(jù)國家清潔生產(chǎn)技術規(guī)范，制定和完善農(nóng)藥、化肥控制的法律法規(guī)，包括制定農(nóng)藥、化肥質量標準，制定農(nóng)田耕作環(huán)境技術標準，針對不同作物確定化肥、農(nóng)藥和有機肥的施用量、施用時間和施用方法。

其次，制定和完善畜禽養(yǎng)殖環(huán)境技術標準，科學配制與合理利用飼料，減少氮、磷等排放;規(guī)范畜禽養(yǎng)殖證核發(fā)工作，逐步將畜禽養(yǎng)殖證的申請、受理、審核、發(fā)放、監(jiān)管納入法定程序;完善畜禽養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)控與水質監(jiān)測法律制度;建立環(huán)境與水質惡化快速識別、診斷、預報、預警機制，并盡快將其上升至法律層面。

最后，建立有機廢物排放專項法規(guī)，有效控制農(nóng)村生活垃圾、污水排放和畜禽糞污排放;研究目前農(nóng)村生活垃圾、污水、畜禽糞污循環(huán)再利用的可行性及其障礙，提出資源回收與循環(huán)利用方案，并通過立法的形式確保實施。

（三）技術措施

以科學發(fā)展觀為統(tǒng)領，堅持技術創(chuàng)新，推廣節(jié)約型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術、先進適用的畜禽養(yǎng)殖污染防治技術和農(nóng)村生活污水處理技術是農(nóng)業(yè)面源污染防治的重要支撐。

首先，積極推廣控源減排技術、減量控害技術和生態(tài)攔截技術，大力研發(fā)高效節(jié)藥農(nóng)機農(nóng)具，提高農(nóng)民科學用肥用藥意識與技術水平;大力發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)，高效、合理利用農(nóng)業(yè)資源，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)的清潔生產(chǎn)。

其次，推廣雨污分流技術、干濕分離技術和設施化處理技術進行畜禽養(yǎng)殖糞污防治;發(fā)展養(yǎng)殖用水循環(huán)利用與廢水處理技術，實現(xiàn)水產(chǎn)健康養(yǎng)殖;推廣易控、節(jié)能型農(nóng)村生活污水處理技術，對農(nóng)村生活污水進行無害化處理;加強沼氣技術創(chuàng)新，提高沼氣使用率。

最后，著力于農(nóng)業(yè)面源污染防治新技術、新工藝、新設備的研發(fā);配套現(xiàn)有已成熟的單項防治技術，形成完整的技術鏈條、技術體系和技術模式，使之能夠適用于不同地區(qū)，以擴大應用規(guī)模和范圍;積極進行國際交流與合作，移植、引進、改造國外先進技術。

（四）體制保障

進行農(nóng)業(yè)面源污染防治頂層設計，強化組織領導，創(chuàng)新農(nóng)業(yè)面源污染防治體制機制，建立完整的行業(yè)管理體系，設計可復制、可推廣的監(jiān)管制度，這是農(nóng)業(yè)面源污染防治的組織保障。

首先，構建以各級農(nóng)業(yè)部門為主導，環(huán)保、水利、住建、林業(yè)、衛(wèi)生等部門相互協(xié)作與緊密配合的農(nóng)業(yè)面源污染防治體制。各級農(nóng)業(yè)部門是本區(qū)域農(nóng)業(yè)面源污染防治的主管單位，統(tǒng)籌農(nóng)業(yè)面源污染防治總體工作;其他部門在主管部門的領導下，明確分工，理清職責，資源共享，通力合作。

其次，創(chuàng)新農(nóng)業(yè)面源污染治理資金籌集機制，形成以污染者為出資主體、全體社會成員共同分擔、農(nóng)村金融機構信貸為補充、政府主管部門統(tǒng)籌規(guī)劃利用的籌資機制，加大對農(nóng)業(yè)面源污染防治基礎設施建設、重點項目、重大工程、基礎研發(fā)和技術推廣的支持力度。

再次，建立嚴格的農(nóng)業(yè)面源污染防治工作責任制和獎懲機制，將年度防治目標和工作任務逐層分解，落實至各單位、各部門。嚴格績效考核，對開展本區(qū)域農(nóng)業(yè)面源污染防治工作不力的主管領導實行一票否決制。

最后，創(chuàng)新農(nóng)業(yè)面源污染治理公眾參與機制。加大農(nóng)業(yè)面源污染防治宣傳力度，提高廣大農(nóng)民的防治意識和防治水平。多渠道支持農(nóng)民參與面源污染防治政策、規(guī)劃的制定與執(zhí)行，引導農(nóng)民監(jiān)督農(nóng)業(yè)面源污染治理的全過程。

六、結語

農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境是農(nóng)業(yè)發(fā)展的前提和基礎，防治農(nóng)業(yè)面源污染不僅是改善農(nóng)村水環(huán)境質量的需要，也是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和新農(nóng)村建設的必要條件。要突破農(nóng)業(yè)面源污染防治瓶頸，實現(xiàn)防治目標，必須構建具有中國社會主義特色的農(nóng)業(yè)面源污染防治體系，結合實際，以政策制度建設為根本，以法律法規(guī)完善為關鍵，以技術研發(fā)推廣為支撐，以體制機制創(chuàng)新為保障。只有實施“四位一體”的防治對策，才能從源頭上控制農(nóng)業(yè)面源污染的發(fā)生，緩解農(nóng)村水環(huán)境壓力，改善農(nóng)村水環(huán)境質量，提高水環(huán)境服務功能，實現(xiàn)農(nóng)村生產(chǎn)、生活、生態(tài)協(xié)調發(fā)展。

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*基金項目：國家水體污染控制與治理科技重大專項（2011ZX07301-003-09）;國家自然科學基金（51278484）。

（作者單位：中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心，住房和城鄉(xiāng)建設部農(nóng)村污水處理技術北方研究中心;通訊作者：范彬）