我國農業面源污染成因分析

張坤+張海珍+于文濤

摘要 本文就我國農業面源污染成因進行分析，并從化肥與農藥的不合理施用、畜禽養殖污染物超標排放、秸稈焚燒及地膜覆蓋等方面闡述了農業面源污染產生的主要原因，以期為農業面源污染控制提供科學參考。

關鍵詞 農業面源污染；現狀；成因；中國

中圖分類號 X592 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）12-0191-01

1979年美國《清潔水法》（The Clean WaterAct，CWA）中最早定義了面源污染，即污染物以廣域、分散、微量的形式進入地表及地下水體[1]。農業面源污染是指在農業生產過程中，農藥和化肥的不合理施用、畜禽養殖污染物超標排放、秸稈焚燒、地膜覆蓋等方面產生的污染物通過地表徑流、降雨、農田滲漏、空氣擴散等對大氣、土壤、水環境造成的污染。

1 化肥的不合理施用

我國是一個人口大國，需要通過施用化肥達到提高土地產出的目的。據國家統計局公布的最新數據顯示，2015年我國共生產農用化肥7 431.99萬t，比2014年增長8.07%；其中，生產磷肥1 857.20萬t，比2014年增長6.55%；生產鉀肥604.22萬t，比2014年增長6.07%；生產氮肥4 970.57萬t，比2014年增長8.9%[2]。2015年我國糧食作物播種面積為11 334.3萬hm2，如果按照當年糧食作物播種面積計算，耕地平均化肥施用量為656 kg/hm2。而歐美農業發達國家為防止化肥過量施用對環境造成污染，設置的耕地平均化肥施用量限值為225 kg/hm2，我國耕地的平均化肥施用量為歐美農業發達國家安全限值的3倍。目前，我國農用化肥的利用率與歐美農業發達國家還存在較大差距，歐美農業發達國家糧食作物化肥平均利用率為50%～65%。而根據農業部首次公布的化肥利用率數據顯示：2015年我國水稻、玉米、小麥三大糧食作物化肥利用率僅為35.2%，比2013年提高2.2個百分點[3]；剩余的64.8%左右未被有效利用，通過淋溶、地表徑流、吸附、農田滲漏、反硝化和侵蝕等進入環境。各營養元素隨地表徑流進入耕地中，會破壞土壤原有的結構和特性，導致土壤酸化、微生物活性下降；隨降雨進入水體，導致N、P、K等營養元素富集，浮游植物迅速生長，大量消耗水體中的溶解氧，致使水體環境喪失其原有功能；通過揮發或反硝化作用土壤中氮會變為氣態氮（N2O），而N2O是一種溫室氣體，逸散到大氣中所產生的溫室效應強度是CO2的300倍。

2 農藥的不合理施用

農藥是特指在農業生產過程中為防治病蟲害、抑制或清除雜草、調節植物生長的一類藥物的統稱。農藥根據防治對象的不同可分為殺蟲劑、殺菌劑、除草劑、植物生長調節劑等。據國家統計局公布的數據顯示，2015年我國化學農藥原藥產量374萬t，比2014年增長2.4%。其中除草劑2015年共生產177.40萬t，與2014年相比下調1.5%。殺蟲劑2015年共生產51.36萬t，與2014年相比下調4.3%。殺菌劑2015年共生產18.21萬t，與2014年相比下調8.4%[2]。2015年我國糧食作物播種面積11 334.3萬hm2，如果按照當年糧食作物播種面積計算，耕地的平均農藥施用量為33 kg/hm2，而歐美農業發達國家為防止農藥過量施用對環境造成污染，設置的耕地平均農藥施用量限值為7 kg/hm2，我國耕地的平均農藥施用量為歐美農業發達國家安全限值的4.7倍。目前，歐美農業發達國家糧食作物農藥平均利用率為50%～60%。而根據農業部首次公布的農藥利用率數據顯示：2015年我國水稻、玉米、小麥三大糧食作物農藥利用率僅為36.6%，比發達國家低13～23個百分點[3]。剩余未被有效利用的農藥散失在植株、土壤、空氣環境中。其中粉劑農藥約有10%在噴施過程中以粉塵微粒的形式附著在植株上，液體農藥約有20%在噴施過程中以霧滴的形式附著在植株上。有1%～4%的藥劑有效接觸作物害蟲，有40%～60%的藥劑降落到土壤環境中，有5%～30%的藥劑飄游于大氣環境中。這部分飄浮于大氣、降落于土壤、附著于植株上的農藥通過大氣沉降、植物殘渣、灌溉用水在各環境要素中循環重新分布，并匯集進入土壤，最終通過各種途徑進入自然水體，對地表及地下水體造成污染。

3 禽畜養殖污染物超標排放

隨著我國經濟的快速增長，國民生活質量得到提高，刺激了我國畜禽養殖業的發展。據國家統計局公布的最新數據顯示，截至2015年年末，生豬存欄量45 112.5萬頭、牛存欄量10 817.3萬頭、羊存欄量3 199.7萬頭[2]。畜禽養殖場排放的污染物主要為畜禽糞便、尿液、欄舍沖洗水，其中尿液、欄舍沖洗水中氨氮、總磷指標濃度較高。由于多數畜禽養殖場未按相關環境保護要求對糞污進行無害化處理，畜禽糞便通常被隨意堆放在荒地上，在堆放過程中通過自然發酵會釋放出氨氣、硫化氫，其屬于惡臭性氣體，具有強烈的刺激性氣味。畜禽養殖廢水屬于典型的中高濃度有機廢水，未經處理直接排入自然水體會導致自然水體水質惡化，對水體造成污染。畜禽養殖特別是規?；笄蒺B殖污染問題已成為我國農業面源污染的主要來源之一。據環境保護部《第一次全國污染源普查公報》數據顯示，畜禽養殖業糞便產生量為2.43億t，尿液產生量為1.63億t。畜禽養殖業主要水污染物排放量：化學需氧量排放量為1 268.26萬t，總氮排放量為102.48萬t，總磷排放量為16.04萬t[4]。畜禽養殖業水污染物中化學需氧量、總氮、總磷排放量分別占到農業源水污染物排放總量的95.78%、37.89%、56.34%。

4 秸稈焚燒

我國每年在糧食作物收獲后都會產生大量的秸稈。大約1/2被有效利用，1/4作物秸稈作為青貯飼料飼喂牲畜，1/4作物秸稈作為燃料用于冬季取暖及日常生活，剩余的秸稈采用就地焚燒還田的辦法解決。秸稈在燃燒過程中會釋放出大量的有害氣體，對大氣環境造成污染。

根據環境保護部《通報東北、華北地區重污染天氣過程及應對工作情況》以及衛星遙感顯示，黑龍江省秸稈焚燒火點達到415個，占全國總數的83%。督查發現哈綏高速呼蘭段404～421 km處以及肇東市五站鎮、黎明鎮、姜家鎮、肇東鎮、巴彥縣興隆鎮高速公路兩側均存在大面積焚燒秸稈現象。2016年11月3—5日，東北地區相繼有綏化市、哈爾濱市、大慶市、白城市、松原市、長春市、沈陽市、遼陽市、鞍山市、營口市、大連市等11個城市的AQI小時值達到500，其中哈爾濱市、大慶市、綏化市等污染最為嚴重[5]。

5 地膜用量大，難降解

地膜覆蓋技術最早興起于日本，并于20世紀50年代在其國內開始示范推廣。而我國的地膜覆蓋技術是在1979年由日本引進的，并在我國得到了大面積推廣及使用。尤其在我國北方的旱作區，地膜覆蓋技術是糧食增產豐收的關鍵技術。在短短的幾十年里，地膜覆蓋技術自北向南發展，應用區域已從干旱、半干旱區域擴展到高原、冷涼地區，覆蓋作物種類也從經濟作物擴大到大宗糧食作物。2014年中國地膜使用量為144.15萬t，覆蓋面積達1 814.03萬hm2，地膜使用強度為11.8 kg/hm2。但無論使用何種類型的地膜，都會在生產中產生殘膜，殘膜率高達42%[5-6]。地膜由聚乙烯樹脂吹制而成，在制造過程中會添加抗氧化劑和光穩定劑。因為聚乙烯屬于烷烴性聚合物，具有較好的化學穩定性，所以難降解。作物收獲后破損的地膜廢棄在土壤中，其塑化劑會在土壤和水環境中滲透、遷移，最終對土壤和水體環境造成污染。

6 參考文獻

[1] 胡永定.徐州沛沿河區域農業面源污染機理及控制技術研究[D].北京：中國礦業大學，2010.

[2] 中華人民共和國國家統計局.中國統計年鑒2016[R/OL].（2016-10-18）[2017-03-01].http：//www.stats.gov.cn/ tjsj/ndsj/2016/indexch.htm.

[3] 中華人民共和國農業部新聞辦公室.農業轉方式取得積極進展 化肥農藥利用率穩步提高[EB/OL].（2010-02-06）[2017-03-01].http：//www.moa.gov.cn/zwllm/tpxw/201512/t20151203_4922342.htm.

[4] 中華人民共和國環境部.公告2010年第13號.關于發布《第一次全國污染源普查公報》的公告[R/OL].（2010-02-06）[2017-03-01].http：//www.zhb.gov.cn/gkml/hbb/bgg/201002/t20100210_185698.htm.

[5] 中華人民共和國環境部.環境保護部通報東北、華北地區重污染天氣過程及應對工作情況[R/OL].（2016-11-05）[2017-03-01].http：//www.zhb.gov.cn/gkml/hbb/qt/201611/t20161105_366943.htm.

[6] 張宏艷.非點源污染的經濟學研究進展[J].上海經濟，2003，10（1）：38-40.