山東省農業源大氣面源污染防治措施研究

劉俊汝，呂志磊，趙延雙，牟少巖

（青島農業大學經濟管理學院（合作社學院），山東 青島 266109）

0 引言

山東省承擔著國家糧食安全的重擔，自2016年起山東省糧食總產量超過5 300 萬t，其高產量的背后必定存在對生態環境的負面影響，加之粗放型的農業生產模式仍然普遍存在于現代農業中，農業對生態環境的影響不容小覷。 在習近平總書記的生態文明思想指導下，農業農村污染治理攻堅戰成為七大標志性重大戰役之一，其治理成效是農業綠色發展的根基，是農業供給側改革的基礎，是打造鄉村振興齊魯樣板的關鍵一步。

隨著環境管理工作的持續進行，以面源形式為主的農業農村污染得到了一定程度的治理與管控，但其治理水平尚未與全面建成小康社會相適應，還未形成全面長效的治理體系和有效的管理體制，農業農村污染治理形式依然嚴峻。柴世偉等[1]認為在點源污染的全面控制下，農業面源污染對水體環境的影響比重不斷增加。朱兆良等[2]認為規模化養殖業造成的點源污染和種植業造成的面源污染，不僅會影響水體環境，也是空氣污染的重要原因。 翟紫劍等[3]認為農業面源污染極具“農業”特色，是在農業生產過程中，由于農藥化肥的不合理使用、畜禽污染的零處理排放和農村生活垃圾的無序處理導致對水體、土壤及大氣的交叉立體污染。

早期研究者將農業面源污染的研究重點集中于對水體環境的影響，但隨著環境管理工作的持續進行，造成水體環境污染的農業點源污染已經基本全面管控，相比較面源污染的高度分散性、潛伏周期長及難以監測的特點，農業面源污染已經滲透到水體土壤大氣等各方面[4]，北京大學環境模擬與污染控制國家重點聯合實驗室研究表明，中國目前高強度的NH3排放主要是由粗放的農業生產模式導致的。 尤其是根據山東省各地市源清單數據表明，農業源排放占大氣污染物NH3總排放量的88%。 社會各界應正視農業源對大氣環境的影響。為此，建立農業面源污染治理長效機制是農村農業經濟發展模式創新的突破口，可為農業綠色可持續發展、打造鄉村振興齊魯樣板具有現實意義。

1 農業面源污染現狀

農業面源污染主要涉及畜禽水產養殖排污、土壤化肥農藥施用、秸稈堆肥燃燒等環節[5]，其中水產養殖主要涉及向水體排放氨氮、COD，畜禽養殖產生大量惡臭，農藥使用涉及VOCs 的排放，化肥施用是溫室氣體NO 的重要來源，同時也造成大量N，P 元素向水體及土壤流失，秸稈燃燒可在短時間內造成嚴重煙氣污染[6]。

本文數據來源于山東省規劃院提供的數據合集，研究基準年為2019年，部分數據因統計資料的滯后性，使用2017年至2018年數據。根據全省各地市源清單數據，山東省各市農業面源主要污染物排放量見表1。 由表1 可知，菏澤市、濰坊市、臨沂市農業源NH3排放量居前3 位；煙臺市、濰坊市、菏澤市農業源VOCs 排放量居前3 位，其中煙臺市農業源VOCs 排放量為2 862 t/a 遠超于其他地級市。

表1 山東省各地市農業源主要污染物排放量 t·a-1

1.1 畜禽養殖

山東省畜禽養殖產值常年居全國首位，其產生的糞尿排泄物、皮毛等有機物，在不充分的厭氧分解后，會產生NH3，VOCs，二甲基硫醚等臭味氣體，對大氣環境造成嚴重污染。 2019年山東省人為源NH3來源分析結果見圖1。

圖1 2019年山東省人為源NH3 來源分析結果

由圖1 可知，畜禽養殖業占山東省人為源NH3排放總量的67.2%，且生豬養殖業是畜禽養殖業NH3排放中最大類目。鄧明君等[7]認為中國居民消費禽類產品的數量結構與畜禽養殖的飼料營養結構改變是未來中國農業NH3排放量減少的關鍵因素。

山東省人為源NH3排放地理位置特征情況見圖2。 由圖2 可知，魯西地區養殖業興盛，其人為源NH3排放強度明顯較高，排放強度前2 位的德州市與菏澤市均處于山東省西邊界，且魯西地區均超過山東省平均人為源NH3排放強度（4.80 t/km2）。 魯東地區排放強度僅為2～3 t/km2。 結合相關數據可知，農業源NH3排放是人為源氨排放強度分布差異的主導因素。

圖2 2019年山東省各市人為源NH3 排放強度分布

1.2 化肥施用

隨著經濟發展對農產品需求的增長，為追求農業的高產優質高效，增加化肥施用量作為最直接的增產方式，自2000年起，山東省農用化肥施用量逐年上升，2007年施用量高達1 530 萬t/a，山東省作為農業大省，化肥施用量常年位于全國第二，施用量多但施用效率低。梁流濤等[8]提出我國化肥強度遠超發達國家設置的225 kg/hm2的安全上線。 根據2021年山東統計年鑒可知山東省化肥施用結構為氮肥33%、磷肥14%、鉀肥8%及復合肥45%，其中含氮肥料的使用會產生過量的NH3，NO 及CH4等，NH3是大氣面源污染的重要來源。王玉梅等[9]研究發現山東省農業生產區中氮肥有效利用率為30%～40%，鉀肥為35%～50%，磷肥僅為2%～25%。 化肥施用效率的邊際增長率也逐漸減少甚至為負。 為扭轉化肥施用量的無序增加，2008年中央一號文件中提到擴大測土配方施肥規模，合理使用化肥用量及結構。2008年起，在未影響農業產量的情況下，山東省農用化肥施用量逐年遞減，2019年已降至1 194 萬t，其管控成果明顯。 農用化肥施用量逐年遞減數據見圖3。

圖3 山東省農用化肥施用量（實物量）

1.3 農藥施用

農藥主要以噴灑、 氣霧等形式施用到目標農作物上，以噴灑方式施用的農藥利用率只有10% ～20%，在噴灑及后續揮發過程中，農藥會大量殘留在空氣中并通過雨水等形式下滲到土壤及水體中[10]。農藥施用除了會在空氣中殘留大量VOCs 外，還會短時間在小尺度區域內造成農藥毒性影響。根據《中國農村統計年鑒》可知，山東省農藥施用量常年全國第一，且農業農村部在2019年公布我國農藥利用率僅為39.8%，農藥減量控害工程勢在必行。在多方協助及共同努力下，山東省農藥施用量自2008年的17.35 萬t 降至2019年的12.03 萬t。 農藥施用量逐年遞減數據見圖4。

圖4 山東省農藥施用量

1.4 秸稈燃燒

山東省作為糧食最大供給區之一，2018年谷物總產量為5191 萬t，約占全國8.5%，第二次全國污染普查公報指出2017年，全國秸稈產生量為8.05億t，秸稈可收集資源量為6.74 億t，秸稈利用量為5.85 億t。 根據謝光輝等[11]提出的秸稈系數及山東統計年鑒公布的各類谷物產量推算可知，2018年山東省以玉米、小麥為主的秸稈量分別為2 503，3287 萬t，秸稈存量龐大，若秸稈燃燒，其產生的CO，CO2，NOx及可吸入顆粒物將造成短時間區域內PM2.5，PM10急速攀升。 秸稈燃燒不僅產生有害氣體而且降低耕地質量，秸稈燃燒行為大多發生在鄉鎮農作物種植區，難以監測查證與統計。自遙感技術的應用，可以遠距離監測燃燒位置及火點數量，治理工作可有效進行。經過近幾年的監測與管控，相關統計表明，山東省年焚燒秸稈遙感火點數量比禁燒前的2004年下降8 0%～90%。

2 存在問題

2.1 法律層面涉及內容少且標準滯后

農業面源污染領域內，現行相關法律法規主要圍繞水體環境保護，對農業源大氣污染的關注較少，涉及的相關條文也較為籠統抽象，缺乏具體執行細節及管理體系，影響其執行能力，進而削弱了農業源大氣污染的防治效果。 例如《大氣污染防治法》中第七十五條規定了畜禽養殖場等應及時處理污染物，防止排放惡臭氣體，但無其他大氣污染物相關內容，缺少NH3，VOCs，H2S 等易監測、易定量化指標，與當前大氣污染防控形勢不匹配。

除露天焚燒秸稈之外，我國現行《農業法》《大氣污染防治法》及《畜禽規模養殖污染防治條例》中均缺少與其他農業大氣面源污染行為相對應的法律責任相配套，只體現了原則性與倡導性條款，刑事責任方面也缺少與農業面源污染相關的規定，造成現有法律懲戒力與勸阻力都不足[12]。 化肥施用及農藥揮發造成的大氣污染缺少可執行的標準與管理規章。相關法律及標準見表2～表3。

表2 現行農業大氣面源相關法律

表3 現行農業大氣面源相關標準

由表2～ 表3 可知，在農業領域內，涉及大氣面源污染及治理的法規條例發布時間較早，標準相對滯后，相關性較弱，且存在管理職責交叉現象，導致責任劃分模糊，治理標準不一致等問題[13]。

2.2 大氣污染檢測與處理措施匱乏

我國現行的畜禽養殖業廢棄物管理技術標準中僅有1/3 的規范提及畜禽養殖排放物的氣體排放方法，例如《畜禽養殖業污染治理工程技術規范》中對畜禽養殖場產生的惡臭氣體可通過物理、 化學及生物除臭方法處理后排放，但未制定相關氣體檢測標準與檢測技術。畜禽養殖較為集中，糞便堆放處濕度大，其產生、堆放和分解過程中有害病菌進入空氣對人畜造成危害，且產生加劇溫室效應的氣體，養殖場普遍缺乏針對此類大氣污染物的有效收集與處理措施。 其次，規模化養殖并未普及，在魯西偏遠地區存在大量露天養殖場，各類大氣污染物未經處理直接排放到空氣中，因此魯西地區人為源氨排放強度較高。最后，目前畜禽養殖所產生的大氣污染物控制處理技術處于初始研發及推廣階段，相關技術累積不足，養殖場對大氣污染物的收集及處理關注較少，需結合社會經濟發展情況進一步技術攻關與探索。 除畜禽養殖外，其他農業源大氣污染物排放僅有少量監測手段，并未涉及相關氣體的檢測標準與技術。

2.3 傳統施用方式利用率低

2.3.1 農藥方面

常見的農藥施用方法有噴粉法、噴霧法，種苗處理法及熏蒸法，大多數農民使用傳統的手搖噴霧器使藥液均勻的噴施于目標農作物上，但由于風力等因素，在噴灑過程中僅有40%作用到農作物上，其余飄散在空氣中或流入土壤里，因此農藥造成的污染面積進一步擴大，且導致農藥利用率低[14-15]。 機械化農藥施用僅適用于規模化集約化農作物區，目前大多數農戶分散防治病蟲害，防治規模較小，專業化程度低，藥物利用成效微弱。

2.3.2 化肥方面

化肥施用技術尚未普及，農戶仍依靠經驗施用化肥，其種類與用量均存在不合理現象[16]。 首先，傳統的壟溝撒施，在未及時覆土或覆土不嚴的情況下，含氮化肥成分揮發、 利用效率低等均造成對大氣環境的污染。 機械施肥受使用成本、地形、農作物種類等限制使用率低。 其次，傳統化肥施用結構不平衡，農戶在缺乏相關專業知識的情況下首選大量元素肥料、含氮化肥，輕中微量元素及有機肥施用量不足。最后，過量施用化肥現象普遍存在，果樹、蔬菜類過量施用為重災區。

2.4 秸稈資源化利用程度低

目前，秸稈資源化利用途徑以秸稈還田、充當飼料、秸稈發電能源化及加工成工業原料為主，逐步替代秸稈焚燒方式，但由于秸稈資源量龐大，其利用成本高昂、技術限制、利用率及經濟效益低等原因，一旦放松秸稈燃燒管制，農民會重新選擇焚燒處理。在實地調研中發現，農民在嚴格管控下仍然選擇燃燒處理，主要是因為秸稈資源化收益不足以支付秸稈收集的機械費、勞動力投入及時間成本[17]。 從政府管控角度分析，當前秸稈禁燒成績是在各級政府高壓管控下取得的，其投入的人力物力成本較高，若管控力度削弱，農民復燒可能性增大。

3 防治措施

3.1 健全法律法規與執行體系

明確農業面源污染防治立法理念與原則，從經濟發展角度向綠色發展、循環經濟角度轉變，從末端治理向源頭控制、 過程控制轉變。 建議制定統一的《農業面源污染防治法》及配套法律制度，改變原則性、建議性法律條文，制定具有實踐指導意義的實質性法律條文，依據現實情況及發展方向，適當做出調整，提出針對性規定[18]。 將分散于各類單法中的農業面源污染相關規定，集中并重新制定農業領域內的具有統一執行標準的面源污染防治法，形成系統規范的法律體系。尤其是在畜禽養殖行業內，建議增加VOCs 及NH3等污染物的廠界臨界值要求及檢測方法，增加對大氣環境治理設施方面的要求，充分考慮農業源大氣面源污染的現實緊迫性與特殊重要性，明確相關部門職能責任分配，加強防控措施的可操作性和懲戒力度[19-20]。

3.2 加快污染檢測處理新技術研發與推廣進程

農業面源污染的治理需要有效的檢測處理技術做支撐，推動技術物化成為產品，投放市場進行運作，讓農民與企業將技術引入實處[21]。 根據山東省實際情況，聯合省內農業高校與研發機構，針對性研發大氣污染物監測控制產品與設備，建立遠程監測管理終端等。其次，在規模化經營的畜禽養殖場進行大氣污染物清單調查工作，探索養殖場（區）大氣環境監測技術，實施養殖場（區）大氣環境在線監測技術試點工作。 然后，從源頭控制污染物的產生，加快建設糞污處理設備，規劃糞污處理區域，推進廢棄物無害化、資源化利用進程。 最后，加快調整優化畜禽養殖產業布局，根據當地政府規劃和土地實際承載力等情況，逐步取締小微零散分布的養殖場，引導養殖戶向規劃適宜養殖地區遷移，試行種養結合的規模化養殖模式，促使養殖生產與環境保護協調發展。

3.3 強化源頭監管，優化施用結構，推廣科學用藥

（1）強化源頭監管。 建立化肥農藥可追溯體系，在銷售源頭階段控制產品質量，杜絕假冒偽劣產品進入市場，全面落實農藥化肥經營許可制度，嚴格執行農藥化肥質量標準，做好銷售數量與種類的記錄。杜絕生產、銷售和使用國家公布的禁用農藥，降低限制性農藥銷售量。

（2）優化施用結構。 根據區域特征，搜集土壤數據、種植類型及所需化肥農藥信息，構建數據分析體系，引用生物農藥和綠色有機肥料，擴大測土配方施用面積，倡導有機肥替代普通化肥，逐步減少單元素化肥種類及銷售量，推廣高效緩控釋肥料、生物肥料等新型產品和先進施肥機械[22]。

（3）推廣科學用藥。 提高農民科學施肥意識，加強農民用藥技術指導，改進目前農藥化肥施用方式和施用技術，引用生物防御等措施，逐步減少農民對化肥農藥的依賴[23]。

3.4 嚴禁秸稈復燒反彈

深化秸稈綜合利用，建立市場化利用機制，實現秸稈資源化、 高質高效化利用，完善秸稈收儲產業鏈，拓寬秸稈利用途徑，引導農戶參與秸稈再利用研發過程，加大宣傳力度，使農民真正認識到秸稈燃燒的危害[24-25]。 健全完善“政府牽頭組織、部門聯動配合、疏堵結合、以疏為主”的工作機制和“省市督導指導、縣區組織實施、鄉鎮落實安排、村居參與過程”的秸稈禁燒工作網絡。同時提前部署，采用衛星遙感等技術手段監測焚燒火點，“第一時間”發現，迅速到達焚燒地點，對現場進行核查并對調查結果跟蹤督辦，焚燒現象一經發現并落實，加大懲罰力度[26]。 建立快報速查機制，定時向社會公眾公開各地市火點發生情況。

4 結論

綜上可知，農業對大氣面源污染起到重要的影響作用，主要涉及氨和揮發性有機物的排放，現階段對其檢測與管控機制未完全建立，農業大氣面源排放底數未精確掌握等問題急需關注與解決，堅持以人為本，優先保障人民群眾的生活環境質量，明確治理目標，重點突破重污染源，科技引領，精準治污，提升精細化管理水平。強化法治管理，形成政府、企業、社會多元共治的環境治理體系。