第一篇:生物炭对农业面源污染氮、磷流失的影响研究进展(范文)
生物炭对农业面源污染氮、磷流失的影响研究进展
摘要:综述了近年来国内外应用生物炭削减农田氮、磷养 分流失的研究进展,从生物炭的作用机制和对土壤环境效应的影响2个方面出发,重点阐述了生物炭对土壤中氮、磷养分的吸附与转化,生物炭的作物效应以及生物 炭对土壤淋溶过程的影响。生物炭不仅能够改善土壤环境,提高土壤氮、磷养分的有效性,促进作物的吸收和生长,而且由于其特殊的结构和理化性质,可以吸附土 壤中未被作物利用的水分和养分,延缓养分释放,减弱其在土壤中的迁移转化能力,最终实现减少土壤氮、磷养分流失的目的。最后,着眼于当前相关研究的薄弱之 处对今后研究重点和方向进行展望,供相关研究者参考。
关键词:生物炭;氮流失;磷流失;吸附;环境效应
近年来,随着点源污染得到有效控制,农业面源污染已经成为我国各大湖泊水体富营养化的主要污染源。目前,针对农业面源污染治理的主要措施包括污染物源头的控 制、污染物流失路径的截断以及污染地的修复J。其中,污染物源头的控制作为最有效的防治措施,不但能够实现污染物的最小量输出,而且可以在一定程度上起到 控制污染范围的作用。因此,如何在不改变农村种植结构和耕作方式的前提下从源头控制面源污染物的产生就显得尤为重要。
自 从H ILTO N等在1963年观察到生物黑炭对土壤中非草隆等有机农药具有良好吸附效果之后,生物炭就作为一种有效的土壤改良剂而被应用于温室气体减 排、污染土壤修复以及生物有效性调控等方面卜m J。以往国内外在生物炭治理土壤环境污染上的研究多集中于对土壤有机污染物¨卜和重金属的修复,而通过添 施生物炭来削减农业面源污染中氮、磷流失的研究则相对较少。鉴于此,笔者在当前农村普遍增施氮、磷肥的情况下,探讨生物炭对农田土壤氮、磷养分流失的作用 机理,为我国农业面源污染的治理提供理论借鉴。
1生物炭对土壤中氮、磷的吸附作用 1.1生物炭对氦、磷的吸附机制
生 物炭的吸附机制主要包括分配作用机制、表面吸附机制、联合作用机制以及其他微观机制。其中,表面吸附机制被认为是生物炭吸附土壤中NH、N O一和PO卜 等非极性离子的主要机制。表面吸附指被吸附物质与吸附表面之间通过分子间引力(物理吸附)或化学键(化学吸附)而形成的吸附过程。生物炭由于其自身的多孔 结构、巨大的比表面积卜以及表面富含多种官能团,不仅可以通过分子问引力(即范德华力)对土壤中未被作物吸收的N H、N O和P O等离子产生交换吸附 作用卜船,【核心期刊发表】而且还能通过稳定的化学键对其产生不可逆的吸附。有研究表明,改性生物炭对硝酸盐和磷酸盐的吸附不仅符合物理吸附特性,同时还符合二级动力学反 应方程,而二级或准二级动力学反应方程都可用来描述化学吸附过程,因此生物炭吸附硝酸盐和磷酸盐的过程又属于化学吸附。傅里叶变换红外光声光谱法(F FIR.PA S)及Zeta电位分析表明,一c0 0 H和一0 H等官能团的存在使生物炭表面含有大量负电荷,可作为电子供体与土壤、水体等物 质中的电子受体发生作用,通过电子供体一受体间的特殊作用力加强对土壤氮、磷养分的吸附作用。C H U N等研究证实质子或电子间相互作用力是影响炭类 物质吸附性能的重要因素之一。
1.2生物炭对土壤氮、磷的吸附效率
土 壤一水体中氮、磷等养分的转化与迁移是造成农业面源污染的实质原因。生物炭能够吸附土壤中未被作物利用的氮、磷等营养元素,延缓养分在土壤中的释放,在一 定程度上减少养分流失,起到保肥作用。生物炭对土壤养分的吸附主要是由于其多孔结构和特殊的表面特性。生物炭孔隙按其大小可分为大孑L隙(>50 nm)、小孔隙(<0.9 nm)和微孑L隙(<2 nm)。其中,小孔隙对生物炭吸附养分离子起主导作用卜船J。小孔隙结 构能够降低土壤养分的渗漏速度,延缓水溶性营养离子的溶解迁移时间,加强对移动性强、易淋溶流失养分的吸附。也有研究表明,生物炭对养分的吸附主要通过产 生交换性复合物,而非靠吸水来保持养分。另外,表面丰富的含氧官能团使生物炭具有较高离子吸附交换能力且有一定的吸附容量,能够吸附土壤中溶解态NH、NO一和PO卜等离子,减少氮、磷等养分的流失。而生物炭对离子的吸收也具有选择性引,这主要与生物炭原料和制备条件有关。研究表明,生物炭对NH和NO 一具有较强吸附作用。DING等研究发现由竹子制成的生物炭能够吸附土壤NHN,从而降低土壤中NH一N的淋失;LEHMANN等通过土柱淋溶试验分析表 明生物炭能减少土壤NO3--N的淋失。也有研究表明,生物炭在产生负电荷的同时也能产生正电荷,对土壤中磷素也起到吸附作用L45j。LAIRD等刮发 现,随着生物炭施用量的增加,滤液中氮、磷养分显著降低,施用20g·kg生物炭,滤液中总氮和可溶性磷含量分别减少11%和69%。另外,生物炭对地表 径流的产流时间也起到微弱的延迟作用,能够提高土壤的抗蚀性。
2生物炭对土壤中氮、磷转化的影响 2.1生物炭对氮素转化的影响
土 壤中氮素的转化是土壤氮循环的核心内容,其中矿化过程、硝化一反硝化过程以及土壤对N H的吸收固定是土壤中氮素转化的主要途径,直接影响作物对氮的吸 收、利用和氮在植物一土壤系统中的损失。施入生物炭的土壤中氮矿化作用和固氮作用的相对优势取决于炭的有效性水平。随着生物炭量的增加,土壤微生物量碳和 土壤微生物量氮含量降低,【评职称发表论文】有机质的降解作用和有机氮的矿化作用也随之减弱,可能是由于微生物固氮速率相比于总氮矿化速率有所提高。R ONDON等和 D E EN IK等研究表明,在农田或草地施人生物炭对土壤中有机氮矿化作用影响不明显,甚至降低了氮矿化速率,导致氮对植物的有效性降低。而在森林中 发生的临时性火灾生成的木炭却能提高土壤氮的矿化速率和硝化速率。BERGLUND等和DELUCA等利用活性炭代替森林火灾自然生成的木炭的研究表明,活性炭能够促进森林土壤中氮的矿化和硝化作用。目前认为生物炭能够促进土壤硝化作用的原因可能是生物炭表面特性使其能够吸附土壤中可溶的自由态酚类化合 物,而酚类化合物能够抑制硝化细菌的增长,因此,降低酚类化合物浓度可以间接促进硝化细菌的增长。研究发现,经生物炭改良过的土壤其所含酚类化合物的浓度 均较低。生物炭的多孔结构及其通过水肥吸附为土壤微生物群落提供适合的栖息环境被认为是生物炭促进硝化作用的另一原因。研究发现生物炭可以提高土壤中硝化 细菌活性,促进氮素硝化过程引,同时可以增加土壤中固氮微生物数量,减少氮的反硝化作用。对于本身硝化水平相对较高的农田和草地系统而言,生物炭对土壤硝 化反应并没有显著影响,但能降低其氨化作用卜。除此之外,生物炭能促进土壤中与氮利用相关的酶活性。
2.2生物炭对磷素转化的影响
生 物炭对土壤中磷转化的影响主要体现在提高磷素的有效性上。生物炭经高温热解后,其自身部分稳定态磷被激活,转变为溶解态磷,供作物吸收利用。GUNDALE等研究发现,树皮热解后所得生物炭中水溶性PO含量较高。生物炭施入土壤后,能够促使有效磷低的土壤中闭蓄态磷转化为有效态磷l1mj,直 接增加土壤中有效磷含量。而土壤中Al、FeH和Ca等离子易与磷素发生沉淀反应,如碱性条件下,与Ca反应生成磷灰石;酸性条件下,与Al、FeH等形 成铁铝磷酸物。生物炭一方面能够直接吸附A ln、Fen和Ca等离子,降低土壤中磷被同定的风险。另一方面,生物炭表面已吸附的部分有机分子也能与 A lH、Fe和Ca等离子形成螯合物,间接提高土壤磷素的有效性。另外,生物炭的多孑L结构也为各种微生物分解含磷有机物或无机物提供合适的场所和微环 境条件,加快土壤中磷素的周转速率。
3生物炭对土壤氯、磷有效性及淋溶过程的影响 3.1生物炭对作物生长和产量的影响 3.1.1作物生长
根 系是作物的主要营养器官,其大小、数量和在土壤中的分布特征与作物吸收土壤矿质营养元素和水分的能力有着密切关系。根系的生长和延伸在受土壤水分和养分限 制的同时,土壤紧实度,即土壤容重也会影响作物根系在土壤中的穿插能力和活力。研究表明,随着土壤容重的增大,根系生长速度变缓,长度减小,粗度增加,生 物量减少,且分布变浅,但水平分布角度增大,严重影响根系的生长发育。生物炭施人土壤后,土壤的抗张力强度¨。和容重叭会显著下降,孔隙度随之增大,土 壤中水分、空气和养分亦会增多,有利于植物根系的生长与延伸,促进作物养分吸收,减少氮、磷养分的流失。M AJO R等发现,随着施炭量的增加,【医学论文QQ/1138745058】土壤抗 张力强度减弱。O G UN TU ND E等研究表明,生物炭可以降低约9%的土壤容重,将土壤总孑L隙率从45.7%提升至50.6%,而土壤环境的 改善更有利于土壤微生物群落的繁殖。STEIN。BEISS等和W A R N OC K等的研究结果均表明,生物技术通报施人生物炭的土壤中作物根部微生物的繁殖能 力增强,微生物群落结构发生变化,对作物生理生化过程均产生重要影响。除了能促进作物根系生长外,生物炭还能影响种子萌发和苗期生长,增大作物的株高和茎 粗q,降低叶片光合速率。
3.1.2产量增加
生 物炭的增产作用主要体现在对土壤环境的改善方面’,调控土壤中营养元素的循环黯,提高土壤养分有效性,促进作物对土壤养分的吸收利用,减少化肥施用量 '’’。STE IN ER等研究发现,生物炭不仅能提高土壤中氮、磷含量,还能促进水稻叶片对氮、磷的吸收。LE H M A N N等u在热带和亚热 带地区土壤中施人生物炭,发现除了能使作物增产外,植株中的镁、钙元素含量也有明显增加。刘世杰等研究表明在一定施用量范围内,生物炭可以增加玉米对氮、磷和钾的吸收,尤其是对钾的吸收。C H A N等研究表明,当施炭量超过20 t·hm时,可减少约10%的化肥使用量。生物炭在提高作物对养分吸收利 用的同时,还能增加作物产量。JEFFE RY等运用元分析(m et a—anal ysis)方法系统分析了生物炭与作物产量之问的相关性,发现生物 炭改良后的土壤作物平均增产幅度约为10%,但变异性较大(一28%~39%)。KIM ETU等在肯尼亚地区研究发现,连续施用生物炭(7 t·hm)能够使玉米产量翻倍。STEIN ER等报道,施用生物炭(11 t·hm)1 a后,在连续2 a内大米和高粱产量增长约75%。增产使得作物在收获时 可以带走土壤中更多的营养元素,减少养分流失。
3.2生物炭对土壤淋溶过程的影响
水 分作为土壤养分的载体,在提高作物对养分吸收利用的同时,也是导致土壤氮、磷淋溶流失的主要因素引。因此,加强田间水分管理对控制土壤氮、磷淋溶流失起到 至关重要的作用。生物炭不但能增加土壤持水量和团聚体的稳定性,而且在提高作物对土壤有效水的利用和减少水土流失方面起到重要作用。生物炭对土壤淋溶过程 的影响主要表现为3个方面:(1)生物炭施入土壤后,经过微生物对其表面的促进氧化,含氧官能团增加,阳离子交换量(CE C)增大,疏水性降低。同时,巨大的比表面积使生物炭的吸湿能力比土壤有机质高1~2个数量级,增加土壤的持水能力。(2)生物炭能够有效降低土壤抗张力强度,减少土壤收缩时产生的裂 隙和下陷,提高土壤含水量。M A JO R l o]研究表明,当土壤中施人50 t·hm生物炭后,土壤抗张力强度会从64.4降至31 kPa;当 生物炭施用量增加至100 t·hm时,土壤抗张力强度降至18 kPa。文曼等E9s]研究表明,0~10和10—100 kPa压力范围内,随着生物 炭含量的增加,土壤收缩程度减小,土壤田间持水量增加;(3)生物炭通过改变土壤结构来影响水溶液在土壤中的渗透模式、滞留时间和流失路径,缩短土壤中水 分滞留时间,延缓养分流失。B AIR D研究表明,草炭的孔隙结构能够显著影响导水性和溶质的迁移特征。G LASER等发现,含有丰富木炭的土壤表面 积是周边土壤的3倍,而土壤田问持水量则增加18%。O G U NTU N DE等副研究表明,含有生物炭的土壤饱和导水率从(6.1±2.0)cnl·h增加至(11.4±5.0)cm·h~,提高87%。另外,生物炭对砂土中有效水的吸持效果较壤土和黏土显著。4结论与展望
如 何控制并有效削减农业面源污染已成为各国共同面临的环境难题。近年来,国内外学者关于生物炭对土壤中氮、磷养分流失的影响进行了多方面的探索研究,生物炭 的生态环境效应正受到越来越多的关注。目前,生物炭已被证实能够通过调节土壤理化性质来降低土壤中未被作物吸收利用的氮、磷养分对环境的危害,其作用机制 主要包括:(1)改善土壤结构,加强土壤对养分的吸持能力,减少养分流失;(2)通过对土壤中氮、磷转化的影响,调控土壤中氮、磷养分的循环周转;(3)促进作物根系的生长与延伸,扩大根系对养分的吸收范围,提高土壤养分的有效性,促进作物对养分的吸收,增加作物产量;(4)增加土壤持水能力,对土壤中 氮、磷迁移特征进行调控,降低淋溶流失。
总体 上,有关生物炭减少土壤中氮、磷流失效果的研究报道较多,而有关生物炭对减少土壤养分流失作用机理的研究涉及较少。因此,今后应进一步加强以下几个方面的 研究:(1)利用电镜扫描、x射线衍射等微观分析技术,研究不同种类生物炭对土壤氮、磷的吸附特征,并筛选出具有高效吸附能力的生物炭种类和规格。(2)研究不同类型生物炭混施对氮、磷的吸附作用。目前,对生物炭吸附研究多集中于某单一种类,而不同类型生物炭在结构特征及理化性质方面存在显著差异。因此,研究不同类型生物炭的混施效应,可为寻求更高效的生物炭土壤修复技术提供途径。(3)研究不同土壤环境条件下生物炭对氮、磷的吸附效率。以往研究较少涉及 土壤环境对生物炭理化性质的影响。实际上,土壤环境的差异会影响生物炭的吸附效率。(4)加强生物炭削减农业面源污染的长期监测研究。生物炭施入土壤后,随着时间的推移,自身的理化性质会随着矿化降解而发生改变,直接影响生物炭对氮、磷的吸附效果。开展长期定位监测研究,可为评价生物炭对土壤氮、磷吸附作 用的长期效应提供科学依据。(5)加强生物炭技术与其他面源污染削减技术(如平衡施肥技术、节水灌溉及水肥一体化技术、植被缓冲带技术等)的集成和配套应 用,从而达到各种技术优势互补,实现最大程度控制农业面源污染造成的环境问题。
第二篇:农业面源污染251
目录
1.定义......................................................1 2.污染现状..................................................1 3.污染类型及危害............................................2
3.1化肥污染及危害......................................2 3.2农药污染及危害......................................2 3.3农膜污染及危害......................................3 3.4禽畜粪便污染及危害..................................3 4.治理措施..................................................4
4.1生物治理............................................4 4.2化学治理............................................4 4.3推行循环利用........................................4 4.4积极进行宣传教育....................................5
I
1.定义
广义的农业面源污染是指农业生产活动造成的污染,它是一种常见的面源污染。随着人口数量和粮食需求的不断增加,促使农业中施肥量的不断增加,最终导致了农业面源污染状况日益加剧。为了缓解农业面源污染的不断恶化,许多有效的措施被应用。为了更好地治理农业面源污染,有必要对目前治理方法、存在的问题及未来发展方向进行较为详细的阐述,最终实现农业可持续发展的目标。
2.污染现状
我国是人口大国,同时也是一个农业大国。但是我国的农业生产技术以及相应的管理措施都存在很多问题,同许多发达国家相比,落后很多。所以,在农业生产中,造成的污染很严重,尤其是农业面源污染对环境造成很大的危害。
农业面源污染现在的情况,总体上叫不容乐观,但是污染种类多、分布广,各种类型在不同地区差异是比较大的。在西北干旱地区,由于农膜的大量使用,农膜污染问题、白色污染问题就是比较突出的问题;而在中东部地区,由于化肥、农药的使用,再加上特殊的生活气候条件,农药化肥面源污染的问题相对就比较突出;在南方地区,由于畜禽养殖规模化水平比较高,规模也比较大,相对来讲农业畜禽粪污污染问题就比较突出。
现在我国的化肥农药用量居世界第一,但是利用率比发达国家低15%-20%。而若化肥过量使用就会造成土壤酸化,进而会诱发土壤重金属离子活性的提高。土壤pH值每下降一个单位,重金属镉的活性就会提升100倍,增加骨痛病等疑难病症的患病风险。
另外由于工矿业和城乡生活污染向农业转移排放,导致农产品产地环境质量下降也是造成农业面源污染的另一个重要原因。
3.污染类型及危害 3.1化肥污染及危害
据联合国粮农组织分析,近年来世界粮食翻了一番,化肥起了50%的作用。我国在1965~1988年间,化肥施用对农业总产出增长的贡献达4.17%,对土地生产率提高的贡献达41.43%,对劳动生产率增长的贡献达53.89%。而现在,我国已经成为世界上化肥使用量第一的国家。由于其增产作用明显、使用方便,所以农业生产过程中,人们广泛而又大量的使用化肥,化肥用量不断上升,有机肥用量则随之锐减;而且我国生产力较低,化肥施用不够合理,利用率偏低,大量流失迁移,不仅不利于培肥土壤肥力,还使土壤肥力下降,增加农业成本,而且严重加剧了农业面源污染,降低了产品质量。
氮肥的利用率为30%~40%,磷肥的利用率只有10%~15%,钾肥的利用率为40%~60%。化肥的大量使用,特别是氮肥用量过高,使部分化肥随降雨、灌溉和地表径流进入河、湖、库、塘,污染了水体,造成了水体富营养化。长期不合理过量使用化肥,造成土壤结构变差,土壤板结,土壤肥力下降,农作物减产。氮肥浅施、撒施后往往造成氮的逸失,不仅对大气造成污染,而且对臭氧层起到破坏作用。同时,化肥的不正确使用,也会增加大气中的二氧化碳的含量,增强温室效应。不合理使用化肥,导致农产品的生物污染和化学污染,尤以化学污染为重。特别是过量施氮,造成农产品硝酸盐含量过高和重金属含量超标,对人类的食物安全和健康造成威胁。
3.2农药污染及危害
据对农药的使用及污染情况调查,当前农药使用品种较多、乱、杂,约有30余个品种,许多被禁止的农药依然在使用,不仅对环境造成损害,而且导致了在食品中的有害残留。我国对农药的依赖性还特别强,其造成的农业面源污染十分严重。
农药的利用率普遍偏低,绝大部分都低于30%,所以70%以上的农药散失于环境之中,严重影响农业生态环境。大多数农药以喷雾剂的形式喷洒于农作物上,其中只有10%左右药剂附着在作物体上,而大部分喷洒于空气中,施药时部分农药落入土中,附着在作物上的农药也因风吹雨打渗入土中,大气中农药又降至土壤中,使土壤中农药残留量及衍生物含量增加,严重污染土壤。土壤中农药被灌溉水、雨水冲刷到江河湖海中,污染了水源。农药的不合理使用,在一定时间内或多或少都有部分残留或超量残留在农作物上,导致农产品农药残留量增加,严重影响了人民的身体健康和出口贸易。
3.3农膜污染及危害
近年来,随着我国的经济不断地发展,农业种植水平的提高,塑料地膜的使用量不断增加,农膜污染已成为农田污染的主要来源之一。据统计,我国农膜年残留量高达35万吨,残膜率达42%,有近一半的农膜残留在土壤中;覆膜5年的农田每公顷农膜残留量可达78公斤,目前我国有670万公顷覆盖地膜的农田污染状况日趋严重,成为农田污染的主要来源之一。
农膜属高分子有机化学聚合物,在土壤中不易降解而且降解之后产生有害物质,逐年积累,污染土壤,进而对农作物也产生污染。农膜中所含的联苯酚、邻苯二甲酸酯等微量环境荷尔蒙物质也会对农产品带来污染,进而危害人类的健康。绝大部分使用不可降解地膜,在地膜残留严重的地方,农作物减产20%~30%,这对农业可持续发展来说是一个不容忽视的隐患。残存的农膜碎片日益积累,又没人收集处理,在农村地区随风飘扬,严重污染农村环境。
3.4禽畜粪便污染及危害
随着我国的不断发展,各种产业也随之发展壮大。尤其是畜禽养殖业发展迅速,但是畜禽养殖业的发展也带来了很大的环境问题,畜禽粪便及粪水的排放量逐年增加,畜禽粪便污染问题成为当前农业面源的主要污染源之一。
根据国家环保部畜禽养殖污染调查显示,全国畜禽粪便排放量逐年增多,其排放的固体废物数量也十分庞大,已经超过了工业的产生量,粪便污水的COD大大超过工业废水鱼生活污水的COD排放量之和。畜禽粪便不经任何无害化处理就直接排放,这些畜禽粪便携带大量的大肠杆菌、寄生虫卵等病源微生物和大量的氮、磷等进入江河湖泊,不仅污染养殖场周围的环境,而且导致水体和大气的污染,更是我国江河湖泊富营养化的主要污染源。
4.治理措施 4.1生物治理
在农村建立稳定塘,稳定塘是一种利用天然净化能力的生物处理构筑物的总称,主要通过菌藻类之间的相互作用实现对废水中有机污染物的处理。而且该方法投入少,运行成本低,适合在农村地区开发运用,并且对当地的环境也有一定的美化作用。
4.2化学治理
该方法主要通过向土壤中施加土壤改良剂的方式减少土壤中N、P的流失。改良剂主要包括硫酸亚铁、聚丙烯酰胺(PAM)和生物碳(biochar)等。但是化学措施是否会造成另外的污染还有待研究。
另外就是通过化学研究改善化肥的配方,提高肥料的利用率;多渠开辟有机肥料;改善施肥技术。
4.3推行循环利用
国家应该加强管理,大力推行新型绿色种植,养殖模式;比如桑基鱼塘的养殖模式,“农田水微循环利用”、“稻田养鱼(鸭)”、“猪-沼-果(菜)”等新的模式,还可以技术推进规模经营,以便于对废弃物进行统一的收集处理。这样做既
可以增加产量,还可以减少农业面源污染的数量。
4.4积极进行宣传教育
加强对农民的宣传和教育,尤其强调对人体的危害,使之认识到农业面源污染的危害性,从而自发的减少农业面源污染。另外,现在网络较为发达,可以多选取一些农业面源污染的真实实例进行宣传,让人们有切身的感受;还可以通过网络进行宣传教育,使环保意识深入人心。
农业面源污染
第三篇:农业面源污染
控制中国农业面源污染的政策建议
农业面源污染正在成为我国农村生态环境恶化的主要原因之一,严重制约了农业和农村经济环境的可持续发展。因此,控制农业面源污染是确立和认真落实中央“全面、协调、可持续的发展观” 中的一个重要问题,也是2005国家经济发展工作的一个重要内容。
目前,种植业中化肥和农药的过量使用引起了农业土壤、水体(河流、湖泊、海湾)和大气的环境质量衰退。导致污染的主要原因包括:化肥、农药投入的增加,肥料和灌溉水的利用效率低,养殖业有机废弃物的处理率低,缺乏农业技术推广服务和公众环境意识。农业面源污染还引起经济方面的损失,包括两个方面:一是过量使用化肥和农药降低了农民的纯收入,二是湖泊富营养化和酸雨导致了经济损失。由于农业面源污染的区域差异和地区经济发展水平的不同,建立农业面源污染控制对策面临很大的挑战,恰当的控制政策需要考虑到不同的农业气候、耕作制度和农民收入水平,不同省区需要制定并执行不同的控制措施。
对此,建议重点针对15个农业面源污染处于高风险水平的省、直辖市(北京、上海、天津、山东、江苏、浙江、福建、广东、湖北、河北、河南、安徽、陕西、宁夏、湖南),在政策、法规和技术3个方面进行系统的控制。在政策方面:建立恰当的粮食安全政策;引入农业环境评价体系和循环经济的概念和方法;加强农民专业技术组织的建设;推动面源污染控制成熟技术的推广应用和研究示范。在法规方面:建立清洁生产的技术规范;建立有机废弃物排放法规。在技术方面:结合监测和普查,完善农业环境安全的评估体系;推广成熟的施肥和施药技术;加强推广体系建设;实施流域综合管理。
中国农业在短短20多年的迅猛发展,已经在沿海发达省市出现了水环境污染问题,而且愈演愈烈,跨越了欧美发达国家在一百多年农业发展中走过的历程。农业面源污染影响了土壤、水体和大气的环境质量。首先是累积于饮用水源和土壤中的化肥和农药对沿海省份的广大居民健康构成了威胁。2002年有六个省2个直辖市(北京、上海、山东、江苏、浙江、福建、广东、湖北)的农业面源污染处于高风险水平,预计到2010年,将增加到15个省、直辖市(增加了河北、天津、河南、安徽、陕西、宁夏、湖南)。其次是引起湖泊、河流、浅海水域生态系统的富营养化,引发赤潮。同时,氮肥的气态损失(目前中国农田施用化肥和有机肥产生的N2O气体逸失量约占世界的1/3)作为温室气体影响了气候变化。此外,过量施肥和施用农药增加了生产成本,降低了我国农产品在国际市场的竞争力,影响了农民的净收益。
导致农业面源污染的主要原因包括:过量使用化肥和农药,利用效率低下(中国在占世界不到1/10的耕地上使用的氮肥量占世界的1/3);过量灌溉引起损失,特别是蔬菜种植业;广泛使用的肥料品种易于形成面源污染;施肥技术落后,施肥不平衡;化肥和农药包装没有使用说明或者说明不恰当;缺乏推广服务,农民缺乏相关的施肥知识;公众尤其是农民缺乏环境意识。
由国务院和国家环保总局提出的污染防治对策正逐渐限制工业污染源的排放,目前正在实施城市污水处理措施。然而,除非各级政府采取强有力的、全面的控制措施,由规模化养殖业导致的点源污染和作物种植导致的面源污染将成为水体和空气污染的重要来源。控制农业种植业导致的面源污染涉及千家万户,比较复杂,其中的关键是完善政策框架和配套制度,强化推广机构建设,鼓励和推动农民采用有效的技术和管理经验。
在控制和治理中要贯彻4个原则:增加农民收入,减少贫困;综合规划、管理农村地区的环境;在农村规划体系中引入环境影响评估的观念;对农业采用循环经济的观念。在政策方面:
(a)建立恰当的国家粮食安全政策,促进面源污染控制。考虑到粮食安全、面源污染以及其它环境问题,控制方案应该把粮食自给率保持在90%左右,减少环境压力。同时进行农
艺学和经济学的分析论证,考虑将国家粮食增产的重点恰当转移到中西部中产地区,如山西、江西、广西。
(b)在各级政府的农业发展规划中引入农业环境评价体系和循环经济的概念和方法;加强面源污染危害和原因的宣传,增强全民生态环境意识与参与意识;改善投资环境,鼓励和促进农业环境治理工程的建设。
(c)加强农民专业技术组织的建设,发展农业种植业专业户,提高种植业效益,促进农业技术推广和应用。
(d)全面推动面源污染控制成熟技术的推广和使用,启动面源污染控制新技术的研究和示范。
在环境立法方面,借鉴国际上成功的法规,制订强有力的法规体系。
(a)建立国家清洁生产的技术规范,拟定新的化肥和农药管理法律法规,鼓励能够减少面源污染的化肥和有机肥的生产和使用,包括:(i)制订化肥和有机肥的质量标准;(ii)建立农业优良耕作技术体系,针对作物确定化肥、农药和有机肥的施用量、施用时间和施用方法。
(b)建立我国有机废弃物排放的法规,有效控制城镇的污水排放和规模化养殖场牲畜粪尿的排放。同时,开展城镇地区生活垃圾处理设施的基础建设。加快农村生活垃圾的资源化进程,提出资源循环利用的方案。在技术体系方面:
(a)结合监测和普查,完善农业环境安全的评估体系。主要措施包括:(i)在面源污染高风险区(15个省、直辖市)建立监测站,监测土壤、河流、湖泊以及地下水含水层中的化肥、有机肥和农药的含量,评估其对环境和人类健康的影响;(ii)开展污染高风险区的面源污染现状调查,提供全面的可靠信息。(iii)在各级政府发展规划中引入农业环境评价指标体系。
(b)推广成熟的施肥和施药技术,提高化肥和农药的效率,减少对环境的影响。包括:(i)确定不同区域主要作物的施肥区划,采用平衡施肥、深施和水肥综合管理措施,重点避免在作物生长早期大量施用氮肥;(ii)恰当应用长效缓释肥,鼓励使用有机肥,并采用改良的施肥方法;(iii)采用免耕和其它农田保护技术(缓冲带和生态沟渠),减少由于土壤侵蚀导致的磷酸盐和农药损失。
(c)需要采取紧急行动加强推广体系建设,改进对农民的技术服务支持,提高化肥和有机肥的利用率。包括:(i)将农业技术推广与商业活动(如经销化肥和农药)分离;(ii)引进对政府和私营农业技术推广人员的资格认证,提高推广人员的技能;(iii)通过农民专业技术组织促进农业生产技术推广;(iv)拓宽农民的培训方式;(v)增强农技推广人员农民的环境意识。
(d)在污染区域实施流域综合管理计划,统一规划面源污染
控制政策,设立执行部门进行小流域面源污染的综合治理。采用生态沟渠、生态湿地、生态隔离带等技术,同时开展面源污染控制最佳措施体系的研究和示范,尤其是开发适合农村及农田污染物控制的生态技术,吸取国家环保局和农业部发展绿色农业的经验,利用已有的生态县(市)作为面源污染控制试点区。在流域的综合管理中,由当地政府设立专门机构,管理农村居住区的环境,控制与处理农村生活污水、生活垃圾和地表径流
第四篇:农业面源污染调研
关于XX县农业面源污染的
调研报告
农业面源污染是指由化肥、农药、禽畜养殖粪便等分散污染源引起的对土壤、水层、河道、大气等生态系统的污染。十八大以来,从中央到地方高度重视农业面源污染问题,采取了一系列行之有效的措施,但面源污染由来已久,尤其是近几年呈现出愈演愈烈的态势,随着农业和农村经济的发展,我县以化肥、农药、农用薄膜及废弃物、农作物秸秆和养殖污染为主要内容的农业面源污染问题日趋突出,使农村环境问题成为制约新农村建设和农村经济发展的难题。
为践行“绿水青山就是金山银山”的发展理念,推进“绿色XX”发展,进一步治理我县农业面源污染问题,打好自然禀赋牌,我们通过采取听取汇报、查阅资料、实地走访等形式,对我县面源污染现状、存在的问题进行了初步调研。
一、农业面源污染现状
目前,我县农业面源污染源主要集中在化肥、农药、农用薄膜及废弃物、农作物秸秆和畜禽粪便污染五个方面,具体情况如下:
1、化肥使用现状
我县农业生产以小麦、棉花、果树为主,其中,粮食播
第五篇:加强农业面源污染防治(定稿)
加强农业面源污染防治 建设宜居美丽乡村
阜新市农业广播电视学校 张巾
农业面源污染是指由沉积物、农药、废料、致病菌等分散污染源引起的对水层、湖泊、河岸、大气等生态系统的污染。因其污染源广泛分散,没有明确位置,而被称为农业面源污染。
在现代农业生产过程中,农业面源污染给我市农村环境带来的危害随处可见,必须引起社会高度重视。
一、阜新市农业面源污染现状及对环境的影响 我市农业面源污染危害概括起来主要有以下几个方面。
(一)化肥的连年施用对环境的影响。2014年全市农业化肥施用量15.2万吨。其中氮、磷、钾的比例平均为1:0.5:0.5。我们仅以氮肥的利用为例,氮肥施用为7.6万吨,而平均利用率仅约35%,剩余部分除以氨和氮氧化物的形态进入大气外,其余大都随降水和灌溉进入水体,这些过量施用的化肥流入水中,使水中藻类迅速生长繁殖,消耗大量的溶解氧,导致水体丧失应有功能,水色变绿、变黑,严重时会发出臭味;进入土地中,改变原有土壤的结构和特性,造成土壤板结,有机质减少。另外化肥中过量的重金属成分积存 在环境中,被农作物吸收,会损害人体健康。
(二)农药的过度使用对环境的影响。2014年全市农药使用总量达504.4吨,利用率仅为10%一20%,而80%一90%则流失在土壤、水体和空气中,在各环境要素中循环,并重新分布,污染范围极大且易扩散,从而大气、水体、土壤及生物体内都含有农药及其残留。这些残留的农药不但大量地杀伤天敌生物,破坏农田生态平衡,而且由于通过各种渠道流入水体,致使水体各种污染物质含量超标,水质恶化,严重的甚至危害人们生命健康。
(三)地膜覆盖中农膜残留对环境的污染。我市干旱少雨,节水滴灌成为近年来大力推广的一种耕作方式,由此地膜覆盖面积逐年增加。由于地膜的连年使用,而且人工清除率较低,因此造成大量农膜残留于土壤中,不但影响农田机械耕作和作物根系伸展,造成作物倒伏、死苗、弱苗和减产,还会破坏土壤耕层结构。并且农膜残片很容易随作物秸秆进入饲料,造成农畜误食而死亡。
(四)畜禽粪便不合理排放带来的污染。随着我市畜牧业的发展,先后引进了一批国内知名畜牧业生产龙头企业。因此规模化、集约化养殖场、养殖小区不断增加,我市的畜禽排放量呈上升趋势。据调查,有的乡镇村屯畜禽粪便处理 不当,直接排入水系或农田,造成地下水溶解氧含量减少,水质中有毒成分增多,使地下水及周边环境造成污染。
(五)秸秆大量焚烧废弃带来的污染。近几年阜新市农作物秸秆总量均在200万吨以上,除去一部分作为饲料、还田和作为食用菌基质用于再生产外,每年都有约30%被焚烧或废弃。这些被焚烧的秸秆燃烧产生大量的浓烟,不但污染大气,危害人们的身体健康,还造成了大量的资源浪费,同时也是产生火灾的隐患。
由此看来,我市的农业面源污染也发展到了一定的程度,已经严重危害了农村的生存和生活环境。加强农业面源污染综合防治,迫在眉睫!
二、加强农业面源污染综合防治,建设宜居美丽乡村 加强农业面源污染综合防治,首先要改变不利的生产方式,同时更重要的是完善和强化保障措施,要做到技术和管理模式创新同步进行。因此,结合我市的农业生产具体情况,提出以下建议。
(一)提高认识,转变观念。建议各级政府紧紧围绕“生态文明建设”的发展目标,充分认识治理农业面源污染的重要性和紧迫性,把农业面源污染防治工作提到重要议事日程。要广泛利用广播、电视、报纸等新闻媒体,开展农业面源污 染防治宣传活动,提高广大农民群众的防治意识,要加强对农民清洁生产的技术培训,逐步使防治农业面源污染变成广大农民的自觉行动。同时,扩大公民对农村环境保护的知情权、参与权和监督权,让大家共同来减少污染,关爱家园。
(二)加强领导,落实责任。加强农业资源环境保护,解决农村生态恶化和环境污染问题,是农业和农村经济可持续发展的战略需求,需要各级政府高度重视。因此,在确保农业生产发展的同时,要把农业面源污染综合防治纳入各级政府工作,做到有组织、有目标的开展此项工作。建议各级政府认真履行农村环境保护责任,将农业面源污染防治工作纳入经济社会发展评价和领导干部考核体系,建立政府统一领导、环保部门统筹协调、有关部门分工负责、全社会共同参与的工作机制。分工上,环保部门负责统一监管和协调指导农业面源污染防治工作;农业部门负责专业指导农业面源污染防治,组织推广秸秆综合利用、测土配方施肥等绿色、无公害农产品生产技术;畜牧部门负责专业指导规模化畜禽养殖污染防治工作,其他住房城乡建设、水利、国土、卫生部门等均要各司其职,分工有序,全市上下形成紧密配合、协调工作的良好局面。
(三)大力提倡和推广减少农业面源污染的防控措施 近两年,在控制农业面源污染危害方面,我市相关部门开展了一些着实有效的工作。在减少化肥施用量,提高耕地有机质含量方面,我们大力推广了测土配方施肥技术。2014年,全市农业部门共推广测土配方施肥494万亩,增施有机肥650万立方米。在利用生物技术防治病虫草害方面,我市组织实施了玉米螟绿色防控项目。除此之外,在畜禽粪便综合利用技术和农作物秸秆处理上也是投入了大量的人力、物力和财力,一定程度上阻止了农业面源污染的扩大影响。在今后的农业生产过程中,我们要继续把好“防”“控”两个关口。建议从生产过程入手,继续加大力度推广生物防治技术,农业标准化栽培技术、测土配方施肥技术、病虫草鼠害综合防治技术等,以减少农药和化肥用量;继续提倡秸秆还田、秸秆沼气化、秸秆生物反应堆技术等,以减少秸秆焚烧废弃对环境的污染;在畜禽养殖小区污染治理上,尤其要加大力度,要做到科学规划设计,新建养殖小区要实行相对封闭式管理,将生活区、管理与技术等公用活动场远离小区,而且新建畜禽养殖场要办理环境影响评价手续,做到污染防治设施要与主体工程同时设计、同时施工、同时投产使用,养殖场竣工需相关部门验收合格方可投入生产,同时继续加大力度推广沼气工程、生物发酵床、粪便干湿处理技术、有机肥生产等粪便综合利用模式;在生活污染治理处理上,要 结合我市农村清洁工程项目,在建设沼气池、污水处理池,配备户用垃圾桶,设立垃圾箱等方面,加大示范村的工作力度,力争尽快做到生活垃圾处理和田间垃圾收集工程普及到每个村屯,从而有效解决农村脏、乱、差的问题,实现我市农村田园、家园、水源的清洁。
(四)抓好示范,以点带面。农业面源污染涉及面广,内容多,治理难度大,因此建议各级政府整合农业开发、扶贫、科技等部门资源,给予相关部门立项,根据引起农业面源污染的不同因素,分类、分地区建立综合防治示范区。各农业部门要结合农业生产和农业面污染的实际情况,规定实施具体内容和预期目标,明确示范区建设的主要任务,有序有组织推进。通过示范区建设,以点带面,抓好示范,为全市农业面源污染防治提供样板和经验。
(五)完善机构,夯实能力。建议建立城乡统筹协调的环境保护新机制,创新城乡一体化环保工作管理体系。加强基层农村环保能力建设,有选择地在乡镇一级成立专门机构,落实职能、编制和经费,配备专职人员,加强农业环境监测和执法能力建设。建立村民环境自治机制,通过村规民约等方式起到相互监督、相互约束的作用。
(六)整合资源,加大投入。农业面源污染防治,是一项长效系统工程,需要协调农业、环保、水利、畜牧等相关部门紧密配合,还要有财政、发改、扶贫、开发等部门的财力和项目支持,体制上要有管理和监督,技术和资金上要有保障。建议政府成立领导小组,整合各部门力量,落实责任制,制定责任目标,设立监督考核机制。在资金上,建议切实加大对农村环境保护的投入,逐步建立政府资金引导、社会资金参与、农民自主投入的多渠道筹资机制。建议政府资金实行奖励和补助相结合的投入方式,予以“以奖代补”、“以奖促治”政策支持, 重点加大农村环境监测和农村水环境保护投入,安排专项资金支持农业面源污染防治。农业、水利、林业等部门涉及环保专项资金要向农村地区倾斜。同时,按照谁投资、谁受益的原则,运用市场机制,吸引社会资金参与农村环境保护基础设施建设。采取多种方式,发动农民自愿筹资筹劳,参与农村环境综合整治。同时要联合高校和科研部门,搞好技术攻关和技术开发示范,全市上下协调配合,以保证这项工作健康持续、有序的开展下去。
各位领导、委员们,十八大提出了“建设美丽中国”的伟大构想,“美丽中国”在广大农村的实践就是建设美丽乡村。只要我们共同努力,集聚全社会的力量,控制农业面源 污染, 必定能够还我们大家一个宜居、宜业、文明的美丽乡村!