第一篇:农业污染及其防治范文
农业污染及其防治措施
一、农业污染现状
化肥污染
农民为使土壤肥沃,大量使用化肥,而施用的化肥中,只有三分之一被农作物吸收,三分之一进入大气,剩余的三分之一则留在土壤中。大量盲目施用化肥已成为一种掠夺性开发,不仅难以推动农作物增产,反而破坏了土壤的内在结构,造成土壤板结,地力下降。农药污染
我国农药除30% ~40%被作物吸收外, 大部分多余的药液进入了水体和土壤及农产品中。而且我国农药使用中以杀虫剂为主, 占农药总用量的78%, 其中, 又以甲胺磷、敌敌畏等毒性较高的品种使用最多。目前, 在蔬菜上使用过高毒农药的种植户已占到32.8% 农膜污染
我国每年有上百万吨的农膜投放到农田, 且其使用量还在逐年增加。我国目前使用的农膜绝大部分为不可降解塑料, 是高分子化合物, 分子量在2万以上, 是难降解物质, 不受细菌等生物的腐蚀, 也不易在强日照等自然条件下自动分解。一般的农膜在土壤中自然降解周期为200 ~ 400年时间。年复一年, 农膜的碎片不断地累积在土壤中, 降低了土壤的渗透 性, 减少了土壤的含水量, 极大地削弱了耕地的抗旱能力, 同时残留的农膜会阻碍农作物根系的发育, 影响其正常生产, 最终造成农作物减产。废弃物污染
我国养殖业盲目的集约化、城郊化, 种植业粗放的省工、高效的发展模式, 使每年产生了数量庞大的农业废弃物, 其中农作物秸秆6.5亿t, 畜禽粪便及粪水19亿t, 蔬菜废弃物1.0亿t, 其他类的有机废弃物约有0.5亿t近年来,在畜牧业规模养殖迅速崛起的同时,牲畜粪便造成的农业污染也呈现出加重的趋势。许多大中型畜禽养殖场缺乏处理能力,将粪便倒入河流或随意堆放。这些粪便进入水体或渗入浅层地下水后,大量消耗氧气,使水中的其它微生物无法存活,从而产生严重的“有机污染”。据调查,养殖一头牛产生并排造成农产品污染严重的主要放的废水超过22个人生活产生的废水,而养殖一头猪产生的污水相当于7个人生活产生的废水。由于复种指数提高, 农民为抢农时不得不就地燃烧秸秆。过度施用化肥使土壤中有机质不断下降, 而大量焚烧秸秆又使大量的有机养分以气体的形式失散到大气中, 既造成了空气的污染, 又造成了宝贵资源的严重浪费。
二、农业环境污染类型
1.大气污染型 这类污染物来自被污染的大气, 污染物主要集中在土壤表层。如SO2、NO2 等主要酸性气体, 通过酸雨形式降落到地面, 破坏土壤肥力与生态系统。
2.水污染型 污染物主要来自城乡工业废水和生活污水, 以及污染农用的排放水。污染物通 常以污灌、污水养鱼等形式进入环境。污染物主要集中在土壤表层。
3.固体废弃物污染型 污染物主要来自工厂固体废弃物、废渣、垃圾和污泥等。它们直接或间接进入农业环境, 使周围的土壤和地下水、地表水受到污染。
4.农业污染型 污染物主要来自农药、化肥。污染物的种类和污染的程度与化肥、农药的利用方式及耕作制度有关。污染物主要集中在土壤里, 但因其种类不同也可挥发到大气和流失 到水体中。
以上四种污染类型在一定条件下可以互相转化。如固体废弃物的污染可转化为水污染和大气 污染, 农业污染本身就包括固体废弃物污染、大气污染和水体污染等。而且往往以两种或两种以上形式迭加发生。
农业环境污染具有以下特征: 1.污染物一般浓度较低, 持续时间长, 往往是多种污染物同时存在, 共同作用于人体。2.污染物在环境中可通过生物或理化的作用发生转化、增毒、降解或富集, 从而改变原有的性状和浓度, 产生不同的危害作用。
3.污染物还可通过大气、水体、土壤和食物等多种途径对人体产生长期影响。4.污染物一旦大量进入农业环境造成污染, 则很难消除, 如重金属、多氯联苯、有机氯农药以及半衰期很长的放射性物质等, 能长期在农业环境中残留, 通过土壤、水体和食物链进入人体, 危害健康。
三、农业污染危害
过量施用化肥、农药会形成从地下水、地表水、土壤到空气的“立体污染”,对环境质量、气候变化和人体健康产生严重危害。
四、农业污染成因
分散经营导致的粗放经营模式
我国的家庭联产承包责任制具有农户经营规模小、组织化程度低、农业生产效率低等特点。由于每个农户经营的土地极其有限, 通过规模化经营提高经济效益的道路不通, 加大化肥、农药等生产要素的投入就成了提高产量、增加收入的唯一途径。
分散经营使农业科技推广工作受阻, 广大农户仍在延用旧有的粗放经营方式。单个农户分 散经营加大了技术推广工作的难度, 农户缺乏系统的技术指导。防治农业污染, 农民应该是“主力军”, 然而, 小规模的分散经营, 使他们并没有得到应有的技术指导和信息服务。
农业污染不受重视, 环保法律体系不够健全,检测技术水平不高
“非点源”特性导致农业污染控制工作十分困难
“非点源”污染(即:面源污染)是相对于点源污染来说的。由于农业产生的污染主要来自于农作物种植过程中化肥、农药、农膜的过量施用和规模化养殖产生的畜禽粪便, 污染源广泛分散、没有明确位置, 于是就形成了所谓面源污染。工业点源污染(工业污染源明确, 称为点源污染)经过多年的治理后, 污染程度大为降低, 而农业非点源污染则由于来源和形成过程模糊不清, 在控制上十分困难, 且具有随机性、滞后性、模糊性和潜伏性等特点, 因此, 控制农业生产导致的面源污染要比控制工业生产导致的点源污染更困难。绿色消费观念尚未深入人心, 绿色农业生产缺乏利益推动
五、农业污染防治措施
实行清洁生产
农业清洁生产是由三个环节构成,一是使用原材料的清洁生产,二是生产过程的清洁生产,三是产品的清洁生产。
阻断“循环链”
现在,在农村流行的沼气池,解决的是粪便回收利用节约农业能源问题;现在流行的绿色生态农业,解决的是无化肥污染的有机化问题。
实际上,现在的污染,比如土壤污染、地下水污染、地表水污染,大气中的酸雨等,这些各形各色的污染,表面上看起来互不相干,事实上它们是相互作用,相互影响的一个整体。如土壤中过量施用氮肥,大量流失的废氮会污染地下水,使湖泊、池塘、河流和浅海水域生态系统营养化,导致水藻生长过盛、水体缺氧、水生生物死亡;施用的氮肥中有很多挥发,以N2O气体(对全球气候变化产生影响的温室气体之一)形式逸失到空气里。过量的氮肥形成了“从地下到空中”的立体污染。
污染存在于一个大循环体中,这个大循环体牵涉到许多种污染物质的交换、转变和迁移。如单纯治理大气,大气里的物质会返回到土壤中,污染了土壤,又不得不去治理土壤。只有通过控制整个“立体污染”的循环链,阻隔污染渠道,才能从根本上解决农业污染。从“农业立体污染”防治角度来讲,我们必须尽快全面实施一体化的综合防治理论与技术研究,重点开展主要污染物在水体-土壤-生物-大气系统中迁移规律的研究及高新技术在立体污染防治中的应用研究。
通过绿色扶持政策弥补小规模农业生产的不足, 提高农民从事绿色生产的积极性
政府通过法律手段调控和引导“绿色”农产品生产和农业循环经济经营模式的建立
壮大绿色消费群体, 创建绿色消费组织, 整顿绿色产品市场, 强化绿色市场基础
第二篇:市农业面源污染防治工作汇报
市农业面源污染防治工作汇报
近年来,苏州市以生态农业建设为中心,优质农产品建设为导向,保护农业生态环境目标,坚持“因地制宜、分类指导”的原则,全面实施农业面源污染防治,取得了生态、经济和社会效益的统一。
一、制订规划明确目标
根据“苏州市太湖流域农业面源污染防治‘十五’规划”,我市制定了一系列控制农业面源污染,促进生态农业发展的规划和意见,使我市工作目标更加明确。这些意见是:控制农业面源污染,保护阳澄湖水源水质实施意见;苏州市关于加强农业标准化工作的意见;苏州市无公害农产品生产实施意见;阳澄湖湿地恢复和保护规划、苏州市‘十五’农村绿化建设规划、农业生态环境。
抓好农业生物资源的综合利用。严禁秸秆焚烧,加强秸秆还田利用。每年夏秋两熟对秸秆禁烧和综合利用工作加强了行政执法力度,采取各种行政措施,有效地遏止了秸秆焚烧的曼延。同时加强了农机、农技、农艺等秸秆还田技术的配套和创新,提高了秸秆还田数量和还田质量,保证秸秆还田的顺利进行。2004年,夏秋两熟秸秆还田占应还面积的90%以上,还田量达到4045公斤/公顷。秸秆综合利用率达到94.69%,有效地减少了秸秆对环境的污染。
3、整治规模化畜禽养殖场污染。近年来我市的畜牧养殖业发展较快,大量的畜禽粪便也成为了一个新的农业污染源。2001年起我们把畜禽粪便污染治理和综合利用作为防治农业面源污染的重点工作来抓,第一批得到整治的是在太湖、阳澄湖周边27家畜禽场。农业与环保部门加强了对治理工作的技术指导和监督管理工作,根据各畜禽养殖场不同的生产规模和基础设施条件,分别采取资源化、无害化和减量化的治理办法,有针对性对开展粪便和尿液等污染物的综合治理工作,对一些条件十分简陋、设施很差、规模不大、效益不好的养殖场进行关停。这些企业采用了干湿分离,速造化粪池,尿液过滤还田等办法,基本杜绝了污水直接排入河道污染水体。常熟、吴江市等市鼓励发展有机肥料厂,对畜禽粪便无害化处理和商品化生产。全市已建成投产有机肥料厂4家。
4、努力控制大水面网围养殖。针对当前农业结构不断调整,大量非渔民农民挖塘养鱼、入湖围养高潮的再次兴起,我们开展了广泛深入的调研,围绕“农业增效、农民增收”,提出了一系列保护水域环境、维护渔业生产持续健康发展良性循环的发展模式。在湖泊网围养殖方面,坚持走“科学规模、合理布局、品种调优、总量控制”的生态养殖道路,并积极加于指导、引导和管理。特别是对阳澄湖网围养殖工作进行了重点监管,实施了阳澄湖渔业管理体制改革,对阳澄湖渔业由市统一管理。通过“减、挂、拆、调”等具体措施,有效遏制了盲目发展的势头。
三、大力发展无公害农产品生产
苏州市在实施《江苏省无公害农产品管理试行办法》以来,无公害等安全农产品生产基地认证和产品认证发展迅速,2004年新增无公害、绿色食品生产认证基地面积22111.72公顷。全市已经获得各类认证农产品441个,其中无公害农产品307个,绿色食品123个,有机食品11个。
第三篇:苏州市农业面源污染防治工作情况
苏州市环境监测中心简介
一、单位基本情况
建于1978年,是国家环境监测网络重点站之一,属于国家二级站。经过三十多年的发展,各项工作取得了长足进步;特别是“九五”以来,通过开展标准化、现代化建设,初步建成了一套比较完整的环境监测体系,为环境决策和环境管理提供了有力的技术支撑。单位多次获得国家级、省级奖励,“九五”、“十五”、“十一五”期间先后获得“全国优秀环境监测站”、“全国先进环境监测站”、“江苏省文明单位”等称号。
现有内设机构8个,分别为:办公室、业务技术室(综合信息室)、质量管理室、行政财务室、现场监测室、中心分析室、生态监测室、自动监测室。人员编制116人,在岗员工116人,其中在编人员93人,编外人员23人。技术人员中具有高级职称35人,中级职称35人,博士、硕士研究生30人,专业门类覆盖环境工程、环境科学、化学化工、生物生态、大气物理、自动控制、声学、信息技术等20多个学科领域。
二、装备和技术能力
现有一幢4325平方米的监测大楼,拥有气相色谱质谱联用仪、等离子发射光谱质谱仪、液相色谱质谱仪、间隔流动分析仪、原子吸收、GPC凝胶色谱、荧光PCR仪和倒置相差显微镜等国内外先进的现代化分析仪器,以及空气自动监测车、环境应急移动监测车、现场监测仪器及便携式应急监测仪器;总资产超过7000万元。目前建有空气自动监测站13个(包括空气灰霾监测超级站2个),饮用水源地水质监测站3个,省级托管河流水质自动监测站1个,噪声自动监测单元15个,一体化移动应急监测车2辆,监测艇3艘。初步建成了覆盖水、气、声的自动监测和人工监测网络构架,基本实现对环境质量的实时监测、发布及预警。
1993年通过省级计量认证考核,使环境监测数据具有法律效力;1999年12月成为江苏省第一批“标准环境监测站”;2003年2月在全国环境监测系统率先、省内第一批通过了“中国实验室国家认可(CNAL)”,使环境监测数据获得了广泛的国际认可。目前共获得认可的监测能力涵盖水和废水、空气和废气、土壤及固体废物、生物及生物体残留、噪声和振动、辐射、汽车排气污染物7大类189项。
三、主要工作任务
主要负责苏州市环境质量监测、污染源监测、环境应急监测、各类专项监测、环境保护科学研究和全市环境监测网络业务管理工作,为政府环保目标责任书考核、小康社会环境质量考核、总量减排考核、“蓝天工程”实施、国家环保模范城市和生态市建设等工作提供重要技术支撑。
四、发展目标
将发扬“忠于职守、造福人民,科学严谨、求实创新,不畏艰难、无私奉献,团结协作、众志成城”的环保精神,再接再厉、克服困难,努力争当环境监测工作的排头兵,为环境决策、污染减排、环境管理和生态文明建设提供科学技术支撑。以建设全省领先、全国一流的环境监测技术体系为目标,紧扣“说清苏州环境质量现状及其发展趋势、说清污染源排放情况、说清潜在的环境风险”主线,着力提升“说得清”和“测得准”的能力,在“服务政府决策、推动科学发展,服务环境管理、推动总量减排,服务企业发展、推动经济建设,服务百姓需求、推动民生工程”中,为“三区三城”建设和率先基本实现现代化作出更大贡献。
第四篇: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!
第五篇:水源地农业面源污染防治(推荐)
水源地农业面源污染防治
摘要:农业面源污染是目前导致水源地污染的主要原因,通过对农业面源污染影响因素的分析,回顾了模型研究进展,总结了通过调整景观格局控制农业面源污染的理论和实践方法。
关键词:农业面源污染;水源地保护;景观生态学
面源污染是相对于点源污染的一种水环境污染类型。随着点源污染控制水平的不断提高,面源污染现已逐渐成为导致水体污染的主要原因。其中造成水源地污染的主要是农业面源污染。近年,饮用水水源地污染事件屡屡发生,严重影响了正常的社会生活、生产活动。控制农业面源污染,保护水源地,是提高水资源利用效率保障供水安全的首要环节。本文对面源污染物的来源、迁移过程与形式、影响因素、模型模拟,防治理论和实践研究等方面的进展情况进行了介绍,提出了下一步研究方向。
一、关于农业面源污染 1.面源污染物来源
农业面源污染的主要来源可以归纳为化肥、农药、畜禽养殖和其他化肥营养元素的流失是农业面源污染最重要的部分,化肥使用存在量大、配比不合理和利用率低的特点。化肥使用量从1978年的884万t增至2006年的4800万t,目前远远超过国际上为防止水体污染而设置的225kg/hm2化肥使用安全上限。在肥料配比上,全国N:P:K比例为1:0.45:0.17。氮肥用量偏高,磷、钾肥偏低,重化肥、轻有机肥,造成了土壤酸化,地力下降。其中使用最多的氮肥平均利用率仅约35%,相当于发达国家的1/2。农药是后果最为严重的污染源之一。与化肥施用情况一样,我国农药使用也存在着量大、利用率不高和搭配不合理的特点。2006年,全国化学农药原药累计产量129.6万t,同比增长20.2%。但只有30%一40%可以被作物吸收,大部分都流失了,其中不乏高毒农药。
农业生产活动产生的有害废弃物。
畜禽养殖产生的污染也不容忽视。由于缺乏相关的处理和配套设施,目前我国每年牲畜排出的粪便多达25亿t,是工业固体废物的2倍多。畜禽养殖废弃物除造成同化肥农药一样的环境污染外,还极易传染和引发疾病。
其他农业生产活动产生的有害废弃物主要包括农膜、秸秆以及生活垃圾等固体污染物。目前我国塑料大棚及地膜覆盖面积已超过1333万hm2。
截至2002年,农膜和地膜年消费量达到153.9万t,居世界之首。这些废弃物具有种类多、降解难和危害严重等特点。
2.我国农业面源污染的特点
由于农业集约化程度、产业结构组成以及基础设施的差异,与欧美国家相比,我国的农业面源污染有如下特点。
①水体富营养化严重。以太湖和巢湖为例,二者水质按COD指标评价已是三类水体,而且总氮、总磷浓度严重超标(见表1和表2)。国家环保局在太湖、巢湖、滇池、三峡库区等流域的调查显示,工业废水对总氮、总磷的贡献率仅占10%~16%,农田的氮、磷流失是水体富营养化的主要原因[1,2]。
②农村地下水硝酸盐污染严重。在水体富营养化严重的同时,国内许多地区,特别是农业集约化程度高、氮肥用量大的地区,已面临着严重的地下水硝酸盐污染问题。研究显示,农业面源污染是地下水的硝酸盐污染的首要原因[3]。
③城乡结合部地区是产生面源污染的主要区域[4]。我国城乡结合部是经济发展最为迅速,农村城镇化发展速度最快的地区。城乡结合部大多处于近水域地带,人口及小型乡镇企业十分密集。由于农村地区原有基础设施较差,缺乏排水管网,且距离农区较远,难以通过农田施肥消解城镇生活、生产产生的固液废弃物。因此,各大流域城乡结合部地区人均生活、生产排污量均超过基础设施好的城市地区。
④农村畜禽养殖业污染是面源污染的主要来源[4]。自60年代以来,我国畜禽养殖业始终保持高速发展的势头,畜、禽存栏量每10年增加1~2倍。而在畜禽存栏量成倍增长的同时,一方面,农村城镇化的发展和城镇建设占地使得可有效消纳畜禽粪便的农田面积不断减少。另一方面,产业带的发展模式造成养殖专业户集中于某些地区,使得农村一些村、镇本地的人畜禽粪便产生量大大超出当地农田的承载负荷,成为水体的重要污染源。3.迁移过程与形式
农业面源污染的产生、迁移与转化过程实质上是污染物从土壤圈向其他圈层尤其是水圈扩散的过程。迁移过程主要包括两类:一是在降水、农田灌溉及排水过程中,污染物随水分向深层地下水下渗;二是当产生地表径流时,污染物向地表径流传递,并随径流和泥沙迁移进入受纳水体。研究表明,大多数的污染物是通过径流导致的土壤流失,随泥沙迁移进入水体的。因此,控制农业面源污染保护水源地,主要是防止地表土壤流失。
二、模型研究
面源污染具有面广和过程复杂等特点,很难用有限的田间测试和实验手段来评估。20世纪80年代以来,美国农业部首先开发了一系列面源污染模型。模型主要通过对整个流域系统及其内部发生的复杂过程进行定量描述,帮助分析面源污染产生的时间和空间特征,识别其主要来源和迁移路径,预报污染产生的负荷及其对水体的影响,也可以评估土地利用变化以及不同管理与技术措施对面源污染负荷和水质的影响,为流域水环境规划与管理提供决策依据。
完整的面源污染模型系统一般由4个子模型构成,即降雨径流模型、侵蚀和泥沙输移模型、污染物转化模型、受纳水体水质模型,整个模型化过程从简单到复杂大致经历了3个阶段。即经验模型、机理模型和功能模型。美国农业部农业研究所开发的CREAMS模型就是一种功能模型,该模型的研发成为非点源模型发展的里程碑,它首次对非点源污染的水文、侵蚀和污染物迁移过程进行了系统的综合。目前关于国际上较成熟的农业非点源污染模型主要有CREAMS、AGNPS、ANSWERS和SWAT等模型。
G1S是集空间信息处理、数据库技术擞学计算、可视化等功能于一身的先进手段。随着GIS和遥感技术的广泛应用,有效地提高了面源污染模型的模型质量和模拟精度。先后与AGNPsAVNIX3M和ANSWERS等模型耦合,较好地提高了模型的可视化水平和可操作性。
三、防治理论与技术
应用景观生态学“源—汇”理论[5],景观格局对生态过程的影响一直是景观生态学的一项重要内容。通过合理配置空间要素,尤其是障碍、通道和高异质性区域等,可以提高系统的稳定性和改善其整体功能。根据源和汇的理论,在面源污染形成的过程中,农田等景观起到“源”的作用,人工湿地和缓冲带等景观可以滞蓄污染物而起到“汇”的作用,同时地表径流等景观起到了传输的作用。如果流域中“源”“汇”景观在空间分布上达到了平衡状态。形成合理的分布格局,流域会产生较少的污染物输出;反之,如果流域景观格局分布不合理,并有较多的“源”集中分布,而缺乏“汇”的滞蓄作用,流域将会有较多的污染物输出产生。通过优化景观格局,在源头减少非点源污染物的产生,在污染物运移过程中进行拦截并促进其向无害形态的转化,是面源污染管理和控制的重要手段。
常用的景观格局优化方法主要有两种:一是利用植被缓冲带对污染物进行阻截、吸收和转化。二是利用自然和人工湿地使污染物在其中沉淀、降解或被水生生物吸收。应该遵循的原则:一是去污力强,尽可能合理设计位置和规模,以达到最佳的去污效果;二是节约费用,主要指的是占用土地面积要少;三是兼顾效益。在治理污染的同时,适当种植生产性作物,提高土地生产力。1.植物缓冲带
植物缓冲带指在河道与陆地交界的一定区域内建设乔、灌、草相结合的立体植物带,在陆地与河道之间起到一定的缓冲作用。植被缓冲带主要通过以下过程截留和去除地表及地下径流中的污染物:①降低地表径流速度并对其中的颗粒态污染物起过滤和拦截作用;②缓冲区的植物吸收溶解态的污染物;(3)缓冲区的土壤吸附溶解态的污染物;④促进氮的反硝化。缓冲带建设主要考虑因素是宽度和植物配置。国外研究成果发现,植被缓冲区的去污效果随着带宽的增加而提高,但3—5m的带宽也能取得理想的效果。有专家根据前人研究成果总结了不同水质保护目的和目标所要求的缓冲区宽度,可以作为建立植被缓冲区的参考依据。至于植被选择,应该尽可能采用本土植物。同时需要注意,草本植物能够形成浓密的地表覆盖,有利于降低地表径流速度和过滤其中的颗粒态污染物。选用高大乔木可以增加缓冲区的产出效益,且林木采伐可以同时将区内的养分等污染物带走,防止缓冲区因污染物饱和而失去净化能力。但应选择树冠较稀疏的树种,以利于林下植被的生长。2.人工湿地
人工湿地是指模拟自然湿地,由人工建造的可控制和工程化的湿地系统,通过对湿地生态系统中的物理、化学和微生物作用的优化组合来进行污水的处理。湿地中水体、基质、植物、微生物等4个基本要素共同作用,可以有效去除氮、磷等营养元素,和有机污染物等。
人工湿地除氮过程:氮在生物作用下转化成氨(可能是好氧的,也可能是厌氧的),氨在有氧环境中通过硝化细菌生产硝酸盐,硝酸盐去除机理有两个:①植物的摄取。植物吸收的氮素主要是铵态象和硝态氮,也包括一些小分子含氮有机物如尿素和氨基酸等。植物摄取氮的潜在速度受其净生产量和植物组织中氮浓度的限制。国内外学者对植物氮含量和去氮能力进行了大量研究,研究表明湿地植物组织的氮浓度和储存量受植物类型、组织类型、进水浓度和季节的影响。(2)反硝化。反硝化被认为是长期的和主要的机制,影响反硝化的环境因素包括氧浓度、氧化还原电位、土壤湿度、温度、pH值、反硝化细菌、土壤类型、有机物质和有无存水等。不同条件,在异养微生物作用下将硝酸根还原,最终生成温室气体N20或者气态氮分子N,释放到空气中。
人工湿地除磷过程:磷常以磷酸盐(p043-、HP043ˉ、H2P04-)、聚磷酸盐和有机磷存在。磷的去除有很多途径:污水中一部分磷可被植物直接吸收,通过收割得以去除:一部分被基质通过吸附或离子交换作用去除;一部分磷作为微生物正常代谢所需要物质被磷细菌转化成溶解性无机磷,有利于植物吸收,还有一部分磷被聚磷菌过量聚磷作用去除。通常情况下,沉积、吸附、沉淀、微生物的吸收与积累是湿地中最主要的磷去向。
有机污染物则在好氧区被分解为C02和水,在厌氧区被分解为CO2和CH4,污水中的大部分有机物最终被异养生物转化为微生物体、C02、CH4和水、无机氮、无机磷。同时,湿地系统还可以通过机械过滤作用去除藻类,基质吸附与植物积累作用消除重金属污染等其他污染物。
湿地建设主要考虑因素是湿地规模和布局。研究者总结了一些地区不同水质保护目的所要求的湿地面积比例。不同地区采取不同标准,但研究发现占流域5%左右的湿地就可以有效截留氮、磷等富营养化物质,湿地的布局对其净化能力有着很大的影响。目前主要靠设置沉淀池、湿地表面覆盖砂和砾石等材料来提高去污能力并减少护理成本。
四、结论与展望
面源污染是影响地表环境的主要污染方式之一,农业面源污染是导致水源地污染的重要污染源。其形成主要由降雨径流、泥沙搬运、地表溶质溶出和土壤溶质渗漏等4个过程组成,它们之间相互联系、相互作用。
目前已经对污染物来源,迁移过程与形式。模型模拟和防治理论研究等方面有了较深入的认识。但相对于农业面源污染的严重性和水源地保护的重要性,仍显不足,需要进一步研究。研究方向是:①深入研究面源污染物运移过程。水土流失是目前人们关注的主要生态过程之一,也是面源污染的一种主要形式,但具体的流失机理和过程并不明确,这是防治面源污染扩散的基础。②加强模型模拟。模型模拟是面源污染防治、流域综合管理的决策支持系统。随着GIS和遥感等空间分析和数据管理手段的进步,需要研制适合各类条件下的面源污染模型,并不断提高模型的精度和适用性。(3)调整景观格局。防止面源污染产生和扩散,优化土地利用方式。合理布局污染物“源”和“汇”的景观,减少污染物扩散。保护水源地。参考文献:
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[2] 李贵宝,尹澄清,周怀东.我国“三湖”的水环境问题和防治对策与管理[J].水问题论坛,2001,(3):36-39。
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[4] 张维理,武淑霞,冀宏杰,Kolbe H.我国农业面源污染形势估计及控制对策I.21世纪初期我国农业面源污染的形势估计[J].我国农业科学,2004,37(7):1008-1017。
[5] 韦薇,张银龙.基于“源—汇”景观调控理论的水源地面源污染控制途径——以天津市蓟县于桥水库水源区保护规划为例[J],中国园林,2011年02期