陳 杰，雍 毅，葉 宏，郭衛(wèi)廣，劉 靜

(四川省環(huán)境保護科學(xué)研究院，成都 610041)

1 引言

水體的污染源可劃分為點源、面源 (非點源)和內(nèi)源。面源污染的來源比較廣泛，其中來自農(nóng)業(yè)的污染最為突出。

農(nóng)業(yè)面源污染主要包括在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動中，氮素和磷素等營養(yǎng)物質(zhì)、農(nóng)藥以及其他有機或無機污染物質(zhì)，通過農(nóng)田的地表徑流和農(nóng)田滲漏，形成的水環(huán)境污染，主要包括化肥污染、農(nóng)藥污染、集約化養(yǎng)殖場污染等。其以發(fā)生區(qū)域的隨機性、排放途徑及排放污染物的不確定性及污染負(fù)荷空間分布的差異為主要特征，已成為影響我國農(nóng)村生態(tài)環(huán)境的主要因素。

在中國，水體污染嚴(yán)重的流域，農(nóng)田，農(nóng)村畜禽養(yǎng)殖和城鄉(xiāng)結(jié)合部的生活排污是造成水體氮、磷富營養(yǎng)化的主要原因，其貢獻率大大超過來自城市生活污水的點源污染和工業(yè)的點源污染［1］。

2 中國農(nóng)業(yè)面源污染的現(xiàn)狀

上個世紀(jì)70年代以來，我國水環(huán)境形勢日益嚴(yán)峻，各大湖泊和重要水域水質(zhì)急劇惡化，主要污染物排放量遠遠超過環(huán)境容量，氮、磷等嚴(yán)重超標(biāo)，水體富營養(yǎng)化嚴(yán)重。我國自1975年以來，國家和企業(yè)投資了數(shù)百億元資金進行點源污染治理，但對湖泊水體富營養(yǎng)化狀況的改變收效卻并不明顯，并且富營養(yǎng)化的形勢還在日益嚴(yán)重，原因之一就是農(nóng)業(yè)面源污染的治理沒有及時跟上［2］。

2013中國環(huán)境狀況公報數(shù)據(jù)顯示:我國地表水總體為輕度污染，部分城市河段污染較重。我國長江、黃河、珠江、松花江、淮河、海河、遼河、浙閩片河流、西北諸河和西南諸河等十大流域的國控斷面中，劣V類水質(zhì)斷面比例為9.0%，基本喪失使用功能。國控重點湖泊 (水庫)中，水質(zhì)為重度污染的多達7個，占11.5%，主要污染指標(biāo)是總磷、化學(xué)需氧量和高錳酸鹽指數(shù)［3］。

據(jù)第一次全國污染源普查公報，全國農(nóng)業(yè)污染源的化學(xué)需氧量、總氮和總磷，分別占全國總量的43.71%，57.19%和 67.27%［4］。這意味著，只有對農(nóng)業(yè)面源污染進行有效防止，才可能解決我國的水污染問題。

3 農(nóng)業(yè)面源污染的成因

環(huán)境生態(tài)和社會經(jīng)濟兩方面的原因?qū)е铝宿r(nóng)業(yè)面源污染的形成。形成農(nóng)業(yè)面源污染的原因可以歸納為以下幾個方面:

3.1 土壤侵蝕

土壤侵蝕農(nóng)業(yè)面源污染的一種，它規(guī)模大，危害嚴(yán)重。土壤侵蝕不僅會導(dǎo)致土壤表層有機質(zhì)的損失，還會導(dǎo)致多種有機物進入水體，形成面源污染，其對水質(zhì)產(chǎn)生的影響主要通過徑流流失和因降水或澆灌所引起淋溶的途徑實現(xiàn)。據(jù)估計，自人類從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動以來，土壤侵蝕已經(jīng)導(dǎo)致全球約43億hm2土地被遺棄。在美國，土壤侵蝕所引起的水質(zhì)污染已造成22億～70億美元的經(jīng)濟損失［5］。而在我國，根據(jù)《2013中國環(huán)境狀況公報》，全國年內(nèi)凈減少耕地面積8.02萬hm2，全國土壤侵蝕總面積達2.95億 hm2，占國土面積的30.7%［3］。

3.2 農(nóng)業(yè)化肥、農(nóng)藥施用不合理

許多研究表明，化肥和農(nóng)藥的不合理施用是造成水體污染和富營養(yǎng)化的最主要來源。農(nóng)藥和化肥為我國糧食產(chǎn)量帶來巨大增產(chǎn)的同時，會導(dǎo)致植物體內(nèi)毒素殘留過高，影響食品安全，同時會污染大氣環(huán)境和水環(huán)境，造成嚴(yán)重的面源污染。

中國大規(guī)模使用化肥從上世紀(jì)60年代開始。目前占世界耕地面積不到10%的中國，化肥年總使用量已達4000萬t以上，占世界1/3，按播種面積計算達400kg/hm2，遠遠超過發(fā)達國家為防止化肥水體污染設(shè)置的225kg/hm2安全閥上限。

目前，我國農(nóng)藥可生產(chǎn)品種已達500種以上，常年生產(chǎn)350～400種，加工制劑產(chǎn)品3000多個，劑型幾十種，原藥生產(chǎn)能力200萬t/年以上。據(jù)國家統(tǒng)計局統(tǒng)計，2013年1月～6月國內(nèi)農(nóng)藥產(chǎn)量達到163.50萬t，同比增長4.90% 我國每年使用的殺蟲劑其中僅有1%作用于靶標(biāo)，30%殘留于植物，其余的分別進入土壤和包括地下水在內(nèi)的江河湖海等水系［6］。

3.3 畜禽糞尿污染

在我國農(nóng)村地區(qū)，由于畜禽業(yè)的快速發(fā)展和人口的增加，以及缺乏排污管道和污水集中處理系統(tǒng)，大部分畜禽糞尿直接進入附近水環(huán)境，嚴(yán)重影響了地下水和地表水的水質(zhì)，直接威脅人體健康。我國畜禽養(yǎng)殖業(yè)自上個世紀(jì)60年代以來發(fā)展勢頭迅猛，畜禽存欄量每10年增加1～2倍。根據(jù)畜禽糞便排泄系數(shù)計算可知，2010年我國畜禽糞便產(chǎn)生量約為31.86億噸，而當(dāng)年的全國工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量約為24.09億噸，畜禽糞便產(chǎn)生量是工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量的1.32倍。

3.4 農(nóng)村生活污水和固體廢棄物垃圾

目前，我國大部分農(nóng)村地區(qū)均沒有實現(xiàn)生活污水的集中收集處理及垃圾收運系統(tǒng)的全面覆蓋，這使得生活污水和垃圾隨意排放、堆置的現(xiàn)象較普遍。一些經(jīng)濟相對發(fā)達的農(nóng)村地區(qū)，隨著經(jīng)濟發(fā)展水平的提高，秸稈這一可利用資源成為廢棄物，大多數(shù)被焚燒或丟棄到水體中，從而造成大氣及水體的污染。以四川省思蒙河流域東坡區(qū)段為例，流域內(nèi)每年廢水排放達891.71萬噸/年，COD排放量7058.89約為噸/年，氨氮排放量約為1069.11噸/年，固體廢棄物約為5140萬噸/年，而目前農(nóng)村缺乏固體廢棄物和廢水的處理設(shè)施，部分會排入河道，進入水環(huán)境，從而污染水體。

3.5 大氣干濕沉降

大氣沉降包括干沉降和濕沉降，大氣氣團及顆粒物直接遷移到地表的形式為干沉降，大氣中物質(zhì)通過降水的形式遷移到地表為濕沉降。大氣沉降過程對環(huán)境與水體的影響起步于酸雨的研究。

酸雨形成的污染已經(jīng)成為世界上公認(rèn)的環(huán)境災(zāi)害之一，不僅對建筑物和植被造成直接的破壞，還會對土壤和水體形成污染。干沉降對湖泊傳輸?shù)奈廴疚锿蝗藗兯鲆暎聦嵣掀湮廴疚飩鬏斶h比一個主要公路徑流傳輸?shù)奈廴疚锒?，而且可通過遠距離輸送進入森林累積，使不受干擾的森林匯水區(qū)污染物輸出逐年增加。由于技術(shù)上的難度，對污染物的遷移轉(zhuǎn)化研究多為化學(xué)耗氧量 (CODcr)、總氮 (TN)、總磷 (TP)等，而對聚氯聯(lián)苯在空中、地表的遷移轉(zhuǎn)化研究較少。

3.6 航運污染

航運污染是指船舶廢油、船尾固體垃圾和生活廢水直接排入水體產(chǎn)生的污染。船舶營運中排放的煙塵、氮氧化物、硫氧化物等，操作性溢油及事故性排放的油污染以及船員、旅客生活污水的排放，導(dǎo)致我國流域水質(zhì)嚴(yán)重污染。據(jù)估計，長江航運的船舶每年艙底水產(chǎn)生污油約6萬噸，因事故一次性排放油類最高的可達數(shù)千噸。常年居住在長江船舶上的達數(shù)十萬人，其生活污水的產(chǎn)生量相當(dāng)于一個中等城市，垃圾每年產(chǎn)生量達12萬多噸［7］。

4 農(nóng)業(yè)面源污染的影響因素

農(nóng)業(yè)面源污染的影響因素很多，比如地表徑流、大氣干濕沉降、土壤侵蝕與流失、地形地貌、土壤植被、農(nóng)田化肥和農(nóng)藥施用、農(nóng)村家畜糞便及垃圾、農(nóng)田污水灌溉等等。其中，土地利用方式、農(nóng)事活動和田間管理、牲畜糞便污染與垃圾和社會經(jīng)濟因素等是可以通過人類的生產(chǎn)、生活進行改變的。

4.1 土地利用方式

土地利用方式是影響面源污染的重要因素之一［8］。不恰當(dāng)?shù)耐恋乩梅绞綍?dǎo)致土壤被侵蝕以及過量的N、P隨地表徑流流失，從而形成面源污染［9］。根據(jù)土地利用類型的不同 (如菜地，水稻田，小麥地等)，地表徑流污染的特征也不同。

4.2 農(nóng)業(yè)活動和田間管理

農(nóng)業(yè)活動和田間管理主要從農(nóng)戶行為角度對面源污染造成影響，包括化肥和農(nóng)藥的施用、合理的耕作及灌溉等等。

農(nóng)民使用的化肥和農(nóng)藥是造成水體污染及富營養(yǎng)化的主要原因。長期過量的施用化肥和農(nóng)藥必定會導(dǎo)致土壤、水體甚至是農(nóng)產(chǎn)品的污染。據(jù)相關(guān)研究報道:施用的肥料的損失量與施用量呈較好的線性相關(guān)性，合理的氮肥使用量會減少氮的面源污染［10］。

保護性耕作措施包括免耕、少耕及間套復(fù)種技術(shù)等。免耕、少耕法可大大減少土壤侵蝕和土壤有機碳的流失，亦相應(yīng)的減少了氮和磷的流失量［11］。污水灌溉是利用土壤對污染物的凈化作用和農(nóng)作物對營養(yǎng)元素的吸收作用來凈化污水，但如果灌溉量過大或時間不當(dāng)，同樣會導(dǎo)致土壤和地表水及地下水體污染。過量的灌溉水還容易引起肥料的淋洗損失［12］。

4.3 畜禽糞便及垃圾污染

目前，我國農(nóng)村畜禽糞便直接排放的現(xiàn)象仍較為突出，僅有少部分作為肥料通過農(nóng)田再利用，部分農(nóng)村的生活垃圾堆存也較為普遍，這會導(dǎo)致污染物進入水體，尤其是在降雨季節(jié)，隨著地表徑流進入水體形成大面積的污染。相關(guān)研究的結(jié)果表明［13］，畜禽糞尿污染、鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活污染和地表徑流污染是制約農(nóng)業(yè)和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的3大關(guān)鍵污染因子。近年我國利用牛、豬、家禽的糞便生產(chǎn)有機肥的比率分別僅為44%、43%和10%，這不僅是對資源的浪費，更是對環(huán)境的嚴(yán)重污染。

此外，很多地區(qū)畜禽養(yǎng)殖發(fā)展速度很快，但缺乏相應(yīng)的污水處理系統(tǒng)，導(dǎo)致很多畜禽糞污直接排入水體造成水體污染，或過量的澆入農(nóng)田，使農(nóng)田的有機養(yǎng)分負(fù)荷超標(biāo)，從過濾凈化污染物轉(zhuǎn)為釋放污染物。

4.4 社會經(jīng)濟因素

經(jīng)濟水平在人的生產(chǎn)生活方式中起了主導(dǎo)作用，社會經(jīng)濟因素會通過人為活動影響，影響土地利用方式、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式及管理水平、農(nóng)村庭院養(yǎng)殖集中程度和規(guī)模、居民環(huán)境保護意識等［14］。此外，農(nóng)村人口現(xiàn)狀及增長速度也會直接影響耕地利用方式及利用程度、農(nóng)業(yè)面源污染物的產(chǎn)生總量［15］。

5 農(nóng)業(yè)面源污染的控制和管理措施

5.1 技術(shù)措施

我國對面源污染控制的研究始于80年代，通過開展的河流、湖泊、水庫富營養(yǎng)化調(diào)查和水質(zhì)規(guī)劃研究發(fā)現(xiàn)，地面水富營養(yǎng)化已十分普遍，進一步研究證實，由面源污染引起的水體富營養(yǎng)化的N、P營養(yǎng)元素的污染負(fù)荷高于由點源污染引起的污染負(fù)荷［16］。

科研人員經(jīng)過多年的研究，在控制面源污染技術(shù)方面取得了較多的成果，這些技術(shù)措施主要包括:

(1)測土配方施肥技術(shù)

測土配方施肥技術(shù)是指通過土壤養(yǎng)分的基礎(chǔ)調(diào)查，確定不同土壤的具體適宜施肥量和施肥方式。通過對研究不同地區(qū)，不同作物和不同生長時期的養(yǎng)分需求，確定養(yǎng)分施加的合理比例，不同種類肥料的綜合應(yīng)用技術(shù)等，從而達到減少肥料的用量，提高養(yǎng)分的利用率的目的。目前，測土配方施肥技術(shù)己在全國推廣使用，效果良好。

(2)生態(tài)攔截技術(shù)

生態(tài)攔截是指采用生物技術(shù)、工程技術(shù)或手段對農(nóng)田徑流中的N、P等物質(zhì)進行攔截、吸附、沉積、轉(zhuǎn)化或吸收利用，從而對農(nóng)田流失的養(yǎng)分進行有效的攔截，實現(xiàn)養(yǎng)分再利用，減少水體污染物質(zhì)。生態(tài)攔截技術(shù)包括生態(tài)田埂技術(shù)、生態(tài)溝渠技術(shù)、旱地系統(tǒng)的生態(tài)隔離帶技術(shù)以及生態(tài)型濕地處理技術(shù)等［17］。目前，國內(nèi)很多地方均采用了生態(tài)攔截技術(shù)，技術(shù)較為成熟的濕地生態(tài)工程。

(3)畜禽污染控制技術(shù)

隨著畜禽養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展，畜禽糞污排放量急劇增加。對于畜禽糞便的處理，更多地采用生物學(xué)及生態(tài)學(xué)方法，開發(fā)畜禽養(yǎng)殖糞污資源化利用技術(shù)、復(fù)合生態(tài)工程技術(shù)等，例如:糞便飼料化技術(shù)、糞便肥料化技術(shù)，糞便能源化技術(shù)等等。通過盡可能地利用糞污中的養(yǎng)分和能源物質(zhì)，減少或消除畜禽養(yǎng)殖對環(huán)境的污染。

(4)農(nóng)業(yè)廢棄物處理技術(shù)

農(nóng)業(yè)廢棄物是指人們在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活中產(chǎn)生的副產(chǎn)品，數(shù)量大，分布廣，既是寶貴的資源，又是農(nóng)村環(huán)境污染的主要來源之一。

我國農(nóng)業(yè)廢棄物處理主要有材料化、基質(zhì)化、能源化、肥料化、飼料化和生態(tài)化等方式。以秸稈為例，可以將秸稈直接還田、過腹還田、堆漚還田，也可以將秸稈氣化、或用于產(chǎn)沼氣，也可以將其生物質(zhì)成型，用作燃料等等［18］。

(5)3S技術(shù)在農(nóng)業(yè)面源污染控制中的應(yīng)用

3S技術(shù)，即地理信息系統(tǒng) (GIS)、遙感(RS)、全球定位系統(tǒng) (GPS)的統(tǒng)稱，是最近20年快速發(fā)展起來的一組高新技術(shù)。GIS的空間信息管理的綜合分析能力、RS的空間動態(tài)監(jiān)測能力及GPS的高精度定位能力，為解決面源污染的測量問題奠定了良好的技術(shù)基礎(chǔ)。同時也為及時掌握重點區(qū)域的環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀并進行動態(tài)評價提供一種新的技術(shù)手段。

國際上關(guān)于“3S”的研究和應(yīng)用已經(jīng)走向集成化，是環(huán)境領(lǐng)域的重要研究發(fā)展方向之一［19］?！?S”整體集成技術(shù)也將是面源污染防治研究中的主要研究手段之一，而“3S”自身的融合技術(shù)仍將是當(dāng)前和今后研究的重點?；凇?S”技術(shù)整體集成的，具有各種信息顯示、查詢、分析、表達以及在線監(jiān)測、模擬和預(yù)測預(yù)報等基本功能的面源污染信息系統(tǒng)將是今后努力的方向，并有望使得農(nóng)業(yè)面源污染的研究取得巨大進展。

5.2 法律措施

我國《水污染防治法》于1996年修訂時關(guān)注到了面源污染的問題，尤其是農(nóng)村的面源污染。2008年修訂《水污染防治法》時，特別強調(diào)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)污染物的控制，設(shè)農(nóng)業(yè)和農(nóng)村水污染防治專章對農(nóng)業(yè)面源污染防治作出了詳細的規(guī)定。

《農(nóng)業(yè)法》第58、65條分別規(guī)定了耕地保養(yǎng)，化肥、農(nóng)藥農(nóng)用薄膜合理使用，增施有機肥料;糞便廢水及其他廢棄物無害化處理或者綜合利用，合理投餌、施肥、使用藥物等內(nèi)容。

《固體廢物污染防治法》第19條規(guī)定使用農(nóng)用薄膜的單位和個人，應(yīng)當(dāng)采取回收利用等措施，防止或者減少農(nóng)用薄膜對環(huán)境的污染;第20條規(guī)定從事畜禽規(guī)模養(yǎng)殖應(yīng)當(dāng)按照國家有關(guān)規(guī)定收集貯存利用或者處置養(yǎng)殖過程中產(chǎn)生的畜禽糞便，防止污染環(huán)境。

近年來，農(nóng)村畜禽養(yǎng)殖造成的污染已引起人們的關(guān)注，環(huán)保部發(fā)布的《畜禽養(yǎng)殖污染防治技術(shù)規(guī)范》和《畜禽養(yǎng)殖污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》是我國在面源污染管理方面的重要舉措，同時，湖南、湖北、山東、山西、廣州等各地的地方性農(nóng)業(yè)保護條例也在不斷出臺。我國的畜禽養(yǎng)殖污染法律法規(guī)正在不斷完善。

5.3 經(jīng)濟措施

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展和人們生活水平的迅速提高，一些經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)已經(jīng)逐漸意識到防治農(nóng)業(yè)面源污染的重要性。因而，地方上出臺一些扶持政策，從源頭和末端兩方面出發(fā)防治面源污染。

以四川省為例，為了應(yīng)對農(nóng)業(yè)面源污染，四川省擬采取以下措施:

(1)建立農(nóng)村面源污染防治財政專項，完善政府、企業(yè)、農(nóng)戶三位一體的投資渠道;

(2)建立農(nóng)村污染排放收費補償機制，支持污染少、效益高的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展;

(3)加強與國家環(huán)保部的協(xié)調(diào)，力爭將沱江、涪江列入國家水污染專項重點治理區(qū)域。

此外，四川省積極開展農(nóng)村環(huán)境綜合整治，實行“以獎促治”。從2012年開始，四川省落實中央提出的“中央農(nóng)村環(huán)境連片整治示范省建設(shè)”任務(wù)，申請中央投入四川省8億元資金，按中央要求四川應(yīng)配套4億元，而四川實際預(yù)算連片整治配套達9億元以上。結(jié)合農(nóng)村環(huán)境連片整治，四川省針對農(nóng)村面源污染對農(nóng)村飲用水水源地保護，農(nóng)村生活污水及垃圾處理和畜牧養(yǎng)殖污染治理都實行了“以獎促治”方針，這不僅提高了效率，還有利于農(nóng)村環(huán)境管理和污染治理，改善農(nóng)村環(huán)境。

6 結(jié)語

目前，農(nóng)村面源污染已成為全球性的污染問題，該領(lǐng)域的相關(guān)研究也是國內(nèi)外研究的熱點和重點。我國農(nóng)業(yè)面源污染控制涉及的范圍廣，污染物種類多，排放量大，而相關(guān)領(lǐng)域的基礎(chǔ)條件和技術(shù)、設(shè)施普遍較為落后，農(nóng)戶的環(huán)境保護意識有待進一步提高，污染控制和治理的資金投入不夠，基層政府監(jiān)管和指導(dǎo)力度相對較小導(dǎo)致這一問題難以得到根本性的解決。因此，針對各地的具體情況，分析其成因和影響因素，因地制宜的提出和實施相關(guān)控制和管理對策，是我國治理農(nóng)村面源污染的切實可行的方向。

［1］ 張維理，武淑霞，等.中國農(nóng)業(yè)面源污染形勢估計及控制對策Ⅰ:21世紀(jì)初中國農(nóng)業(yè)面源污染的形勢估計［J］.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2004，37(7):1008-1017.

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