第一篇:農業面源污染現狀與防治措施研究
農業面源污染現狀與防治措施研究
農業面源污染是目前影響農村生態環境質量的重要污染源,成為我國現代農業發展的瓶頸。本次講座我準備從農業面源污染的含義、農業面源污染的來源及污染現狀、農業面源污染的危害和防治農業面源污染的對策與措施四個方面來進行討論,不對的地方請大家指正。
一、農業面源污染的含義
農業面源污染是指由沉積物、農藥、廢料、致病菌等分散污染源引起的對水層、湖泊、河岸、濱岸、大氣等生態系統的污染[1]。由于農業生產活動的廣泛性和普遍性,加上農業面源污染涉及范圍廣、隨機性大、隱蔽性強、不易監測、難以量化、控制難度大,因此,農業面源污染已成為目前影響農村生態環境質量的重要污染源,其發展趨勢令人擔憂。
農業面源污染是相對于工業和城市生活面源污染而言的,是指在農業生產過程中農藥、化肥、地膜等農用物資的不合理和過量使用,以及畜禽糞便等農業廢棄物的任意排放而造成的水體、土壤、生物和大氣的污染。農業面源污染問題由來已久,尤其是近幾年呈現出愈演愈烈之勢,農業面源污染已成為我國現代農業發展的瓶頸。為保護有限的農業發展資源,建設美好的人居環境,專家呼吁,健全農業面源污染防治法律法規、建立監督管理體系,治理農業面源污染已刻不容緩。
二、農業面源污染的危害
由于對農業面源污染沒有管理監測和控制,農業面源污染的危害日益凸顯,成為導致耕地退化、農村和農業內部環境惡化,影響江河湖泊水質、飲水安全、農產品質量與食品安全的主要因素,嚴重影響了人們的身體健康。
目前, 農業面源污染已成為影響農村生態環境質量的重要污染源,尤其對水環境的污染影響最大。黃淮海平原農業區14個縣市的調查結果顯示[2],農村和小城鎮由于農用氮肥的大量施用而引起的地下水、飲用水硝酸鹽污染的問題已十分嚴重。在調查的69個地點中有半數以上超過飲用水硝酸鹽含量的最大允許濃度(50mg/L),其中最高者達300mg/L。只有10%~20%的農藥附著在農作物上,而80%~90%則流失在土壤、水體和空氣中,在灌水與降水等淋溶作用下污染地下水。
目前我國農藥年產量50萬噸,位居世界第二。我國每年農藥的使用量在23萬噸左右,平均使用農藥2.33kg/hm2,其中浙江和上海用藥水平最高,分別達9.96 kg/hm2和9.85 kg/hm2[2]。目前我國農藥的過量施用在水稻生產中達40%,在棉花生產中超過了50%。我國使用農藥中殺蟲殺滿劑占62%,殺菌劑占21%,除草劑占17%[4]。據對農藥的使用及污染情況調查,當前農藥使用品種較多、亂、雜,約有30余個品種,許多被禁止的農藥依然在使用,不僅對環境造成損害,而且導致了在食品中的有害殘留。
由于農藥的利用率低于30%,所以70%以上的農藥散失于環境之中,嚴重影響農業生態環境。大多數農藥以噴霧劑的形式噴灑于農作物上,其中只有10%左右藥劑附著在作物體上,而大部分噴灑于空氣中,施藥時部分農藥落入土中,附著在作物上的農藥也因風吹雨打滲入土中,大氣中農藥又降至土壤中,使土壤中農藥殘留量及衍生物含量增加,嚴重污染土壤。土壤中農藥被灌溉水、雨水沖刷到江河湖海中,污染了水源。農藥的不合理使用,在一定時間內或多或少都有部分殘留或超量殘留在農作物上,導致農產品農藥殘留量增加,嚴重影響了人民的身體健康和出口貿易。
(三)農膜的污染
近年來,塑料地膜的使用量不斷增加,農膜污染已成為農田污染的主要來源之一。據統計,我國農膜年殘留量高達35萬噸,殘膜率達42%[3],有近一半的農膜殘留在土壤中;覆膜5年的農田每公頃農膜殘留量可達78公斤,目前我國有670萬公頃覆蓋地膜的農田污染狀況日趨嚴重,成為農田污染的主要來源之一[5]。
農膜的推廣使用給農田土壤帶來 “白色污染”。農膜屬高分子有機化學聚合物,在土壤中不易降解而且降解之后產生有害物質,逐年積累,污染土壤生態環境。農膜中所含的聯苯酚、鄰苯二甲酸酯等微量環境荷爾蒙物質還會對農產品帶來污染,并危害人類的健康。絕大部分使用不可降解地膜,在地膜殘留嚴重的地方,農作物減產20%~30%,這對農業可持續發展來說是一個不容忽視的隱患。殘存的農膜碎片日益積累,在田頭、地角、房前、屋后、溪邊、樹上,隨處可見,影響村容村貌,嚴重污染農村環境。
生活污水及工業“三廢”引起的污染也不容忽視。有不少企業在產品加工過程中將產生的污水未經達標處理就直接排放,有的隨意堆放加工廢棄物如筍殼、果殼、果渣等,這也對周邊環境帶來了一定的污染。工業廢水中的有機物和重金屬如鎘,鉛,汞等對水體的污染嚴重。污水灌溉農田又使土壤受到污染,并進一步通過食物鏈進入人體,危害人體健康。
四、防治農業面源污染對策與措施
(一)廣泛宣傳教育,營造防治農業面源污染的社會氛圍
加強對農民的宣傳和教育,讓農民知道農業面源污染的危害和原因,認識到控制農業面源污染對于農業環境安全,對于鞏固農業的基礎地位,進而確保全面建設小康社會宏偉目標順利實現的重大意義。要重視輿論宣傳,充分發揮電臺、電視、報刊、網絡等大眾媒體的作用,因地制宜地設計群眾喜聞樂見的載體,多層次、多形式地普及農業生態環境知識,提高公眾的認知度、環保意識和參與意識。對重點人群、重點地區進行重點宣傳、教育和引導,讓群眾充分認識到農業面源污染對社會危害性和治理工作的重要性。進一步加大宣傳力度,提高全社會對農業面源污染治理工作重要意義的認識。加強對農民的環境教育與培訓,逐步讓農民樹立起農業資源的憂患意識、環境保護的參與意識。
(二)建立完善監測體系,強化農業環境和農產品質量的監測
對農業面源污染進行監測,并全面反映污染治理實施的效果。組建農業環境監測和農產品檢驗檢測中心,進一步完善農業生態環境和農產品安全監測網絡體系,提升監測檢測能力。建立高效的農業面源污染預報預警系統和快速反應系統以及重大農業面源污染事故監測體系。加快建立化肥、農藥等化學投入品的監測體系,切實加強化肥、農藥等農資市場管理,建立統一的生產、銷售、使用檔案資料,有效實施農業生產全過程的管理監控。加大農產品產地環境安全監督監測工作力度,實行農業生態環境和農產品安全報告制度,建立完善安全農產品的強制性質量標準體系,切實有效地開展無公害農產品、綠色食品、有機食品的認證工作。
(三)進行循環利用,降低農業面源污染的數量
大力推廣示范“農田水微循環利用”、“稻田養魚(鴨)”、“豬-沼-果(菜)”等新的模式和技術,進行循環利用,降低農業面源污染的數量。如發展以沼氣為
蟲害的最經濟、安全、有效的方法。利用耕作、栽培、育種等農事措施來防治農作物病蟲害;利用生物技術和基因技術防治農業有害生物;應用于光、電、微波、超聲波、輻射等物理措施來控制病蟲害。加強病蟲草害預測預報,及時向廣大農民提供病蟲草害發生情況及防治措施。嚴格執行各種農藥的安全間隔期,在接近農作物收獲期,一定要嚴格控制用藥量、施藥濃度、施藥方法、施藥次數和禁用時間等。調整優化農藥產品結構,使殺蟲、殺菌、除草劑之間的比例更趨合理。加快普及推廣嫁接、輪作、防蟲網、性信息引誘器、頻振式殺蟲燈和生物防治等先進實用技術。
加強秸稈、農膜等農業廢棄物的綜合利用,減輕環境污染。積極開展秸稈飼料、秸稈發電、秸稈建材、秸稈沼氣、秸稈食用菌、秸稈肥料等多渠道綜合利用秸稈試點示范與推廣。尤其要加大秸稈還田力度,要因地制宜采取與現行耕作制度相配套的粉碎還田、漚肥還田、過腹還田等省工、省時、實用的秸稈還田技術和方法,以減少化肥的使用量。重視對塑料農膜的污染防治,積極推廣可降解地膜,鼓勵多渠道、多途徑積極回收農膜,切實提高塑料農膜的回收率。
(六)發展有機農業,全面落實農業面源污染治本措施
有機農業是在作物種植、畜禽養殖與農產品加工過程中,不施用人工合成的農藥、化肥、生長調節劑、飼料添加劑等化學物質,及基因工程生物及其產物,而是遵循自然規律和生態學原理,協調種植業與養殖業的平衡,采取系列可持續發展的農業技術,維持持續穩定的農業生產過程。在有機農業生產體系中,作物秸稈、畜禽糞肥、豆科作物、綠肥和有機廢棄物是土壤肥力的主要來源;作物輪作以及各種物理、生物和生態措施是控制雜草和病蟲害的主要手段。有機農業的基本要求是不施用農藥、化肥等化學合成物質,做到循環經濟和清潔生產,不污染環境和產品,既保護了環境,又保持了產品的高品質。有機產品從原料來源、生產、加工、貯藏、運輸、銷售,到使用,甚至廢棄物都應符合環境要求。發展綠色食品、有機食品產業完全符合國家關于污染控制與生態環保并重的環保戰略。積極發展大型綠色食品、有機食品原料基地,推行標準化生產,實施全程質量控制,確保產品質量安全。把發展綠色食品、有機食品與生態環境建設和發展特色優勢農業結合起來,建設優質、高產、高效、生態、安全的現代農業,是提高農業綜合生產能力、增強農業競爭力、提高農業綜合效益的必由之路,也是持
第二篇:加強農業面源污染防治(定稿)
加強農業面源污染防治 建設宜居美麗鄉村
阜新市農業廣播電視學校 張巾
農業面源污染是指由沉積物、農藥、廢料、致病菌等分散污染源引起的對水層、湖泊、河岸、大氣等生態系統的污染。因其污染源廣泛分散,沒有明確位置,而被稱為農業面源污染。
在現代農業生產過程中,農業面源污染給我市農村環境帶來的危害隨處可見,必須引起社會高度重視。
一、阜新市農業面源污染現狀及對環境的影響 我市農業面源污染危害概括起來主要有以下幾個方面。
(一)化肥的連年施用對環境的影響。2014年全市農業化肥施用量15.2萬噸。其中氮、磷、鉀的比例平均為1:0.5:0.5。我們僅以氮肥的利用為例,氮肥施用為7.6萬噸,而平均利用率僅約35%,剩余部分除以氨和氮氧化物的形態進入大氣外,其余大都隨降水和灌溉進入水體,這些過量施用的化肥流入水中,使水中藻類迅速生長繁殖,消耗大量的溶解氧,導致水體喪失應有功能,水色變綠、變黑,嚴重時會發出臭味;進入土地中,改變原有土壤的結構和特性,造成土壤板結,有機質減少。另外化肥中過量的重金屬成分積存 在環境中,被農作物吸收,會損害人體健康。
(二)農藥的過度使用對環境的影響。2014年全市農藥使用總量達504.4噸,利用率僅為10%一20%,而80%一90%則流失在土壤、水體和空氣中,在各環境要素中循環,并重新分布,污染范圍極大且易擴散,從而大氣、水體、土壤及生物體內都含有農藥及其殘留。這些殘留的農藥不但大量地殺傷天敵生物,破壞農田生態平衡,而且由于通過各種渠道流入水體,致使水體各種污染物質含量超標,水質惡化,嚴重的甚至危害人們生命健康。
(三)地膜覆蓋中農膜殘留對環境的污染。我市干旱少雨,節水滴灌成為近年來大力推廣的一種耕作方式,由此地膜覆蓋面積逐年增加。由于地膜的連年使用,而且人工清除率較低,因此造成大量農膜殘留于土壤中,不但影響農田機械耕作和作物根系伸展,造成作物倒伏、死苗、弱苗和減產,還會破壞土壤耕層結構。并且農膜殘片很容易隨作物秸稈進入飼料,造成農畜誤食而死亡。
(四)畜禽糞便不合理排放帶來的污染。隨著我市畜牧業的發展,先后引進了一批國內知名畜牧業生產龍頭企業。因此規模化、集約化養殖場、養殖小區不斷增加,我市的畜禽排放量呈上升趨勢。據調查,有的鄉鎮村屯畜禽糞便處理 不當,直接排入水系或農田,造成地下水溶解氧含量減少,水質中有毒成分增多,使地下水及周邊環境造成污染。
(五)秸稈大量焚燒廢棄帶來的污染。近幾年阜新市農作物秸稈總量均在200萬噸以上,除去一部分作為飼料、還田和作為食用菌基質用于再生產外,每年都有約30%被焚燒或廢棄。這些被焚燒的秸稈燃燒產生大量的濃煙,不但污染大氣,危害人們的身體健康,還造成了大量的資源浪費,同時也是產生火災的隱患。
由此看來,我市的農業面源污染也發展到了一定的程度,已經嚴重危害了農村的生存和生活環境。加強農業面源污染綜合防治,迫在眉睫!
二、加強農業面源污染綜合防治,建設宜居美麗鄉村 加強農業面源污染綜合防治,首先要改變不利的生產方式,同時更重要的是完善和強化保障措施,要做到技術和管理模式創新同步進行。因此,結合我市的農業生產具體情況,提出以下建議。
(一)提高認識,轉變觀念。建議各級政府緊緊圍繞“生態文明建設”的發展目標,充分認識治理農業面源污染的重要性和緊迫性,把農業面源污染防治工作提到重要議事日程。要廣泛利用廣播、電視、報紙等新聞媒體,開展農業面源污 染防治宣傳活動,提高廣大農民群眾的防治意識,要加強對農民清潔生產的技術培訓,逐步使防治農業面源污染變成廣大農民的自覺行動。同時,擴大公民對農村環境保護的知情權、參與權和監督權,讓大家共同來減少污染,關愛家園。
(二)加強領導,落實責任。加強農業資源環境保護,解決農村生態惡化和環境污染問題,是農業和農村經濟可持續發展的戰略需求,需要各級政府高度重視。因此,在確保農業生產發展的同時,要把農業面源污染綜合防治納入各級政府工作,做到有組織、有目標的開展此項工作。建議各級政府認真履行農村環境保護責任,將農業面源污染防治工作納入經濟社會發展評價和領導干部考核體系,建立政府統一領導、環保部門統籌協調、有關部門分工負責、全社會共同參與的工作機制。分工上,環保部門負責統一監管和協調指導農業面源污染防治工作;農業部門負責專業指導農業面源污染防治,組織推廣秸稈綜合利用、測土配方施肥等綠色、無公害農產品生產技術;畜牧部門負責專業指導規模化畜禽養殖污染防治工作,其他住房城鄉建設、水利、國土、衛生部門等均要各司其職,分工有序,全市上下形成緊密配合、協調工作的良好局面。
(三)大力提倡和推廣減少農業面源污染的防控措施 近兩年,在控制農業面源污染危害方面,我市相關部門開展了一些著實有效的工作。在減少化肥施用量,提高耕地有機質含量方面,我們大力推廣了測土配方施肥技術。2014年,全市農業部門共推廣測土配方施肥494萬畝,增施有機肥650萬立方米。在利用生物技術防治病蟲草害方面,我市組織實施了玉米螟綠色防控項目。除此之外,在畜禽糞便綜合利用技術和農作物秸稈處理上也是投入了大量的人力、物力和財力,一定程度上阻止了農業面源污染的擴大影響。在今后的農業生產過程中,我們要繼續把好“防”“控”兩個關口。建議從生產過程入手,繼續加大力度推廣生物防治技術,農業標準化栽培技術、測土配方施肥技術、病蟲草鼠害綜合防治技術等,以減少農藥和化肥用量;繼續提倡秸稈還田、秸稈沼氣化、秸稈生物反應堆技術等,以減少秸稈焚燒廢棄對環境的污染;在畜禽養殖小區污染治理上,尤其要加大力度,要做到科學規劃設計,新建養殖小區要實行相對封閉式管理,將生活區、管理與技術等公用活動場遠離小區,而且新建畜禽養殖場要辦理環境影響評價手續,做到污染防治設施要與主體工程同時設計、同時施工、同時投產使用,養殖場竣工需相關部門驗收合格方可投入生產,同時繼續加大力度推廣沼氣工程、生物發酵床、糞便干濕處理技術、有機肥生產等糞便綜合利用模式;在生活污染治理處理上,要 結合我市農村清潔工程項目,在建設沼氣池、污水處理池,配備戶用垃圾桶,設立垃圾箱等方面,加大示范村的工作力度,力爭盡快做到生活垃圾處理和田間垃圾收集工程普及到每個村屯,從而有效解決農村臟、亂、差的問題,實現我市農村田園、家園、水源的清潔。
(四)抓好示范,以點帶面。農業面源污染涉及面廣,內容多,治理難度大,因此建議各級政府整合農業開發、扶貧、科技等部門資源,給予相關部門立項,根據引起農業面源污染的不同因素,分類、分地區建立綜合防治示范區。各農業部門要結合農業生產和農業面污染的實際情況,規定實施具體內容和預期目標,明確示范區建設的主要任務,有序有組織推進。通過示范區建設,以點帶面,抓好示范,為全市農業面源污染防治提供樣板和經驗。
(五)完善機構,夯實能力。建議建立城鄉統籌協調的環境保護新機制,創新城鄉一體化環保工作管理體系。加強基層農村環保能力建設,有選擇地在鄉鎮一級成立專門機構,落實職能、編制和經費,配備專職人員,加強農業環境監測和執法能力建設。建立村民環境自治機制,通過村規民約等方式起到相互監督、相互約束的作用。
(六)整合資源,加大投入。農業面源污染防治,是一項長效系統工程,需要協調農業、環保、水利、畜牧等相關部門緊密配合,還要有財政、發改、扶貧、開發等部門的財力和項目支持,體制上要有管理和監督,技術和資金上要有保障。建議政府成立領導小組,整合各部門力量,落實責任制,制定責任目標,設立監督考核機制。在資金上,建議切實加大對農村環境保護的投入,逐步建立政府資金引導、社會資金參與、農民自主投入的多渠道籌資機制。建議政府資金實行獎勵和補助相結合的投入方式,予以“以獎代補”、“以獎促治”政策支持, 重點加大農村環境監測和農村水環境保護投入,安排專項資金支持農業面源污染防治。農業、水利、林業等部門涉及環保專項資金要向農村地區傾斜。同時,按照誰投資、誰受益的原則,運用市場機制,吸引社會資金參與農村環境保護基礎設施建設。采取多種方式,發動農民自愿籌資籌勞,參與農村環境綜合整治。同時要聯合高校和科研部門,搞好技術攻關和技術開發示范,全市上下協調配合,以保證這項工作健康持續、有序的開展下去。
各位領導、委員們,十八大提出了“建設美麗中國”的偉大構想,“美麗中國”在廣大農村的實踐就是建設美麗鄉村。只要我們共同努力,集聚全社會的力量,控制農業面源 污染, 必定能夠還我們大家一個宜居、宜業、文明的美麗鄉村!
第三篇:水源地農業面源污染防治(推薦)
水源地農業面源污染防治
摘要:農業面源污染是目前導致水源地污染的主要原因,通過對農業面源污染影響因素的分析,回顧了模型研究進展,總結了通過調整景觀格局控制農業面源污染的理論和實踐方法。
關鍵詞:農業面源污染;水源地保護;景觀生態學
面源污染是相對于點源污染的一種水環境污染類型。隨著點源污染控制水平的不斷提高,面源污染現已逐漸成為導致水體污染的主要原因。其中造成水源地污染的主要是農業面源污染。近年,飲用水水源地污染事件屢屢發生,嚴重影響了正常的社會生活、生產活動。控制農業面源污染,保護水源地,是提高水資源利用效率保障供水安全的首要環節。本文對面源污染物的來源、遷移過程與形式、影響因素、模型模擬,防治理論和實踐研究等方面的進展情況進行了介紹,提出了下一步研究方向。
一、關于農業面源污染 1.面源污染物來源
農業面源污染的主要來源可以歸納為化肥、農藥、畜禽養殖和其他化肥營養元素的流失是農業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點。化肥使用量從1978年的884萬t增至2006年的4800萬t,目前遠遠超過國際上為防止水體污染而設置的225kg/hm2化肥使用安全上限。在肥料配比上,全國N:P:K比例為1:0.45:0.17。氮肥用量偏高,磷、鉀肥偏低,重化肥、輕有機肥,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僅約35%,相當于發達國家的1/2。農藥是后果最為嚴重的污染源之一。與化肥施用情況一樣,我國農藥使用也存在著量大、利用率不高和搭配不合理的特點。2006年,全國化學農藥原藥累計產量129.6萬t,同比增長20.2%。但只有30%一40%可以被作物吸收,大部分都流失了,其中不乏高毒農藥。
農業生產活動產生的有害廢棄物。
畜禽養殖產生的污染也不容忽視。由于缺乏相關的處理和配套設施,目前我國每年牲畜排出的糞便多達25億t,是工業固體廢物的2倍多。畜禽養殖廢棄物除造成同化肥農藥一樣的環境污染外,還極易傳染和引發疾病。
其他農業生產活動產生的有害廢棄物主要包括農膜、秸稈以及生活垃圾等固體污染物。目前我國塑料大棚及地膜覆蓋面積已超過1333萬hm2。
截至2002年,農膜和地膜年消費量達到153.9萬t,居世界之首。這些廢棄物具有種類多、降解難和危害嚴重等特點。
2.我國農業面源污染的特點
由于農業集約化程度、產業結構組成以及基礎設施的差異,與歐美國家相比,我國的農業面源污染有如下特點。
①水體富營養化嚴重。以太湖和巢湖為例,二者水質按COD指標評價已是三類水體,而且總氮、總磷濃度嚴重超標(見表1和表2)。國家環保局在太湖、巢湖、滇池、三峽庫區等流域的調查顯示,工業廢水對總氮、總磷的貢獻率僅占10%~16%,農田的氮、磷流失是水體富營養化的主要原因[1,2]。
②農村地下水硝酸鹽污染嚴重。在水體富營養化嚴重的同時,國內許多地區,特別是農業集約化程度高、氮肥用量大的地區,已面臨著嚴重的地下水硝酸鹽污染問題。研究顯示,農業面源污染是地下水的硝酸鹽污染的首要原因[3]。
③城鄉結合部地區是產生面源污染的主要區域[4]。我國城鄉結合部是經濟發展最為迅速,農村城鎮化發展速度最快的地區。城鄉結合部大多處于近水域地帶,人口及小型鄉鎮企業十分密集。由于農村地區原有基礎設施較差,缺乏排水管網,且距離農區較遠,難以通過農田施肥消解城鎮生活、生產產生的固液廢棄物。因此,各大流域城鄉結合部地區人均生活、生產排污量均超過基礎設施好的城市地區。
④農村畜禽養殖業污染是面源污染的主要來源[4]。自60年代以來,我國畜禽養殖業始終保持高速發展的勢頭,畜、禽存欄量每10年增加1~2倍。而在畜禽存欄量成倍增長的同時,一方面,農村城鎮化的發展和城鎮建設占地使得可有效消納畜禽糞便的農田面積不斷減少。另一方面,產業帶的發展模式造成養殖專業戶集中于某些地區,使得農村一些村、鎮本地的人畜禽糞便產生量大大超出當地農田的承載負荷,成為水體的重要污染源。3.遷移過程與形式
農業面源污染的產生、遷移與轉化過程實質上是污染物從土壤圈向其他圈層尤其是水圈擴散的過程。遷移過程主要包括兩類:一是在降水、農田灌溉及排水過程中,污染物隨水分向深層地下水下滲;二是當產生地表徑流時,污染物向地表徑流傳遞,并隨徑流和泥沙遷移進入受納水體。研究表明,大多數的污染物是通過徑流導致的土壤流失,隨泥沙遷移進入水體的。因此,控制農業面源污染保護水源地,主要是防止地表土壤流失。
二、模型研究
面源污染具有面廣和過程復雜等特點,很難用有限的田間測試和實驗手段來評估。20世紀80年代以來,美國農業部首先開發了一系列面源污染模型。模型主要通過對整個流域系統及其內部發生的復雜過程進行定量描述,幫助分析面源污染產生的時間和空間特征,識別其主要來源和遷移路徑,預報污染產生的負荷及其對水體的影響,也可以評估土地利用變化以及不同管理與技術措施對面源污染負荷和水質的影響,為流域水環境規劃與管理提供決策依據。
完整的面源污染模型系統一般由4個子模型構成,即降雨徑流模型、侵蝕和泥沙輸移模型、污染物轉化模型、受納水體水質模型,整個模型化過程從簡單到復雜大致經歷了3個階段。即經驗模型、機理模型和功能模型。美國農業部農業研究所開發的CREAMS模型就是一種功能模型,該模型的研發成為非點源模型發展的里程碑,它首次對非點源污染的水文、侵蝕和污染物遷移過程進行了系統的綜合。目前關于國際上較成熟的農業非點源污染模型主要有CREAMS、AGNPS、ANSWERS和SWAT等模型。
G1S是集空間信息處理、數據庫技術擻學計算、可視化等功能于一身的先進手段。隨著GIS和遙感技術的廣泛應用,有效地提高了面源污染模型的模型質量和模擬精度。先后與AGNPsAVNIX3M和ANSWERS等模型耦合,較好地提高了模型的可視化水平和可操作性。
三、防治理論與技術
應用景觀生態學“源—匯”理論[5],景觀格局對生態過程的影響一直是景觀生態學的一項重要內容。通過合理配置空間要素,尤其是障礙、通道和高異質性區域等,可以提高系統的穩定性和改善其整體功能。根據源和匯的理論,在面源污染形成的過程中,農田等景觀起到“源”的作用,人工濕地和緩沖帶等景觀可以滯蓄污染物而起到“匯”的作用,同時地表徑流等景觀起到了傳輸的作用。如果流域中“源”“匯”景觀在空間分布上達到了平衡狀態。形成合理的分布格局,流域會產生較少的污染物輸出;反之,如果流域景觀格局分布不合理,并有較多的“源”集中分布,而缺乏“匯”的滯蓄作用,流域將會有較多的污染物輸出產生。通過優化景觀格局,在源頭減少非點源污染物的產生,在污染物運移過程中進行攔截并促進其向無害形態的轉化,是面源污染管理和控制的重要手段。
常用的景觀格局優化方法主要有兩種:一是利用植被緩沖帶對污染物進行阻截、吸收和轉化。二是利用自然和人工濕地使污染物在其中沉淀、降解或被水生生物吸收。應該遵循的原則:一是去污力強,盡可能合理設計位置和規模,以達到最佳的去污效果;二是節約費用,主要指的是占用土地面積要少;三是兼顧效益。在治理污染的同時,適當種植生產性作物,提高土地生產力。1.植物緩沖帶
植物緩沖帶指在河道與陸地交界的一定區域內建設喬、灌、草相結合的立體植物帶,在陸地與河道之間起到一定的緩沖作用。植被緩沖帶主要通過以下過程截留和去除地表及地下徑流中的污染物:①降低地表徑流速度并對其中的顆粒態污染物起過濾和攔截作用;②緩沖區的植物吸收溶解態的污染物;(3)緩沖區的土壤吸附溶解態的污染物;④促進氮的反硝化。緩沖帶建設主要考慮因素是寬度和植物配置。國外研究成果發現,植被緩沖區的去污效果隨著帶寬的增加而提高,但3—5m的帶寬也能取得理想的效果。有專家根據前人研究成果總結了不同水質保護目的和目標所要求的緩沖區寬度,可以作為建立植被緩沖區的參考依據。至于植被選擇,應該盡可能采用本土植物。同時需要注意,草本植物能夠形成濃密的地表覆蓋,有利于降低地表徑流速度和過濾其中的顆粒態污染物。選用高大喬木可以增加緩沖區的產出效益,且林木采伐可以同時將區內的養分等污染物帶走,防止緩沖區因污染物飽和而失去凈化能力。但應選擇樹冠較稀疏的樹種,以利于林下植被的生長。2.人工濕地
人工濕地是指模擬自然濕地,由人工建造的可控制和工程化的濕地系統,通過對濕地生態系統中的物理、化學和微生物作用的優化組合來進行污水的處理。濕地中水體、基質、植物、微生物等4個基本要素共同作用,可以有效去除氮、磷等營養元素,和有機污染物等。
人工濕地除氮過程:氮在生物作用下轉化成氨(可能是好氧的,也可能是厭氧的),氨在有氧環境中通過硝化細菌生產硝酸鹽,硝酸鹽去除機理有兩個:①植物的攝取。植物吸收的氮素主要是銨態象和硝態氮,也包括一些小分子含氮有機物如尿素和氨基酸等。植物攝取氮的潛在速度受其凈生產量和植物組織中氮濃度的限制。國內外學者對植物氮含量和去氮能力進行了大量研究,研究表明濕地植物組織的氮濃度和儲存量受植物類型、組織類型、進水濃度和季節的影響。(2)反硝化。反硝化被認為是長期的和主要的機制,影響反硝化的環境因素包括氧濃度、氧化還原電位、土壤濕度、溫度、pH值、反硝化細菌、土壤類型、有機物質和有無存水等。不同條件,在異養微生物作用下將硝酸根還原,最終生成溫室氣體N20或者氣態氮分子N,釋放到空氣中。
人工濕地除磷過程:磷常以磷酸鹽(p043-、HP043ˉ、H2P04-)、聚磷酸鹽和有機磷存在。磷的去除有很多途徑:污水中一部分磷可被植物直接吸收,通過收割得以去除:一部分被基質通過吸附或離子交換作用去除;一部分磷作為微生物正常代謝所需要物質被磷細菌轉化成溶解性無機磷,有利于植物吸收,還有一部分磷被聚磷菌過量聚磷作用去除。通常情況下,沉積、吸附、沉淀、微生物的吸收與積累是濕地中最主要的磷去向。
有機污染物則在好氧區被分解為C02和水,在厭氧區被分解為CO2和CH4,污水中的大部分有機物最終被異養生物轉化為微生物體、C02、CH4和水、無機氮、無機磷。同時,濕地系統還可以通過機械過濾作用去除藻類,基質吸附與植物積累作用消除重金屬污染等其他污染物。
濕地建設主要考慮因素是濕地規模和布局。研究者總結了一些地區不同水質保護目的所要求的濕地面積比例。不同地區采取不同標準,但研究發現占流域5%左右的濕地就可以有效截留氮、磷等富營養化物質,濕地的布局對其凈化能力有著很大的影響。目前主要靠設置沉淀池、濕地表面覆蓋砂和礫石等材料來提高去污能力并減少護理成本。
四、結論與展望
面源污染是影響地表環境的主要污染方式之一,農業面源污染是導致水源地污染的重要污染源。其形成主要由降雨徑流、泥沙搬運、地表溶質溶出和土壤溶質滲漏等4個過程組成,它們之間相互聯系、相互作用。
目前已經對污染物來源,遷移過程與形式。模型模擬和防治理論研究等方面有了較深入的認識。但相對于農業面源污染的嚴重性和水源地保護的重要性,仍顯不足,需要進一步研究。研究方向是:①深入研究面源污染物運移過程。水土流失是目前人們關注的主要生態過程之一,也是面源污染的一種主要形式,但具體的流失機理和過程并不明確,這是防治面源污染擴散的基礎。②加強模型模擬。模型模擬是面源污染防治、流域綜合管理的決策支持系統。隨著GIS和遙感等空間分析和數據管理手段的進步,需要研制適合各類條件下的面源污染模型,并不斷提高模型的精度和適用性。(3)調整景觀格局。防止面源污染產生和擴散,優化土地利用方式。合理布局污染物“源”和“匯”的景觀,減少污染物擴散。保護水源地。參考文獻:
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第四篇:農業面源污染251
目錄
1.定義......................................................1 2.污染現狀..................................................1 3.污染類型及危害............................................2
3.1化肥污染及危害......................................2 3.2農藥污染及危害......................................2 3.3農膜污染及危害......................................3 3.4禽畜糞便污染及危害..................................3 4.治理措施..................................................4
4.1生物治理............................................4 4.2化學治理............................................4 4.3推行循環利用........................................4 4.4積極進行宣傳教育....................................5
I
1.定義
廣義的農業面源污染是指農業生產活動造成的污染,它是一種常見的面源污染。隨著人口數量和糧食需求的不斷增加,促使農業中施肥量的不斷增加,最終導致了農業面源污染狀況日益加劇。為了緩解農業面源污染的不斷惡化,許多有效的措施被應用。為了更好地治理農業面源污染,有必要對目前治理方法、存在的問題及未來發展方向進行較為詳細的闡述,最終實現農業可持續發展的目標。
2.污染現狀
我國是人口大國,同時也是一個農業大國。但是我國的農業生產技術以及相應的管理措施都存在很多問題,同許多發達國家相比,落后很多。所以,在農業生產中,造成的污染很嚴重,尤其是農業面源污染對環境造成很大的危害。
農業面源污染現在的情況,總體上叫不容樂觀,但是污染種類多、分布廣,各種類型在不同地區差異是比較大的。在西北干旱地區,由于農膜的大量使用,農膜污染問題、白色污染問題就是比較突出的問題;而在中東部地區,由于化肥、農藥的使用,再加上特殊的生活氣候條件,農藥化肥面源污染的問題相對就比較突出;在南方地區,由于畜禽養殖規模化水平比較高,規模也比較大,相對來講農業畜禽糞污污染問題就比較突出。
現在我國的化肥農藥用量居世界第一,但是利用率比發達國家低15%-20%。而若化肥過量使用就會造成土壤酸化,進而會誘發土壤重金屬離子活性的提高。土壤pH值每下降一個單位,重金屬鎘的活性就會提升100倍,增加骨痛病等疑難病癥的患病風險。
另外由于工礦業和城鄉生活污染向農業轉移排放,導致農產品產地環境質量下降也是造成農業面源污染的另一個重要原因。
3.污染類型及危害 3.1化肥污染及危害
據聯合國糧農組織分析,近年來世界糧食翻了一番,化肥起了50%的作用。我國在1965~1988年間,化肥施用對農業總產出增長的貢獻達4.17%,對土地生產率提高的貢獻達41.43%,對勞動生產率增長的貢獻達53.89%。而現在,我國已經成為世界上化肥使用量第一的國家。由于其增產作用明顯、使用方便,所以農業生產過程中,人們廣泛而又大量的使用化肥,化肥用量不斷上升,有機肥用量則隨之銳減;而且我國生產力較低,化肥施用不夠合理,利用率偏低,大量流失遷移,不僅不利于培肥土壤肥力,還使土壤肥力下降,增加農業成本,而且嚴重加劇了農業面源污染,降低了產品質量。
氮肥的利用率為30%~40%,磷肥的利用率只有10%~15%,鉀肥的利用率為40%~60%。化肥的大量使用,特別是氮肥用量過高,使部分化肥隨降雨、灌溉和地表徑流進入河、湖、庫、塘,污染了水體,造成了水體富營養化。長期不合理過量使用化肥,造成土壤結構變差,土壤板結,土壤肥力下降,農作物減產。氮肥淺施、撒施后往往造成氮的逸失,不僅對大氣造成污染,而且對臭氧層起到破壞作用。同時,化肥的不正確使用,也會增加大氣中的二氧化碳的含量,增強溫室效應。不合理使用化肥,導致農產品的生物污染和化學污染,尤以化學污染為重。特別是過量施氮,造成農產品硝酸鹽含量過高和重金屬含量超標,對人類的食物安全和健康造成威脅。
3.2農藥污染及危害
據對農藥的使用及污染情況調查,當前農藥使用品種較多、亂、雜,約有30余個品種,許多被禁止的農藥依然在使用,不僅對環境造成損害,而且導致了在食品中的有害殘留。我國對農藥的依賴性還特別強,其造成的農業面源污染十分嚴重。
農藥的利用率普遍偏低,絕大部分都低于30%,所以70%以上的農藥散失于環境之中,嚴重影響農業生態環境。大多數農藥以噴霧劑的形式噴灑于農作物上,其中只有10%左右藥劑附著在作物體上,而大部分噴灑于空氣中,施藥時部分農藥落入土中,附著在作物上的農藥也因風吹雨打滲入土中,大氣中農藥又降至土壤中,使土壤中農藥殘留量及衍生物含量增加,嚴重污染土壤。土壤中農藥被灌溉水、雨水沖刷到江河湖海中,污染了水源。農藥的不合理使用,在一定時間內或多或少都有部分殘留或超量殘留在農作物上,導致農產品農藥殘留量增加,嚴重影響了人民的身體健康和出口貿易。
3.3農膜污染及危害
近年來,隨著我國的經濟不斷地發展,農業種植水平的提高,塑料地膜的使用量不斷增加,農膜污染已成為農田污染的主要來源之一。據統計,我國農膜年殘留量高達35萬噸,殘膜率達42%,有近一半的農膜殘留在土壤中;覆膜5年的農田每公頃農膜殘留量可達78公斤,目前我國有670萬公頃覆蓋地膜的農田污染狀況日趨嚴重,成為農田污染的主要來源之一。
農膜屬高分子有機化學聚合物,在土壤中不易降解而且降解之后產生有害物質,逐年積累,污染土壤,進而對農作物也產生污染。農膜中所含的聯苯酚、鄰苯二甲酸酯等微量環境荷爾蒙物質也會對農產品帶來污染,進而危害人類的健康。絕大部分使用不可降解地膜,在地膜殘留嚴重的地方,農作物減產20%~30%,這對農業可持續發展來說是一個不容忽視的隱患。殘存的農膜碎片日益積累,又沒人收集處理,在農村地區隨風飄揚,嚴重污染農村環境。
3.4禽畜糞便污染及危害
隨著我國的不斷發展,各種產業也隨之發展壯大。尤其是畜禽養殖業發展迅速,但是畜禽養殖業的發展也帶來了很大的環境問題,畜禽糞便及糞水的排放量逐年增加,畜禽糞便污染問題成為當前農業面源的主要污染源之一。
根據國家環保部畜禽養殖污染調查顯示,全國畜禽糞便排放量逐年增多,其排放的固體廢物數量也十分龐大,已經超過了工業的產生量,糞便污水的COD大大超過工業廢水魚生活污水的COD排放量之和。畜禽糞便不經任何無害化處理就直接排放,這些畜禽糞便攜帶大量的大腸桿菌、寄生蟲卵等病源微生物和大量的氮、磷等進入江河湖泊,不僅污染養殖場周圍的環境,而且導致水體和大氣的污染,更是我國江河湖泊富營養化的主要污染源。
4.治理措施 4.1生物治理
在農村建立穩定塘,穩定塘是一種利用天然凈化能力的生物處理構筑物的總稱,主要通過菌藻類之間的相互作用實現對廢水中有機污染物的處理。而且該方法投入少,運行成本低,適合在農村地區開發運用,并且對當地的環境也有一定的美化作用。
4.2化學治理
該方法主要通過向土壤中施加土壤改良劑的方式減少土壤中N、P的流失。改良劑主要包括硫酸亞鐵、聚丙烯酰胺(PAM)和生物碳(biochar)等。但是化學措施是否會造成另外的污染還有待研究。
另外就是通過化學研究改善化肥的配方,提高肥料的利用率;多渠開辟有機肥料;改善施肥技術。
4.3推行循環利用
國家應該加強管理,大力推行新型綠色種植,養殖模式;比如桑基魚塘的養殖模式,“農田水微循環利用”、“稻田養魚(鴨)”、“豬-沼-果(菜)”等新的模式,還可以技術推進規模經營,以便于對廢棄物進行統一的收集處理。這樣做既
可以增加產量,還可以減少農業面源污染的數量。
4.4積極進行宣傳教育
加強對農民的宣傳和教育,尤其強調對人體的危害,使之認識到農業面源污染的危害性,從而自發的減少農業面源污染。另外,現在網絡較為發達,可以多選取一些農業面源污染的真實實例進行宣傳,讓人們有切身的感受;還可以通過網絡進行宣傳教育,使環保意識深入人心。
農業面源污染
第五篇:農業面源污染
控制中國農業面源污染的政策建議
農業面源污染正在成為我國農村生態環境惡化的主要原因之一,嚴重制約了農業和農村經濟環境的可持續發展。因此,控制農業面源污染是確立和認真落實中央“全面、協調、可持續的發展觀” 中的一個重要問題,也是2005國家經濟發展工作的一個重要內容。
目前,種植業中化肥和農藥的過量使用引起了農業土壤、水體(河流、湖泊、海灣)和大氣的環境質量衰退。導致污染的主要原因包括:化肥、農藥投入的增加,肥料和灌溉水的利用效率低,養殖業有機廢棄物的處理率低,缺乏農業技術推廣服務和公眾環境意識。農業面源污染還引起經濟方面的損失,包括兩個方面:一是過量使用化肥和農藥降低了農民的純收入,二是湖泊富營養化和酸雨導致了經濟損失。由于農業面源污染的區域差異和地區經濟發展水平的不同,建立農業面源污染控制對策面臨很大的挑戰,恰當的控制政策需要考慮到不同的農業氣候、耕作制度和農民收入水平,不同省區需要制定并執行不同的控制措施。
對此,建議重點針對15個農業面源污染處于高風險水平的省、直轄市(北京、上海、天津、山東、江蘇、浙江、福建、廣東、湖北、河北、河南、安徽、陜西、寧夏、湖南),在政策、法規和技術3個方面進行系統的控制。在政策方面:建立恰當的糧食安全政策;引入農業環境評價體系和循環經濟的概念和方法;加強農民專業技術組織的建設;推動面源污染控制成熟技術的推廣應用和研究示范。在法規方面:建立清潔生產的技術規范;建立有機廢棄物排放法規。在技術方面:結合監測和普查,完善農業環境安全的評估體系;推廣成熟的施肥和施藥技術;加強推廣體系建設;實施流域綜合管理。
中國農業在短短20多年的迅猛發展,已經在沿海發達省市出現了水環境污染問題,而且愈演愈烈,跨越了歐美發達國家在一百多年農業發展中走過的歷程。農業面源污染影響了土壤、水體和大氣的環境質量。首先是累積于飲用水源和土壤中的化肥和農藥對沿海省份的廣大居民健康構成了威脅。2002年有六個省2個直轄市(北京、上海、山東、江蘇、浙江、福建、廣東、湖北)的農業面源污染處于高風險水平,預計到2010年,將增加到15個省、直轄市(增加了河北、天津、河南、安徽、陜西、寧夏、湖南)。其次是引起湖泊、河流、淺海水域生態系統的富營養化,引發赤潮。同時,氮肥的氣態損失(目前中國農田施用化肥和有機肥產生的N2O氣體逸失量約占世界的1/3)作為溫室氣體影響了氣候變化。此外,過量施肥和施用農藥增加了生產成本,降低了我國農產品在國際市場的競爭力,影響了農民的凈收益。
導致農業面源污染的主要原因包括:過量使用化肥和農藥,利用效率低下(中國在占世界不到1/10的耕地上使用的氮肥量占世界的1/3);過量灌溉引起損失,特別是蔬菜種植業;廣泛使用的肥料品種易于形成面源污染;施肥技術落后,施肥不平衡;化肥和農藥包裝沒有使用說明或者說明不恰當;缺乏推廣服務,農民缺乏相關的施肥知識;公眾尤其是農民缺乏環境意識。
由國務院和國家環保總局提出的污染防治對策正逐漸限制工業污染源的排放,目前正在實施城市污水處理措施。然而,除非各級政府采取強有力的、全面的控制措施,由規模化養殖業導致的點源污染和作物種植導致的面源污染將成為水體和空氣污染的重要來源。控制農業種植業導致的面源污染涉及千家萬戶,比較復雜,其中的關鍵是完善政策框架和配套制度,強化推廣機構建設,鼓勵和推動農民采用有效的技術和管理經驗。
在控制和治理中要貫徹4個原則:增加農民收入,減少貧困;綜合規劃、管理農村地區的環境;在農村規劃體系中引入環境影響評估的觀念;對農業采用循環經濟的觀念。在政策方面:
(a)建立恰當的國家糧食安全政策,促進面源污染控制。考慮到糧食安全、面源污染以及其它環境問題,控制方案應該把糧食自給率保持在90%左右,減少環境壓力。同時進行農
藝學和經濟學的分析論證,考慮將國家糧食增產的重點恰當轉移到中西部中產地區,如山西、江西、廣西。
(b)在各級政府的農業發展規劃中引入農業環境評價體系和循環經濟的概念和方法;加強面源污染危害和原因的宣傳,增強全民生態環境意識與參與意識;改善投資環境,鼓勵和促進農業環境治理工程的建設。
(c)加強農民專業技術組織的建設,發展農業種植業專業戶,提高種植業效益,促進農業技術推廣和應用。
(d)全面推動面源污染控制成熟技術的推廣和使用,啟動面源污染控制新技術的研究和示范。
在環境立法方面,借鑒國際上成功的法規,制訂強有力的法規體系。
(a)建立國家清潔生產的技術規范,擬定新的化肥和農藥管理法律法規,鼓勵能夠減少面源污染的化肥和有機肥的生產和使用,包括:(i)制訂化肥和有機肥的質量標準;(ii)建立農業優良耕作技術體系,針對作物確定化肥、農藥和有機肥的施用量、施用時間和施用方法。
(b)建立我國有機廢棄物排放的法規,有效控制城鎮的污水排放和規模化養殖場牲畜糞尿的排放。同時,開展城鎮地區生活垃圾處理設施的基礎建設。加快農村生活垃圾的資源化進程,提出資源循環利用的方案。在技術體系方面:
(a)結合監測和普查,完善農業環境安全的評估體系。主要措施包括:(i)在面源污染高風險區(15個省、直轄市)建立監測站,監測土壤、河流、湖泊以及地下水含水層中的化肥、有機肥和農藥的含量,評估其對環境和人類健康的影響;(ii)開展污染高風險區的面源污染現狀調查,提供全面的可靠信息。(iii)在各級政府發展規劃中引入農業環境評價指標體系。
(b)推廣成熟的施肥和施藥技術,提高化肥和農藥的效率,減少對環境的影響。包括:(i)確定不同區域主要作物的施肥區劃,采用平衡施肥、深施和水肥綜合管理措施,重點避免在作物生長早期大量施用氮肥;(ii)恰當應用長效緩釋肥,鼓勵使用有機肥,并采用改良的施肥方法;(iii)采用免耕和其它農田保護技術(緩沖帶和生態溝渠),減少由于土壤侵蝕導致的磷酸鹽和農藥損失。
(c)需要采取緊急行動加強推廣體系建設,改進對農民的技術服務支持,提高化肥和有機肥的利用率。包括:(i)將農業技術推廣與商業活動(如經銷化肥和農藥)分離;(ii)引進對政府和私營農業技術推廣人員的資格認證,提高推廣人員的技能;(iii)通過農民專業技術組織促進農業生產技術推廣;(iv)拓寬農民的培訓方式;(v)增強農技推廣人員農民的環境意識。
(d)在污染區域實施流域綜合管理計劃,統一規劃面源污染
控制政策,設立執行部門進行小流域面源污染的綜合治理。采用生態溝渠、生態濕地、生態隔離帶等技術,同時開展面源污染控制最佳措施體系的研究和示范,尤其是開發適合農村及農田污染物控制的生態技術,吸取國家環保局和農業部發展綠色農業的經驗,利用已有的生態縣(市)作為面源污染控制試點區。在流域的綜合管理中,由當地政府設立專門機構,管理農村居住區的環境,控制與處理農村生活污水、生活垃圾和地表徑流