农业污染概述

一、农业污染概述

我国改革开放以来，农业经济发展迅速。农业的快速发展得益于良种的选育，和采取集约化现代农业生产手段等，后者导致了化肥、农药的使用量急剧增加。化肥、农药过量及不合理使用，造成环境的污染，影响了农村环境质量，成为农业可持续发展的不利因素之一。

农村环境受到农业的污染，普遍存在水体富营养化现象。首先，在化肥长期过量使用和水土流失的影响下，耕地的保水保肥性能和速氮速磷含量急剧下降，地力已明显减弱。其次，在大量化肥通过各种途径径流向水体，污染环境的同时，它的利用率也必然大大降低，造成过量施用化肥—流失污染环境—土壤结构恶化、地力下降—追加化肥施用量等的恶性循环。化肥的过量投入，也使农业成本逐年上升。再有，农业污染物中的各种有害物质，沿着食物链进入人体后，直接导致各类疾病的产生。化肥的过度使用造成土壤中硝态氨大量积聚，随着水土流失进入河流，人们饮用这种水源，在人体内易转化成具有强烈致癌作用的亚硝酸盐类的物质，将严重危害人类的健康。

农业污染已经影响了农业的发展。近20年来，我国化肥的亩施用量超出世界平均施用量的1倍多，其利用率只有30%～40%，其余的都进入环境，污染水体和土壤，影响农作物的质量。我国作为世界农药生产大国，每年有25万吨以上的化学农药暴露于环境，其中80%～90%的农药落在土壤和水里。随着地膜覆盖技术的推广，农用地膜用量增大，由于农用地膜回收甚微，置于田地难以降解，已经给农田造成白色污染。同时我国也是秸秆资源最为丰富的国家之一，年生产6亿多吨，农业生产区秸秆资源大量过剩问题日趋突出，农民就地焚烧秸秆带来的资源浪费和环境污染。从污染类型来讲，农业污染具体来讲可看为面源污染。

随着对工业废水和城市生活污水等点源污染的有效控制，农业面源污染仍是全世界严峻的问题，尤其是由农业生产引起的农业面源污染已成为水环境污染最重要的来源。我国不断加大农业开发强度，化肥、农药、农膜等得到了广泛应用，畜牧养殖业的规模化水平和生产总量也不断提高，我国农业的面源污染问题日趋严重，农业面源污染已经影响了土壤、水体和大气的环境质量，对人们的健康构成了威胁。

点源污染主要包括工业废水和城市生活污水污染，通常有固定的排污口集中排放，这种污染形式排污点集中、排污途径明确。农业面源污染，又称为非点源污染，分布在广大的面积上，与点源污染相比，它具有很大的随机性、不稳定性和复杂性，受外界气候、水文条件的影响很大。农业面源污染是指在农业生产活动中，氮磷等营养物质、农药以及其他污染物质，通过农田地表径流、壤中流、农田排水和地下渗漏，进入水体而形成的面源污染，主要包括化肥污染、农药污染、农膜污染、秸秆污染、畜禽养殖业污染、农村生活污染等，是我国水体富营养化的主要途径。对于农业面源污染必须采取有效措施。目前，由于化肥、化学农药的滥用，畜禽粪便污水无害化处理滞后造成的农业面源污染，对土壤、水体和大气环境质量产生较大的影响。其次，氮、磷营养元素的富集引起湖泊、河流、浅海水域生态系统的富营养化，藻类及其他浮游生物迅速繁殖，鱼类等水生动物因缺氧数量急剧减少甚至全部死亡，引发赤潮；第三饮用水、土壤中化肥和农药的累积对沿海居民健康问题构成了威胁。据有关资料显示，农业面源污染的诸多成因中，主要包括化肥、化学农药、畜禽粪便及其养殖废物、没有被综合利用的农作物秸秆、农膜、生产和生活污水等。

1.化肥污染

化肥污染的主要原因在于化肥用量过高、肥料配比不合理和流失严重。我国化肥起步于20世纪60年代中期，经过40年的发展，已成为化肥生产和使用的大国。2004年，全国农用化肥使用量（折纯）达4636.6万吨，占世界化肥消费总量的35%，450公斤/公顷，远远超过国际上设置的225公斤/公顷化肥使用安全上限。2009年我国化肥用量5404.4万吨，占世界总用量的37.1%。在肥料配比上，全国氮∶磷∶钾比例为1∶0.45∶0.17，氮肥使用量偏高，重化肥，轻有机肥，引起土壤酸化、地力下降等问题。化肥营养元素的流失已成为农业面源污染的最重要来源。中国的氮肥平均利用率约35%，约为发达国家的1/2，剩余的部分大都随降水和灌溉进入水体，少量以氨和氮氧化物的形式进入大气。地下水中氮、磷物质含量增加，成为重要农业面源污染物，致使相当一部分地区生产的蔬菜、水果中硝酸盐等有害物质残留量超标，直接威胁人体健康，江、河、湖泊富营养化。开展测土配方施肥，提高农产品质量是解决其污染的比较有效的方法。

2.农药污染

农药使用水平低，品种搭配不合理，大量施用农药尤其是使用高毒农药后的残留，汇流到水体中，从而引起水体污染。2005年全国农药使用量达146万吨（制剂），除有30%～40%的被作物吸收外，其余大部分进入水体、土壤及农产品中。土壤、水体及大量农产品受到污染，致使很多地区农田生态平衡失调，病虫害更加严重，进入恶性循环。化学物质对生态环境产生的负效应更加明显，其中持久性不容易降解的农药带来的环境问题尤为显著。近年来，有机氯污染物及其对人体健康和生态系统的危害越来越被人们所认识。有机氯污染物在环境中难于降解，而且大多具有“三致”效应和遗传毒性，能干扰人体内分泌系统引起“雌性化”现象，并且在全球范围的各种环境介质（大气、江河、海洋、底泥、土壤等）以及动、植物组织器官和人体中广泛存在，已经引起了各国政府、学术界、工业界和公众的广泛关注，成为一个全球性环境问题。

3.农用地膜的污染

农用地膜污染不断加剧。2001年全国农膜使用量已达120万～130万吨，覆盖面积在1666.7公顷以上。2003年末，北京市24.92万公顷2耕地使用农膜12456吨，是全国单位面积平均用量的4倍多。我国农用地膜主要使用的是线性低密度聚乙烯，在自然条件下，聚乙烯薄膜很难被风化、水解。据北京有关部门对土壤农用地膜进行的大面积调查及人工模拟试验表明，大量残留的农用地膜污染农田，给农作物的生长带来了危害，造成不同程度的减产，土壤耕作层有废膜的土地比没有废膜的减产8.3%～54.2%。据山西省有关部门统计表明，由于部分农膜残留在土壤中，造成土壤结构破坏、板结，土壤透气状况恶化，破坏了植物根系的吸收能力，导致减产9%，连续使用地膜5年，每公顷耕地中地膜平均残留量达90公斤～105公斤，会使小麦减产26%。

另外，地膜在制备过程中会添加一些助剂，当地膜废弃在田野或土壤里时，其中的助剂会向土壤和水中渗透、迁移，污染大气、土壤和水域等。特别是某些有毒添加剂（含铅、镉等重金属）会先通过土壤富集于蔬菜、粮食及动物体中，人食用后直接影响健康。

4.农作物秸秆的污染

我国每年生产6亿多吨各种农作物秸秆，如稻草、麦秸、山芋藤、玉米秆、花生蔓、油菜秆、豆秸等。这些作物秸秆，除少部分用来喂养牲畜或直接粉碎掩埋还田外，大部分作为燃料或直接在田间地头被焚烧掉。秸秆作为优质有机肥源可改善土壤结构、增加地力。秸秆焚烧浪费了宝贵的生物资源，同时也造成了很大的经济损失。全国每年生产的各类作物秸秆，含氮280万吨，相当于价值14亿元人民币的氮肥；含磷60万吨，相当于价值3亿元人民币的磷肥；含钾570多万吨，相当于价值30亿元人民币的钾肥。这些作物秸秆所含的氮、磷、钾相当于我国目前化肥施用总量的四分之一，此外还含有大量的微量元素及有机质。秸秆焚烧造成浓烟遮天、灰尘悬浮，严重地污染了大气环境，是局部区域形成酸雨、黑雨的主要原因之一；其次，在田间地头焚烧秸秆会杀死土壤中有益微生物，使土地酸化或硬化以及农田微生物单相化。

以甘肃省某市为例：

该市农业生产的环境污染问题主要是过量施肥、秸秆废弃、农膜和农药残留等。其中农田施肥流入水体的总磷559.62吨、总氮1478.17吨、CODcr13114.7吨；2007年秸秆的废弃总量达24.3万吨；农膜每年有131～262吨残留在农田中；农药使用量约为288.73吨。

2007年该市化肥使用总量为134430.85吨，每公顷化肥施用量（折纯量）为485kg。根据该市化肥使用中氮肥与磷肥的使用比约为0.88∶1，参考有关资料，农田使用氮肥量的8%与磷肥使用量的5%随地表径流排出，氮肥含氮量30%，磷肥含磷量16%，排放系数CODcr取225公斤/（公顷·年），总氮取25.36公斤/（公顷·年），总磷取9.601公斤/（公顷·年）。市域范围内耕地面积共有58287.5公顷，经计算该市农田化肥使用污染物排放总量见表5-1所示。

表5-1　某市农田施用化肥各污染物的量

该市农村地区固体废物污染主要来自农膜与农作物秸秆，根据资料记载，2001年农作物秸秆总产量为21.2×10⁴吨，作原料利用的7.65×10⁴吨，占总产量的36.08%。2007年农作物秸秆依据夏粮生产油料生产秋粮生产计算得知：该市农业生产的秸秆总产量为40.52×10⁴吨（见表5-2），而据农牧局统计实际秸秆产生量为50万吨。其中的30%—40%用作原料或燃料，60%以上的秸秆弃之不用，就地在田间焚烧（现已减少），或直接抛弃于河、沟、道路两侧，或者长期堆积于院场。截至2004年使用农膜的耕地面积已达3193.3公顷，占总耕地面积的6.8%，2007年农膜总使用量达1049.27吨，按照农膜残留率为12.5—25%的比例计算，该市农村约有131.2—262.3吨不可降解的塑料薄膜滞留在农田，后者将影响到土壤的正常功能发挥，如隔断水分和营养物质的传输，造成作物的减产。

表5-2　某市主要作物秸杆量（t/a）

注：粮草比按照夏粮1：1.2；油料1：1.3；秋粮1：1推算

根据该市农牧局提供的资料，2005-2007年该市农村农药用量分别为288.73t、290.49t、267.40t（见表5-3、5-4）。2007年农村地区使用的农药类型主要为除草剂、杀虫剂、杀菌剂、杀鼠剂和生物农药等五种，每种农药分别占到农药总是用量的65.9%、15.8%、12.8%、5.2%和0.3%，可见除草剂是农村地区主要的农药类型。

表5-3　某市2005—2007年农药使用量（单位：吨）

表5-4　2007年某市农药种类及使用量（单位：吨）