第三讲_农业面源污染与控制.ppt

第三讲农业面源污染与控制一、我国农业环境污染特点 （一） 我国农业污染的主要特点与原因1、主要特点（1）污染严重，危害巨大半个多世纪以来,我国农业取得了举世瞩目的辉煌成就，实现了农产品供给由长期短缺到总量基本平衡、丰年有余的历史性转变,但同时也付出了沉重的资源环境代价近年来，我国氮肥的年使用量达到全世界的近30%，由于施用过量、利用率低，每年有1500万t的纯氮流失大量施用的农药除30%~40%被作物吸收外，大部分进入了 水体、土壤及大气环境中；每年农业产出6.5亿t秸秆，约有 2/3被焚烧或变成有机污染物；农业源排放CH4占我国CH4排放总 量的80%，排放N2O占我国N2O排放总量的90%以上等等由于长 期不合理的农药、化肥、除草剂、生长调节剂等化学合成物质 的大量施用，农业自身废弃物的不当处置，污水灌溉、“三废 ”不达标排放、酸雨等，造成我国农业污染不断积累和加重 受乡镇工业污染造成的农业经济损失每年均在100多亿元以上 ；全国受“三废”和农药严重污染的耕地约占全国耕地总面积 的16%；；每年污水排放量约350亿t，其中80%不经任何处理直 接进入江河和地下水；污水灌溉面积占全国总灌溉面积的 7.33%；全国受重金属污染耕地超过2000万hm2；每年畜禽粪便 排放量近30亿t，无害化处理不足5%；每年有40万t地膜废弃在 农田里，形成对耕地的白色污染。

这些污染物不仅危及某个“点”和“面”，而且还通过时空迁移、转化、交叉、镶嵌等过程，产生新的污染，甚至形成循环污染，在更长时间内，对更大的生态系统发生危害，严重危及我国食品安全、农业生态环境安全、公民健康、农产品国际贸易和农业的可持续发展2）由单一污染向复合污染发展随着工农业生产的发展，农用化学品种类越来越多，目前普遍使用的农用化学品有10万种之多，污染物之间的共存和交互作用，构成了农业生态系统复合污染的“源泉”目前我国受复合污染的农田面积不断扩大，尤其在农业发达地区农业的复合污染增加了污染治理的难度，传统的单项治理技术已很难有效解决农业复合污染存在的问题，其治理需要新的思路3）从东部向西部扩展蔓延西部大开发使某些污染严重的企业西迁、污染转移，西部自身发展中资源的不合理开发和废弃物的不当处置，农业投入加大、农用化学品使用量增加，大气中污染物从东部向西部的远距离扩散等等，使我国农业污染有向西部扩展蔓延的趋势4）农业污染表现出立体特性 我国农村过量和不合理地使用化学品，未经处理 的畜禽粪便、农业废弃物、农村生活垃圾、废水、以 及工业对农业的污染等，是造成农业污染的直接因素 污染物的迁移和转化，从而引发土壤污染、地下水 污染、生物污染，挥发性污染物向大气的排放造成大 气污染(如施用的氮肥中约有一半挥发，以N2O气体形 式逸失到空气里—N2O是对全球气候变化产生影响的温 室气体之一)，从而形成了“从地下到空中”的立体污 染。

2、我国农业污染防治中存在的主要问题（1）存在“先污染，后治理”误区在我国以经济发展为中心的方针指导下，一些地 区在农业发展上过分强调经济效益，而不惜牺牲环境 代价，从而走了一条“先发展经济牺牲环境，后治理 ”的发展模式，这是一种极端不合理的发展模式，治 理的费用会更大，得不偿失而且末端治理往往不能 从根本上消除污染，在很大程度上是污染物在不同介 质中的转移，甚至形成治不胜治的二次污染防治污 染必须转变思想，从源头控制上下功夫，走发展经济 和保护环境的“双赢”模式2） 缺乏污染防治的系统观念和技术体系农业污染是复杂的复合污染，其防治是一项复杂 的系统工程以往的单项治理技术虽然在解决特定污 染方面具有一定作用，但面临当今农业复杂污染的局 面已经远远不能有效解决问题必须充分理解农业污 染是基于水体-土壤-生物-大气系统的农业立体污染的 现实，树立农业生态系统整理性和系统性观念，以生 态学理论为指导，以生态系统管理与调控为基础，树 立农业生态系统“整体-协调-循环-再生”的生态农业 理念，建立农业立体污染防治的生态技术体系，从源 头和全过程进行污染控制并结合污染生态系统修复技 术，使农业生态系统重新走上健康发展道路。

3）农民环保意识薄弱，农产品质量价格不匹配我国的农民文化水平普遍较低，环保意识薄弱，经济利益是他们追求的第一性利益目前，我国农产 品市场还没有真正使优质环保农产品的价格得到保护 ，不利于调动农民参与环保的积极性农民是防治农 业污染的“主力军”，保护农民利益，提高优质环保型农产品价格，是提高农民环保意识、推进农业污染防 治的重要举措只有这样，才能最终实现农业生产发 展、农民增收和环境保护的多赢效果二、中国农业面源污染的防治（一）中国面临严峻的水环境污染问题充足的、清洁的水源是保障社会文明和经济发展 的前提进入21世纪，随着中国人口的迅速膨胀，经 济、物质生活的高速增长，高化肥用量的集约化农业 的发展，无论是在东南沿海等经济较为发达的地区， 还是在一些尚较贫困的偏远地带，许多湖泊、河流、 近海域都出现了严重的富营养化问题，严重影响了这 些地区的水质根据世界银行和中国有关专家的研究 ，水污染在中国造成的经济损失约占GDP的1.46% ~2.84% １、水体的氮、磷富营养化是中国水污染 的核心问题如太湖、巢湖水质按COD指标评价，多数可达到地面水三类标准，全国其它主要湖泊、水系，制约水体水质的主要原因基本上也是总氮、总磷浓度高。

水体富营养化（eutrophication)概念:水体中N、P等营养元素大量增加，远远超过 正常的含量，导致原有的生态系统破坏，使藻类 和某些细菌的数量激增，其它生物种类减少的现 象指标：N>0.2~0.3mg/L, P>0.01~0.02mg/L，生化 需氧量>10mg/L，细菌总数>105 个，叶绿素 a>10g/L2、 集约化农区地下水硝酸盐污染十分严重中国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自1994年以来中国农业科学院在北京、山东、陕西、河北、天津等地20个县600多个点位的抽样调查显示，在北方集约化的高肥用量地区20%地下水硝酸盐含量超过89mg NO-3.L-1（中国饮用水硝酸盐含量限量标准），45%地下水硝酸盐含量超过50mg NO-3.L-1 （主要发达国家饮用水硝酸盐含量限量标准），个别地点硝酸盐含量超过500 mg NO-3.L-1 二）我国水污染的主要驱动因素和发展趋势1、主要驱动因素(1) 高氮、磷肥料用量的菜果花(蔬菜、水果、花卉)农田面积大幅度增加菜果花作物效益高，农药、化肥和有机肥的超高量使用十分常见31个省20余种作物的调查显示，菜果花农田上单季作物氮化肥纯养分用量平均为569~2000 kg.hm-2，为普通大田作物的数倍甚至数十倍，而作物氮素吸收总量一般不超过400 kg.hm-2，氮肥利用率仅10%左右，远低于中国大田作物的平均氮肥利用率（35%）成为流域水体富营养化最大的潜在影响因素之一。

３个重要原因使得高肥料用量的菜果花农田成为上述流域水体富营养化最大的潜在威胁其一，土壤富含水溶性氮、磷，成为氮、磷污染物释放源；其二，集约化种植方式下，各种速溶性肥料的频繁施用，极易造成降雨与施肥期的偶合，引发大量的农田氮、磷径流损失；其三，在中国南方河网地区，纵横交错的河网、渠系成为连接陆域农田与主河道、湖泊水体的直接通道使得距离主河道和湖区较远的农田，即使在地表径流较小的条件下，也很容易形成面源污染 （2）农村畜禽养殖３方面的情况使得农村畜禽粪便污染已成为农业面源污染的 主要来源 第一，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 生量已经大大超出当地农田可承载的最大负荷在经济发达的 流域，这一问题更为突出第二，养殖规模的变化导致畜禽养 殖粪便与农田的距离拉大，而规模化养猪场常用的水冲式清粪 方式，造成猪场的流质厩肥体积庞大而养分含量低，使得将这 些粪水运往农田的费用大大增加第三，目前绝大多数农村畜 禽场贮粪池建设不规范，密封性差、容量小。

由于缺少场地， 一些小型的家庭养殖场，将畜禽场清出粪便随便堆放有机肥 施用受作物生长季节的限制，在有机肥使用淡季时，贮粪池常 溢满外泻降雨时，堆放和外泻的粪肥冲入河沟，易形成大量 氮、磷径流 （3）城乡结合部地带的生活、生产排污中国城乡结合部地区是经济发展最为迅速，农村 城镇化发展速度最快的地带在所有流域，城乡结合 部基本都处于近水域地带，不仅人口密集，而且小型 的乡镇企业密集由于农村地区原有基础设施跟不上 ，处于这一地区的绝大多数城镇没有排污管网又因 为距离农区较远，难以通过农田施肥消解城镇生活、 生产产生的固液废弃物太湖、滇池流域许多地区是 通过小型的沉淀池将生活污水、小企业的生产污水就 地排入污水沟或河道，再直接进入主河道或通过降雨 径流进入主河道或入湖在各大流域城乡结合部地区 的面积、总人口及相应的生活、生产排污量都超过基 础设施好的城市地区 中国农业科学院土壤肥料研究所的研究结果显示，在太湖流域，来源于农田、农村畜禽养殖业、城乡结合部地区的总磷分别为20%、32% 和23%，总氮分别为30%、23% 和19%，贡献率超过来自工业和城市生活的点源污染对滇池流域和其它流域的初步研究结果也获得同样的结论。

2、面源污染发展趋势21世纪初期中国面源污染的影响将继续升级，其 原因有四个方面:（1）菜果花生产的进一步发展菜果花生产对中国农业产业发展和农民生存竞争 有很大优势，面积还将继续增长预计最近几年内各主 要流域菜果花种植面积仍将大幅提高由于菜果花生 产属于新兴产业，缺乏相应的技术储备，缺乏适合当 地农民采用的技术标准，因此，过量施肥的现象很难 在短期内迅速扭转，土壤氮、磷养分富集还将继续， 菜果花农田对水体富营养化的潜在威胁将有增无减 （2）畜禽养殖业也将继续增长与菜果花生产类似，目前畜禽养殖业仍保持增长的势头对滇池、五大湖泊、三峡库区的分析结果显示，除太湖外，目前这些流域猪存栏量平均年递增2%，禽存栏量平均年递增7.5%太湖流域猪存栏略有下降，禽存栏量仍在继续增加，平均年递增约2%3）农村城镇化将继续有较快发展中国人口众多，仅靠原有大城市很难消化向非农行业转移的庞大农村劳动人口小城镇的迅速发展成为带动农村经济繁荣和推动城镇化进程的重要力量，发挥着农村地域性经济、文化及各种社会化服务中心的作用发展小城镇已经成为中国的一项国策预计在21世纪初期，随着国民经济的快速增长，所有流域地区农村城镇化将继续保持较快增长。

4）对症下药的控制对策十分微弱21世纪初期在中国重要的流域地区，菜果花种植面积、畜禽养殖业和基础设施较差的城乡结合部地区城镇化将继续增长，而目前各地对这三方面发展可能对环境产生负面效应的控制却十分微弱中国农业面源污染形势严峻，治理难度超过发达国家中国农业面源污染引起水域富营养化的程度和广度已经远远超过发达国家，而潜在的压力更是其它国家无法与之相比的由于这一问题关乎农民收入、农村地区基础设施建设、农业产业政策，使得治理难度远超过发达国家 （三）水体污染控制对策1、点源污染与面源污染的界定与分类控制点源污染最简单明确的定义是：污水在排 放点通过排污管网直接进入水体面源污染中 ，氮和磷养分、农药等污染物是在一块地或一 个区域如农田、园地、高尔夫球场上，通过地 表径流、土壤渗滤进入水体（图）面源污染，按其来源不同，又可以划分为不同类型：（1）农田径流、淋溶或侧渗；（2）畜禽场和放牧草场的径流；（3）城乡结合部无污水管道和垃圾处理系统的城区和大乡镇场地径流；（4）农村小村落生活面源；（5）湖泊、河流上的家禽和水产养殖；（6）矿山径流面源中的（1）、（2）、（3）是水体污染的主要原因，其贡献率总计超过７０％远高于来自工。