德州市农业面源污染问题研究

【摘 要】随着现代化农业的发展，农业生产对农药、化肥、农膜等农资使用量的增加，作物秸秆随意堆放和焚烧，养殖业发展带来的大量畜禽废弃物，致使农业面源污染极其严重。德州市农业生产中也存在着这样的面源污染问题，本文即在其他学者研究发现的基础上，通过数据了解到本市面源污染治理中的困难所在，并据此提出建议和措施，以期为实际污染治理提供一定的借鉴和依据。

【关键词】农业面源污染；农药；化肥

一、农业面源污染概述

（一）农业面源污染的内涵

水体污染有两大主要来源：点源污染和面源污染。点源污染是指污染源较易辨认，而且易于管制的污染，进入水体的位置是可辨的，所携带的污染物可通过内部生产工艺或流程得到控制，而不受天气的影响。而面源污染又叫非点源污染，美国《清洁水法》修正案（Lee.S.L，1979）将其定义为“污染物以广域的、分散的、微量的形式进入地表及地下水”，一般是指污染物经过降雨（特别是暴雨）或融雪的径流，经由冲刷和自然携带等过程，最终沉积到河流、湖泊、湿地、滨岸和地下水中所形成的污染。

农业面源污染，主要是指用于发展农业生产的化肥、农药、农膜、畜禽粪便等造成的污染。从农业面源污染的形成过程分析，农业面源污染是指可溶解的污染物和固体污染物从非特定的地点，在降水（或融雪）的冲刷作用下，通过径流过程而汇入受纳水体，并引起水体营养化或其他形式的污染。从农业面源污染的形成机理分析，农村面源污染是指农村地区在农业生产和居民生活过程中产生的、未经合理处理的污染物对水体、土壤和空气及农产品造成的污染。和点源污染的集中定点排放相比，面源污染起源于分散和多样的区域，地理边界与发生位置难以识别和确定，因而对其鉴别、防治、管理很困难。农药、化肥、畜禽粪便、秸秆、生活污水、农膜是构成农业面源污染的六大污染源。

（二）研究进展综述

1、关于农业面源污染形成的影响因素

影响农业面源污染的形成因素有很多，除了受到土地利用方式（郑一，2002），农田耕作、农事活动和田间水肥管理特征（王坷，1996；陈利顶，2000），地形地貌、土壤植被特征（韦红波，2002），气候水文特征（傅涛，2002）等一系列自然环境因素的影响之外，还受到一系列经济社会因素的影响，具体包括有农村经济规模、农业结构、种植业结构、农业技术进步、农村人口以及农业面源污染治理因素。

2、关于农业面源污染治理必要性

我国各大湖泊以及主要河流水域基本都面临着水体的氮、磷富营养化威胁，而农业面源污染正是水质富营养化的主要原因（张维理，2004）。以2005年为例，巢湖、滇池、太湖流域的总氮和总磷负荷来自农业面源污染的总氮和总磷分别占60-70%和50%-60%，北京密云水库、天津于桥水库、云南洱海等水域，农业面源污染比重均超过其他污染（李远等，2005）。由于上述水域是饮用水的重要来源，水质下降形成水质性缺水不仅影响生活和生产用水，还易引发疫病的大流行。因此，我国己将水资源保护作为一项基本国策，并逐步采取相关治理政策以削减农业面源污染。

3、关于农业面源污染的源头治理

发达国家对农业面源污染治理主要采用源头控制对策（张维理，2004）。源头是指农业面源污染的产生源头—农户行为。通过制定强制性政策或者通过政府奖惩措施激励农民自愿采用环境友好型生产、生活行为从而达到减污作用。农业面源污染的源头治理对策是由农业面源污染本身特点所决定的，由于农业面源污染物是以广域的、分散的、微量的形式进入地表及地下水体的（美国清洁水法修正案，1979），因此对其无法采用末端集中治理形式。

各国也在积极探索源头治理方法。以美国为例，采用农田最佳养分管理（Best Nutrient Management Practice，BNMP）政策，就是在全流域范围内，对农户农田轮作类型、施肥量、施肥时期、施肥品种、施肥方式进行规定，实施源头行为控制策略。同样欧洲畜禽养殖为例，主要通过制定畜禽农田最低配置、化粪池容量、化粪池密封性等对农户的养殖行为进行源头控制。但是，由于农业面源污染的不可监测性，源头治理措施的实施和监管仍然是农业面源污染治理的难点（朱兆良等，2006）

二、德州市农业面源污染概况

（一）概况

德州市位于山东省西北部，全市跨省大河主要有黄河、卫运河、漳卫新河；跨市的骨干排涝河道有徒骇河、德惠新河和马颊河。以上河流除黄河外，均系海河流域水系，共有大中型拦河闸17座，分洪、调度闸各1座，排涝涵闸192座，据2001-2005年水质监测结果显示，德州市所有河流监测断面水质均超过Ⅴ类水质标准，属于有机物污染类型，主要超标项目为COD，其次是氨氮，河流污染从重到轻的顺序是：德惠新河、漳卫南运河、马颊河、徒骇河。只有在引黄河水进行农田灌溉时的河流监测断面水质较好。

1、关于农肥、农膜和农药：在2005-2010年间德州市与全省平均的比较中，德州市施用水平几乎全都是远高于全省平均水平的（除2005年德州农药施用量稍低及2006年两者持平外）。但从其走势上可以看出，在全省平均水平稳定少变的基础上，德州市近两年（2009、2010）在化肥和农药上的使用量呈下降趋势，说明对于面源污染问题的治理已取得一定成效，而农用薄膜使用量与往年持平。而具体分析这三项污染源对于社会及人文的影响时，我们发现研究曾显示，化肥中氮肥的利用率只有30-35%，大部分氮肥流失；农用塑料薄膜成分中的聚乙烯或聚氯乙烯自然条件下的难降解性，也构成了农村新“白色污染”问题；而农药的利用率更低，仅10-20%附着在农作物上，80-90%流失在土壤、水体和空气中，给水体（尤其是首当其冲的农田水）造成严重污染。

2、关于畜牧养殖：见表1，德州市大牲畜年末存栏量远超其他地市，猪、羊、家禽的年末存栏量也在全省占据前几名，都超全省平均水平，由于牲畜粪便若不适当处理就会造成一定程度的面源污染，故应加强牲畜养殖和管理。

（二）治理的困难所在

1、相对于点源污染来说，由于点源污染有固定的排放源，可以根据需要建立排污处理机制，针对性治理；面源污染则相对复杂得多，污染的效果并不一定在当时显现出来，而是日积月累的反映到今后的生产生活中，使生态环境遇到极大的潜在威胁，而且面源污染的波及范围广，如果不及时治理将会对周围环境造成危害。面源污染还会受到气象、地理及地质等条件的影响，比如湿热、有雨的天气将会有助于污染物的扩散蔓延，紧致的土质类型不利于污染物扩散，而松弛的土壤将使得污染面扩大，使治理更困难。

2、粮食作物在种植过程中需要N、P、K等营养物质促进作物增产增收，但据研究显示，氮肥利用率为30-35%，磷肥10-20%，钾肥35-50%，剩余的养分通过各种途径，如径流、淋溶、反硝化、吸附和侵蚀等进入环境，不仅导致农田土壤生态环境恶化，而且也加重了面源污染；另一个重要原因是施肥投入的养分比例不平衡。根据土壤化学分析，我国土壤适合作物生长的最优氮磷钾比例应该是1：0.5：0.4。而目前德州市氮磷钾比例失调，化肥配比结构呈现氮肥用量偏高，钾肥用量偏低，无机化肥过多，有机肥太少的特点，加之农民对于化肥与环境关系的认识不足，导致面源污染防控难度加大。

3、农村使用的农用地膜多为聚乙烯农膜，它是由聚乙烯加抗氧化剂、紫外线吸收剂而制成的有机化合材料，具有分子量大、性能稳定、耐化学侵蚀和能缓冲冷热等特性。在自然环境中，它的光分解性和生物分解性均较差，难以使其降解，成为农业面源污染的重要问题。另一方面农膜质量较差，由于强度不够，易破碎，使用一季后，难以人工回收而弃置田间，造成清除困难，导致污染面不断扩大。

4、畜禽养殖中，对畜禽粪便未进行恰当处理会造成对水体的污染。据测算，即使只有10%畜禽粪便由于堆放或溢满随场地径流进入水体，对流域水体氮富营养化的贡献率可达到10%，磷可达到10-20%。而目前畜禽养殖所产生粪便数量大大超过处理能力和合理使用能力，由于缺乏环保意识，很多养殖场并未建立清洁生产、粪污治理的观念，粪污流失现象较为严重。部分养殖场环保措施落后，粪污处理利用率低，大多数畜禽场粪污处理设施简陋老化，疏于管理，环保设施不能发挥正常的作用，粪尿、污水排放不达标，这些都加重了对环境的污染。

5、从机制上来看，目前农业生产对资源的利用大多数是无偿的，没有建立相应的补偿制度，而且农业生产是农民分散的个人行为，对过度使用农业资源和破坏农业环境的现象无法管理。而农村工业经济发展水平不高，地方政府财政收入不足，无力配套农业资源的保护、农村生活垃圾和生活污水的治理等基础性设施，对畜禽粪便和作物秸秆的综合利用、农药化肥的减量施用等农业面源污染防治和生态农业技术的推广也没有实质性的激励措施，地方经济水平不足以支撑保护农业生态环境的需要。

三、治理德州市农业面源污染的对策分析

（一）政策措施

1、建立系统的法律框架

在立法方面，认真贯彻国家相关法律文件：《环境保护法》、《水污染防治法》、《水法》、《水土保持法》、《防洪法》、《渔业法》、《自然保护区管理条例》等有关农业面源污染管理的相关条款，并不断完善相关具体规定。本市应在此基础上根据本地实际情况制定适宜的农田管理条例或农药污染物管理政策，包括制定化肥和有机肥的质量标准等，减少包括管理体制、管理机构职能等在内的法律间相互冲突的地方，并对农业有机废弃物排放和有机废弃物循环利用进行规划，完善农村环境管理体系的法律法规。

2、合理的补偿机制和奖惩机制

据科斯定理所述，污染的外部性问题的关键在于产权不明晰，故应将污染的责任归属具体到户，补偿机制和奖惩机制附属到责任上，调动农户治污积极性。政府应根据法律的规定对面源污染行为进行监控并适当实施奖惩机制。另外，在考虑到当地经济的落后性，可将面源污染治理产业化，在政府政策及财力支持下，建立污染治理厂、有机化肥生产基地、规模化养殖场及其他公司等为农田管理和沼气池使用提供技术支持。

（二）技术措施

1、采用环境友好型替代技术

北美发达国家在农业面源污染控制上，主要是鼓励农民资源采用环境友好的替代技术，主要有：农田最佳养分管理、综合农业管理或有机农业模式、农业水土保持技术措施、等高线条带种植等。这些技术的主要优点是很少或基本不增加农民的费用，因而被广泛采用。我市应适当借鉴国外经验，力图在成本小的情况下获得更大利润。

2、制定和执行限定性农业生产技术标准，并开展科研，保证限定性农业生产技术标准的科学性和合理性。建立清洁生产的技术规范体系，采用标准化生产和质量全程控制手段，引导和帮助农民科学用肥、安全用药，扶持优势农产品品牌，完善检验检测体系，扩大农产品质量安全监管控制范围，提高农产品的优等品率及安全达标率，全面提高优势农产品的质量安全水平。

（三）管理措施

1、实施清洁种植工程：以减少化肥、农药使用量，保证农产品质量安全，防治农业种植过程对环境的污染为目标，重点在高产小麦、玉米、棉花和集约化蔬菜、水果生产区实施。

种植业结构调整与布局优化。在低污染风险区优先发展集约化蔬菜种植业，在高污染风险区优先发展需肥量低、环境效益突出的豆科或发展粮食、经济林等；在空间布局上合理安排作物结构，发展条带种植模式；在时间布局上，依据土壤养分供应特性和作物需肥规律合理安排作物轮作制度，最大限度地保障环境安全。

建设植物缓冲带。在近水域沿线地带，开展多层次植物缓冲带建设，通过种植氮、磷高效富集植物立体拦截等途径，发挥植物对农业面源污染物的阻控、拦截、生物吸收和生物降解效应，最大限度地减轻农田流失氮、磷养分和农药对水体的污染。

2、实施清洁养殖工程：以防治畜禽养殖污染和保障畜禽产品质量安全为目标，以畜禽粪便处理为主线，以污水处理为辅线，对粪污进行综合利用。

采用干清粪饲养工艺，实现固液分离。固体粪污进行发酵处理，生产复合有机肥，处理设施可根据养殖场具体情况建立粪便发酵处理塔或高温堆肥设施。污水通过厌氧与好氧技术处理，达标排放或利用。养殖规模较大、污水产生量大的养殖场，污水可应用一些处理措施，将残液与残渣固液分离，残渣与粪便混合后用于生产有机肥，残液用于生产液体有机肥料。

3、借鉴国外农田管理制度，对农业生产过程中的行为等运用法律和规章制度进行规定和管理，强调农业面源污染控制的重要性，制定环境安全的良好农业措施系统，规范农田施肥的时间、种类和数量。加强基础研究，制定水源保护地政策，制定不同水域水源保护的技术标准，规定允许种植的作物类型（轮作体系）、施肥数量、时间、种类和方法等。也可采用经济杠杆，实施生态农业鼓励政策，对采用农田管理措施的农户给予奖励，而对破坏环境的予以惩罚。

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