基本介紹
- 中文名：農業面源污染
- 外文名：Agricultural Non-Point Source Pollution
- 所屬學科：生物學、農學
定義,特點,難題,理論研究,相關法規條文,
定義
農業面源污染，是指農業生產過程中由於化肥、農藥、地膜等化學投入品不合理使用，以及畜禽水產養殖廢棄物、農作物秸稈等處理不及時或不當，所產生的氮、磷、有機質等營養物質在降雨和地形的共同驅動下，以地表、地下徑流和土壤侵蝕為載體，在土壤中過量累積或進入受納水體，對生態環境和食品安全等造成威脅。農業面源污染主要來自以下幾個方面。
一是化肥污染。耕地氮、磷等養分的大量流失，是我國目前水面源污染日益嚴重的主要問題所在。在我國耕地質量不斷下降的大背景下，為了保證糧食供給，我國實行以增產農業為中心的農村開發策略，農村開發中使用的物質尤其是化學肥料急劇增加，尤以氮肥和磷為甚。
二是農藥污染。化學等殺蟲劑在進入環境後，會進行大量的擴散、揮發、吸收、轉移、聚集、降解等活動，將大量殘留的殺蟲劑遺留在周圍環境中，從而產生環境污染。有些殺蟲劑的物理化學特性極其穩定，無法在周圍環境中完全溶解，能長時間停留在周圍環境中，對大氣環境、水體、土地等造成環境污染危險。
三是農膜污染。近年來，為起到保墒、抗旱、防草的作用，塑膠農膜被廣泛運用在農業種植中。但廢舊農膜如不及時清理，這些百年不腐爛的農膜殘留在土壤中，會嚴重影響作物根系的伸展和微生物的活力，造成土壤板結，還會阻礙作物根系的深扎和對土壤養分、水分的吸收，導致農作物減產。
據中國環境學會生態農業專業委員會2023年會（海南峰會）相關資料顯示，我國農業面源污染排放強度仍在上升，不僅通過侵蝕土壤導致農村生態系統退化，還通過水污染和食品污染導致食源性疾病的發病率顯著增加，帶來了不可估量的經濟損失和社會危害。究其原因，是在農業轉型過程中，種植結構和經營過程發生了變化。為此，如何有效治理農業面源污染，已成為我國政界、學界和產業界必須共同關注的焦點。
特點
農業面源污染具有以下特點：一是分散性。固定污染源通常具有明確的坐標和排污口，而農業面源污染來源分散、多樣，沒有明確的排污口，地理邊界和位置難以識別和確定，無法開展有效的監測；二是不確定性。固定源污染物的排放通常具有明確的時間規律，容易確定排放量和組分，而農業面源污染的發生受自然地理條件、水文氣候特徵等因素影響，污染物向土壤和受納水體運移過程中，呈現時間上的隨機性和空間上的不確定性；三是滯後性。固定污染源通過管道直排進入環境，能夠對環境質量產生直接影響，而農業面源污染受到生物地球化學轉化和水文傳輸過程的共同影響，農業生產殘留的氮磷等營養元素通常會在土壤中累積，並緩慢的向外環境釋放，對受納水體環境質量的影響存在滯後性；四是雙重性。固定源污染物成分複雜，常含有重金屬、持久性有機污染物等有害物質，往往直接對人體和環境造成嚴重損壞，而農業面源污染物以氮、磷營養物質為主，利用好了對農業生產是一種資源，只有進入受納水體或在土壤中過量累積，才是污染物。
由於農業面源污染的上述特點，難以確定監管對象和治污主體，常規生態環境管理模式難以滿足日常工作需要，從而對治理模式、監測體系、監管方式提出更高的要求。
難題
中國農業面源污染防治工作仍任重道遠。一是源頭防控壓力大。相比於工業、城市污染治理，農業面源污染防治起步晚、投入少、歷史欠賬多，面臨著既要還舊賬、又不欠新賬的雙重壓力，農業面源污染防治工作的形勢依然嚴峻。二是法規標準體系不完善。農業面源污染相關統計數據分散，調查、評估和監測等技術規範尚不健全，污染治理設施建設、驗收、運維等規範管理工作有待加強。三是環境監測基礎薄弱。農田尺度面源污染監測網路雖已建成運行，但流域—區域尺度監測網路尚未形成，無法及時掌握農業面源污染狀況和變化情況。四是監管能力亟待提升。監督指導農業面源污染治理工作的機構還不健全，人才隊伍建設欠缺，專業支撐保障能力薄弱，缺乏科學評估及可量化、可操作的考核體系。
理論研究
農業面源污染問題並非我國所特有，歐美等已開發國家早已經歷過發現污染、監測污染與防治污染的過程。由於歐美等國家人少地多，因此經常採用減少肥料投入，以損失作物產量來減少面源污染物的產生和排放；並通過設定寬大的過濾帶，來保障淨水入湖。但我國人口密度大，寸土寸金，沒有設定寬大過渡帶的先天條件，因此，歐美國家的農業面源污染防控策略很難適用於我國。日本也是人多地少，其採用的農業面源污染防控策略與歐美國家有相似也有不同之處。相同之處是，也採用以犧牲作物產量為代價的肥料投入控制。不同之處是受到土地緊張的限制，沒法採用設定寬大過濾帶的策略，但是強調加強農田內部循環和利用休耕田過濾淨化，以起到保障淨水入湖的目標，這實際上也是以不種植冬季作物為代價的。因此，導致日本的糧食自給率較低，甚至低到了37%。顯然，日本的農業面源污染防控策略也很難適用於我國。
中國科學院南京土壤研究所是國內最早開展農業面源污染研究的機構。從20世紀80年代開始系統研究農田養分損失與水質的關係；90年代開展了農田及小流域面源污染估算等研究；2000年以來開始系統研究農業生產對環境的影響，以及農業面源污染防控技術方面的工作。結合中國30多年的面源污染控制經驗，中國科學院南京土壤研究所學者提出了農業面源污染控制的策略性理論：“減源—攔截—修復”（“Reduce-Retain-Restore”，3R strategy），並對該策略在太湖和滇池流域的典型區域進行實踐檢驗。3R策略在農業面源污染控制工程建設過程中，以實現農業環境保護、農業經濟可持續發展以及農業人居環境和意識形態相和諧發展為目標，從污染物產生的源頭開展污染物的減量化工程，在污染物遷移過程中開展污染物的攔截與阻斷工程，並對面源污染物進行深度的處理與再淨化，在此基礎上對農業生態系統進行環保修復，實現農業生態系統自我修復功能的提高和系統的穩態轉換。
3R策略是一種由點到線的鏈狀技術體系，只有當前一步驟順利實施後，後續的工程措施才能有效實施並達到預期目標。在3R策略的基礎上，增加廢棄物的資源化利用，形成“源頭減量—生態攔截—循環利用—生態修復”的4R策略（“Reduce- Retain-Reuse-Restore”）。4R策略是3R策略的升級版，更強調在攔截和消納面源污染物質時，不能僅僅是“處理”，更重要的是如何再利用這些“污染物質”，達到削減面源污染和變廢為寶的目的。同時，4R策略強調了區域聯控的理念，在源頭減量的基礎上，考慮區域內潛在養分資源的再利用，使污染控制由單一的治理向治理與利用相結合的轉變，控制空間由點、線擴展到面，形成一種複雜的網路結構技術體系，從而實現了污染控制技術在時間和空間上的全覆蓋，污染控制效果更加穩定和顯著。
3R和4R策略形成、發展已有十餘年，其中各個環節的套用技術不斷發展更新，技術組合也在不斷最佳化，其中部分技術已形成商業化產品和農機設備，如智慧農業中的實時氮肥管理、水肥一體化、肥料增效劑和水稻測深施肥機械等。在此基礎上，本文提出4R概念，特指農業面源污染防控技術的升級與組合最佳化、技術的產品化和裝備化、以及技術套用的輕簡化，旨在從易用、有用的技術產品入手推動農業面源污染防控策略的落地套用。
相關法規條文
2.農業部關於打好農業面源污染防治攻堅戰的實施意見（農科教發〔2015〕1號）
