论文｜农业综合开发项目面源污染影响分析

2018年35期

作者：门云云，田雪峰，夏立江^*

单位：中国农业大学资源与环境学院

简介：门云云，工程师，硕士，从事环境影响评价研究。*通讯作者，教授，硕士生导师，从事环境影响评价、环境化学研究。

农业面源污染是指在农业生产活动中，氮素和磷素等营养物质、农药以及其他有机或无机污染物质通过农田的地表径流和农田渗漏形成的水环境污染，主要包括化肥污染、农药污染、养殖场污染等。

农业面源污染是河流和湖泊的重要污染源，2015年中央1号文件《关于加大改革创新力度加快农业现代化建设的若干意见》对“加强农业生态治理”做出专门部署，强调要加强农业面源污染治理。

我国2016年农药使用量174.0万t，农药平均利用率仅为35%，大部分农药通过径流、渗漏、飘移等流失，污染土壤、水环境，影响农田生态环境安全。大量流失的化肥随水流进入沟渠，再汇集江、河、湖、水库及近海域，使水体中的氮、磷等营养元素富集，导致水质的恶化。

目的

以位于长江经济带的湖北省洪湖市为例，对农业综合开发项目实施前后化肥流失量、农田径流污染物浓度等进行核算，从而分析农业综合开发项目面源污染影响，旨在以加强面源污染物控制、降低农药和化肥使用强度为重点，控制和治理长江水污染，加强流域环境综合治理。

方法

在2017年对项目区各种作物单位面积化肥用量、农药用量、作物面积、各种作物测土配方施肥推荐量、灌溉方式进行调研与资料收集，并基于文献综述获取相应参数，核算现状化肥农药施用量、流失量以及项目实施后的氮磷流失量等。

项目主要实施内容包括测土配方施肥、病虫害综合防治、秸秆还田、节水灌溉以及生态沟渠、人工湿地建设等（图1）。

图1 项目区面源污染控制技术路线

结果

◆项目区农田面源污染现状分析

调查显示，项目区农业面源污染产生的主要因素包括化肥农药的不合理施用、秸秆的不合理处置以及灌溉方式不合理。

化肥浅施表施普遍，农药施用也多采用粗放喷雾的方式，这使得化肥农药利用率低，化肥农药的大量、不合理使用对区域水环境和土壤环境产生了极大威胁。项目区一部分秸秆被随意丢弃，既对环境造成了严重的污染，也是一种极大的资源浪费。项目区目前为土渠漫灌，农田排水不经过任何有效处理直接由各地块农渠集中到主排水渠后排放至周边河流，氮、磷通过径流流失量大，导致农业面源污染问题日益严重。

◆农业开发前后面源污染影响对比分析

1

测土配方施肥

项目区围绕测土配方施肥、配方肥社会化服务体系建设等工作来达到精准施肥，提高肥料利用率。项目实施后，项目区单位面积化肥用量较实施前减少20%，实施后项目区化肥施用总量较实施前减少20%（表1）。

根据国务院第一次全国污染源普查领导小组办公室发布的《肥料流失系数手册》中地表径流化肥流失系数，考虑所属分区、地形、梯田/非梯田、土地利用方式、种植模式5个因素，选取项目区化肥流失系数。

经核算（表2），项目实施后项目区单位面积化肥流失量为1.95kg/hm²，较实施前减少22.3%，其中氮肥、磷肥流失量分别为1.54、0.41kg/hm²，较实施前分别减少23.2%、18.8%。实施后项目区化肥流失总量为3.69t/a，较实施前减少22.3%。

2

病虫害综合防治

项目实施后将应用农业防治、生物防治、物理防治等绿色防控技术，创建有利于作物生长、天敌保护而不利于病虫害发生的环境条件，预防控制病虫害发生，从而达到少用农药的目的；大力推广应用生物农药，替代高毒高残留农药。通过开展农药安全使用技术培训，提高基层农技人员和科技示范户、种植大户以及普通农户的安全用药技术水平。加强病虫害预测预报，通过科学合理用药，尽量减少农药使用次数和使用量，减少农药流失，提升科学施药水平。

项目实施后，项目区单位面积农药用量为0.95kg/hm²，农药使用总量为1.8t/a（表3），即项目实施病虫害综合防治措施后，可减少农药施用量。

3

秸秆资源化利用

农作物秸秆中富含大量的矿质营养元素，是农田土壤有机质的重要来源。项目区将秸秆还田肥料化利用，秸秆焚烧将基本杜绝，可减少肥料用量，提高耕地质量，减少环境污染。以稻田和玉米地为例，项目区实施秸秆还田后，可减少化肥流失量（表4）。

4

发展节水农业

项目区全面开展节水农业，积极建设现代化灌排渠系，推广渠道防渗、管道输水、微灌等节水灌溉技术。节水灌溉不仅可以减少水资源的使用和消耗，还可以减少因大水漫灌造成的肥料流失，降低入河面源污染。

项目区拟在蔬菜地实施滴灌节水工程。蔬菜地现状氮肥流失量为4.92kg/hm²、磷肥流失量为1.68kg/hm²。节水灌溉工程实施后项目区蔬菜地氮、磷流失量分别为4.46、1.58kg/hm²（表5），即项目区实施节水灌溉工程后，可减少项目区化肥流失量。

5

构建生态沟渠

项目区拟建设生态沟渠，在不影响农田沟渠正常的灌、排水功能前提下，充分利用现有的农田沟渠空间，合理配置水生植物群落，根据高程适当配置水位调节闸门，延长沟渠内的水力滞留时间，提升沟渠的生态功能，拦截农田排水中的有机物、悬浮物、氮、磷等污染物含量，并尽可能地实现一定的经济效益。项目区位于洪湖流域，项目区实施生态沟渠建设后，可降低农田径流污染物浓度（表6）。

6

修建人工湿地

人工湿地污水处理技术是从20世纪70年代发展起来的，是一种通过模拟天然湿地的结构（基质、植物、水体等）与功能（吸附、降解、沉淀等作用），具有高效、低投入、系统能耗低、运行和维护简单等优点，十分适于在农村地区推广的污废水处理系统。

项目拟在渠道中修建小型人工湿地，人工湿地内设置生态浮岛，吸收水中的氮、磷，增加浮游动物的生物量，促进代谢物的沉积，改善水体的流态，使水生生态逐步恢复。项目区农田径流经生态沟渠拦截后再经过人工湿地处理后排入附近河道。项目区实施人工湿地工程后，可降低农田径流污染物浓度（表7）。

结论

农业面源污染已经成为环境污染的重要影响因素，其特点主要是分散性、随机性、不确定性等，由于农业面源污染的成因和特点，其防治难度大。为了防治农业面源污染影响，促进社会主义新农村的建设与发展，应提高农业环保意识，加强农民培训，加快推广科学施肥、安全用药、绿色防控、农田节水等清洁生产措施，加强农业废弃物的资源利用。农业综合开发项目可有效控制项目区面源污染。