吉林省农业面源污染主要来源及防治措施

作者: 安娜 刘德敏 王莉 任建锋

吉林省农业面源污染主要来源及防治措施0

摘 要:随着种植业和畜牧业的快速发展,吉林省农业面源污染问题愈发严重。基于对吉林省农业面源污染趋重的原因分析,提出科学合理施用农药化肥、防止畜禽养殖污染、加强农村生活垃圾和生活污水治理、提高农业废弃物综合利用率、加强农用地膜管控与回收等防治措施,助力发展农业可持续建设、开创农业农村绿色发展新局面。

关键词:农业面源污染;污染废弃物;吉林省

中图分类号:X71 文献标志码:A 文章编号:1674-7909(2023)03-133-4

0 引言

吉林省作为我国粮食生产大省,其粮食商品率、人均占有量、人均调出量连续多年位居全国前列,为维护国家粮食安全做出了突出贡献。《吉林省第二次全国污染源普查公报》显示,2017年吉林省水污染物排放总量中,总磷含量为0.53万t、总氮含量为4.39万t、化学需氧量为51.40万t,其中农业源水污染物排放量中总磷含量为0.38万t、总氮含量为2.45万t、化学需氧量为35.46万t,分别占总量的71.70%、55.81%、68.99%。总体来看,吉林省农业面源污染较为严重。目前,规模化经营显著提高了农业生产力,但由于农药化肥利用率较低、规模以下畜禽养殖场(户)粪污资源化利用率不高等因素影响,吉林省农业面源污染严重,亟须采取针对性措施进行治理。

1 吉林省农业面源污染趋重的原因

农药化肥的不合理施用、畜禽养殖污染物无害化处理率较低、农村生活垃圾及生活污水收集处理率不高、农业废弃物综合利用率不高、农用地膜回收率低等,造成吉林省农业面源污染严重。

1.1 农药化肥的不合理施用

吉林省于2008年启动了增产百亿斤商品粮能力建设计划,于2022年启动实施了“千亿斤粮”生产工程,对粮食种植、农药化肥减量投入要求越来越高。笔者通过查询《吉林省统计年鉴》得知,虽然2021年吉林省农作物播种面积比2017年增加了10.09万hm2左右,但农药和化肥的施用量减少了211.90万t,实现了连续3年负增长。人们环保意识的提升,在一定程度上减少了农药化肥的施用量。但农药化肥的不合理施用,仍会造成地表水、地下水、土壤、大气等污染。

在喷洒的农药中,大约30%会附着在农作物表面,剩余70%左右则进入土壤、水体和空气,造成难以恢复的环境污染。一部分农药会被农作物直接吸收并残留于植株,经过食物链富集作用进入人和动物体内。农药污染扩散的范围非常广泛,可以通过雨水或灌溉水等迁移,进入地表水或地下水;大气中的农药也会随着降雨等途径进入水体,造成水体污染[1]。

吉林省的化肥有效利用率约35%,对磷肥的利用率不到20%、氮肥的利用率约30%,利用率最高的钾肥也不过50%左右[2]。化肥一部分被作物和土壤吸收,一部分进入地表水、地下水造成水体污染,同时还会通过生物圈中的物质循环污染大气、土壤。农药与化肥的不合理施用已经成为吉林省农业面源污染的主要成因之一。

1.2 畜禽养殖废弃物无害化处理率较低

2020年,吉林省提出展现畜牧业在产业中的中轴作用,实施“秸秆变肉”标志性工程,启动千万头肉牛建设工程,打造全国“大肉库”。良好的政策不断促进当地畜牧产业发展,畜禽养殖规模不断扩大、畜禽养殖数量不断增多。由图1可知,2017—2021年,吉林省猪、牛、羊等畜禽养殖数量、养殖规模均处于较高水平。随着畜禽养殖数量的增多,畜禽养殖废弃物也不断增多。2020年,吉林省规模以上畜禽养殖场粪污产生量共5 300万t,畜禽粪污综合利用量约为4 705万t,综合利用率达到88.87%。但是,目前吉林省畜禽粪便无害化处理水平并不高,仍存在畜禽粪便未经任何处理直接堆积或还田的情况。2019年,吉林省畜禽粪便还田率只有20%~30%[3]。

畜禽粪便未经处理且随意堆放,不仅会产生大量的氨、硫化氢、二甲硫醇等恶臭气体,还会形成重金属积累、病原菌传播等危害,造成大气、地表水、地下水和土壤严重污染。

随着畜牧业的不断发展,吉林省各类畜禽养殖场户数量不断增加,但当地畜禽粪便无害化处理率仍有提升空间。2020年,吉林省7 873个规模以上畜禽养殖场中,有7 582个配备了粪污处理设施,规模以上养殖场粪污处理设施装备配套率达到96.3%。然而仍有部分规模以上养殖场暂未配套雨污分流、干湿分离等设施,加之排污沟与排水沟合用,造成废水和雨水共同排放,不仅增加了废水的排放量,还易造成细菌病毒传播、蚊蝇滋生,危害人体健康。部分规模以下散养户,未对畜禽粪尿等污染物进行沉淀、发酵处理便直接排入田间、林地,甚至将粪污露天堆放不进行防雨、防渗、防溢流处理,一经雨水冲刷、地表水径流,极易进入水体,造成二次污染。

1.3 农村生活垃圾及生活污水收集处理率不高

2020年末,吉林省农村人口达到1 310.58万人,比2019年1 279.78万人口增长2.4%。有关数据显示,农村地区的人均生活垃圾产量为0.5~1.0 kg/d[4]。农村人口不断增加,居住地域具有一定分散性,加之生活垃圾收集、运输及处理系统的不完善和生活污水处理设施的缺乏,农村生活垃圾及生活污水收集处理效率不高。2020年,吉林省由于资金投入不足、治理技术有限、相关设施建设后期运维难度大及村民居住分散等原因,农村生活污水治理率仅为11.8%。部分垃圾点和简易厕所设在路旁、河边,不但影响村容村貌,而且易污染空气、地表水、地下水和土壤。

随着吉林省农村人口的增长和农村经济的快速发展,农村生活垃圾的种类和组成越发复杂多样化,其中甚至还包含一些不可降解、有毒有害、不宜堆肥焚烧、难以处置的成分,增加了农村生活垃圾无害化处理的难度[5]。农村生活污水中含有大量化学洗涤剂,再加上农村污水处理设施不够完善,没有专业的渠道处理和排放污水,导致未经处理的生活污水渗入周围土壤,造成土壤污染和水体污染。

1.4 农业废弃物综合利用率不高

吉林省玉米、水稻、大豆等农作物种植面积大、产量高,由此产生的农业废弃物也较多。由环保系统调度吉林省2019年情况可知,为贯彻落实《吉林省秸秆全域禁烧行动方案》,吉林省各地通过“五化”方式综合利用秸秆,利用量达到2 017万t(不含农村生活燃用),其中肥料化利用694万t、饲料化利用718万t、能源化利用533万t、原料化利用55万t、基料化利用17万t。这在一定程度上缓解了秸秆焚烧造成的农业面源污染。

然而,吉林省部分地区的秸秆综合利用率、离田率仍较低,仅达到78.8%。部分地区仍存在直接焚烧秸秆现象,释放大量的颗粒物及一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、挥发性有机化合物等有毒有害气体,造成大气污染。还有部分地区的秸秆未得到及时处理,长期堆放在农田中或推入河沟,经过日晒、雨淋、浸泡后腐烂,造成水体污染[6]。

1.5 农用地膜回收率较低

2014—2018年,吉林省农业生产中的地膜覆盖面积稳定保持在18.28万hm2左右。覆盖地膜可在一定程度上提高农业生产效益,但地膜常因使用年限、种植模式、覆膜方式、地膜质量和残膜回收技术等影响而回收困难,在耕地土壤和周边环境中形成大量残留,造成严重的“白色污染”,影响农业生产和农村环境。

部分地膜埋在耕作层,会阻碍作物的生长和发育,导致粮食减产。地膜产生的微塑料具有较强稳定性,降解难度大,残留在农田中会影响土壤理化性质,危害土壤生态系统健康。微塑料在土壤中还可以向下迁移,污染地下水,还可随水体进入周边河流湖泊,甚至进入海洋,形成更大范围污染。

2 吉林省农业面源污染的防治措施

吉林省可通过科学合理施用农药化肥、开展畜禽养殖污染防治、加强农村生活垃圾和生活污水综合治理、提高农业废弃物综合利用率、加强农业地膜管控与回收等方式减少农业面源污染,从而降低对环境、耕地、粮食和人体健康的危害。

2.1 科学合理施用农药化肥

吉林省要加强农药化肥规范化管理,重点研发推广高效、低毒、低残留农药,以代替高毒、高残留的农药产品。为保证合理施用农药,避免用量过大,农户应根据病虫害发生情况,准确了解所施农药在作物生长中发挥的作用,科学选择农药产品并合理控制农药用量。农户还可结合当地的病虫害发展特点制订合理的生物防治措施,通过生物防治技术减少农药使用频率,如用白僵菌防治玉米螟、松毛虫,用七星瓢虫防治棉蚜,用赤眼蜂防治豆头鹅、松毛虫、稻纵卷叶螟等[7]。农户应优先选择毒性较低、对生态环境影响较小的农药,因地制宜地合理应用绿色防控技术,减少污染。

吉林省应着重推广测土配方施肥、机械深施肥、水肥一体化等现代施肥技术,减少化肥施用量;鼓励并帮助新型经营主体等进行病虫害的统防统治、肥料的统配统施等。农户可以采取有机肥与无机肥混合施用的方式,结合地区气候因素、作物类型和土壤条件对氮、磷、钾肥进行科学配比,做到适时适量科学施肥,减少化肥不合理使用造成的氮磷流失,从而增加土壤养分含量,提高作物产量[8]。农户也可以应用高效复合肥、微生物菌肥等新型肥料,或以有机肥替代部分化肥,提高耕地土壤有机质含量,减少化肥使用量。

科学、合理、规范施用农药与化肥,可有效减缓吉林省因农药、化肥过量施用造成的农业面源污染。

2.2 防止畜禽养殖污染

吉林省应结合畜禽养殖发展有关规划,制订畜禽养殖污染防治规划,根据环境容量,测算土地承载力,合理优化畜禽养殖发展布局和结构,对新建的规模化畜禽养殖场实行科学选址和统一规划,坚持发展与治理并重、生产与生态兼顾,推进畜禽养殖管理由粗放型向集约型转化,缓解畜禽养殖业对城乡发展造成的一系列环境压力。

饲料配方和饲养管理技术科学合理化可以在提高饲料转化率的同时减少畜禽粪便中的氮磷含量,降低污染物的产生量,达到源头控制的效果。例如,农户可在饲料中可添加复合酶、植酸酶等物质,促进畜禽对饲料中营养物质的消化吸收,减少禽畜粪便中磷的含量。养殖户应完善畜禽粪污收集、堆沤积肥、有机肥加工等设施设备,对产生的粪污进行干湿分离处理,将干粪用于生产有机肥(应添加适量菌剂,使其发酵沉淀,并做好“防雨、防渗、防溢流”处理),对尿液、污水进行发酵处理,减少农业面源污染。同时,吉林省应积极推广生态农业生产模式,坚持“以种代养,以养促种”的循环发展理念,引进科学、清洁、生态的养殖技术,依托物理手段、化学方法等,实现畜禽养殖废弃物的“资源化、减量化、无害化”处理。

2.3 加强农村生活垃圾和生活污水综合治理

吉林省可以通过农村环境综合整治,有效增强生活垃圾和生活污水收集处理能力,高效解决农村生活垃圾乱放、生活污水散排等问题。相关部门应深入研究贴合农业生产特点和农民生活习惯、简单易行的垃圾分类处理模式,争取从源头上减少垃圾出村处理量;重点落实农村生活垃圾收运和处理工作“日产日清”,健全完善“户分类、村收集、乡转运、县处理”的农村生活垃圾治理体系,进一步减少农村污染物排放量;组建清扫队伍,完善配套设施,建立村庄和道路环卫清扫长效保洁机制,协同推进农村生活垃圾、厕所粪污、畜禽粪污等农业废弃物无害化处理和资源化综合利用,有效减少入河污染物排放,防止农村黑臭水体产生,保护江河沿线水环境质量,进一步改善农村人居环境。

吉林省应根据城镇化建设进程,坚持乡镇一盘棋,明确村庄定位和发展思路,科学规划农村污水处理设施布局;结合农村环境综合整治,完善部分村屯排水系统,加强农村生活污水治理与厕所革命衔接,积极推进厕所粪污无害化处理和资源化利用,有效管控污水乱排现象;鼓励采用特许经营和购买服务等方式,推行市场化、专业化建设和运行管理维护,多方吸纳第三方治理企业和农民专业合作社等进行农村生活污水和生活垃圾的处理。

2.4 提高农业废弃物综合利用率

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