農業面源污染防控與水環境保護
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中國網/中國發展門戶網訊 地表水體（如河流、湖泊和海洋）的污染來源分為兩種：點源和面源污染。點源污染由于其排放時間、地點和成分基本已知，易被監測到。隨著公眾意識和監管力度的提高，點源污染正逐步得到全面控制，面源污染正成為地表水體污染的重要污染源，是當前全球面臨的主要環境問題之一。過量氮（N）、磷（P）等面源污染物進入地表水體，正是造成我國諸多湖泊、水庫和海灣富營養化和有害藻類“水華”爆發的重要原因之一，嚴重威脅我國水環境安全。
面源污染按照來源的不同，可細化為農業面源污染和城市面源污染。隨著城市污水收集管道和雨污分流工程的建設，城市面源污染正逐步得到解決。相對城市地區，農業面源污染不但多年來一直是我國“三河三湖”污染的主要污染源，也漸成為農村地表水體污染的主要貢獻者，嚴重威脅全國人民的飲水安全。據?2010?年《第一次全國污染源普查公報》結果顯示，農業污染源是造成我國水環境污染的“大戶”，其化學需氧量（COD）、總氮（TN）和總磷（TP）排放分別占地表水體污染總負荷的?43.7%、57.2%?和?67.4%（圖?1）。
可見，農業面源污染已經成為當前地表水體污染的主要來源。全球每年用于糧食生產的?1.2?億噸氮中，只有?10%?被人類直接消費，大部分未使用的氮則被分散到廣泛的環境中，最終匯入地表水體，成為主要的面源污染源。農業則是導致過量養分排放到水體中的最主要驅動因素。研究表明，太湖約?58%?和?40%?比例的總氮和總磷來自于農業產生的面源污染。
為了消除農業污染問題，我國政府明確提出，2020年中國將形成“環境友好型、資源節約型”的兩型農業。因此，迫切需要開展農業面源污染源防控工作。本文分析了我國農業面源污染產生的原因和特征，歸納了當前主流的農業面源污染控制措施和策略，并針對當前農業面源污染控制還存在的問題提出了研究展望。
農業面源污染特征及其形成原因
農業面源污染的特征
農業面源污染通常產生在廣闊的領域，無法追蹤其具體的來源，產生時間和污染物的濃度。排放時間、頻率和組成的不確定，被稱為農業面源污染的“三大不確定性”特征，這極大地增加了面源污染防控的難度。
（1）來源的廣泛性和復雜性。農業面源污染的來源廣泛，包括化肥、農藥流失和滲漏、農村地表徑流、未處理的生活污水的排放以及暴雨導致的初期生活污水的漫流、畜禽養殖以及漁場養殖廢水的排放和水土流失等都是農業面源污染的來源[11,12]。
（2）排放過程中的不確定性和不可計量。農業面源污染的排放過程具有明顯的不確定性，并且不能量化。化肥和農藥的使用量具有明顯的個體差異性，污水的排放量的多少也是隨機發生。此外，由于降水的不確定性，導致農業面源污染在時間和空間上的不確定性和隨機性。
（3）污染水體規模大且治理難度大。由于農業面源污染來源和排放過程中的不確定性，大量的污染源通過地表徑流或者地下徑流進入江河湖泊，進而形成規模大且濃度低（TN?濃度<10?mg?L-1，TP?濃度<2?mg?L-1）的江河湖泊污染，這種規模大而且濃度低的特征導致了農業面源污染治理的難度更大。
綜上所述，農業面源污染物的形成與發展涉及污染物的運輸與轉化。在集約化農田，土壤和水中的養分濃度比地表水高很多，這種濃度梯度加速了養分從土壤向地表水擴散、輸送，導致農業面源污染負荷向就近地表水體遷移。
農業面源污染形成的原因與特征
隨著社會和經濟的不斷發展，農村的產業結構和生活方式也不斷發生變化。因此，包括農業生產和農村居民來源在內的面源污染源排放量不斷增加，地表水受到嚴重污染。農業面源污染的形成和產生高度依賴于氣象條件，例如降雨，并且通常是間歇性的而不是連續性的降雨。一般來說，在發展中國家，包括農田、畜禽、水產養殖、農村徑流和分散式生活污水在內的農業源是造成面源污染的主要原因。此外，在山區，不適當的土地利用和隨之而來的水土流失也會造成農業面源污染。
（1）農藥化肥的流失。在?20?世紀?50?年代綠色革命爆發之后，無機肥料、有機肥料和農藥的投入迅速增加，成為全球和中國獲得作物的高產量和間接提高畜牧生產的主要手段。隨之而來的結果是，農業面源污染物排放強度和頻率也相應的大幅增加。中國是世界上最大的合成氮肥用戶，然而，這種以農業化學為基礎的集約化農業是農業面源污染的主要貢獻者，也是重要的溫室氣體甲烷（CH4）和一氧化二氮（N2O）貢獻者。N2O?通過大氣沉降或隨降雨，以氣體的面源污染形式進入地表水體。中國農業部的一項調查顯示，稻田的氮素利用率為?30%—35%，而磷利用率則僅為10%—20%。全球范圍內，養分利用效率普遍低下，導致農田徑流中?TN、TP排放量普遍增加。農田中這些養分的釋放已成為農業面源污染的主要來源。
（2）畜禽和水產養殖。畜禽和水產養殖過程中的殘餌以及產生的排泄物等，也是農業面源污染物的主要類型。畜禽糞便流失已經成為污染大戶，我國的規模養殖中有?2/3?仍缺乏防污設施，每年產生的約?38?億噸畜禽糞便，其處理率不到?50%，其中總量的1/4?進入水體。有關報道表明，在湖泊中的殘餌污染占投餌量的?10%—40%，COD?排放達到了約?500?萬噸，接近生活污水?COD?排放量。集約化畜禽養殖場產生的廢棄物實質與農戶散養的畜禽生產的糞便一樣是一種資源，但目前我國還沒有很好地加以利用，以致“資源”變成了農業污染的“罪魁禍首”。
（3）土地利用不當。在山區，不合理的土地利用導致的土壤侵蝕是造成農業面源污染的另一個主要原因，因為營養物質可隨流失的土壤遷移進入下游水體。傳統的順坡耕種、陡坡耕作、復種等種植效率高，更易加劇土壤侵蝕。而土壤侵蝕是規模最大、危害程度最嚴重的一種農業面源污染，它在損失土壤表層有機質層的同時，許多營養及其他污染物進入水體形成嚴重的農業面源污染。吳永紅等指出，滇池流域內?7.7%?的氮污染負荷源自于山地水土流失，29.7%?的磷污染負荷也由水土流失造成，水土流失是滇池農業面源污染的主要形式之一。三峽庫區是典型的山地土地類型，也是我國典型的水土流失重災區，降雨量集中期（每年?4—10月），三峽片區各子流域的農業面源污染負荷強度表現出很強的空間差異性，且農業面源污染負荷的時空分布與年降水量和人類活動呈現明顯的正相關。
（4）農村徑流和分散式生活污水的排放。受傳統生活習慣影響，我國農村生活以一家一戶一院的形式為主。農村污水包括農村生活污水（如糞尿水、洗衣水、廚房水等）和農村生產廢水（由散戶畜禽養殖、小作坊等排放）。農村生活污水和生產廢水未經處理的直接排放也是引發農業面源污染的主要原因。我國農村居住人口眾多，其中農村人口占全國人口的?50.32%[31]。由于缺乏管理和規劃，大部分農村地區沒有污水收集和處理系統，也沒有垃圾收集和處理系統，這種分散式的生活污水或垃圾滲濾液直接進入河流和農田生態系統中，勢必形成大規模和低濃度的面源污染負荷。