陕西水资源污染农业非点源贡献分析

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摘 要: 陕西省水资源不仅数量上短缺,在质量上也污染严重。农业生产中的非点源污染即高残留毒害性农药的应用、化肥的不合理使用和禽畜粪便的任意排放是陕西水资源污染的主要因素之一。控制陕西农业非点源污染应从法律、政策、技术三个层面推动:制定和完善非点源污染防治的法律,并强化执法;制定以围绕农业清洁生产为核心的产业鼓励政策、风险分担政策、财政扶持政策、金融扶持政策和税收优惠政策,以政策引导农民自觉采取有利于环境的行为;推广安全的农药施用技术、生物防治病虫害技术、科学的施肥技术、禽畜粪便资源化技术和缓冲带构建技术等,为防治农业非点源污染提供技术保障。

关键词:陕西;水资源;农业非点源污染;防治措施

一、陕西水资源污染现状

水是干旱地区最为宝贵、无法替代和不可或缺的自然资源,是绿洲生命、生存和生产的基本前提条件,水资源应当由量与质两个概念组成。陕西属于缺水省,全省水资源总量为455亿立方米,人均占有水量仅为全国平均水平的52%左右,耕地每亩平均占有水量仅为全国平均水平的58% 。关中、陕北人均、亩均占有地表水量分别为520立方米与232立方米,相当于全国水平的19. 2%(相当于世界公认人均水资源最低标准的52%)和17.5 % ,属于资源性严重缺水地区。[1]

陕西水资源除了数量上的不足,在质量上也污染严重。2004年,陕西全省主要河流的23个断面水质的监测,超标水质占监测断面的51.9%,其中Ⅳ类水质占17.6%,Ⅴ类水质占21.3%,劣Ⅴ类水质占22%,主要污染物有氨氮、高锰酸盐指数、生化需氧量等。[2]2005年全省主要河流的40个监控断面,18个断面超过Ⅲ类标准,占45.0%,其中7个断面属Ⅳ类标准,占监测断面的17.5%,11个属劣Ⅴ类标准,占监测断面的27.5%,主要污染物有氨氮、高锰酸盐指数、生化需氧量等。[3]2006年第一季度陕西省水环境监测中心及下属五个监测分中心对陕西主要河流23个重点水质断面及4个重点水源地进行监测评价,在污染断面中Ⅴ类水质断面占监测断面的8.7%,劣于Ⅴ类水质的断面占监测断面的26.1%。[4]第二季度的监测Ⅳ类水质断面占监测断面的4.35%,劣于Ⅴ类水质的断面占监测断面的30.43%。[5]

在陕西的六大水系中,渭河的污染历次监测都是最严重的(渭河流域的农业产值占陕西农业总产值的50%),渭河是陕西的母亲河,也是黄河最大的一级支流。渭河的主体功能是农业灌溉,同时是宝鸡、西安、咸阳、渭南等大中城市工业用水的主要补给源。统计渭河近年水质监测断面资料显示,全长818公里的干流河段,全年III类水质河段长占37.2% ,1V类占12.2% , V类和劣V类水质的河段已超过渭河总长的一半,为50.6%。1991至2003年渭河氨氮年平均值为5.78毫克/升,是V类标准20毫克/升的2.89倍。污染最严重的监测断面是“天江人渡”,年平均值为9.47毫克/升,是V类标准2.0毫克/升的4.7倍。峰值出现在7月份,氨氮浓度达到了24.06毫克/升,是V类标准2.0毫克/升的12.03倍。渭河污染尤以中下游宝鸡、咸阳、西安、渭南等河段最为严重。渭河已成为一条黑河、臭河,其中干流中下游河段现已丧失了基本的水体功能。

陕西除了地表水污染严重外,受污染水体的下渗及引污灌溉的影响,地下水污染也很严重,沿渭河宝鸡、咸阳、西安、渭南等重点城镇地下水水体亦不同程度受到污染,以兴平、三原、蒲城、富平四县为例,兴平市2000年8个监测点中NO-3平均含量171.1毫克/升,超标率达37.5%,三原县3个监测点NO-3平均含量166毫克/升,超标率达66.7%;浦城县12个监测点NO3-平均含量120.75毫克/升,超标率达42.9%;富平县 14个监测点NO-3平均含量120.5毫克/升,超标率达41.7%。[6]

水污染加剧了陕西水资源的短缺矛盾,同时对陕西的工、农业生产和人民群众的身体健康造成严重危害:污水增加了工业生产的成本,降低了产品质量,如造纸、印染等工业产品使用不清净的水会造成产品的色泽晦暗,酿酒、食品工业等使用不卫生的水会导致饮料和食品的卫生质量不合格,直接危害人们的身体健康;污水对农业的影响更为严重,用污染的水灌溉农田,会造成土壤质量降低,农作物减产、变质,甚至颗粒不收;污水对渔业造成的危害也非常大,可使水生生物缓慢中毒,出现畸形的或是带有怪味的鱼虾,严重时一夜之间成百上千的鱼死亡;饮用被污染的水还严重损害人体健康。

水污染是全球范围内最主要的环境问题之一,污染源一般被划分为点源和非点源。点源是指以点状形式排放而使水体造成污染的发生源, 非点源污染是相对点源而言,是指溶解的和固体的污染物从非特定的地点,在降水(或融雪)冲刷作用下,通过径流过程而汇入受纳水体并引起水体的富营养化或其他形式的污染。点源污染容易识别和治理,在世界上大部分国家已得到较好的控制。相反,非点源因为过于分散,不易识别和收集,其严重性逐渐显现出来。有报道指出,目前非点源污染是导致水污染的主要原因,其中,又以农业非点源污染贡献率最大。近年来,陕西省为了净化环境,保护水源,采取了许多环境整治措施,如关闭了渭河沿岸许多污染严重的企业,在咸阳、西安等城市建造了几个大的污水处理厂,但污染依然很严重。究其原因,陕西环境整治主要解决了点源污染的问题,非点源污染尤其是农业非点源污染没有得到有效解决。农业非点源污染是指在农业生产活动中,氮和磷等营养物质以有机或无机污染物质的形式,通过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、集约化养殖场污染等。2003年,美国环保局的调查结果表明,农业非点源污染是美国河流和湖泊污染的第一大污染源,是河口污染的第二大污染源,是造成地下水污染和湿地退化的主要因素。在芬兰,20%的湖泊水质恶化,而农业非点源排放的磷素和氮素在各种污染源中占到50%以上。在荷兰水环境污染总量中,有60%的总氮和40%的总磷来自农业非点源污染。[7]世界银行的报道指出,中国地下水有将近50%被农业非点源污染。有专家估算,目前中国水体氮磷污染物中来自工业、生活污水和农业非点源污染的大约各占1/3。

二、农业非点源对陕西水

资源污染贡献分析

(一)高残留毒害性农药的应用

农药对治理农作物病虫草害具有重要作用,近年来,随着生态环境的恶化,陕西农作物病虫草害发作频繁,导致在农业生产中大量使用农药。据中国农村统计年鉴资料,陕西2000年农药使用量为10 323吨,2001年为10 449吨,2002年为10 200吨,2003年为9 761吨,2005年为9 888吨。其中杀虫剂占70%,杀虫剂中应逐步淘汰的有机磷药占70%,其中高毒农药又占到70%。我国农药施用的有效利用率一般在20%-30%,其余大部分落于土壤,还有一部分漂浮在空中,陕西是个水土流失严重的省份,进入土壤后的农药大部分随地表径流进入江河,一部分渗入地下水,飘浮在空中的农药最终随降雨、地表径流进入河流和湖泊。这些有毒有机物大多数是人工合成的物质,化学性质很稳定,在水中浓度虽然很低,但毒性很强,与人体健康关系很密切。高残留毒害性农药使用不仅造成了水体污染,也导致农作物残留超标,2004年对西安市、宝鸡市、三原县、富平县、商洛地区140份蔬菜与水果食品样品中8种有机磷农药残留进行了检测分析,结果发现蔬菜与水果食品中有机磷农药的检出率分别为20%和1.7%,其中蔬菜样品中对硫磷和水果样品中乐果的平均残留率分别为6.22微克/公斤和3.02微克/公斤,大大超过国家的限量标准。现代医学证明,在致癌因素中,环境因素占80%,在环境因素中,有毒化学物质污染占80%,在有毒化学物质中,有毒有机物占95%以上,因此,近几年来,世界各国对有毒有机物研究日益重视,已成为当今水环境研究的主题和热点。

(二)化肥使用不当,利用率低下

陕西省1990年化肥施用量(折纯量)为67.94万吨,耕地亩均施肥12.82公斤;2000年全省化肥施用量达到131.19万吨,耕地亩均施肥28.09公斤,分别比1990年增长93.10%和1.19倍;2002年化肥使用量为131.9万吨,耕地亩均施肥已达到30.80公斤,氮肥占54.9%,磷肥占12%;陕西的耕地随着工业和城市化的发展在逐年减少,但化肥的使用总量却在逐年上升,据中国农村统计年鉴资料2003年至2005年陕西化肥的使用量分别为142.7、143.1和147.3万吨,氮肥的使用量分别占54.5%、54.2%和52.1%,磷肥的使用量分别占11.1%、11.3%和11.5%。

研究表明,在施入农田的氮磷化肥中,大部分被土壤颗粒所吸附,作物对氮素的利用率只有20%-35%,挥发到大气中有5%-10%,其他氮素随降水径流和渗漏被流失。施入农田中的磷肥,作物利用率约10%-20%, 50%-60%被土壤颗粒吸附固定,部分随降水径流从农田中排出进入水体。化肥中的营养成份流失到水域中,一方面造成化肥的损失,另一方面也会造成地表水体富营养化和地下水体硝酸盐污染。人长期饮用被化肥污染过的水,可引起慢性中毒,会有头痛、头晕、视力模糊等症状,严重中毒时会引起肝、肾损害。

(三)禽畜养殖粪便随意排放

随着“菜篮子工程”的实施,陕西养殖业迅速发展,2000年,陕西省畜牧业产值在农业总产值中的比重占到22.9%,达110亿元,农民人均牧业收入300元,占农民人均收入的21.7%。据《中国农业年鉴》资料,2003年至2006年陕西的猪出栏量分别为770.1万头、816.4万头、932.4万头和930.4万头,牛出栏量分别为71.1万头、78.6万头、83.7万头和88.2万头,羊出栏量分别为447.0万头、518.9万头、571.3万头和618.7万头,家禽出栏量分别为5 505万只、59 189万只、5 853.2万只和6 366万只。

因陕西城镇和农村中的禽畜饲养场,一般没有排污设施,污染物大多数直接排放。禽畜粪便中含有大量的氮和磷,它们进入土壤后,会转化为硝酸盐和磷酸盐,过高的含量会使土地失去生产价值,进而造成地表水和地下水的污染,使水中的硝态氮、硬度和细菌总数超标,且氮和磷含量过高使水体富营养化,大量滋生蚊蝇,藻类过量繁殖,水中氧含量减少,鱼、虾等水生生物因缺氧而死亡。

三、控制农业非点源污染的对策

农业非点源污染要从法律、政策、技术体系三个层面推动治理:

(一)法律措施

1.尽快制定、完善非点源污染防治的法律。

我国1979年通过了《中华人民共和国环境保护法(试行)》,以法律的形式对环境保护予以规范,为水资源保护法律制度的建立奠定了基础。1984年和1988年分别颁布了《中华人民共和国水污染防治法》和《中华人民共和国水法》,1996年和2002年分别公布了新修订的《中华人民共和国水污染防治法》和《中华人民共和国水法》,此外还有其他一些法律、法规也涉及到水污染防治问题,为中国的水污染防治提供了法律依据。1998年、2002年和2005年陕西省人大常委会根据《中华人民共和国水污染防治法》和有关法律、法规的规定,结合本省流域实际分别制定了《陕西渭河流域水污染防治条例》、《陕西省城市饮用水水源保护区环境保护条例》和《陕西省汉江丹江流域水污染防治条例》。然而,无论是国家立法还是陕西省的地方性法规基本上是针对点源污染的,没有将非点源污染纳入总量控制计划,对城市和非城市的、农业的非点源污染控制不足,而且内容也十分简单,这在很大程度上影响了流域的水污染治理效果。要解决我国严重的非点源污染问题须从立法、政策、技术三个层面来推动治理,而立法是当务之急。不过在国家立法以前,地方立法可以先行,国家立法不可能对各地具体的环境保护进行全面规范,非常具体的环境保护工作需要地方结合本地的客观环境条件进行立法,因各地自然环境较大的差异导致环境问题产生的原因和解决的方法、步骤有所不同。陕西应结合本省的经济发展状况、地面径流量、流域地形、气候等制定非点源污染防治综合法规和单行条例,为陕西经济的可持续发展提供法律保障。

2.强化执法。

与立法相比,执法环节更待加强,要加大执法力度,做到有法必依,执法必严,违法必究。要贯彻执行已经颁布实施的法律、法规和规章。各级领导干部要强化法律意识,提高执法水平和依法行政的力度。加大对因农业开发、畜禽饲养等农业生产活动和不按规定使用农用化学物质造成的农业环境污染事故的调查处理力度,协同环保行政主管部门加强对农村生活和其他活动造成的非点源污染事故的调查处理。与此同时,要建立健全农业监测监督管理体系和执法管理队伍,加强监督部 门管理力度,尤其要发挥执法部门的作用,对于有法不依、违反法律法规者,决不姑息,严惩不怠,以维护法律的严肃性和权威性。

(二)政策措施

欧美日等发达国家为了防止农业非点源污染,制定落实了一系列支持农业清洁生产的政策。从外国的先进经验可以得出,要保护农业环境除了要有相关法律作为保障外,还应有相关政策的响应,一方面要体现出法律的约束力,另一方面也要通过政策调动农民保护环境的积极性。农业非点源污染本身具有分散性、随机性、隐蔽性,再加上我国实行家庭承包责任制,农村生产生活单位日益细化,对大量分散的农业生产行为进行监督成本是很高的。所以,政府应更多地通过经济政策引导农民自觉采取有利于环境的行为,使农业生产朝着有利于环境友好的方向发展。如建立以围绕农业清洁生产为核心的科枝、产业结构调整的产业鼓励政策、优惠政策、风险分担政策、财政扶持政策、金融扶持政策、税收优惠政策,对从事农业清洁生产研究、示范、培训的项目,列入县级以上地方人民政府同级财政安排的有关技术进步资金的扶持范围,在信贷方面给与充分支持;相反,对化肥和农药的生产、销售课税,对污物的排放收费,从源头上减少化肥的投入和污物的排出。

(三)技术措施

1.推广清洁、无公害的农药品种和施用技术。在生物防治、物理防治还未能代替农药防治为主体的情况下,根据危害发生的具体情况,指导农民用药,使用那些低污染、低残留的农药,在施用技术上,要采用科学、合理、安全的农药施用技术,根据农药的特性,农药在农作物中的变化、残留规律、农作物的收割期等特点安全使用农药,为了提高农药的治理效果,可将两种或多种农药合理混合施用或交替轮换使用,以避免或延缓害虫产生抗药性。

2.生物防治病虫害技术。利用作物间的相生相克、共生互利关系,采用轮作、间混套种等种植方式控制病虫害与草害,通过调整收获和播种时间,打乱害虫食性或错开季节,可有效地减少危害。利用动物、微生物及作物分泌化学物质来治虫、除草,通过放养天敌也能有效控制病虫害。

3.科学、合理的施肥技术。根据气候条件、土壤类型及养分的测试值以及农作物对养分的吸收规律,确定施肥量、施肥期,多施有机肥、微生物肥,少施化肥。我国目前己开发出根瘤菌肥、磷细菌肥、钾细菌肥、固氮菌肥和复合菌肥等,这些肥料具有无污染、提高农作物品质、改良土壤、增加土壤肥力等优点,应大力推广和使用。

4.禽畜粪便资源化技术。通过一定的技术处理,将粪便由废弃物变成资源,变成农业的肥料、饲料和燃料。第一,用作肥料。禽畜粪便经过一定处理后作为肥料使用,是优质有机肥,合理地施用既能促进植物生长、增产,又可避免过量施用化学肥料导致的土壤板结、肥力下降,以及由于化肥的流失可能对地下水和地表水造成非点源污染。第二,用作饲料。禽畜粪便所含的氮素、矿物质、纤维素等营养成分,经过一定的技术处理后,可以作为奶牛等的饲料。第三,用作燃料。采用厌氧发酵法,就是将禽畜粪便进行发酵产生沼气,这是禽畜粪便利用的最有效的方法。[8]

5.构建缓冲带,防治水土流失。土壤侵蚀过程造成的养分损失,是土壤退化和非点源污染的直接原因,陕西省是全国水土流失最严重的省份之一,全省水土流失面积13.8万平方公里,占全省土地总面积的66.8%,强度以上水土流失面积达4.2万平方公里。[9]严重的水土流失造成土壤退化,河流、水库淤积,非点源污染严重。缓冲带,全称保护缓冲带,是指利用永久性植被拦截污染物或有害物质的条带状、受保护的土地。它是由美国农业部国家自然资源保护局向美国公众推荐的土地利用保护方式。[10]缓冲带防治农业非点源污染主要是通过滞缓径流、沉降泥沙、强化过滤和增强吸附等功能来实现的,能明显降低各种污染物的浓度。缓冲带的建设有利于改善土壤质量、环境质量,提高水质,降低径流对河道的冲刷能力。

参考文献:

[1]马致远.陕西水资源的分布与可持续开发利用[J].西北地质,2003(4):96-100.

[2] 陕西省2004年环境状况公报[EB/OL].[2007-08-06].陕西省环保局./basi.data/communique/136483.htm.

[3] 陕西省2005年环境质量状况通报[EB/OL]. 陕西省环保局/Article/ShowArticle.asp?ArticleID=364.

[4]陕西水资源质量通报[EB/OL].[2006(13)]..CN.

[5] 陕西水资源质量通报[EB/OL]. [2006(14):2].CN.

[6] 姜桂华. 关中盆地地下水脆弱性研究[D].中国学位论文全文数据库:20-22.

[7] 赵永秀.农业面源污染及防治对策[J].内蒙古环境科学,2007,19(1):9-12.

[8] 李传红.集约化禽畜养殖业废弃物污染及其综合防治[J]. 环境保护,2001(12):32-34。

[9] 陕西省人民政府办公厅.关于印发陕西省生态功能区划的通知[Z].陕政办发[2004]115.

[10] 邱钮棋,付永胜.农业面源污染现状及其对策措施[J]. 新疆环境保护,2006, 28(4):32-35.