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农田污染综合防治技术路径与风险管控对
策
第一章 我国农田污染概述
1.1 我国农田污染现状及特征
1.1.1 污染现状
农田污染是指在施肥、灌溉等过程中,在土壤中添加了某些有害物质或使某些固有物质含量过高,其污染负荷超过了土壤的承受容量。随着经济的发展,人类的各种活动对农田的污染也在加重,致使农村生活环境日趋恶化,农业及其生产环境污染严重,从而影响了农作物的产量和质量。
根据国家环保部公布的资料可知,我国农田受污染率从20世纪80年代末的不足5%,迅速上升至20%以上(见表1-1)。首次全国污染状况调查表明,全国耕地土壤点位超标率为19.4%,其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例如图1-1,主要污染物为镉、镍、铜、砷、汞、铅、DDT和多环芳烃。在一些经济发达地区,农田污染问题更加突出,例如,广东省的清洁土壤只有11%,轻度污染农田占耕地总面积的77%,重度污染农田占耕地总面积的12%左右。
表1-1 不同年份我国受污染农田面积及占耕地面积的比例
年份 1989 1990 1991 全国受污染农田(万hm) 600 667 1000 2占耕地总面积(%) 4.6 5.1 7.7 .. v .. .
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2007 3230 26.5
图 1-1 首次全国污染状况调查-全国耕地土壤点位超标率图
随着工业化和集约化水平的不断提高及应对措施的缺乏,我国农田污染进一步加重。据初步统计,全国目前受污染的耕地约有1.5亿亩,污水灌溉污染耕地3250万亩,固体废弃物堆存占地和毁田200万亩,合计约占耕地总面积的1/10以上,其中多数集中在较发达地区。每年因重金属污染减产粮食100亿公斤,污染超标粮食120亿公斤;4000多万人长期生活在污灌区内,2.5亿人受到污染耕地的直接威胁,每年癌症病发及死亡人群呈上升趋势,一定程度上与农产品污染程度的增加有关。
农田土壤污染与大气污染和水污染不同,大气污染和水污染一般比较直观,容易被人们发觉,而土壤污染往往不易被人们发现,一般要等到农产品发生危害 时,人们才会追溯到土壤,并且需要通过对土壤样品进行分析化验和农作物的残 留检测才能确定。另外,污染物质在大气和水体中一般容易扩散和稀释,所以只要切断污染源并采取有效的治理措施,很快就会见效,而污染物在土壤中一般难 以扩散和稀释。土壤污染一旦发生,则很难恢复,治理成本较高,治理周期较长,甚至被某些重金属污染的土壤需要200年以上的时间才能够恢复,因此最好采取
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以防为主,防治结合的方法对农田土壤进行保护与修复。目前,我国农田污染局部改善,但是呈整体恶化趋势,需要进行进一步的防治措施。
1.1.2 污染特征
我国农田土壤污染正从常量污染物转向微量持久性毒害污染物,从局部蔓延到大区域,从城市郊区延伸到乡村,从单一污染扩展到复合污染,从有毒有害污 染发展至有毒有害污染与氮、磷营养污染的交叉,形成点源与面源污染共存,生 活污染、农业污染和工业污染叠加,各种新旧污染与二次污染相互复合或混合的 态势。
近年来,我国的农田污染主要呈现以下四个特点(见图1-2):
首先,农田污染物种类逐渐增多,污染空间呈现出扩张化的趋势。目前,我国农田污染物不仅包括传统的农药、重金属污染,还包括化肥流失、畜禽粪便污染、秸秆废弃或焚烧、塑膜残留和大量温室气体排放等方面。近年来,规模养殖场畜禽粪便污染已经成为中国农田污染的重要来源之一,大部分的养殖场缺乏相应的防污措施;集约化种植业也正在变成中国农田污染的重要贡献者,而且其温室气体排放问题日益被关注。
其次,农田污染格局发生转变。中国农田系统污染呈不断加剧的变化趋势,污染源逐步由工业为主与工农并重,向以农业自身为主的方向转变。同时,工业与生活污染物进一步向农村转移,农田产地环境系统已经成为最广阔、最直接的受害者。农田污染的复杂化
再次,农田污染呈现复杂化趋势。农田污染逐步由简单走向复杂,在表现上逐步由“面源’特征走向“立体”与综合,呈现出复合交叉和食物链时空延伸特征,
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对畜禽、人体等构成了严重的危害。
最后,农田污染治理的难度不断加大。国家曾先后组织开展多项重大农业环境治理工作,取得一定成绩。但由于农田污染防治仍然是一项新生事物,加上农田污染的高度综合性、复杂性和潜伏性等,传统“点源”、“面源”污染防治的思路难以解决复杂的农田污染问题,单方面研究已经远远不能从根本上有效的解决农田污染问题。
图1-2 我国农田污染主要特征图
1.2 我国农田污染的危害
农田污染对经济、土壤环境质量和人体健康都会造成负面影响。
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1.2.1 农田污染对经济造成直接损失
农田污染物质会影响到农产品的产量和品质。仅以农田重金属污染为例,全国每年因重金属污染而减产粮食 1000 多万吨,另外被重金属污染的粮食每年也多达 1200 万吨,合计造成经济损失 200 亿元。2000 年对 23 个省(市区)的不完全统计,我国污染农田 4 万 hm2,造成农畜产品损失 2489 万千克,直接经济损失 2.2 亿元。对于农药和有机物污染、放射性污染等其他类型的土壤污染所导致的经济损失,目前尚难以估计。但是,这些类型的污染所造成的后果十分严重,例如:我国天津蓟运河畔的农田,曾因灌溉三氯乙醛污染的河水而导致数万亩小麦受害。
1.2.1 农田污染造成农田土壤环境质量下降
一方面,土壤污染物质不易迁移、扩散和稀释,因而容易在农田中不断积累而超标,从而造成土壤板结、硬化、地力下降而不适宜于粮食生产,这将会对我国造成严重的粮食压力;另一方面,农田土壤受到重金属、无机盐、有机物和病原体等物质的污染且情况严重。根据中国科学院的一项调查结果显示,目前全国至少有 1300-1600 万公顷耕地受到农药的污染。我国东北地区一些农场长期使用氮肥,土壤有机质含量已由原来的5%-8%降到1%-2%。江西红壤表土pH值由 5.0降到4.3,土壤板结普遍严重。
1.2.1 农田污染对人体健康构成威胁
由于农药、化肥的不合理使用和过量使用,导致粮食、蔬菜、水果等食物中
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