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农业面源污染综合治理

我国农业发展与环境之间存在严重矛盾和冲突,其中,农业面源污染问题尤为突出,已经成为水体污染的主要来源之一,污染来源主要包括畜禽养殖、水产养殖、化肥、农药等,具有形成过程随机性大、影响因子多、分布范围广、潜伏周期长、危害大等特点。

农业面源污染使农产品产地生态环境呈恶化趋势,受污染的农田比例逐步上升,导致农产品安全问题,农产品出口贸易严重受阻;农业面源污染还会造成大气、水体、土壤污染,对人居环境产生危害,严重影响人们身体健康。因此,农业面源污染已成为当前农村环境保护领域无法回避的难题。



01

农村畜禽养殖污染治理


污染现状

2018年4月18日,国家发展和改革委员会农村经济司司长吴晓在北京表示,当前我国每年产生畜禽粪污总量达到近40亿t,畜禽养殖业排放物化学需氧量达到1268万t,占农业源排放总量的96%,数据显示,全国畜禽粪污产生量由2010年的32.52亿t,上升至2017年的38.18亿t,给环境治理带来巨大压力。

畜禽养殖污染的影响

(1)对水环境的影响

  • 畜禽排泄物经雨水冲刷进入水体,使水中溶解氧含量降低,水体富营养化,从而导致水生生物过度繁殖。

  • 畜禽粪便被过度还田后使有害物质渗入地下水,引发地下水中硝酸盐浓度超标,严重威胁人类健康。

(2)对大气的影响

  • 粪便大量堆积时,硫醇、硫化氢、氨气等有毒有害物质会经粪便腐败分解而进入大气环境,为动物疫病的传播提供了有利条件,同时严重危害人类身体健康。

  • 畜禽饲养会造成的温室效应,人类活动产生的温室气体中,有15%左右来自畜牧业。经联合国粮农组织测算,全球每年由畜禽养殖产生的温室气体所引发的升温效应相当于71亿t CO2当量。

(3)对土壤的影响

  • 畜禽粪便过量施用会造成土壤结构失衡,有害物质在土壤中累积,还会导致土壤中的氮、钾、磷等有机养分过剩,从而阻碍农作物的生长。

适用技术

(1)高床漏缝水泡粪处理技术模式

  • 主要优点:设施建设成本低,处理利用费用也较低;粪便和污水全量收集,养分利用率高。

  • 适用范围:适用于规模化养猪场水泡粪工艺,粪污的总固体含量小于 15%,需要有与粪污养分量相配套的农田。

(2)干清粪减量处理技术模式

  • 主要优点:污水进行厌氧发酵无害化处理后,为农田、菜地提供有机肥水资源,解决污水处理压力。

  • 适用范围:适用于周围配套有一定面积农田的规模养殖场。

(3)生态发酵床技术模式

  • 主要优点:饲养过程不产生污水,处理成本低。

  • 适用范围:南方水网地区、周围农田受限的生猪养殖场,高架发酵床适用于规模较大的养殖场,异位发酵床适用于存栏300~5000头的生猪养殖场。

(4)高床漏缝堆沤发酵技术模式

  • 主要优点:为农田提供有机肥水资源,解决污水处理压力,粪便集中配送收集,提高资源化利用效率。

  • 适用范围:适用于周围配套有一定面积的规模猪场或奶牛场、养羊场。

(5)污水达标排放模式

  • 主要优点:污水深度处理后,实现达标排放;不需要建设大型污水贮存池,可减少粪污贮存设施用地。

  • 适用范围:适用于养殖场周围没有配套农田的规模化猪场或者奶牛场。

(6)沼气利用模式

  • 主要优点:对养殖场的粪便和污水集中统一处理,专业化运行,能源利用效率高。

  • 适用范围:适用于大型规模养殖场或养殖密集区,具备沼气发电入网条件,需要地方政府配套政策予以保障。

(7)生态循环利用技术模式

  • 主要优点:实施生态循环农业,处理成本低,有效提高资源利用效率。

  • 适用范围:适用于大型鸡、牛、羊养殖场且配套大规模种植基地。

近年来治理成效及存在问题

治理成效

2017年全国畜禽养殖业COD排放量约为1080.10万t,TN和TP排放量分别为85.36万t和13.37万t,相比2010年分别降低188.26万t、17.12万t、2.67万t,降幅分别为14.8%、16.7%、16.6%。

2019年4月,农业农村部副部长于康震在南宁表示,经过近几年养殖场综合设施的提升和改造,目前全国畜禽粪污综合利用率达到70%,规模养殖场粪污处理设施装备配套率达到63%,实现了农业农村部提出的“一年试点、两年铺开、三年大见成效”的阶段性目标任务,成果显著。

存在问题

  • 养殖业主环保意识薄弱,对养殖污染缺乏科学的管理。

  • 场区疫情防控措施不到位。

  • 局部地方养殖过于集中,增加了污染治理的难度。

  • 养殖场污染环境防治经费不足,采取措施简单不到位。

未来工作方向

  • 进一步深入贯彻绿色发展理念

以现代农业发展为主线,突出生态优先、绿色发展,积极转变传统养殖模式,走可持续发展之路。

  • 进一步健全工作长效机制

积极争取畜禽粪污资源化利用试点、种养业循环一体化工程、有机肥替代化肥行动、农机购置补贴、规模化大中型沼气工程等项目,扶持规模化、标准化畜禽养殖。

创新推广畜禽粪污处理利用机制,支持第三方治理企业和社会化服务组织开展畜禽粪污资源化利用。

推行“畜禽—沼—果(鱼、菜、稻)”等生态养殖模式,大力推广循环利用。合理匹配养殖规模和农田面积,逐渐建立并完善农业产业的结构可持续循环的生态链。

  • 进一步推进畜牧业升级改造

把畜禽养殖污染防治和畜禽粪污资源化利用相关设施设备的配套作为政策项目扶持的重点,大力推进规模养殖场标准化升级工程,提高畜禽养殖废弃物无害化处理、资源化利用水平,推广使用环保型的饲料。

加快高科技生物技术的推广速度,增加其在畜禽生产中的作用。

相关政府部门须牵头建设畜牧业的生态工程,推动环保企业的生产与经营。

  • 进一步加大突出问题整改力度

围绕突出问题,细化完善整改方案,严格责任考核,真正形成政府主导、部门协作、企业自律、社会监督的工作格局。

  • 进一步营造污染防治舆论氛围

充分运用网络、电视、报纸等多个渠道,加强生态环境保护、畜禽养殖污染防治法制和科技普及,让大众认清畜禽养殖污染防治面临的严峻形势。

畅通公众表达及诉求渠道,充分保障和发挥社会公众的环境知情权和监督作用。

深入开展畜禽养殖污染治理培训工作,切实提高广大养殖业主节约资源、保护环境的自觉性和主动性。

02


农村化肥与农药污染治理


污染现状

我国农业活动对我国自然水体环境影响非常大,在中国大型河湖中,巢湖流域农业活动的TN、TP贡献率分别达到了69.5%和51.7%;滇池流域农业面源排放的TN、TP贡献率分别达到53%和42%;太湖流域农田来源的N、P排放占总量的29%~32%和3%~19%;特别在三峡库区,种植业N、P排放占农业TN、TP排放的61%和62%。

治理模式及技术

(1)建设生态循环农业

在生态循环农业中,将牲畜、作物以及环境紧密结合,将所谓的“废物”变为资源,并加以利用。

(2)加强农村废水分类收集

将农村的废水分为两类: (1)生活用水,比如洗漱、洗浴等用水归类为“灰水”,收集起来后经处理可以用于耕种;(2)人、牲畜的粪水则归类为“黑水”,收集后用于制备有机肥料。

(3)加强水处理设施建设

大力推广农业污水处理设备,大规模在农村地区进行建设,确保农业污水排放能够达到相应的排放标准。

近年来治理成效及存在问题

治理成效

我国已经基本完成农业化肥和农药“零增长”的目标,并继续向 “负增长”的方向努力。近两年来中国化肥施用量基本保持平稳,大约在5900万t/a的水平,但依然过高,甚至比美国和印度的施用总量还高,还需进一步努力。

存在问题

  • 反复治理,反复出现

大部分地区对农业面源污染的治理只是“治标”但不“治本”。如太湖流域,农业面源污染治理情况存在这种情况。

  • 主要河流跨度大,多方合作不够默契

长江、黄河两条主要径流的治理始终存在这个问题,横跨区域非常多,各地区的污染污染物排放量以及主要污染类型都有很明显的差别,整体治理的把控尚缺乏宏观协调。

  • 农业面源污染中农药和化肥的管控难度大

农药、化肥施用情况难加以管控,对于数据的把控或搜集存在一定的难度,只能在其汇入河流或湖泊后在进行检测并处理,同时又间接与土壤污染有一定的关联。

  • 难以控制化肥、农药污染的走向

农田灌溉水和农药化肥的走向难以管控。

  • 降解难度大

对于N、P污染物,尤其是农药,自然环境很难将其降解。

  • 产生二次污染的概率高,危害更大

结构复杂的污染物进入环境后可能发生性状和结构上的变化,产生的衍生物质可能会使毒性或危害性更高,进一步提高环境污染的风险性。

未来工作方向

  • 继续稳定甚至减少农药、化肥的使用量,从源头把控污染源的产生情况

改良农药、化肥的使用方法,减少其使用量,做好源头把控,进入土壤以及水体中的过量的农药及化肥也会相应减少,污染情况会得到缓解,环境质量会得到改善。

  • 集中处理农村废水,尤其是生活废水,改善农村水环境质量

根据政府的要求,集中式污水处理系统将会在农村大力推广,政府也会加大支持力度,努力打造现代化环保农村。

  • 利用生物技术对受污染水体进行净化处理

我国一直在生物处理三废的路上不断努力,原因是该种处理方法成本较小、损害较小、涵盖面较广,潜力非常大。下一步发展目标是使生物处理方法更快,更高效,其中生物间的协同效应是非常关键的。

  • 研究对受化肥、农药污染的地下水进行处理的相关技术及可行性分析

根据国家的发展政策,地下水整治行动即将迎来重大改革,但对于面源,尤其是农业污水这方面还未过多涉及,所以对于农田污染地下水的情况将会是国家进一步关注的内容。

  • 加强各类化肥、农药的检测机制并扩大检测范围,确定污染物类型并对其进行针对性治理

对于化肥、农药的处理,国内着实缺乏针对性的处理方式,基本处于一个探索的过程,若该方面研究能先于行业并占有一定优势,随后的市场发展前景就非常明朗了。

内容主要来源于《中国水环境治理产业发展研究报告 (2019) 》

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