中国污染现状

中国污染现状分析

1 农业面源污染现状

在点源与非点源污染贡献中,非点源污染贡献率较高,并呈上升趋势。农业面源污染是导致水体污染以及土壤污染的主要因素,三峡大坝库区1990年统计资料表明,90%的悬浮物来自农田径流,N、P大部分来源于农田径流;北方地区地下水污染严重。在21世纪,面对巨大的人口压力,我国农业土地资源的开发已接近超强度利用,化肥农药的施用成为提高土地产出水平的重要途径。因此,面源污染控制关系到农业及区域社会经济的可持续发展。2003年的调查结果显示[17],由农业面源污染造成约40%的河流、湖泊水质不合格,农业面源污染是河口污染 的重要污染源之一,同时也是造成水污染和湿地退化的主要原因。

1.1 水体的污染

农业面源污染是水体污染物质的主要来源。中国地下水近50%被农业面源所污染,湖泊的氮磷50%以上来自于农业面源污染。随降水径流和渗漏排出农田的氮素中有20%～25%是当季施用的氮素化肥[18],就地表水(湖泊等)硝态氮的污染而论,氮素化肥占50%以上[19]。地下水中的硝酸盐含量增加,主要是施氮过量引起的。硝态氮不仅来自肥料也来自土壤有机质的分解。因此不合理使用氮肥,无论是无机肥还是有机肥,都会产生硝态氮流失,造成水体污染[20]。太湖和淮河流域,农田排水中的氮磷已成为该地区水体富营养化的主要原因[21]。1995年,进入巢湖的污染负荷中,69.54%的总氮和51.71%的总磷来自于面源污染,在进入滇池外海的总氮和总磷负荷中,农业面源污染分别占53%和42%,太湖流域总氮的60%和总磷的30%来自于面源污染,大部分位于城区上游的水库湖泊,其面源污染比例均超过点源污染[22]。

1.2 土壤的污染

化学肥料的大量使用也造成了诸如土壤重金属和有毒元素的增加,从而引起微生物活性变化、土壤养分失调、酸化加剧等环境污染问题[23]。施肥不当或过量施用对土壤环境产生不利的影响,主要表现在以下几方面:对土壤中硝酸盐累积的影响;对土壤肥力和性质的影响,会改变原有土壤的结构和特性,造成土壤板结,有机质减少;同时,化肥中常常含有重金属、有毒有机化合物以及放射性物质等污染物,这些物质施入土壤后会发生一定程度的积累,造成土壤的潜在危害。肥料中铬、铅、砷元素含量较高,它们在土壤—植物系统的积累、迁移和转化中进入食物链,会影响到人体健康[24]。喷施于作物叶片上的农药约有50%可进入土壤,施于土壤中的农药更是污染的直接来源,同时农药还会通过土壤进入植物和动物体内,并在体内组织中富集。

“癌症田”的现象[25]。农膜不仅影响土壤通透性,而且影响土壤质量,由于土壤中残膜碎片改变或切断土壤孔隙连续性,致使重力水移动时产生较大的阻力,重力水向下移动较为缓慢,从而使水分渗透量因农膜残留量增加而减少,土壤含水量也随之下降,削弱了耕地的抗旱能力。甚至导致地下水难下渗,引起土壤次生盐碱化等严重后果。另外,残农膜影响土壤物理性状,抑制作物生长发育[26]。

1.3 大气的污染

近年来由于全球化学氮肥的投入增加,农田N2O排放量也随之增加。化肥氮的大气迁移不仅是农业中氮素营养的损失,它对环境的影响也不可忽视。目前中国化学氮肥的使用量已占世界化学氮肥的1/4以上,且研究表明N2O的排放量与化学氮肥的施用量紧密相关。中国的水稻种植面积占世界植稻面积的1/5,同时水田又是全球最重要的CH4源之一[19]。化肥对大气环境的影响主要集中在氮肥上,氮肥的气态损失主要包括氨挥发、硝化和反硝化,大气中CO2,CH4和N2O是重要的温室气体,它们对全球变暖的贡献率分别是60%,15%和5%,这些温室气体每年以0.5%,1.1%和0.3%的速度增加,这主要是人类活动的结果,其中农业生产的贡献占相当大的比例。据估算,气中20%的CO2,70%的CH4和90%的N2O的来源于农业活动和土地利用方式的转换等过程[24]。施肥除了与温室效应有关外,对酸雨及臭氧层破坏有重要的影

响,氮的气态氧化物包括NO,NO2,N2O,N2O5和N2O4等,都有可能由化学氮肥在农田生态系统中通过生物化学作用而产生,它们与SO2一样也能形成酸雨,对水生生态系统和陆地生态系统造成危害[24]。

2 面源污染的特点

2.1 分散性

与点源污染的集中排放不同,农业面源污染排放是分散的。这种分散性主要表现在:氮、磷等营养物质并非从单一或少数几个固定的排污口流入水体,而是从许多并不固定的排污口流出。在我国,这种分散性由于小规模农户的普遍性以及单个农户拥有农田的分散而显得更为突出。分散性导致在现有技术水平下对农业面源污染物排放的监测成本很高。

2.2 随机性

农业面源污染不仅取决于可变要素投入(化肥、农药等)多少、土地利用情况以及管理实践(耕作技术),还受到一些随机因素(如降雨、刮风等)的影响。这些随机因素打破了可变要素投入与污染物排放量之间、污染物排放量与水环境质量之间的稳定关系,使得农业面源污染排放的检测结果缺乏稳定性[27]。

2.3 广泛性

由于面源污染涉及多个污染者,在给定的区域内它们的排放是相互交叉的。且不同的地理、气象、水文条件对污染物的迁移转化影响很大。