都市农业面源污染分析

1化肥、农药和农膜的使用状况及对农村生态环境的影响

1.1化肥的使用状况及对农村生态环境的影响

1.1.1化肥的使用状况

化肥用量偏大从2001年~2004年我市农作物化肥使用情况的调查结果(表1)来看,一方面,随着城市化进程的加快,耕地面积持续减少。从2001年的213978hm2减少到2004年的211044.6hm2,4年减少2933.4hm2,2004年人均耕地约0.037hm2,是全国人均耕地0.11hm2的33.6%,是世界人均耕地0.25hm2的14.8%,并且还在不断减少。另一方面,为了增加农作物产量,化肥用量不断加大。首先,化肥施用总量偏大,从2001年的110119t增加到2004年123990t,4年增加13871t,年平均化肥施用总量117747.8t。其次,单位耕地面积和单位播种面积的化肥用量也与时俱增,其中,单位耕地面积化肥用量从2001年的514.6kg/hm2增加到2004年的587.5kg/hm2,4年增加72.9kg/hm2,年平均单位耕地面积化肥用量达到了555.5kg/hm2,是全省平均443kg/hm2的1.25倍,是全国平均375kg/hm2的1.48倍,是美国平均108.4kg/hm2的5.12倍,超过发达国家为防止化肥对水体污染设置的225kg/hm2的安全阀上限2.47倍。化肥使用比例失衡,氮肥过高,磷肥不足,钾肥偏低调查数据(表2)显示,我市年平均单位耕地面积氮肥、磷肥、钾肥、复合肥用量分别达到319.0kg/hm2、104.8kg/hm2、41.9kg/hm2和89.9kg/hm2;年平均单位播种面积氮肥、磷肥、钾肥、复合肥用量分别达到183.7kg/hm2、60.6kg/hm2、24.2kg/hm2和52.2kg/hm2。我市氮(N)、磷(P2O5)、钾(KO)肥的平均比例为1∶0.33∶0.13,全世界施用化肥氮磷钾的平均比例为1∶0.46∶0.36,根据科学资料,粮食中氮磷钾的吸收比例约为1∶0.45∶1,由此可见,我市生产中的化肥使用比例失衡,氮肥用量过高,磷肥不足,钾肥偏低。而且随着每年化肥的大量施用,土壤钾的供求已经出现严重的不平衡问题。同时,重化肥,轻有机肥的现象普遍存在,有机态养分所占比例明显偏低,土壤酸化、地力下降。

1.1.2化肥对农村生态环境的影响

据统计,化肥在使用过程中浪费十分严重,约有70%逸失于环境中,造成对农业生态环境的污染。一是化肥大量使用,特别是氮肥用量过高,使部分化肥随降雨、灌溉和地表径流进入河、湖、库、塘污染了水体,造成了水体富营养化。据监测,农村许多浅层地下水硝酸盐氮、氨氮、亚硝酸盐氮都严重超标,部分地区水体中硝酸盐含量超过饮用水标准(NO-3-N11.3mg/L)的5~10倍,不能饮用。二是长期不合理过量使用化肥,忽视有机肥,造成土壤结构变差,容重增加,空隙度减少,土壤养分失衡,有益微生物数量甚至微生物总量减少,土壤板结,地力下降,农作物减产。三是化肥不合理应用,造成大气污染。氮肥浅施,撒施后往往造成氮的逸失,不仅对大气造成污染,而且对臭氧层起到破坏作用。同时,化肥的不正确使用,也会增加大气中的二氧化碳的含量,增强温室效应。四是不合理使用化肥,导致农产品的生物污染和化学污染,尤以化学污染为重。特别是过量施氮,造成农产品硝酸盐含量过高及重金属含量超标,在蔬菜、水果中尤为明显,对人类的食物安全和健康造成威胁。

1.2农药的使用状况及对农村生态环境的影响

1.2.1农药的使用状况

农药用量偏大近几年,我市农药用量一直居高不下。调查数据(表3)表明,我市农药用量为2001年7252t,2002年7218t,2003年6952t,2004年7257t,年平均农药施用总量达到了7169.8t。年平均单位耕地面积农药用量为33.8kg/hm2,其中杀虫剂为18.6kg/hm2,杀菌剂为5.9kg/hm2,除草剂为7.6kg/hm2,、其它为1.7kg/hm2。农药施用水平我省居全国首位,而我市高于全省平均,是全省平均16.9kg/hm2的2倍,是全国平均7.5kg/hm2的4.51倍。农药产品结构不合理据统计,全世界农药市场的组成为:杀虫剂占28%、杀菌剂占19%、除草剂占48%、其它占5%;而我市农药产品组成为:杀虫剂占55.03%、杀菌剂占17.46%、除草剂占22.49%、其它占5.02%。由此可见,我市农药产品结构不合理,杀虫剂用量过大,这是造成农作物残留量超标而引起中毒的客观原因。而且,剂型不配套,在我市使用的所有农药制剂中,乳油、可湿性粉剂等剂型占到60%以上,成为影响环境质量和人体健康的潜在因素。此外,农药质量不理想。2004年8月、10月,农业部农产品质量安全监督检验测试中心(宁波)对鄞州、象山、宁海、余姚等县(市、区)11家农药经销店的农药进行抽检,55批次农药有17批次不合格,合格率为69.1%。

1.2.2农药对农村生态环境的影响

由于农药的利用率低于30%,所以70%以上的农药散失于环境之中,严重影响农业生态环境。一是大多数农药以喷雾剂的形式喷洒于农作物上,其中只有10%左右药剂附着在作物体上,而大部分喷洒于空气中,并通过皮肤和眼睛粘膜表面接触损害人体。再是通过呼吸系统吸入引起呼吸道疾病,严重的会导致急性中毒,慢性中毒,甚至致癌。二是施药时部分农药落入土中,附着在作物上的农药也因风吹雨打渗入土中,大气中农药又降至土壤中,使土壤中农药残留量及衍生物含量增加,严重污染土壤。三是土壤中农药被灌溉水、雨水冲刷到江河湖海中,污染了水源。不同水体遭受农药污染的程度依次为:农田水>田沟水>径流水>塘水>浅层地下水>河流水>自来水>深层地下水>海水。四是农药的不合理使用,使农作物在一定时间内或多或少都有部分残留或超量残留或有毒的代谢产物,导致农产品农药残留量增加,严重影响了人民的身体健康和出口贸易。五是由于长期不合理使用农药,农田内蛇、青蛙、蚯蚓等数量已显著减少,泥鳅、黄鳝等几乎绝迹,有益天敌加速消亡,有益生物种群数量急剧下降,生物多样性遭到了严重破坏,生物链单一,不少地区农田生态平衡失调。同时,病虫产生抗药性而使病虫危害加剧,结果农药施用量越来越大,加重了农业生态环境污染,使其陷入恶性循环之中。

1.3农膜的使用状况及对农村生态环境的影响

1.3.1农膜的使用状况

农膜用量逐年增加调查统计(表4)表明,我市农作物农膜用量为2001年4185t,2002年5496t,2003年5859t,2004年5999t,年平均农膜用量达到了5384.8t,农膜用量逐年增加。2004年与2001年相比,农膜用量增加1814t,增幅高达43.35%。年平均单位面积农膜用量达到了680kg/hm2,其中经济作物占82.5%,粮食作物占0.83%,其它作物占16.67%。可降解农膜比例低,农膜回收率低我市使用的农膜中,可降解农膜仅占农作物农膜总用量的0.86%,绝大多数属于不可降解农膜,占到99.14%。从全市的整体情况来看,棚膜的平均回收率为65.3%,地膜的平均回收率为44.2%。

1.3.2农膜对农村生态环境的影响

一是农膜的推广使用给农田土壤带来“白色污染”。农膜属高分子有机化学聚合物,在土壤中非但不易降解而且降解之后产生有害物质,逐年积累,污染土壤生态环境。同时,大量的农膜在土壤中积累恶化土壤理化性状,造成土壤的通透性变差,使土壤中养分的迁移受到阻碍,并因此影响作物的生长发育。二是农膜中所含的联苯酚、邻苯二甲酸酯等微量环境荷尔蒙物质还会对农产品带来污染,并危害人类的健康。三是由于绝大部分农膜使用不可降解地膜,在地膜残留严重的地方,农作物减产20%~30%,这对农业可持续发展是一个不容忽视的隐患。四是残存的农膜碎片日益积累,在田头、地角、房前、屋后、溪边、树上,随处可见,影响村容村貌,严重污染农村环境。

2秸秆产量、利用情况及焚烧、废弃对环境的影响

2.1秸秆产量、利用情况

调研结果说明,我市农作物秸秆产生量最大的农作物是水稻,约占全市秸秆产生总量的50%,其次是蔺草、茭白、瓜果豆类等作物。我市年平均农作物秸秆产生总量为1846386t(表5),其中综合利用量(含秸秆还田)为1213038t,综合利用率66.2%;秸秆焚烧量325186t,焚烧率17.5%;秸秆废弃量197044t,废弃率10.6%;焚烧和废弃率高达28.1%。

2.2秸秆焚烧、废弃对环境的影响

调查发现,我市农作物秸秆量大面广,焚烧和废弃率高,其中水稻、蔺草收获季节秸秆焚烧尤为严重。大量的秸秆被焚烧或抛弃于河沟渠或道路两侧,不但污染大气和水体,影响农村的环境卫生。而且秸秆焚烧,弥漫的烟雾造成能见度降低,直接威胁机场和公路的交通安全。