農業立體污染防治探究
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目前,我國農業生態環境污染的狀況是非常嚴峻的,而且農業自身污染的潛力和風險還很大。全國已有2/3的水域和1/6以上的土地受到不同程度的污染。我國是目前世界上肥料(主要是化肥)、配合飼料、地膜等用量最多的國家,有機廢棄物產出量也最大,每年大約有40×108t,6.5×108t秸稈約有2/3被焚燒或變成有機污染物;肥藥的利用率僅30%~40%,施用肥料的50%左右、農藥的60%~70%仍流失于環境中,污染土壤、大氣、地下水和農產品,近年我國三湖(巢湖、滇池和太湖)水域污染物中,農業與城鄉結合部的貢獻一般占到50%以上;每年農田農膜的殘留量高達45kg/hm2左右[4~13]。加入WTO后,我國產地環境質量與農產品安全等問題逐漸顯露,農產品出口屢遭限制、退貨或拒收。我國各級政府和科技界高度重視農業生態建設和農業資源與環境的保護問題,在農業污染防治方面已經開展了大量的工作[14~20]。20世紀80年代中后期對城市與工業引起的點源污染問題進行了重點研究與防治,90年代中后期,又逐步對農業引起的面源污染問題予以關注,啟動了生態家園富民工程,滇池、太湖等水體面源污染治理工程,推廣生態農業和潔凈生產技術,取得了顯著成效。但是,我國對農業污染的研究與治理起步較晚,整體上仍遠遠落后于發達國家。突出表現在:很多基礎層面的科學問題尚不清楚,系統的科學理論與總體治理思路尚未建立;規范化、標準化的農業污染國家監測網絡遠未形成,基礎數據與信息匱乏,出臺的一些標準或缺乏必要的試驗支撐,或主要參考國外相應標準,區域性、實用性相對較差;實踐中缺乏科學的技術路線與一體化防治技術的支撐,整體表現為末端控制多,源頭與過程控制少,各有關單位全局協同作戰少,“點”、“源”治理考慮多,系統與“立體”治理思考少。顯然,我國農業污染治理面臨著從認識、政策、法規、管理到技術等一系列難題。因此,盡快系統地開展我國農業立體污染科學研究,破解相關重大基礎科學問題,攻克相關核心技術難關,注重各種技術的協同與匹配,通過部門協同與建立相關政策法規等保障體系,對從根本上解決我國農業污染問題具有戰略作用與現實意義。
2農業立體污染研究的若干重要問題
從我國農業立體污染研究與防治實踐需求出發,遵循生態學、污染經濟學、系統工程學、環境科學與農業資源利用等學科的原理與方法,從農業立體污染的基礎科學需求、核心技術支撐和政策、法規、管理保障等三大層面出發,揭示與探索我國農業立體污染防治中的若干重要問題,為農業立體污染的深化研究和工作思路的構建提供依據。
2.1當務之急———開展本底調研與監測信息網絡
建設本底不清是目前我國農業立體污染防治中的首要問題。建議應根據我國農業生態區域、農業類型、土地利用類型、耕作制度類型等,選擇我國農業立體污染較為嚴重的代表性區域,組建10個國家級立體污染長期定位監測基地,并以此為骨架,構建全國產地環境立體污染長期定位監測網,建立我國農業立體污染系統信息資源共享數據庫。同時,從我國的實際出發,參照國內外相關指標體系,歸納、整合并提出我國農業立體污染監測指標體系和規范化的操作技術規程,重點針對水體、土壤、大氣及生物體中多種形態的農藥、養分、溫室氣體、激素類、重金屬和秸稈、糞便、農用塑膜、生活垃圾等固體廢棄物,開展長期定位監測,形成定期中國農業立體污染報告的能力。
2.2前提與基礎———破解相關重大基礎與理論問題
農業立體污染既是一個新理念,又是一個嶄新的領域,首先必須探明以下基礎科學或理論問題,才能有效指導科學研究與防治實踐。
2.2.1探明立體污染物的危害特征與環境容量著眼于農業生態環境因子演變、生產加工到形成終端產品的全過程,研究我國農業立體污染物的種類、來源、數量、分布、污染特征、對生態系統的危害與環境容量等。
2.2.2構建農業立體污染的理論基礎與科學體系農業立體污染防治涉及到自然條件、生產方式、政策法規、經濟投入、治理技術、公眾意識等多個方面,不僅要依靠多學科的理論與方法,而且必須針對新的客體和新的觀念,建立新的理論體系。只有這樣,才能為相關科學研究與實踐建立扎實的科學依據與雄厚的工作基礎。
2.2.3開展立體污染機理與循環鏈接的生態學研究重點針對人畜糞便、秸稈、殘留農藥、有機農膜、生活垃圾、污水、重金屬、激素類、溫室氣體、地下水NO-x等,研究其污染的生態學過程與機理,在生態系統中的轉化、遷移與富集規律,污染物相互作用規律,污染對生物和生態系統的釀災規律,在生態系統中的循環鏈接與降解規律,污染物之間的交叉、鑲嵌與復合污染等。
2.2.4開展農業立體污染的系統動力學研究針對主要農業立體污染物的形成動因、演變特征、成災條件與機理,研究氣候等自然條件變化、農藝措施、生產方式、加工過程等對農業立體污染的影響,揭示其系統動力學特征,構建主要污染物釀災過程的系統動力學模型。
2.2.5明晰防治戰略思路,處理好與點源、面源污染的關系農業立體污染與點源和面源污染有質的不同,它具有觀念上的飛躍,它更能反映農業污染的本質,有助于人們從系統與整體的角度更好地認識和解決農業污染問題。同時,它與點源和面源污染有直接關聯,它們針對的都是農業污染問題,可以說,點源和面源污染是立體污染的基本組成部分,只是認識問題的思路與角度具有差異而已。毫無疑問,以往點源和面源污染研究的技術成果與經驗仍是農業立體污染防治的重要參考和基礎支撐。
2.3核心依托———關鍵技術集成與攻關
2.3.1防治與降解新材料技術重點研究有利于杜絕或降低農業立體污染的基礎生產資料和有利于廢棄物處理的新材料等,主要包括新型肥料、新型農膜、生物農藥、生物菌劑、資源節約型生物新品種、環境修復型生物、土壤修復劑與調理劑、新型空氣清潔劑、廢棄物資源化造粒劑等,并配合以工藝技術研發,為其產業化提供基礎。
2.3.2無害化和污染減量化生產技術借鑒國外先進的HACCP質量管理體系,針對農業生產的基本環節,開展無害化或最小化污染排放與控制技術試驗與整合研究,形成我國農業無害化生產或減量排放的新型農業生產技術體系。
2.3.3廢棄物資源化技術從資源高效利用與循環利用的角度出發,重點針對人畜糞便、秸稈等農副產品、生活垃圾、污水等污染物源,開展處理技術、多級利用與資源化技術攻關與技術整合研究,重點包括規模化畜禽場糞便高溫連續發酵技術、糞便發酵過程除臭技術、作物秸稈發酵轉化酒精技術、高效高分子造粒粘結劑及有機物料造粒技術、有機2無機復混肥料生產技術等關鍵技術。
2.3.4立體污染阻控技術重點針對產地環境中的殘留農藥、重金屬、有機農膜、激素類、溫室氣體、水土與養分流失等問題,開展阻控與降解技術研發,強化生活垃圾、農藥、污水、重金屬、農膜等的處理與降解技術研究,重點包括:肥藥的精準化施用技術、廢棄物的分類分級與安全管理技術、生活污泥的生物消化處理及穩定化技術、有機物料高溫快速連續發酵技術、畜禽糞便除臭發酵無害化技術、土壤農藥殘留的降解技術、土壤重金屬的生物與化學降解技術等。
2.3.5關鍵工藝與工程配套技術對上述新材料技術、無害化或低排放生產技術、廢棄物資源化技術、立體污染阻控技術等,開展科學的工藝試驗、工程設計、設備研發與基地示范,實現廢棄物資源化技術與工程的配套與銜接,為推進農業立體污染治理提供工程保障。
2.4保障體系———政策法規、組織建設與公民意識培養
2.4.1制定政策法規是實現農業立體污染防治的機制保障重點研究與農業立體污染防治相關的政策傾向,制定相應的法律、法規,研究適宜的管理體系與科學的技術標準,為保障我國農業立體污染防治與產地環境建設提供良好的政策法律依據與管理標準與模式。
2.4.2科學組建相關機構是實現農業立體污染防治的組織保障主要研究相關部門之間的分工與協作,技術研發與實施部門之間的配套與銜接,動員各種社會團體和農村基層組織的力量,積極投入并參與到我國農業立體污染防治事業中來。
2.4.3公民意識培養是實現農業立體污染防治的基礎工程研究相關機制與途徑,提高民眾對農業立體污染嚴重性的認識,樹立清潔生產的理念,自覺參與農業污染防治事業,發揮主力軍的作用。
3思路與建議
3.1工作思路
盡快動員起來,從政策法規與組織上為我國農業立體污染防治提供堅實保障。從系統思路、整體與全局觀念出發,融合點源與面源污染的相關成果,強化軟硬“兩個方面”:軟的方面,即創建我國農業立體污染相關理論基礎與科學體系,揭示其立體污染的機理、發生規律和釀災途徑等重大科學規律,為認識、監測和防治技術研究奠定基礎;硬的方面,即組建國家農業立體污染防治與研發中心,構建我國農業立體污染長期定位監測與試驗示范基地網絡體系。從而逐步做到按區域、分步驟、突出重點、部門協同,盡快形成一批具有國際影響力的,擁有自主知識產權的原創性農業廢棄物資源化利用與立體污染防治高新技術成果,初步構建我國農業立體污染一體化防治技術與政策法規體系,形成定期我國農業立體污染報告的能力,為我國農業立體污染防治提供堅實的技術支撐與依據。
3.2建議
①建議在國家“十一五”科技發展規劃中,將農業立體污染研究列為重點項目之一,并盡快組織優勢單位科研力量開展前期預研究。②建議在國家優勢農產品發展計劃、重點基地建設、工程建設和產業化發展計劃中,傾斜支持農業立體污染研究與綜合防治工作。③建議成立國家農業立體污染防治工程技術研發中心,并通過重大項目帶動與凝聚,盡快開展重大基礎科學問題的研究,推進國家農業立體污染防治試驗與示范基地的組建。④建議盡快構建我國農業立體污染監測與信息網絡,實現長期定位監測與預報,為國家決策與科學研究提供基礎依據。
