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1農(nóng)業(yè)立體污染的現(xiàn)狀與防治研究進展

目前,我國農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境污染的狀況是非常嚴峻的,而且農(nóng)業(yè)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(chǎn)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(nóng)藥的60%~70%仍流失于環(huán)境中,污染土壤、大氣、地下水和農(nóng)產(chǎn)品,近年我國三湖(巢湖、滇池和太湖)水域污染物中,農(nóng)業(yè)與城鄉(xiāng)結(jié)合部的貢獻一般占到50%以上;每年農(nóng)田農(nóng)膜的殘留量高達45kg/hm2左右[4~13]。加入WTO后,我國產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量與農(nóng)產(chǎn)品安全等問題逐漸顯露,農(nóng)產(chǎn)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(nóng)業(yè)生態(tài)建設和農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境的保護問題,在農(nóng)業(yè)污染防治方面已經(jīng)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(yè)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(nóng)業(yè)引起的面源污染問題予以關注,啟動了生態(tài)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(tài)農(nóng)業(yè)和潔凈生產(chǎn)技術,取得了顯著成效。但是,我國對農(nóng)業(yè)污染的研究與治理起步較晚,整體上仍遠遠落后于發(fā)達國家。突出表現(xiàn)在:很多基礎層面的科學問題尚不清楚,系統(tǒng)的科學理論與總體治理思路尚未建立;規(guī)范化、標準化的農(nóng)業(yè)污染國家監(jiān)測網(wǎng)絡遠未形成,基礎數(shù)據(jù)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(qū)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(xiàn)為末端控制多,源頭與過程控制少,各有關單位全局協(xié)同作戰(zhàn)少,“點”、“源”治理考慮多,系統(tǒng)與“立體”治理思考少。顯然,我國農(nóng)業(yè)污染治理面臨著從認識、政策、法規(guī)、管理到技術等一系列難題。因此,盡快系統(tǒng)地開展我國農(nóng)業(yè)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(xié)同與匹配,通過部門協(xié)同與建立相關政策法規(guī)等保障體系,對從根本上解決我國農(nóng)業(yè)污染問題具有戰(zhàn)略作用與現(xiàn)實意義。

2農(nóng)業(yè)立體污染研究的若干重要問題

從我國農(nóng)業(yè)立體污染研究與防治實踐需求出發(fā),遵循生態(tài)學、污染經(jīng)濟學、系統(tǒng)工程學、環(huán)境科學與農(nóng)業(yè)資源利用等學科的原理與方法,從農(nóng)業(yè)立體污染的基礎科學需求、核心技術支撐和政策、法規(guī)、管理保障等三大層面出發(fā),揭示與探索我國農(nóng)業(yè)立體污染防治中的若干重要問題,為農(nóng)業(yè)立體污染的深化研究和工作思路的構建提供依據(jù)。

2.1當務之急———開展本底調(diào)研與監(jiān)測信息網(wǎng)絡

建設本底不清是目前我國農(nóng)業(yè)立體污染防治中的首要問題。建議應根據(jù)我國農(nóng)業(yè)生態(tài)區(qū)域、農(nóng)業(yè)類型、土地利用類型、耕作制度類型等,選擇我國農(nóng)業(yè)立體污染較為嚴重的代表性區(qū)域,組建10個國家級立體污染長期定位監(jiān)測基地,并以此為骨架,構建全國產(chǎn)地環(huán)境立體污染長期定位監(jiān)測網(wǎng),建立我國農(nóng)業(yè)立體污染系統(tǒng)信息資源共享數(shù)據(jù)庫。同時,從我國的實際出發(fā),參照國內(nèi)外相關指標體系,歸納、整合并提出我國農(nóng)業(yè)立體污染監(jiān)測指標體系和規(guī)范化的操作技術規(guī)程,重點針對水體、土壤、大氣及生物體中多種形態(tài)的農(nóng)藥、養(yǎng)分、溫室氣體、激素類、重金屬和秸稈、糞便、農(nóng)用塑膜、生活垃圾等固體廢棄物,開展長期定位監(jiān)測,形成定期中國農(nóng)業(yè)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(nóng)業(yè)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(huán)境容量著眼于農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境因子演變、生產(chǎn)加工到形成終端產(chǎn)品的全過程,研究我國農(nóng)業(yè)立體污染物的種類、來源、數(shù)量、分布、污染特征、對生態(tài)系統(tǒng)的危害與環(huán)境容量等。

2.2.2構建農(nóng)業(yè)立體污染的理論基礎與科學體系農(nóng)業(yè)立體污染防治涉及到自然條件、生產(chǎn)方式、政策法規(guī)、經(jīng)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(jù)與雄厚的工作基礎。

2.2.3開展立體污染機理與循環(huán)鏈接的生態(tài)學研究重點針對人畜糞便、秸稈、殘留農(nóng)藥、有機農(nóng)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(tài)學過程與機理,在生態(tài)系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)化、遷移與富集規(guī)律,污染物相互作用規(guī)律,污染對生物和生態(tài)系統(tǒng)的釀災規(guī)律,在生態(tài)系統(tǒng)中的循環(huán)鏈接與降解規(guī)律,污染物之間的交叉、鑲嵌與復合污染等。

2.2.4開展農(nóng)業(yè)立體污染的系統(tǒng)動力學研究針對主要農(nóng)業(yè)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(nóng)藝措施、生產(chǎn)方式、加工過程等對農(nóng)業(yè)立體污染的影響,揭示其系統(tǒng)動力學特征,構建主要污染物釀災過程的系統(tǒng)動力學模型。

2.2.5明晰防治戰(zhàn)略思路,處理好與點源、面源污染的關系農(nóng)業(yè)立體污染與點源和面源污染有質(zhì)的不同,它具有觀念上的飛躍,它更能反映農(nóng)業(yè)污染的本質(zhì),有助于人們從系統(tǒng)與整體的角度更好地認識和解決農(nóng)業(yè)污染問題。同時,它與點源和面源污染有直接關聯(lián),它們針對的都是農(nóng)業(yè)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(jīng)驗仍是農(nóng)業(yè)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(nóng)業(yè)立體污染的基礎生產(chǎn)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(nóng)膜、生物農(nóng)藥、生物菌劑、資源節(jié)約型生物新品種、環(huán)境修復型生物、土壤修復劑與調(diào)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(fā),為其產(chǎn)業(yè)化提供基礎。

2.3.2無害化和污染減量化生產(chǎn)技術借鑒國外先進的HACCP質(zhì)量管理體系,針對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基本環(huán)節(jié),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(nóng)業(yè)無害化生產(chǎn)或減量排放的新型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)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(huán)利用的角度出發(fā),重點針對人畜糞便、秸稈等農(nóng)副產(chǎn)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(guī)?；笄輬黾S便高溫連續(xù)發(fā)酵技術、糞便發(fā)酵過程除臭技術、作物秸稈發(fā)酵轉(zhuǎn)化酒精技術、高效高分子造粒粘結(jié)劑及有機物料造粒技術、有機2無機復混肥料生產(chǎn)技術等關鍵技術。

2.3.4立體污染阻控技術重點針對產(chǎn)地環(huán)境中的殘留農(nóng)藥、重金屬、有機農(nóng)膜、激素類、溫室氣體、水土與養(yǎng)分流失等問題,開展阻控與降解技術研發(fā),強化生活垃圾、農(nóng)藥、污水、重金屬、農(nóng)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(wěn)定化技術、有機物料高溫快速連續(xù)發(fā)酵技術、畜禽糞便除臭發(fā)酵無害化技術、土壤農(nóng)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(chǎn)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(fā)與基地示范,實現(xiàn)廢棄物資源化技術與工程的配套與銜接,為推進農(nóng)業(yè)立體污染治理提供工程保障。

2.4保障體系———政策法規(guī)、組織建設與公民意識培養(yǎng)

2.4.1制定政策法規(guī)是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)立體污染防治的機制保障重點研究與農(nóng)業(yè)立體污染防治相關的政策傾向,制定相應的法律、法規(guī),研究適宜的管理體系與科學的技術標準,為保障我國農(nóng)業(yè)立體污染防治與產(chǎn)地環(huán)境建設提供良好的政策法律依據(jù)與管理標準與模式。

2.4.2科學組建相關機構是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)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(xié)作,技術研發(fā)與實施部門之間的配套與銜接,動員各種社會團體和農(nóng)村基層組織的力量,積極投入并參與到我國農(nóng)業(yè)立體污染防治事業(yè)中來。

2.4.3公民意識培養(yǎng)是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)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(nóng)業(yè)立體污染嚴重性的認識,樹立清潔生產(chǎn)的理念,自覺參與農(nóng)業(yè)污染防治事業(yè),發(fā)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(guī)與組織上為我國農(nóng)業(yè)立體污染防治提供堅實保障。從系統(tǒng)思路、整體與全局觀念出發(fā),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(chuàng)建我國農(nóng)業(yè)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(fā)生規(guī)律和釀災途徑等重大科學規(guī)律,為認識、監(jiān)測和防治技術研究奠定基礎;硬的方面,即組建國家農(nóng)業(yè)立體污染防治與研發(fā)中心,構建我國農(nóng)業(yè)立體污染長期定位監(jiān)測與試驗示范基地網(wǎng)絡體系。從而逐步做到按區(qū)域、分步驟、突出重點、部門協(xié)同,盡快形成一批具有國際影響力的,擁有自主知識產(chǎn)權的原創(chuàng)性農(nóng)業(yè)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(nóng)業(yè)立體污染一體化防治技術與政策法規(guī)體系,形成定期我國農(nóng)業(yè)立體污染報告的能力,為我國農(nóng)業(yè)立體污染防治提供堅實的技術支撐與依據(jù)。

3.2建議

①建議在國家“十一五”科技發(fā)展規(guī)劃中,將農(nóng)業(yè)立體污染研究列為重點項目之一,并盡快組織優(yōu)勢單位科研力量開展前期預研究。②建議在國家優(yōu)勢農(nóng)產(chǎn)品發(fā)展計劃、重點基地建設、工程建設和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展計劃中,傾斜支持農(nóng)業(yè)立體污染研究與綜合防治工作。③建議成立國家農(nóng)業(yè)立體污染防治工程技術研發(fā)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(nóng)業(yè)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(nóng)業(yè)立體污染監(jiān)測與信息網(wǎng)絡,實現(xiàn)長期定位監(jiān)測與預報,為國家決策與科學研究提供基礎依據(jù)。