8.3 从源头减少面源污染
一个世纪前，美国有一位农学家在实地调查中发现：我国农民数千年来，成功地保持了土壤肥力和土壤健康，他们并没有投入大量外部资源，但几千年来的不间断耕作并没有让土壤肥力降低，同时养活了高密度的人口。为什么美国这样的国家仅仅耕作几百年，就已经面临着如何维持土壤健康的严重问题，并面临农业可持续发展的危机呢？中国人的智慧让这位美国农学家惊叹不已。实际上，作为普通的我国农业大学生，都知道或至少听说过我国的四大农书，即《氾胜之书》《齐民要术》《农书》《农政全书》，这些书最早的成书历史有两千多年，最晚的也有三百八十多年，这些书都介绍了如何用地养地，要是这位农学家知道这些书，他也许当时就不那样奇怪了。
遗憾的是，自从 20 世纪 70 年代末以来，我们抛弃了传统的农业技术，引进第一次绿色革命成果，即使用大量的化肥、农药、除草剂、农膜，“锄禾日当午”式的耕作方式被机器替代了，人变得懒了，地变得馋了，农田充满了污染物。我国的农药使用量居世界第一位，从 1990 年 73.3 万吨增长到 2020 年 131.3 万吨（国家统计局农村社会经济调查局，2021），而农药利用率不到 30.0%，未利用的部分则流失在土壤、水体和空气中（Parris，2011）。我国化肥的平均施用量高达 400千克/公顷，超过世界平均水平的 2 倍，其中主要粮食作物的氮、磷、钾肥利用率虽已经进入国际上公认的适宜范围，但仍处于较低的水平（张福锁，2008），未被利用的养分通过径流、淋溶等方式进入环境，污染了土壤、大气和水体，2005 年的文献已显示我国受农业面源污染影响的农田有 2 000 万公顷，将近 50.0%的地下水被农业面源污染（章立建和朱立志，2005）。农业面源染已成为当前水体污染中最大的问题，严重影响农业和环境的可持续发展（国家环境保护总局，2000）。短短几十年，耕地肥力出现了明显的下降，全国土壤有机质平均不到 1%，农田里每年聚集着不可降解的农膜。工业化农业已经大大动摇了农业的根本。传统的有机农业能够坚持七八千年，而工业化农业恐怕连百年也坚持不下来。
采用工业化农业，即大量化肥、农药、除草剂、添加剂、农膜、无机能投入下的我国耕地污染现实如下。据调查，全国受污染的耕地约有1.5亿亩，几乎占我国耕地总面积的十分之一，其中多数污染的耕地集中在经济较发达的地区（欧国良和吴刚，2015）耕地一旦遭受污染，最直接、最表面的危害是不利于植物生长，导致农作物减产甚至绝收，严重污染的土地可能寸草不生。但危害绝不仅仅如此，耕地污染还严重威胁到食品、粮食安全，因为有毒物质被植物吸收积累后，通过食物链进入人体，并继续在人体内聚集，极有可能使人中毒，引发各种疾病，绕了一个圈子，有毒物质最终要回到人体安营扎寨。例如，很多污水中含有重金属元素镉，它是一种剧毒物质（唐海龙，2012）。当土壤中镉的含量在非常微量甚至还不足以使植物产生任何中毒症状时，植物籽实中积累的镉就可能对人体产生危害。当每千克土壤镉的含量仅为 1 毫克时，稻米中镉的含量就超过国家规定的食品卫生标准（每千克粮食镉的含量不超过 0.2 毫克）而成为“镉米”。人吃了“镉米”会中毒，就会患上可怕的“疼痛病”，先是腰、背、膝关节疼痛，随后遍及全身，数年后骨骼变形，身体缩短，疼痛难忍，呼吸困难，最终无治而亡（张传玖，2007）。
除了化肥造成的直接污染，污染耕地的“元凶”大多是间接的，罪魁祸首是来自工矿业废水的污水灌溉。我国因污水灌溉而遭受污染的耕地达3250 万亩。目前全国有70%的江河水系受到污染，40%基本丧失了使用功能，流经城市的河流 95%以上受到严重污染。综合世界银行、中国科学院和生态环境部的测算，我国每年因环境污染造成的损失约占 GDP 的10%。黄河流域是中华民族的摇篮，这条母亲河已为污染所困，最终影响到黄河两岸的耕地。黄河流域污水处理量仅占排放总量的 14%左右，水利部将黄河干流 20世纪 80 年代初至 2004 年末的水质监测资料进行了对比分析：20 世纪90 年代末，58%的干流河长未达到Ⅲ类水标准；2004 年末，黄河干流水质未达到Ⅲ类标准的河长已经占到 70%，其中劣五类水质（此类水已经没有任何使用价值）河长占到7.4%。再如长江，有人说现在的长江是一江“毒”水向东流，我国两万多家石化企业中有一万家分布在长江流域，另外，沿江分布着五大钢铁基地、七大炼油厂。全国每年大约有 3 800 亿立方米农业灌溉用水中，就有很大一部分来自被严重污染的江河湖泊。2006年, 环保部周生贤部长在全国土壤污染状况调查及污染防治专项工作视频会议上称，全国每年因重金属污染的粮食达 1 200 万吨，造成的直接经济损失超过 200 亿元（蔡美芳 等. 2014）。
再说农膜，没有使用有机肥、秸秆等养地，脱离了传统锄的做法，覆盖一层农膜就实现了保温、保水、除草、杀虫，从表面上看，这是好事，但实际上付出了沉重的代价，加速了耕地“死亡”，无异于“杀鸡取卵”。在河南、河北、山东等地农村看到，农田几乎被清一色的白色塑料膜覆盖，田间地头、渠沟路旁，甚至大街上、农户的院落里，到处都是废弃的农膜，真是“白色恐怖”。目前，我国每年约有50 万吨农膜残留在土壤中，残膜率达 40%，这些农膜在 15～20 厘米土层形成不易透水、透气性很差的难耕作层。曾实地考察过几十个国家，从来没有见到一个国家像我国这样，大张旗鼓地推广、应用农膜，弄得全国山河一片“白”。有些勤快的农民将农膜从地里拣出来就地焚烧，看似干净了，实际上，低温燃烧排放的剧毒二恶英进入了农民的身体和大气中，成为难以除掉的恶性污染物。
由于耕地严重污染，加上整个社会趋利，化学合成物质不仅被投入耕地中，还直接被投入食品中。无法容忍的事实是，一连串陌生的化学名词竟然是在频频曝光的食品安全事件中为公众所熟悉的，如牛奶、鸡蛋中的三聚氰胺；动物肉中的瘦肉精、抗生素；大米中的黄曲霉（一级致癌物）；面粉中的过氧化苯甲酰；禽蛋中的苏丹红；海鲜中的福尔马林、硝基呋喃代谢物；多宝鱼中的孔雀石绿，黄鳝中的避孕药，火腿中的敌敌畏等；蔬菜和水果中的百菌清、苯丁锡、草甘膦、除虫脲、代森锰锌、滴滴涕、敌百虫、毒死蜱、对硫磷、多菌灵、二嗪磷、氟氰戊菊酯、甲拌磷、甲萘威、甲霜灵、抗蚜威、克菌丹、乐果、氟氯氰菊酯、氯菊酯、氰戊菊酯、炔螨特、噻螨酮、三唑锡、杀螟硫磷等。利用生态农业产业链技术，集合种植（种）、养殖（养）、农产品加工（加）、农村生活（生）等各独立链条，构建“种-养-加-生”循环一体化的生态园区，实现物质能量的逐层利用和循环再生，是改善农业面源污染状况的有效方法（图8-1）。
在生态农业产业链条中，应在不同的环节因地制宜地选择适合的技术类型，从源头、过程和末端等不同阶段齐力控制。在种植方面，推广科学合理的农药、化肥使用技术，提倡生物腐殖酸有机肥的推广和应用；在养殖方面，从生态饲料无害化的源头把控，实施种养区域平衡，力争使物质循环利用；在农产品加工方面，充分利用各个环节中的废弃物，开展生态饲料、生物有机肥等的加工，实现资源再生和链条循环；在农村生活污染方面，结合实际情况选择适合的技术实现污水的原位消纳与循环利用，最终实现水资源的保护和水环境的改善（李红娜 等，2015）。
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