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面源污染又称非点源污染（non-point source pollution），其最早的定义来自美国的《清洁水法修正案》，被定义为：污染物以广域的、分散的、微量的形式进入地表及地下水体。中国科学院南京土壤研究所杨林章博士对面源污染的定义为：溶解的与固体的污染物在不固定的地点，通过降水或融雪冲刷，沿地表径流汇入江、河、湖、海等受体所引起的水体富营养化及其他形式的污染。《辞海》（1999 年版）中将面源污染定义为：在大面积范围内以弥散或大量小点源形式排放污染物造成的，在自然环境（如土壤、水体、大气等）中混入危害人体、降低环境质量或破坏生态平衡的现象。
农业面源污染主要是指，农村地区在农业生产及农民生活过程中产生并未经合理有效处置的污染物，对水环境、土壤、大气以及水产品、种植物等农产品造成的污染。农村面源污染主要是由于在农业生产活动中大量使用农药、化肥、农用薄膜等化学投入品，其中的氮、磷、钾等营养元素以及有毒有害有机和无机污染物质，通过地表径流、土壤渗漏或自然挥发作用，对农村的土地、水体、大气等生态环境造成污染。同时，农业面源污染还表现在农民在日常生活中产生的垃圾、污水和人畜粪便等污染物未经处理排入农村环境，造成农村环境的污染。第一次全国污染源普查资料显示，在我国主要污染物排放量中，农业生产（含畜禽养殖业、水产养殖业与种植业）排放的COD、N、P等主要污染物量，已远超过工业与生活污染源，成为污染源之首，其中COD排放量占总量的 46％以上，N、P占50％以上。
农业面源污染是生态环境保护工作的突出难点。随着农业的快速发展，农业面源污染日益演变成为一个共性问题。“十三五”以来，随着化肥农药使用零增长行动、农业农村污染治理攻坚战的实施，农业面源污染防治工作取得积极进展，化肥农药减量增效工作初见成效。化肥农药施用量连续 4 年负增长。据国家统计局数据，2021 年化肥生产量为 7 037 万吨（折纯），农用化肥施用量为 5 912 万吨。我国耕地根底地力偏低，化肥施用对粮食增产的贡献较大，大体在 40％以上。当前我国化肥施用存在四个方面的问题：一是亩均施用量偏高。我国农作物亩均化肥用量为 21.9 千克，远高于世界平均水平（每亩 8 千克），是美国的 2.6 倍，欧盟的 2.5倍。二是施肥不均衡现象突出。东部经济兴旺地区、长江下游地区和城市郊区的施肥量偏高，蔬菜、果树等附加值较高的经济园艺作物过量施肥比较普遍。三是有机肥资源利用率低。目前，我国有机肥资源总养分约 7 000万吨，实际利用率低于 40％。其中，畜禽粪便养分还田率为 50％左右，农作物秸秆养分还田率为 35％左右。四是施肥结构不平衡。重化肥、轻有机肥，重大量元素肥料、轻中微量元素肥料，重氮肥、轻磷钾肥的“三重三轻”问题突出。传统人工施肥方式仍然占主导地位，化肥撒施、表施现象比较普遍，机械施肥仅占主要农作物种植面积的 30％左右。
近年来，化学农药使用的总用量持续下降。2011—2019 年农药使用总量（折百量）由 31.3 万吨下降到 26.3 万吨（见图 1.8）。各大类使用量各有变化：2011—2019 年杀虫剂、杀菌剂、除草剂三大类使用量合计占比由96.0％下降到 94.5％；其中，杀虫剂占比由 40％下降到 27％，杀菌剂占比由 24％增长到 26％～27％，除草剂占比由 31％增长到 41％；此外，封闭除草、拌种药剂类的农药品种使用量上升明显。
高效、低毒、低残留农药成为主打农药。2013—2019 年，微毒、低毒农药新登记数量占年度新登记总量的年均值为 96.6％，其中有 3 年达到了 100％。
图1.8 2011—2019 年我国农药使用总量情况
2015 年起，随着农业农村部“到 2020 年实现化肥、农药使用量零增长”政策的实施，特别是高毒有机磷农药品种（其中绝大部分为杀虫剂）被逐步淘汰，农药总产量稳步下降。国家统计局数据显示，2020 年农药行业规模以上企业化学农药原药（折 100％）产量为 214.8 万吨，同比减少4.4％。其中，除草剂产量为 100.4 万吨，同比增长 6％，占农药总产量的46.8％；杀虫剂产量为 30.2 万吨，同比减少 7.6％，占农药总产量的 14％；杀菌剂产量为 11.5 万吨，同比减少 22.7％，占农药总产量的 5.3％。
畜禽养殖业对水环境的主要环境危害是水质污染，畜禽养殖场污水中含有大量的污染物质，其污水生化指标极高，如猪粪尿混合排出物的COD值最高可达 81 g/L，BOD为 17～32 g/L，NH 3 -N浓度为 2.5～4.0 g/L； 1 个采用人工清粪的万头猪场每天产生COD 16 ～ 18 g/L的污水达 60 多吨。高浓度畜禽有机废水排入江河湖泊中会造成水体富营养化；畜禽废水排入鱼塘及河流中使对有机物污染敏感的水生生物逐渐死亡，严重威胁水产业的发展。此外，其有毒、有害成分易进入并严重污染地下水，使地下水溶解氧含量减少，水质中有毒成分增多，严重时使水体发黑、变臭，失去其使用价值，而畜禽粪便污染的地下水极难治理恢复，将造成较持久性的污染。
2020 年，我国畜禽养殖业每年产生 38 亿吨粪便，相当于每个人摊分2.7 吨粪便。其中，畜禽直接排泄的粪便约 18 亿吨，养殖过程产生的污水量约 20 亿吨。从不同畜种来看，生猪是大头，全国生猪粪污年产生量约18 亿吨，占总量的 47％；牛粪污年产生量约 14 亿吨，占总量的 37％，其中奶牛 4 亿吨、肉牛 10 亿吨；家禽粪污年产生量约 6 亿吨，占总量的16％。由于成本的制约，大量的动物粪便得不到有效处理，造成环境污染。
以长江流域为例，长江经济带 11 个省份的第二次全国污染源普查数据显示，农业面源化学需氧量、总氮、总磷排放量分别占长江经济带该污染物总排放量的 45.1％、48.0％、66.6％，农业面源成为区域污染物的主要来源。长江流域气候温暖，复种指数高，化肥、农药施用量处于高位
。据统计，2020 年长江经济带化肥施用量达 1 684.55 万吨，化肥施用强度为282.52 kg/hm
2
，是国际安全施用水平（225 kg/hm
2
）的 1.26 倍。化肥施用量居高不下以及不合理的施肥方式，造成集约化农区氮磷流失严重，稻田周边水塘及河湖水体富营养化。同时，长江流域也是我国生猪和淡水水产品的主产区，畜禽养殖造成的总磷排放量占流域农业面源总磷排放总量的 68％，是面源污染的重要来源；淡水池塘养殖分布广泛，产量占全国池塘养殖产量的 60％以上，但污染处理设施配套不完善，养殖尾水不达标排放造成的环境风险大。汛期水质变化明显，农业面源排放的污染物随降雨径流进入地表水体，成为汛期长江流域水环境污染的重要原因。
2020 年全国水稻、小麦、玉米三大粮食作物化肥利用率达 40.2％，农药利用率达 40.6％，秸秆综合利用率、农膜回收率分别达到 86.7％、80％。畜禽养殖污染防治水平持续提高，全国畜禽粪污综合利用率达到 75％，规模养殖场粪污处理设施装备配套率达到 95％。但我国农业面源污染防治工作仍任重道远，源头防控压力大。第二次全国污染源普查结果表明，我国农业源污染物排放总量仍处于高位，农业源化学需氧量、总氮和总磷排放量分别占水污染物排放总量的 49.8％、46.5％、67.2％，在维护国家粮食安全的背景下，农业面源污染防治工作的形势依然严峻。