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现代农业应借鉴农耕文明时期生态经验

http://www.sina.com.cn  2011年05月25日17:08  蓝白蓝网

  引言:农村环境污染问题一直是一个棘手的问题,面对面源污染、饮用水源地保护、秸秆焚烧、大规模的畜禽养殖粪便、农村工业企业排放等诸多问题,哪一个都不是很容易得到解决的,都需要在一个系统的层面上加以考虑和实施。农村一方面幅员辽阔,居住分散,基础设施很不健全,另一方面快速的城市化、工业化、现代化对原有的农村生产和生活习惯产生了极大地冲击。农村环境污染防治的道路方向在那里?蓝白蓝网将从理念推广和项目实施两个角度讨论农村环境问题,希望能够给读者借鉴和启示。

  一、“农耕文化”是落后的还是先进的?

  农耕文化,是指由农民在长期农业生产中形成的一种风俗文化,被认为是中国存在最为广泛的文化类型。对于粪尿的利用便是其中的一个表现,人们常说的谚语“没有大粪臭,哪来五谷香”。 根据历史的记载,在中国的甲骨文中就有象形的“屎”的记载,估计在距今约三千年前的商代就可能有使用人粪便的实践。

  随着工业的发展,化肥对农业发展的作用显得更加直接和紧迫。作物生长所需要的常量营养元素碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁、硫,微量营养元素硼、铜、铁、锰、钼、锌、氯等都可以通过化肥实现,并且施用起来更加容易。据联合国粮农组织(FAO)统计,化肥在对农作物增产的总份额中约占40%~60%。

  粪便中含有大量的氮、磷、钾等,不仅能为农作物生长提供营养元素,还可以改善土壤的理化特性。粪便等有机肥含有多种养分,比较平衡,而化肥所含的养分种类单一,长期施用容易造成土壤和食品中的养分不平衡。有机肥料中含有大量的有益微生物,可以促进土壤中的生物转化过程,有利于土壤肥力的不断提高,而长期大量施用化肥肥料可抑制土壤微生物的活动,导致土壤的自动调节能力下降。有机肥料正确施用后可提高作物的抗旱、抗病、抗虫能力,减少农药的使用量。化肥造成的面源污染已经成为农村污染的主要问题之一。

  北京建筑工程学院教授郝晓地接受记者采访时说“农耕文化是最原生态的生产习惯,食物来自于土地,排泄物回归到土地。在这种原生态文明习惯中除了散发臭味、传播疾病等缺憾之外,主流做法不但生态而且很少污染水体”。

  二、“水冲厕所”是进步的还是倒退的?

  英国著名的《焦点》杂志曾邀请本国100名最权威的专家学者和1000名读者,评出了世界上最伟大的发明,位居榜首的竟是抽水马桶。也许最主要的原因是英国人自己的发明。世界上第一个马桶出现在公元前2000年的克里特岛,但真正意义上的水冲式马桶不过是400多年前的发明,而城市下水道系统也只有150年左右的历史。

  在马桶的发展历程中,中国人的发明功不可没。中国瓷器进入欧洲,为马桶工艺发展揭开了新的一页。随着欧洲人掌握了瓷器制作工艺,瓷器从最初的奢侈品逐步发展成制作马桶的原料。比起最初木头、石头、铅等,陶瓷马桶既结实又不会漏水,不会残存病菌,而且易于清洁,同时有很长的使用寿命,可谓马桶发展史上的一次飞跃。1883年,托马斯•图里费德让陶瓷质地的马桶实现了市场化,成为使用最广的卫生用具。

  抽水马桶实现了人类高层居住的可能,人们的排泄问题很容易得到解决。

  在节水方面,马桶的设计在不断改进和提高。从目前来看,马桶每使用一次,水量一般都为3升、6升左右。但是,对于水资源的使用量在人口的累积之后,会显得非常庞大。

  随着水资源的短缺,城市集中式污水处理厂、排水管网的高投资、高运营,抽水马桶的历史地位似乎要重新给予评判。郝晓地教授曾撰文指出,从可持续角度看,这些集中式系统并不合理,因为它们难以就近回用/回收污水中水资源、营养元素以及能量。正因如此,由现代文明所创造的上述科技进步在许多地区也已遭到全球专家的严厉批评。城市或城镇不仅质疑目前大管径供水、雨/污排水系统在生态以及经济上的持续性,而且也正在寻求“低消耗/排放(Lighter footprint)”之有效途径。甚至,有的环境专家认为,“抽水马桶”是人类历史发展的错误。

  三、磷是多了还是少了?

  磷是组成生命物质不可缺少且不能替代的元素之一。磷和氮、钾一样,是维持大米、玉米、小麦和其他谷类植物生长所必需的3种肥料之一。没有磷元素,农作物会弱不禁风、颗粒无收!磷是人类营养物的主要组成元素之一,磷矿产资源开采后约80%被用于磷肥生产。摄入人体的磷,除少量被吸收外,绝大部分随尿液和粪便排泄到污水中。

  目前我国的城市污水处理厂提标改造(《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)一级B标准提升至一级A标准,)的一个主要指标就是除磷,将磷从污水处理厂出厂水的指标提高,以减少对水体富营养化的影响。

  根据媒体报道,2011年4月,中国化学会、德国化学会、日本化学会、英国皇家化学会和美国化学会五家主要的科学组织联合发出警告:全球磷肥产量已达峰值,并将在本世纪的后期逐步下降,这将引起磷肥的短缺和价格上涨,并将进一步危及全球的粮食产量。用于生产肥料的磷酸盐矿石可能在未来30年至100年内枯竭,但目前人类还没有找到可以代替磷肥的自然资源。

  郝晓地教授非常同意上述学术组织发出的警告,他形象地说,只要太阳发一天光,石油资源再稀少,我们也能找到替代能源解决方案;水是可循环的,只要地球上有水,我们就能够解决饮用水的问题。UNEP的报告也指出,从目前的科技水平来看,水是经济问题,不是技术问题。郝教授说,从20世纪90年代磷矿石价格一直维持在30美元/吨左右到2008年磷矿石价格飞涨至200美元/吨的现实说明,磷这种不可自然再生的有限资源已显得比石油更为珍贵。郝晓地教授在2010年5月曾公开发表文章指出,磷在自然界几乎不存在自然循环途径,其基本转移路径属于起始于陆地、终止于海底的直线式运动,以至于形成了陆地磷资源奇缺而近海沉积层磷丰富的现象。

  国外有专家曾撰文指出,人类尿液中含有的氮、磷、钾分别占城市污水总氮、总磷、总钾负荷的87%、50% 和54%。资料显示,尿液静止存放3~10天即可成为营养丰富的液态肥。将尿液放置180天后,其中的孢子病毒便会被全部杀死,在储存过程中也不会产生沼气。郝教授建议,从营养物循环利用的生态角度看,尿液分离后返田既能减轻污水处理的程度,又能被充当肥料。尿液中没有重金属离子,一般也不含病原微生物,完全可以用作蔬菜和树木的绿色肥料。

  四、源分离技术是体现现代文明还是摒弃现代文明?

  源分离与生态排水(EcoSan)等新概念是上世纪末欧洲、北美学者相继较系统地提出的,基于人粪尿和生活污水在质和量上的巨大反差以及污水混合排放的弊端。实施源分离技术路线的核心是在尽量少稀释的情况下单独收集高浓度的粪(褐水)、尿液(黄水)和粪尿混合物(黑水)。

  毕业于德国柏林工业大学的万若(北京)环境工程技术有限公司董事长张健长期从事源分离理念的推广与应用。面对记者的采访,他高兴地说“我们推广源分离的理念已经接近十年,尽管从项目环节我们有了一些应用,但从规模上来讲这项工作仍然在推动理念的环节”。万若公司的产品已经应用在北京奥林匹克森林公园、清华大学环境节能楼、上海崇明岛生态建筑、北京小汤山生态循环示范项目。农村方面,江苏正在实施一个项目。小汤山生态循环示范项目位于北京市昌平区兴寿镇东庄村,面积约2公顷。项目旨在集中示范可持续发展的技术手段,为新农村建设、城乡现代化建设提供借鉴。东庄村原来是一片被废弃的河滩地,建成后的生态示范基地包括了粪尿源分离厕所、粪便和畜禽养殖垃圾沼气池、雨水收集系统、人工湖净化和水景设施、污水和雨水处理人工湿地等设施,实现了水、营养元素、能量的闭合循环,成了真正的生态村。

  面对一些国内源分离技术失败的例子,张健博士很不客气地说“这些失败的项目,从管理上,我看不懂,从项目动机上,我更看不懂”。张健认为,集中式污水处理方式在分散住户的农村使用是错误的。末端治理的技术路线在城市适用,但对于农村,尤其是分散的农村很不适合。中国生态文明的理念在城市消亡,应该在农村得到保护。国家应该找到渠道,鼓励、资助农村构建以资源回收为导向的排水、排污系统。

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