趙景寬

（天津市濱海新區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展服務(wù)中心，天津市 300450）

0 引言

農(nóng)業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是社會發(fā)展的基石，也是完成現(xiàn)代化建設(shè)和實(shí)現(xiàn)人民生活水平提高的先決條件。我國是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和消費(fèi)大國，改革開放以來，我國農(nóng)業(yè)水平逐步提升。為了進(jìn)一步提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量，為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供重要物質(zhì)基礎(chǔ)，農(nóng)業(yè)逐步向著“現(xiàn)代化、機(jī)械化”方向的快速發(fā)展。

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)在農(nóng)業(yè)發(fā)展中發(fā)揮著舉足輕重的作用，而農(nóng)業(yè)機(jī)械是其中的關(guān)鍵。隨著各種農(nóng)業(yè)機(jī)械推廣步伐加快，農(nóng)業(yè)機(jī)械以高效率、高品質(zhì)、高技術(shù)含量獲得了農(nóng)機(jī)大戶及農(nóng)機(jī)合作社的青睞，其銷量和普及程度逐年增加。我國農(nóng)業(yè)機(jī)械總動力表現(xiàn)為不斷上升的趨勢，農(nóng)機(jī)社會化作業(yè)服務(wù)水平也得到了顯著的提高，有效節(jié)約了勞動力，提高土地生產(chǎn)效率。眾多研究者開展了農(nóng)業(yè)機(jī)械與農(nóng)業(yè)糧食產(chǎn)量的關(guān)系相關(guān)研究，結(jié)果表明農(nóng)業(yè)機(jī)械的應(yīng)用與糧食產(chǎn)量具有較強(qiáng)的正相關(guān)關(guān)系。因此，農(nóng)業(yè)機(jī)械的推廣和應(yīng)用情況，對我國農(nóng)業(yè)發(fā)展乃至國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義。

目前，我國農(nóng)業(yè)機(jī)械大多基于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式，由于長期以來的粗放的農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)與不良操作方式，農(nóng)業(yè)機(jī)械在提高作業(yè)效率的同時，在作業(yè)過程中存在著能源消耗量大、資源浪費(fèi)、環(huán)境污染等一系列問題。因而，要保證農(nóng)業(yè)機(jī)械化向著更加科學(xué)合理的方向發(fā)展，農(nóng)機(jī)作業(yè)過程中的環(huán)境污染問題必須得到足夠重視，才能有利于我國農(nóng)業(yè)的長久發(fā)展，同時也有利于生態(tài)環(huán)境保護(hù)。鑒于該現(xiàn)狀，農(nóng)業(yè)機(jī)械的環(huán)境污染問題應(yīng)引起操作者和管理部門的重視，并采取有力的防治措施，減少農(nóng)業(yè)機(jī)械在使用中對環(huán)境的污染。

1 農(nóng)業(yè)機(jī)械污染來源及類型

農(nóng)業(yè)機(jī)械造成環(huán)境污染的來源主要包括以下兩個方面：一是農(nóng)用機(jī)械的使用油料的泄漏，造成土壤和地下水污染；二是農(nóng)業(yè)機(jī)械（柴油機(jī)、汽油機(jī)）在工作過程中產(chǎn)生的廢氣排放對空氣的污染，并對人體健康造成潛在危害。

1.1 農(nóng)用油料泄漏造成的土壤和地下水污染

農(nóng)業(yè)機(jī)械常用的油料包括普通輕柴油、汽油、齒輪油、液壓油和潤滑油等。油料是維持農(nóng)業(yè)機(jī)械啟動和正常工作的基礎(chǔ)，然而農(nóng)業(yè)機(jī)械的發(fā)動機(jī)在維護(hù)不當(dāng)?shù)那闆r下其漏油現(xiàn)象較為嚴(yán)重，這不僅影響設(shè)備的正常運(yùn)行，降低發(fā)動機(jī)使用壽命，同時造成資源浪費(fèi)，還會影響作物生長，對農(nóng)田土壤和地下水造成污染。

有研究針對春耕生產(chǎn)中的農(nóng)田手扶拖拉機(jī)的技術(shù)狀況進(jìn)行調(diào)查分析，發(fā)現(xiàn)其發(fā)動機(jī)存在明顯的柴油滴漏現(xiàn)象。其滴漏速率約為10滴/min，而12 000滴油重量約1 kg，由此可以估算出工作24 h泄露柴油量為1.2 kg。此外，根據(jù)柴油在田中水面上產(chǎn)生油跡散圈來計(jì)算，每滴柴油的污染面積約為3.14 cm2，則該拖拉機(jī)工作24 h污染面積約為4.5 m2。由此可見，在春耕的農(nóng)忙時節(jié)，柴油機(jī)工作時間和臺數(shù)較多，其泄露造成的土壤污染不容忽視。

除了農(nóng)機(jī)工作的燃油泄露，廢油污染也是油料泄露的重要部分。廢油是指農(nóng)機(jī)維修保養(yǎng)時，清洗零配件的廢柴油，更換的廢機(jī)油、廢齒輪油等。調(diào)查顯示，農(nóng)機(jī)維護(hù)保養(yǎng)過程中用于清洗零配件的柴油用量和機(jī)油用量分別占主燃油的1.5%和0.5%。然而，維修過程中僅有部分廢油可被集中回收利用，多數(shù)則處于亂倒或亂排的局面。廢油可直接污染土壤和地下水。部分廢油被雨水沖刷、并隨地表徑流進(jìn)入河流等地表水，從而造成更大面積和大范圍的水體污染。

1.2 農(nóng)用機(jī)械排放廢氣造成的污染

目前的農(nóng)業(yè)機(jī)械的配套動力以柴油機(jī)為主，約占到95%以上。柴油機(jī)的工作包括進(jìn)氣、壓縮、燃燒和排氣4個環(huán)節(jié)。在運(yùn)行時，可燃混合氣體（包括霧化柴油和空氣）進(jìn)入燃燒室燃燒膨脹做功，產(chǎn)生的廢氣經(jīng)排氣管排出，其主要成分包括二氧化碳（CO2）、一氧化碳（CO）、碳?xì)浠衔铮℉C）、氮氧化物（NOx）、碳煙顆粒物（PM）等。其中，CO2盡管不屬于污染氣體，不會對人體產(chǎn)生直接危害，但其是重要的溫室氣體，大量排放進(jìn)入大氣會產(chǎn)生溫室效應(yīng)，影響全球氣候；CO是有毒有害氣體，會通過降低人和動物的血液輸氧能力而危害人體健康；碳?xì)浠衔锇ǘ囝愋投拘暂^強(qiáng)的化合物；氮氧化物會破壞地球臭氧層，此外在加熱和陽光作用下形成光化學(xué)污染，對人體呼吸系統(tǒng)和植物生長繁殖造成不利影響；碳煙顆粒物的粒徑位于0.01～1.0 um之間，容易通過呼吸進(jìn)入到人體肺部，危害健康，此外碳煙顆粒物中含苯并芘等大量致癌性物質(zhì)，從而對人體產(chǎn)生長期的損害。

2 農(nóng)業(yè)機(jī)械污染控制措施

針對當(dāng)前的農(nóng)業(yè)機(jī)械污染現(xiàn)狀，進(jìn)行針對性的控制措施勢在必行，而較為可行的控制手段應(yīng)該從機(jī)械設(shè)計(jì)方式、機(jī)械性能的保持和操作方式及管理等方面入手。

2.1 機(jī)械設(shè)計(jì)方式的改進(jìn)

相比傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備，機(jī)電一體化的農(nóng)業(yè)機(jī)械具有自動監(jiān)控、診斷、保護(hù)和安全聯(lián)鎖控制等功能，可有效避免人身傷害和設(shè)備事故，有效提高作業(yè)過程中的安全性、可靠性和生產(chǎn)效率。此外，機(jī)電一體化機(jī)械具有自動控制功能，可提高作業(yè)精確度，降低設(shè)備故障率，而后者對于減少機(jī)械污染物排放具有重要作用。具有機(jī)電一體化技術(shù)的農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備可及時對故障進(jìn)行報(bào)警，從業(yè)者可根據(jù)情況判斷是否需要暫定工作進(jìn)行檢修。因此，機(jī)電一體化技術(shù)的推廣應(yīng)用有助于實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械的污染物排放量的減少。

除此之外，綠色節(jié)能設(shè)計(jì)是農(nóng)業(yè)機(jī)械發(fā)展的趨勢。農(nóng)業(yè)機(jī)械化程度的不斷提高導(dǎo)致排放污染問題較為嚴(yán)峻，而通過綠色節(jié)能技術(shù)的融合、實(shí)現(xiàn)機(jī)械產(chǎn)品的升級刻不容緩。相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)已要求所有使用采油機(jī)的農(nóng)機(jī)產(chǎn)品都配置排放測試儀，從而動態(tài)檢測污染排放狀況，從而間接要求農(nóng)業(yè)機(jī)械朝著高性能、多功能、低消耗的趨勢發(fā)展。

傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中，想實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)的方式主要包括施肥、施藥等，然而這些措施會造成土壤和地下水污染。綠色節(jié)能設(shè)計(jì)則要求具備生態(tài)保護(hù)的特征，還要有一定的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，通過降低農(nóng)業(yè)機(jī)械在設(shè)計(jì)、制造、作業(yè)的全周期的能耗，節(jié)約成本，減少環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)收益和環(huán)境效益最大化。如常用的農(nóng)業(yè)機(jī)械由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動，而內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行會消耗一次性資源——石油，產(chǎn)生噪聲、廢氣等。而農(nóng)業(yè)機(jī)械的動力綠色設(shè)計(jì)優(yōu)選以電力等為動力的設(shè)備，并加速研發(fā)光伏能、氫氣、天然氣等其他清潔能源驅(qū)動的發(fā)動機(jī)。同時，應(yīng)開展發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)的研究，包括汽油的防磨性設(shè)計(jì)、汽油機(jī)沉淀物、柴油機(jī)顆粒、潤滑油等相關(guān)內(nèi)容，減少石油損耗，降低廢氣排放量，并采用具有自適應(yīng)噪聲控制技術(shù)降低發(fā)動機(jī)噪聲。

農(nóng)業(yè)機(jī)械的綠色節(jié)能設(shè)計(jì)在削減化肥用量的基礎(chǔ)上，減少了生產(chǎn)作業(yè)期間的不必要支出。采用綠色節(jié)能設(shè)計(jì)，能夠帶動機(jī)械制造業(yè)和農(nóng)業(yè)的行業(yè)發(fā)展，提高設(shè)備競爭水平。

2.2 機(jī)械選型及運(yùn)行性能的維護(hù)

鑒于農(nóng)業(yè)機(jī)械是產(chǎn)生污染的主體，因此選用性能良好、質(zhì)量達(dá)標(biāo)的農(nóng)業(yè)機(jī)械并維持其良好的工作狀態(tài)是污染控制的基礎(chǔ)。常用的大型農(nóng)業(yè)機(jī)械多屬于專用農(nóng)機(jī)，具有固定的底盤結(jié)構(gòu)和動力系統(tǒng)。目前市場中的商用農(nóng)業(yè)機(jī)械種類和型號較多，而不同類型和品牌的機(jī)械設(shè)備通常具備各自的優(yōu)勢和不足。農(nóng)業(yè)機(jī)械的選型直接影響后期使用的穩(wěn)定性，一定要根據(jù)實(shí)際需求，保證其適用性，最大化發(fā)揮農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備的優(yōu)勢和作用。其次，要保證購置的農(nóng)業(yè)機(jī)械符合國家相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。購置前可咨詢農(nóng)機(jī)推廣部門等相關(guān)專業(yè)人士，避免購置不適用的機(jī)械，導(dǎo)致作業(yè)效率低下，造成資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。

除了選用合適機(jī)型，保持農(nóng)業(yè)機(jī)械良好的運(yùn)行狀態(tài)和合理的維修同樣重要。農(nóng)業(yè)機(jī)械結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，且工作環(huán)境較為惡劣。隨著使用期限的延長，部分零部件會因磨損等降低機(jī)械的整體使用性能。為了保持農(nóng)業(yè)機(jī)械始終保持較好的運(yùn)行狀態(tài)，需要加強(qiáng)維修和保養(yǎng)。需要了解維修和保養(yǎng)的重要性，遵循科學(xué)的原則和方法，客觀準(zhǔn)確分析存在的具體問題。

故障狀態(tài)下進(jìn)行作業(yè)會導(dǎo)致能耗增加，造成資源浪費(fèi)，并產(chǎn)生更多的廢氣。因而維修保養(yǎng)對于節(jié)省油耗具有顯著的積極作用。日常保養(yǎng)是農(nóng)業(yè)機(jī)械維護(hù)的重要內(nèi)容。需要以預(yù)防為主，注重漏電、漏水、漏氣和漏油等相關(guān)問題的排查。除此之外，需要對制動的總泵和分泵進(jìn)行排查，剎車油需要定期更換。機(jī)械保養(yǎng)需要注重季節(jié)的差異性。如夏季，首先要進(jìn)行及時的清潔，定期換油和添加潤滑油，確保潤滑系統(tǒng)無故障，保證油路暢通。定期清除雜草和水垢。在冬季，油的粘度較高從而給潤滑工作帶來不便。在發(fā)動機(jī)啟動時，要進(jìn)行充分預(yù)熱，在預(yù)熱過程中根據(jù)實(shí)際操作空轉(zhuǎn)一定時間后再正常作業(yè)，且盡量以低速行駛，避免高負(fù)荷工作。此外，冬季北方路面有大量積雪，會導(dǎo)致輪胎與地面的摩擦力較小，容易發(fā)生側(cè)滑，因而在上下坡和轉(zhuǎn)彎時格外注意。最后，在農(nóng)閑季節(jié)，設(shè)備的存放同樣需要注意，避免在不利環(huán)境中存放導(dǎo)致設(shè)備損壞。

保養(yǎng)清潔后機(jī)械傳動結(jié)構(gòu)運(yùn)行過程中產(chǎn)生的熱量更低，良好潤滑的鏈傳動、齒輪傳動運(yùn)行阻力更小，液壓系統(tǒng)的維修保養(yǎng)會降低液壓油泄露造成的污染風(fēng)險(xiǎn)，及時更換發(fā)動機(jī)機(jī)油、柴油濾清器等能顯著減少發(fā)動機(jī)功耗等。平時作業(yè)是可采用目測法來檢查漏油問題，加強(qiáng)對發(fā)動機(jī)工作狀態(tài)的監(jiān)測分析，如噴油器霧化的實(shí)時參數(shù)狀態(tài)，氣門間隙的距離是否過大，過大則會導(dǎo)致油耗和廢氣產(chǎn)生量的增加，如發(fā)生問題可及時調(diào)整。

此外，針對難以及時處理的故障，應(yīng)到有資質(zhì)的維修點(diǎn)進(jìn)行維修，不規(guī)范的維修易導(dǎo)致非故障零件的損壞，引發(fā)更嚴(yán)重的機(jī)械損壞和故障問題，導(dǎo)致機(jī)械狀態(tài)惡化，并有可能對使用者造成一定的危險(xiǎn)。因而在發(fā)現(xiàn)存在異常情況后，應(yīng)及時停止作業(yè)并檢查問題，如無法現(xiàn)場排除故障則到專業(yè)維修機(jī)構(gòu)進(jìn)行修理。維修過程應(yīng)盡量收集產(chǎn)生的廢油料等，不要隨意丟棄廢棄零件，通過回收廢棄零件可以避免金屬材料浪費(fèi)。

2.3 廢棄機(jī)械設(shè)施的合理處理處置

有數(shù)據(jù)顯示，我國每年報(bào)廢大量的農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備。報(bào)廢機(jī)械如果沒有得到合理的處理處置，會對環(huán)境造成不良影響，同時也是極大地浪費(fèi)。廢棄的設(shè)備零部件應(yīng)當(dāng)開展可回收規(guī)劃，進(jìn)行分類回收?；厥諘r全面考慮配件的回收可能性、回收效益，針對不同部件和不同損壞程度的零件制定相應(yīng)的回收處置方式。在消除農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備全生命周期終端的負(fù)擔(dān)同時，也最大程度減少了污染。

2.4 機(jī)械的操作及宣傳管理

合理規(guī)范的操作可以有效避免了農(nóng)機(jī)故障的發(fā)生，保證其高效率連續(xù)作業(yè)，同時也降低了能源消耗。實(shí)現(xiàn)操作技術(shù)提升的首要前提是應(yīng)讓駕駛者認(rèn)識到規(guī)范操作的重要性和意義，明確規(guī)范操作對于農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和成本節(jié)約的重要作用，通過宣傳結(jié)合培訓(xùn)幫助其提升操作技能，避免超速超載、猛踩油門等不良駕駛習(xí)慣，良好操作習(xí)慣可有效避免機(jī)油、潤滑油、液壓油等的泄漏，降低了作業(yè)過程對農(nóng)田土壤及作物污染的可能性。

其次，加強(qiáng)環(huán)保宣傳也是防止和減少污染的有效措施之一。農(nóng)機(jī)的操作技術(shù)水平直接影響到農(nóng)機(jī)的使用效率和生產(chǎn)質(zhì)量。然而，現(xiàn)階段我國多數(shù)地區(qū)的農(nóng)民受教育程度低，農(nóng)民對于農(nóng)機(jī)應(yīng)用知識比較缺乏，沒有掌握相關(guān)的使用技術(shù)，從而導(dǎo)致操作過程不合規(guī)范，甚至可能引發(fā)安全事故。因此，要農(nóng)機(jī)部門要加強(qiáng)推廣，提供必要的農(nóng)機(jī)維修和信息服務(wù)。同時，環(huán)境保護(hù)和農(nóng)業(yè)機(jī)械部門可向農(nóng)民們宣傳相關(guān)法律法規(guī)，如《環(huán)境保護(hù)法》《大氣污染防治法》等，增強(qiáng)環(huán)保意識，使農(nóng)民意識到農(nóng)業(yè)機(jī)械污染的危害性。

農(nóng)業(yè)管理部門以及政府機(jī)構(gòu)應(yīng)重視對節(jié)能環(huán)保農(nóng)機(jī)化作業(yè)的支持與鼓勵，加強(qiáng)政策引導(dǎo)，在控制農(nóng)業(yè)機(jī)械污染方面發(fā)揮作用。如加大對環(huán)保、節(jié)能機(jī)型的研究支持，鼓勵研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)研發(fā)優(yōu)質(zhì)農(nóng)機(jī)。有研究表明，通過改變?nèi)紵倚螤?、壓縮比、噴油時間等參數(shù)，增加尾氣處理系統(tǒng)等措施，可有效降低有害氣體和顆粒污染物的排放量。此外，柴油質(zhì)量是影響發(fā)動機(jī)工作壽命和有害氣體排放的重要因素之一。劣質(zhì)柴油中雜質(zhì)和硫含量較高，經(jīng)過燃燒室燃燒后會產(chǎn)生大量硫氧化物，造成大氣污染。在經(jīng)濟(jì)條件允許的情況下，應(yīng)推廣使用清潔柴油，清潔柴油是指含硫量低于350 ppm的柴油。有資料顯示，相比普通柴油，使用清潔柴油情況下一氧化碳、碳?xì)浠衔锖皖w粒物的排放可分別減少54%、10%和47%。

通過以上多種舉措并舉，最終可促進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化向綠色、生態(tài)、可持續(xù)的方向發(fā)展，在提高我國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)水平的同時，保護(hù)好生態(tài)環(huán)境，為國家的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)文明建設(shè)貢獻(xiàn)力量。