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第五章農(nóng)業(yè)污染及其防治農(nóng)業(yè)污染是指農(nóng)村地區(qū)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和居民生活過(guò)程中產(chǎn)生的、未經(jīng)合理處置的污染物對(duì)水體、土壤和空氣及農(nóng)產(chǎn)品造成的污染,具有位置、途徑、數(shù)量不確定,隨機(jī)性大,發(fā)布范圍廣,防治難度大等特點(diǎn)。
主要來(lái)源有兩個(gè)方面:一是農(nóng)村居民生活廢物,包括農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中不合理使用而流失的農(nóng)藥、化肥、殘留在農(nóng)田中的農(nóng)用薄膜和處置不當(dāng)?shù)霓r(nóng)業(yè)畜禽糞便、惡臭氣體以及不科學(xué)的水產(chǎn)養(yǎng)殖等產(chǎn)生的水體污染物。1農(nóng)業(yè)污染案例2004年4月上旬,76個(gè)蔬菜樣品被送到了山西省農(nóng)業(yè)環(huán)境檢測(cè)中心的化驗(yàn)室,這些樣品分別來(lái)自太原市30多家蔬菜批發(fā)市場(chǎng)、超市及蔬菜生產(chǎn)基地。檢測(cè)結(jié)果令所有人大吃一驚:45個(gè)蔬菜樣品中的農(nóng)藥、重金屬等工程超標(biāo),超標(biāo)率59.2%。其中白菜、菠菜等葉類(lèi)蔬菜超標(biāo)明顯高于西紅柿、茄子等果類(lèi)蔬菜,個(gè)別蔬菜中的重金屬汞含量高出正常值的一倍多。2一個(gè)人如果長(zhǎng)期食用被汞污染的食物,可引起慢性汞中毒,出現(xiàn)體力和記憶力減退、頭昏、情緒波動(dòng)、睡眠減少、多夢(mèng)等病癥。為此,我國(guó)對(duì)食品中的汞含量設(shè)定了極為嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。農(nóng)民為使土壤肥沃,大量使用化肥,而施用的化肥中,只有三分之一被農(nóng)作物吸收,三分之一進(jìn)入大氣,剩余的三分之一則留在土壤中。大量盲目施用化肥已成為一種掠奪性開(kāi)發(fā),不僅難以推動(dòng)農(nóng)作物增產(chǎn),反而破壞了土壤的內(nèi)在結(jié)構(gòu),造成土壤板結(jié),地力下降。3近年來(lái),在畜牧業(yè)規(guī)模養(yǎng)殖迅速崛起的同時(shí),牲畜糞便造成的農(nóng)業(yè)污染也呈現(xiàn)出加重的趨勢(shì)。許多大中型畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)缺乏處理能力,將糞便倒入河流或隨意堆放。這些糞便進(jìn)入水體或滲入淺層地下水后,大量消耗氧氣,使水中的其它微生物無(wú)法存活,從而產(chǎn)生嚴(yán)重的“有機(jī)污染〞。據(jù)調(diào)查,養(yǎng)殖一頭牛產(chǎn)生并排造成農(nóng)產(chǎn)品污染嚴(yán)重的主要放的廢水超過(guò)22個(gè)人生活產(chǎn)生的廢水,而養(yǎng)殖一頭豬產(chǎn)生的污水相當(dāng)于7個(gè)人生活產(chǎn)生的廢水。4第一節(jié)農(nóng)藥污染及其防治一、農(nóng)藥對(duì)環(huán)境的污染1、農(nóng)藥及其污染1〕農(nóng)藥和農(nóng)藥種類(lèi)農(nóng)藥〔Pesticide(s);Agriculturalchemical;Farmchemical〕是指在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,為保障、促進(jìn)植物和農(nóng)作物的成長(zhǎng),所施用的殺蟲(chóng)、殺菌、殺滅有害動(dòng)物〔或雜草〕的一類(lèi)藥物統(tǒng)稱(chēng)。特指在農(nóng)業(yè)上用于防治病蟲(chóng)以及調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)、除草等藥劑。5
農(nóng)藥可以用來(lái)殺滅昆蟲(chóng)、真菌和其他危害作物生長(zhǎng)的生物。最早使用的農(nóng)藥有滴滴涕、六六六等,它們能大量消滅害蟲(chóng)。但它們的穩(wěn)定性好,能在環(huán)境中長(zhǎng)期存在,并在動(dòng)植物及人體中不斷積累,為此被淘汰。后來(lái)改用有機(jī)磷農(nóng)藥,如敵敵畏等,替代最初的農(nóng)藥。然而它們的毒性太大,對(duì)人畜的危害很大。近年來(lái),一批高效低毒的農(nóng)藥出現(xiàn),現(xiàn)在人們已經(jīng)找到了具有專(zhuān)一性的農(nóng)藥,即激素類(lèi)農(nóng)藥。
6農(nóng)藥的開(kāi)展大體經(jīng)歷了三個(gè)階段,即
天然藥物時(shí)代(約19世紀(jì)7O年代以前);無(wú)機(jī)合成農(nóng)藥時(shí)代(約19世紀(jì)7O年代至2O世紀(jì)4O年代中期);有機(jī)合成農(nóng)藥時(shí)代。
7農(nóng)藥的類(lèi)型根據(jù)防治對(duì)象,可分為殺蟲(chóng)劑、殺菌劑、殺螨劑、殺線(xiàn)蟲(chóng)劑、殺鼠劑、除草劑、脫葉劑、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑等。根據(jù)原料來(lái)源可分為有機(jī)農(nóng)藥、無(wú)機(jī)農(nóng)藥、植物性農(nóng)藥、微生物農(nóng)藥。此外,還有昆蟲(chóng)激素。根據(jù)加工劑型可分為粉劑、可濕性粉劑、可溶性粉劑、乳劑、乳油、濃乳劑、乳膏、糊劑、膠體劑、熏煙劑、熏蒸劑、煙霧劑、油劑、顆粒劑、微粒劑等。
農(nóng)藥大多數(shù)是液體或固體形態(tài),少數(shù)是氣體。根據(jù)害蟲(chóng)或病害的各類(lèi)以及農(nóng)藥本身物理性質(zhì)的不同,采用不同的用法。如制成粉末撒布,制成水溶液、懸浮液、乳濁液噴射,或制成蒸氣或氣體熏蒸等。8農(nóng)藥的使用方法粉劑粉劑不易溶于水,一般不能加水噴霧,低濃度的粉劑供噴粉用,高濃度的粉劑用作配制毒土、毒餌、拌種和土壤處理等。粉劑使用方便,工效高,宜在早晚無(wú)風(fēng)或風(fēng)力微弱時(shí)使用??蓾裥苑蹌┪鼭裥詮?qiáng),加水后能分散或懸浮在水中??勺鲊婌F、毒餌和土壤處理等用??扇苄苑蹌?水溶劑)可直接對(duì)水噴霧或潑澆。乳劑(也稱(chēng)乳油)乳劑加水后為乳化液,可用于噴霧、潑澆、拌種、浸種、毒土、涂莖等。超低容量制劑(油劑)是直接用來(lái)噴霧的藥劑,是超低容量噴霧的專(zhuān)門(mén)配套農(nóng)藥,使用時(shí)不能加水。顆粒劑和微粒劑是用農(nóng)藥原藥和填充劑制成顆粒的農(nóng)藥劑型,這種劑型不易產(chǎn)生藥害。主要用于灌心葉、撒施、點(diǎn)施、拌種、溝施等。緩釋劑使用時(shí)農(nóng)藥緩慢釋放,可有效地延長(zhǎng)藥效期,所以,殘效期延長(zhǎng),并減輕污染和毒性,用法一般同顆粒劑。煙劑煙劑是用農(nóng)藥原藥、燃料、氧化劑、助燃劑等制成的細(xì)粉或錠狀物。這種劑型農(nóng)藥受熱汽化,又在空氣中凝結(jié)成固體微粒,形成煙狀,主要用來(lái)防治森林、設(shè)施農(nóng)業(yè)病蟲(chóng)及倉(cāng)庫(kù)害蟲(chóng)。9農(nóng)藥的毒性分類(lèi)根據(jù)目前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上常用農(nóng)藥〔原藥〕的毒性綜合評(píng)價(jià)〔急性口服、經(jīng)皮毒性、慢性毒性等〕,分為高毒、中等毒、低毒三類(lèi)。高毒農(nóng)藥〔LD50<50mg/kg〕:有3911、蘇化203、1605、甲基1605、1059、殺螟威、久效磷、磷胺、甲胺磷、異丙磷、三硫磷、氧化樂(lè)果、磷化鋅、磷化鋁、氰化物、呋喃丹、氟乙酰胺、砒霜、殺蟲(chóng)脒、西力生、賽力散、潰瘍凈、氯化苦、五氯酚、二溴氯丙烷、401等。中等毒農(nóng)藥〔LD50在50-500mg/kg之間〕:有殺螟松、樂(lè)果、稻豐散、乙硫磷、亞胺硫磷、皮蠅磷、六六六、高丙體六六六、毒殺芬、氯丹、滴滴涕、西維因、害撲威、葉蟬散、速滅威、混滅威、抗蚜威、倍硫磷、敵敵畏、擬除蟲(chóng)菊酯類(lèi)、克瘟散、稻瘟凈、敵克松、402、福美砷、稻腳青、退菌特、代森胺、代森環(huán)、2,4-滴、燕麥敵、毒草胺等。低毒農(nóng)藥〔LD50>500mg/kg〕:有敵百蟲(chóng)、馬拉松、乙酰甲胺磷、辛硫磷、三氯殺螨醇、多菌靈、托布津、克菌丹、代森鋅、福美雙、萎銹靈、異草瘟凈、乙磷鋁、百菌清、除草醚、敵稗、阿特拉津、去草胺、拉索、殺草丹、2甲4氯、綠麥隆、敵草隆、氟樂(lè)靈、苯達(dá)松、茅草枯、草甘磷等。102〕農(nóng)藥污染農(nóng)藥污染〔pesticidepollution〕指農(nóng)藥或其有害代謝物、降解物對(duì)環(huán)境和生物產(chǎn)生的污染。農(nóng)藥施用后,一局部附著于植物體上,或滲入株體內(nèi)殘留下來(lái),使糧、菜、水果等受到污染;另一局部散落在土壤上〔有時(shí)則是直接施于土壤中〕或蒸發(fā)、散逸到空氣中,或隨雨水及農(nóng)田排水流入河湖,污染水體和水生生物。農(nóng)產(chǎn)品的殘留農(nóng)藥通過(guò)飼料,污染禽畜產(chǎn)品。農(nóng)藥殘留通過(guò)大氣、水體、土壤、食品,最終進(jìn)入人體,引起各種慢性或急性病害。易造成環(huán)境污染及危害較大的農(nóng)藥,主要是那些性質(zhì)穩(wěn)定、在環(huán)境或生物體內(nèi)不易降解轉(zhuǎn)化,而又有一定毒性的品種,如滴滴涕〔DDT〕等持久性高殘留農(nóng)藥。為此,研究篩選高效、低毒、低殘留和高選擇性〔即非廣譜的〕新型農(nóng)藥,已成為當(dāng)今的重要課題。11
人類(lèi)從40年代起開(kāi)始使用農(nóng)藥除蟲(chóng)除草,每年挽回農(nóng)業(yè)總產(chǎn)量15%左右的損失。但是,由于長(zhǎng)期濫用農(nóng)藥,使環(huán)境中的有害物質(zhì)大大增加,危害到生態(tài)和人類(lèi),形成農(nóng)藥污染。
造成污染的農(nóng)藥主要是有機(jī)氯農(nóng)藥,含鉛、砷、汞等物質(zhì)的金屬制劑,以及某些特異性除草劑。
12有機(jī)氯農(nóng)藥,如六六六、DDT等,穩(wěn)定性強(qiáng),不易分解,大量使用不僅直接造成對(duì)農(nóng)作物的污染,同時(shí)農(nóng)藥殘留在水、土中,通過(guò)食物進(jìn)入人體,危害健康。金屬制劑的危險(xiǎn)性也很大。噴灑過(guò)汞制劑的糧食、水果、蔬菜中都含有汞,可直接引起食物中毒。除草劑和殺菌劑本身的毒性往往不大,但它們分解后的產(chǎn)物有劇毒,因此危害也相當(dāng)嚴(yán)重。13多數(shù)農(nóng)藥對(duì)人和動(dòng)物有毒害,大量接觸以及誤食后會(huì)造成急性中毒和死亡。據(jù)世界衛(wèi)生組織報(bào)道,開(kāi)展中國(guó)家的農(nóng)民由于缺乏科學(xué)知識(shí)和平安措施,每年有200萬(wàn)人農(nóng)藥中毒,其中有4萬(wàn)人死亡,平均每10分鐘有28人中毒,每17分鐘有1人死亡!而這還不包括因農(nóng)藥污染而導(dǎo)致死胎、致癌、流產(chǎn)的受害者。根據(jù)對(duì)68個(gè)國(guó)家的調(diào)查,急性中毒的人有93%是由有機(jī)氯、有機(jī)磷和汞制劑等農(nóng)藥所引起。少量農(nóng)藥在人體內(nèi)的積累引起的慢性中毒也不可無(wú)視。農(nóng)藥污染已在許多國(guó)家造成公害。許多國(guó)家已禁止使用DDT、狄氏劑、氯制劑等農(nóng)藥,并積極研制和生產(chǎn)低毒高效農(nóng)藥,同時(shí)講究農(nóng)藥使用的科學(xué)性,大力提倡生物防治,保護(hù)益鳥(niǎo)、益蟲(chóng),做到“以鳥(niǎo)治蟲(chóng)〞、“以蟲(chóng)治蟲(chóng)〞。14農(nóng)藥污染源點(diǎn)源:生產(chǎn)、加工、包裝、存儲(chǔ)農(nóng)藥的工廠(chǎng)。面源:農(nóng)田噴施15農(nóng)藥污染的途徑16172、農(nóng)藥對(duì)大氣的污染1〕農(nóng)藥污染大氣的途徑農(nóng)藥對(duì)大氣的污染主要來(lái)自農(nóng)藥的噴撒。噴撒到大氣中的農(nóng)藥微粒,在氣流作用下,可漂移到數(shù)里遠(yuǎn)的地方。噴撒到植物外表或土壤的農(nóng)藥,在氣流作用下,也可飛揚(yáng)到空中,造成大氣污染。具體包括:地面或飛機(jī)噴霧或噴粉施藥;農(nóng)藥生產(chǎn)、加工、存儲(chǔ)企業(yè)的廢氣排放;殘留農(nóng)藥的揮發(fā)?!矚怏w、氣溶膠、吸附態(tài)存在〕182〕農(nóng)藥大氣污染的影響因素由于農(nóng)藥污染的地理位置和空間距離的不同,空氣中農(nóng)藥的量分布為三個(gè)帶。
第一帶是導(dǎo)致農(nóng)藥進(jìn)入空氣的藥源帶。在這一帶的空氣中農(nóng)藥的濃度最高,之后由于空氣流動(dòng),使空氣中農(nóng)藥逐漸發(fā)生擴(kuò)散和稀釋?zhuān)⑦w離使用帶。此外,由于蒸發(fā)和揮發(fā)作用和土壤中的農(nóng)藥向空氣中的擴(kuò)散作用,在與農(nóng)藥施用區(qū)相鄰的地區(qū)形成了第二個(gè)空氣污染帶。在此帶中,因擴(kuò)散作用和空氣對(duì)流,農(nóng)藥濃度一般低于第一帶。但是,在一定氣象條件下,氣團(tuán)不能完全混合時(shí)局部地區(qū)空氣中農(nóng)藥濃度亦可偏高。第三帶是大氣中農(nóng)藥遷移最寬和農(nóng)藥濃度最低的地帶。因氣象條件和施藥方式的不同,此帶距離可擴(kuò)散到離藥源數(shù)百公里,甚至上千公里遠(yuǎn)。
19與農(nóng)藥品種、農(nóng)藥劑型和氣象條件等因素有關(guān)。
易揮發(fā)性農(nóng)藥,氣霧劑和粉劑污染相當(dāng)嚴(yán)重,高殘留農(nóng)藥在大氣中的持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。在其他條件相同時(shí),風(fēng)速起著重大作用,高風(fēng)速增加農(nóng)藥擴(kuò)散帶的距離和進(jìn)入其中的農(nóng)藥量。其一般規(guī)律為:
農(nóng)藥蒸氣壓:越高揮發(fā)能力越強(qiáng);
農(nóng)藥劑型:煙劑>粉劑與水劑>油>顆粒劑;
施用方式:飛機(jī)噴施>地面噴施>地面潑澆>地面撒施>條施或穴施;
2〕農(nóng)藥對(duì)大氣污染的影響因素203〕大氣中殘留農(nóng)藥的遷移與降解高空擴(kuò)散遷移地面沉降水體沉降降解〔光解、水解〕213、農(nóng)藥對(duì)水體的污染1〕農(nóng)藥污染水體的途徑農(nóng)藥對(duì)水體的污染主要來(lái)自以下幾個(gè)方面:向水體直接施用農(nóng)藥;含農(nóng)藥的雨水落入水體;植物或土壤粘附的農(nóng)藥,經(jīng)水沖刷或溶解進(jìn)入水體;生產(chǎn)農(nóng)藥的工業(yè)廢水或含有農(nóng)藥的生活污水污染水體;農(nóng)藥噴灑時(shí),農(nóng)藥微粒隨風(fēng)降入水體等。222〕影響農(nóng)藥水體污染的因素農(nóng)藥的性質(zhì)〔溶解度、穩(wěn)定性〕水體類(lèi)型和性質(zhì)〔動(dòng)力學(xué)性質(zhì)和溫度〕
農(nóng)田地面水>溝渠中水>池塘水>淺層地下水>河流水>自來(lái)水>深層地下水>海水233〕水體中農(nóng)藥的遷移轉(zhuǎn)化遷移擴(kuò)散生物吸收和富集光解、分解、水解揮發(fā)顆粒物和底泥吸附24農(nóng)藥的吸附沉積進(jìn)入水體內(nèi)的農(nóng)藥,除少數(shù)溶解外,大局部被水中懸浮粒子吸附并最終積聚于沉積物內(nèi)。在溶解度范圍內(nèi),膠體吸附劑數(shù)量增多,則吸附后殘留在水中的農(nóng)藥濃度減少。吸附速度相當(dāng)快,往往1-2小時(shí)即可吸附完全。解吸則慢且不完全。有些農(nóng)藥吸附常是不可逆的。由于農(nóng)藥種類(lèi)繁多,性質(zhì)各異,因此,沉積物的特點(diǎn)〔組成,顆粒大小等〕、PH、氧氣溫度等條件對(duì)不同農(nóng)藥吸附行為的影響也不一樣。
25農(nóng)藥的降解
農(nóng)藥進(jìn)入水體后可與各類(lèi)物質(zhì)接觸,發(fā)生一系列的物理、化學(xué)和生化反響。它們的行為可歸納為以下幾個(gè)方面:被水中顆粒物吸附,被生物吸附并積累,發(fā)生降解反響,使農(nóng)藥含量逐漸降低。水體內(nèi)農(nóng)藥的降解轉(zhuǎn)化作用相當(dāng)復(fù)雜,涉及水解、氧化復(fù)原、微生物的生化轉(zhuǎn)化等反響,其快慢及難易程度,常常相差甚遠(yuǎn)。
26一般來(lái)說(shuō)有機(jī)氯農(nóng)藥性特穩(wěn)定,降解緩慢,殘效期長(zhǎng)達(dá)數(shù)年至二、三十年。有機(jī)磷農(nóng)藥水解、降解通常很快,殘效期不過(guò)數(shù)周。易溶于水、微弱吸附的農(nóng)藥,多易于降解,速度也快一些。吸附后的降解行為常有變化,某些農(nóng)藥被強(qiáng)烈吸附后,可以防止微生物的降解,變得更穩(wěn)定,不過(guò)總的說(shuō)不,農(nóng)藥被沉積物吸附后,對(duì)降解凈化是有利的。原因是:多數(shù)農(nóng)藥被沉積物吸附后,降解速度加快,生物活性降低,競(jìng)爭(zhēng)減少生物對(duì)農(nóng)藥的吸收富集。特別是吸附在厭氧沉積物外表層的農(nóng)藥,降解更快,原因被認(rèn)為是此處積聚有更多量有機(jī)物及多量水合氧化鐵、氧化錳膠體,他們不僅提供了更多吸附劑,而且準(zhǔn)備了更多的降解能源,為微生物的大量繁殖創(chuàng)造了良好條件。
27DDT的降解
DDT可以通過(guò)光化學(xué)、催化和生化反響降解。DDT的光化學(xué)降解:在紫外光的作用下,DDT可經(jīng)碳碳鍵均裂過(guò)程而生成氯苯游離基,后者相互結(jié)合生成二氯聯(lián)苯。這類(lèi)光化反響中可能還伴生有三氯聯(lián)苯、四氯聯(lián)苯、3,6-二氯苯并呋喃等,并可按自由基歷程生成多氯聯(lián)苯。
DDT的催化降解:金屬對(duì)可以通過(guò)催化復(fù)原降解DDT。DDT的脫氯反響可能有兩種方式:即脫去一個(gè)氯原子變成DDD,然后再脫氯得DDMS和DDEt;或是同時(shí)脫去三個(gè)氯原子得到DDEt。
DDT的生化降解:關(guān)于DDT的生化降解研究得較多,有人曾用各種微生物在缺氧和有氧條件下做培養(yǎng)試驗(yàn)。在不同情況下檢出的降解產(chǎn)物包括DDD、DDE、DDMV、DDMS、DDNV、DDA、DDM、DBH、DBP、Kelthane和DDCN等。DDT的降解途徑目前還沒(méi)有搞清楚。
不同微生物對(duì)DDT的降解并不完全相同,然而DDE及DDD是一般的降解產(chǎn)物,其中DDE要比DDD穩(wěn)定得多28六六六的解降
六六六較DDT容易降解,其降解同樣是通過(guò)光化學(xué)、化學(xué)及生化反響等途徑。六六六的光化降解:一般情況下六六六不易直接吸收光子而發(fā)生光化反響,但當(dāng)水體中存在某些物質(zhì)〔如苯胺、芳酚等芳香化合物,X-、S2O32-等無(wú)機(jī)陰離子〕時(shí),這些物質(zhì)的分子或離子能在光的激發(fā)下發(fā)生光化反響,產(chǎn)生某種復(fù)原性活性中間體,如水合電子〔eaq-〕,而eaq-可以進(jìn)一步與六六六分子反響,使六六六像直接接受光能一樣,發(fā)生化學(xué)鍵的斷裂而降解。
六六六的化學(xué)降解:有人認(rèn)為六六六化學(xué)降解的產(chǎn)物為四氯環(huán)己烯、五氯環(huán)己烯,降解時(shí)均需脫除HCl,因此在堿性介質(zhì)中六六六易降解,而在酸性介質(zhì)中六六六比較穩(wěn)定。六六六的生化降解:在六六六的降解中,微生物對(duì)其降解起著決定性作用。γ-六六六可經(jīng)脫氯化氫形成γ-五氯環(huán)己烯,也可以在厭氧條件下轉(zhuǎn)化為α,β,δ-六六六異構(gòu)體,在水中完全迅速地降解。實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明,微生物存在下,六六六浸水2個(gè)月后,四種異構(gòu)體根本消失。
29有機(jī)磷農(nóng)藥的降解
有機(jī)磷農(nóng)藥既能直接水解,也能被微生物降解。如甲基對(duì)硫磷、乙基對(duì)硫磷、殺螟松等有機(jī)農(nóng)藥均可在微生物的作用下發(fā)生氧化、復(fù)原、水解等過(guò)程,以完成降解。乙基對(duì)硫磷的氧化過(guò)程即為硫代磷酸酯的脫硫氧化,復(fù)原過(guò)程即為硝基復(fù)原成氨基,水解過(guò)程即為有關(guān)酯鍵斷裂,形成相應(yīng)化合物。
其他有機(jī)磷農(nóng)藥如馬拉硫磷、敵敵畏、敵百蟲(chóng)等也均能被微生物降解。
值得指出的是,水解是農(nóng)藥在環(huán)境中降解的一條重要途徑。不同農(nóng)藥的水解速率既受溫度的影響,又受介質(zhì)酸度的影響。例如,25℃時(shí),蒸餾水中農(nóng)藥的穩(wěn)定性依次為:馬拉松>殺滅磷>殺螟松>殺撲磷。在堿性水溶液中農(nóng)藥穩(wěn)定性為:殺螟松>殺撲磷>殺滅磷>馬拉松。又如敵敵畏和甲基對(duì)硫磷均屬于水解不穩(wěn)定的化合物,在地面水條件〔25℃、pH7〕下,它們的t1/2分別為43.9h和83.5h;在地下水條件〔15℃、pH7〕下,它們的t1/2分別為133.3h和3013h;這兩種農(nóng)藥在酸性介質(zhì)中也具有一定的穩(wěn)定性,pH3.04、25℃時(shí),其t1/2分別為533h和2772h。
304、農(nóng)業(yè)對(duì)土壤的污染1〕農(nóng)藥污染土壤的途徑直接噴施農(nóng)藥;植物體帶入;隨水進(jìn)入;加工企業(yè)泄露。直接向土壤或植物外表噴撒農(nóng)藥,是使用農(nóng)藥最常見(jiàn)的一種方式,也是造成土壤污染的重要原因。研究說(shuō)明,一般農(nóng)田土壤均受不到不同程度的污染。化學(xué)農(nóng)藥在使用過(guò)程中,只有一局部附著于植物體上。對(duì)不同作物,采用不同的施用方式噴撒農(nóng)藥,除被植物體吸收外,大約有20%一50%左右進(jìn)入土壤。直接進(jìn)入土壤的農(nóng)藥,大局部可被吸附、殘留于土壤中的農(nóng)藥,由于生物的作用,經(jīng)歷著轉(zhuǎn)化和降解過(guò)程,形成具有不同穩(wěn)定性的中間產(chǎn)物,或最終成為無(wú)機(jī)物。
312〕農(nóng)藥在土壤中的殘留雖然農(nóng)藥可通過(guò)各種途徑遷移轉(zhuǎn)化、降解去毒,但是由于各種農(nóng)藥的化學(xué)性質(zhì)和分解難易程度不同以及土壤條件的差異,它們?cè)谕寥乐械陌胨テ诖嬖谥艽蟮牟町悺S行┺r(nóng)藥進(jìn)入土壤之后,由于形態(tài)的改變,特別是被土壤膠體強(qiáng)烈吸附,而降低了其生理活性和溶解度,這局部農(nóng)藥的藥效可以認(rèn)為失去了作用。但有些半衰期長(zhǎng)、使用范圍廣、歷史長(zhǎng)、量大、次數(shù)多的農(nóng)藥,則在土壤中積累殘留起來(lái)。農(nóng)藥在土壤中殘留,可認(rèn)為是土壤被污染的具體表現(xiàn),殘留農(nóng)藥可被糧食、蔬菜作物吸收,使之遭受污染,并可通過(guò)食物鏈危害人體健康。
有資料認(rèn)為,殘留在土壤中的農(nóng)藥可進(jìn)入無(wú)脊椎動(dòng)物的組織。據(jù)報(bào)導(dǎo),在噴撒DDT的土壤中,發(fā)現(xiàn)蚯蚓體內(nèi)有大量的DDT殘留,而且還高于周?chē)h(huán)境中的DDT含量,顯然是由于通過(guò)食物鏈而富集之故。值得注意的是,殘留在土壤中的農(nóng)藥通過(guò)植物的根系可進(jìn)入植物體內(nèi)。不同植物體內(nèi)農(nóng)藥的殘留量決定于它們對(duì)農(nóng)藥的吸收能力。32農(nóng)藥被吸收后,在植物體內(nèi)分布量由大到小的順序是:根一莖一葉一果實(shí)。決定化學(xué)農(nóng)藥在土壤中殘留的因素有:化學(xué)農(nóng)藥本身的化學(xué)性質(zhì)、農(nóng)藥濃度、土壤的吸附性能、土壤酸堿度和氧化復(fù)原條件、土壤濕度、作物的覆蓋情況、土壤耕作狀況以及大氣的相對(duì)溫度和風(fēng)速等。
333〕農(nóng)藥在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化土壤對(duì)化學(xué)農(nóng)藥的吸附作用土壤吸附化學(xué)農(nóng)藥的機(jī)理有以下兩種途徑:
物理吸附土壤膠體擴(kuò)散層的陽(yáng)離子通過(guò)〞水橋“吸附極性
農(nóng)藥分子。
物理化學(xué)吸附是土壤對(duì)農(nóng)藥的主要吸附作用。土壤膠體的物理化學(xué)吸附能力大小順序?yàn)椋河袡C(jī)膠體>蛭石>蒙膠石>伊利石>綠泥石>高嶺石。
由于農(nóng)藥種類(lèi)極多,性質(zhì)各不相同,對(duì)土壤吸附有很大影響。一般農(nóng)藥的分子越大,越易被土壤吸附。農(nóng)藥在水中的溶解度強(qiáng)弱也對(duì)吸附有影響,如DDT在水中溶解度很小,在土壤中吸附力則很強(qiáng);而一些有機(jī)磷農(nóng)藥,在水中的溶解度很大,吸附能力則很弱。
34農(nóng)藥在土壤中的蒸發(fā)和揮發(fā)大量資料說(shuō)明,非常易揮發(fā)的農(nóng)藥,及不易揮發(fā)的農(nóng)藥(有機(jī)氯),都可以從土壤、水及植物外表大量蒸發(fā)。對(duì)于低水溶性和特久性的化學(xué)農(nóng)藥來(lái)說(shuō),蒸發(fā)是它們進(jìn)入大氣的重要途徑。通過(guò)蒸發(fā)作用而遷移的農(nóng)藥量比徑流遷移和作物吸收等方面都要大。
化學(xué)農(nóng)藥在土壤中的蒸發(fā)決定于農(nóng)藥本身的溶解度、蒸汽壓和接近地表空氣層的擴(kuò)散速度以及土壤溫度、濕度和質(zhì)地。如砂土,由于吸附能力小于壤土,故農(nóng)藥的蒸發(fā)損失較壤土為大,土溫增高,也能促進(jìn)
農(nóng)藥的蒸發(fā)與土壤含水量有密切關(guān)系。土壤枯燥時(shí),農(nóng)藥不擴(kuò)散,主要被土體外表所吸附,隨著土壤水分的增加,由于水的極性大于有機(jī)物農(nóng)藥,因此水占據(jù)了土壤礦物質(zhì)外表;把農(nóng)藥從土壤外表置走,使農(nóng)藥的揮發(fā)性大大增加。溶解于有機(jī)質(zhì)中的農(nóng)藥不受土壤含水量的影響,因此含水量增加時(shí),土壤殘留的農(nóng)藥主要溶解在有機(jī)質(zhì)中。
35土壤中農(nóng)藥的擴(kuò)散土壤中的農(nóng)藥可隨水淋溶而在土體中擴(kuò)散,但受農(nóng)藥本身的溶解度和土壤吸附性能的限制。如除草劑2,4--D等水溶性大的農(nóng)藥易于淋溶,可直接隨土壤水分流入水體;而水溶性小的六六六、DDT等農(nóng)藥則不易被水淋溶遷移。吸附性能小的砂性土壤使農(nóng)藥易于淋溶,而粘粒和有機(jī)質(zhì)含量高的土壤,淋溶較難。一般來(lái)說(shuō),農(nóng)藥在土壤中的淋溶較弱,故殘留于土壤中的農(nóng)藥大多聚集于表土之中。
36農(nóng)藥在土壤中的降解作用農(nóng)藥在土壤中的降解作用有有:微生物降解、光化學(xué)降解、化學(xué)降解和土壤自由基降解等。
由于土壤中的微生物種類(lèi)繁多、即使被認(rèn)為難降解的有機(jī)氯農(nóng)藥,最終也要被微生物所降解?;瘜W(xué)農(nóng)藥在土壤中的微生物降解作用是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的過(guò)程。微生物降解作用是影響農(nóng)藥最終是否在土壤中殘留毒量大小的決定因素。微生物對(duì)農(nóng)藥的代謝作用,是土壤對(duì)農(nóng)藥徹底的、最主要的降解過(guò)程。但是,也不能認(rèn)為微生物群系是萬(wàn)能的,而且有些代謝產(chǎn)物甚至比原型農(nóng)藥毒性更大。
37光化學(xué)降解是化學(xué)農(nóng)藥非生物降解的重要途徑之一。進(jìn)入土壤中的農(nóng)藥,由于吸收太陽(yáng)輻射能,而產(chǎn)生光化學(xué)反響。光化學(xué)反響有水解、氧化、取代、異構(gòu)化和離子化等,這取決于農(nóng)藥的物理狀態(tài)、溶劑以及是否有其它反響物的存在。土壤中的氨基酸、硫基和銅、鐵、錳等金屬離子可促進(jìn)某些有機(jī)磷農(nóng)藥光化學(xué)反響中的水解和氧化復(fù)原作用。有些光敏農(nóng)藥的光解是非常迅速的?;瘜W(xué)降解主要是指土壤中的農(nóng)藥通過(guò)氧化復(fù)原、水解等反響而降解。其中水解反響是許多農(nóng)藥降解的一個(gè)重要途徑。由于土壤吸附作用對(duì)水解反響的催化作用,有些農(nóng)藥在土壤中的水解比在水中的水解更
快。
總之,農(nóng)藥是人工合成的有機(jī)化合物,它與天然有機(jī)化合物相比,穩(wěn)定性較強(qiáng),不易被化學(xué)作用和生物化學(xué)作用分解,能在環(huán)境中較長(zhǎng)期地存在。降解速度快的農(nóng)藥,在環(huán)境中殘留時(shí)間短,稱(chēng)為低殘留農(nóng)藥;降解速度慢的農(nóng)藥,在環(huán)境中殘留長(zhǎng),稱(chēng)為高殘留農(nóng)藥。384〕有機(jī)磷農(nóng)藥的降解
有機(jī)磷農(nóng)藥在土壤中很易降解,既能直接水解和氧化,也能被微生物分解,其降解速度隨土壤溫度、濕度和酸度增高而加快。如馬拉硫磷可以水解,也可在綠色木霉(Triehoclermavinde)和極毛桿菌屬(Pseudomonos)作用下分解,反響產(chǎn)物可徹底降解為磷酸鹽和碳酸鹽等。
其他的有機(jī)磷農(nóng)藥,如對(duì)硫磷、甲基對(duì)硫磷和乙基對(duì)硫磷,能被枯草桿菌(Bacillussubtilis)降解,所含的硝基被復(fù)原為氨基。有些微生物能使對(duì)硫磷水解為硝基酚;殺螟松在土壤中同樣發(fā)生硝基復(fù)原為氨基的降解作用。
395〕有機(jī)氨農(nóng)藥的降解一般有機(jī)氯農(nóng)藥在土壤中較難降解,但還是可以降解的。例如,滴滴涕(DOT)在嫌氣條件下,微生物能使之脫氯變?yōu)镈DD,或是脫氯變?yōu)镈DE;DDE和DDD都可以進(jìn)一步氧化為DDA。DDT在好氣條件下分解很慢,降解產(chǎn)物DDE、DDD的毒性雖比DDT低得多,但DDE仍有慢性毒性,而且它的水溶性比DDT大。對(duì)此類(lèi)農(nóng)藥要注意其分解產(chǎn)物在環(huán)境中的積累。
與DDT相比,林丹(丙體六六六)比較容易降解,而其它有機(jī)氯農(nóng)藥,如艾氏劑、異艾氏、劑狄氏劑、異狄氏劑、氯丹等是環(huán)境中最穩(wěn)定的農(nóng)藥,但在土壤中可發(fā)生脫氯、水解、復(fù)原和羥基化作用形成環(huán)氧化物。
40二、農(nóng)藥污染的危害農(nóng)藥是消滅人類(lèi)與植物病蟲(chóng)害的有效藥物,對(duì)農(nóng)林牧業(yè)的增產(chǎn)、保收與保存,以及人類(lèi)傳染疾病的預(yù)防與控制等方面起了非常大的作用。同時(shí),隨著日益增加的化學(xué)農(nóng)藥通過(guò)生產(chǎn)、運(yùn)輸、儲(chǔ)存、使用、廢棄等不同環(huán)節(jié)大量進(jìn)入環(huán)境與生態(tài)系統(tǒng),因而產(chǎn)生了一些不良后果:有機(jī)氯農(nóng)藥不僅對(duì)害蟲(chóng)有殺傷毒害作用,同時(shí)對(duì)害蟲(chóng)的“天敵〞及傳粉昆蟲(chóng)等益蟲(chóng)益鳥(niǎo)也有殺傷作用,因而破壞了自然界的生態(tài)平衡;長(zhǎng)期使用同類(lèi)型農(nóng)藥,使害蟲(chóng)產(chǎn)生了抗藥性,因而增加了農(nóng)藥的使用量與防治次數(shù),也大大增加了防治費(fèi)用與本錢(qián);長(zhǎng)期大量使用農(nóng)藥,使農(nóng)藥在環(huán)境中逐漸積累,尤其是在土壤中,產(chǎn)生了農(nóng)藥污染環(huán)境問(wèn)題;農(nóng)藥被農(nóng)作物吸收、進(jìn)入動(dòng)物體內(nèi),經(jīng)過(guò)生物富集濃縮,使其毒性更大,這就不僅使得害蟲(chóng)的天敵更易受到毒害作用,而且會(huì)通過(guò)食物鏈威脅人體的健康。411、農(nóng)藥對(duì)植物的危害農(nóng)藥進(jìn)入植物的途徑:葉表和根系、呼吸、其他途徑。農(nóng)藥對(duì)植物的危害:影響植物的正常生長(zhǎng)發(fā)育〔藥害〕。藥害的表現(xiàn):生長(zhǎng)周期改變、缺苗、顏色變化、植株形態(tài)異常、植株形成枯斑、產(chǎn)量和品質(zhì)改變。影響藥害的因素:農(nóng)藥種類(lèi)或劑型、農(nóng)藥使用方式、植物種類(lèi)及生育時(shí)期、環(huán)境因素。42農(nóng)藥對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的污染可食性局部有機(jī)氯:油料作物>淀粉,小麥>水稻>玉米,花生>大豆,晚稻>早稻,米糠>糙米>精米,果皮>果肉,葉菜>果菜、根菜,脫水蔬菜>速凍蔬菜、新鮮蔬菜,咸菜>新鮮蔬菜432、農(nóng)藥對(duì)人體和生物的危害環(huán)境中的農(nóng)藥可通過(guò)消化道、呼吸道和皮膚等途徑進(jìn)入人體,產(chǎn)生各種危害:①急性毒作用。農(nóng)藥進(jìn)入人體后,首先進(jìn)入血液,然后通過(guò)組織細(xì)胞膜和血腦屏障等組織,到達(dá)作用部位,引起中毒反響。短期內(nèi)攝入大量農(nóng)藥,尤其是有機(jī)磷農(nóng)藥,會(huì)引起急性中毒。②慢性毒作用。長(zhǎng)期接觸農(nóng)藥可以引起慢性中毒。有機(jī)磷農(nóng)藥慢性中毒主要表現(xiàn)為血中膽堿酯酶活性顯著而持久的降低,并伴有頭暈、頭痛、乏力、食欲不振、惡心、氣短、胸悶、多汗,局部病人還有肌束纖顫等病癥。有機(jī)氯農(nóng)藥慢性中毒,主要表現(xiàn)為食欲不振、上腹部和脅下疼痛、頭暈、頭痛、乏力、失眠、噩夢(mèng)等。接觸高毒性農(nóng)藥〔如氯丹和七氯化茚等〕會(huì)出現(xiàn)肝臟腫大,肝功能異常等癥候。44③在人體內(nèi)蓄積。有機(jī)氯農(nóng)藥的脂溶性決定了它們?cè)谌梭w脂肪中的蓄積〔見(jiàn)蓄積作用〕。1966年美國(guó)小W.J.海斯等曾對(duì)美國(guó)各地居民體脂中DDT的含量進(jìn)行過(guò)調(diào)查研究,發(fā)現(xiàn)每個(gè)居民體內(nèi)都蓄積有數(shù)量不等的DDT,居民體脂中的DDT及其代謝產(chǎn)物DDE在60年代的平均蓄積水平達(dá)8ppm。1969年W.F.杜勒姆的研究說(shuō)明,由于印度大量使用DDT撲滅瘧疾,居民體脂中的DDT竟高達(dá)16ppm,DDE高達(dá)10ppm。有機(jī)氯農(nóng)藥在人體內(nèi)的蓄積是世界性的,在體內(nèi)蓄積的遠(yuǎn)期影響尚待進(jìn)一步研究。④對(duì)酶類(lèi)的影響。許多有機(jī)氯農(nóng)藥可以誘導(dǎo)肝細(xì)胞微粒體氧化酶類(lèi),從而改變體內(nèi)某些生化過(guò)程。此外,有機(jī)氯農(nóng)藥對(duì)其他一些酶類(lèi)也有一定的影響。有機(jī)磷農(nóng)藥進(jìn)入人體后,即與體內(nèi)的膽堿酯酶結(jié)合,形成比較穩(wěn)定的磷?;憠A酯酶,使膽堿酯酶失去活性,喪失對(duì)乙酰膽堿的分解能力,造成體內(nèi)乙酰膽堿的蓄積,引起神經(jīng)傳導(dǎo)生理功能的紊亂,出現(xiàn)一系列有機(jī)磷農(nóng)藥中毒的臨床病癥。45⑤對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的作用。農(nóng)藥對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的作用,主要是通過(guò)對(duì)有機(jī)磷農(nóng)藥的研究獲得的。有機(jī)磷農(nóng)藥急性中毒,除出現(xiàn)前述常見(jiàn)病癥外,還可引起患者中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能失常,出現(xiàn)共濟(jì)失調(diào)、震顫、思睡、精神錯(cuò)亂、抑郁、記憶力減退和語(yǔ)言失常等。⑥對(duì)內(nèi)分泌系統(tǒng)的影響。有機(jī)氯農(nóng)藥在這方面的影響,曾有不少報(bào)道。如O,P‘-DDT對(duì)大鼠、雞、鶉具有雌性激素樣作用。⑦對(duì)免疫功能的影響。有機(jī)氯農(nóng)藥對(duì)機(jī)體的免疫功能有一定的影響。用P,P‘-DDT對(duì)家兔作實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)機(jī)體形成抗體的能力明顯降低。有機(jī)磷農(nóng)藥對(duì)免疫功能的影響,主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面:一方面是某些農(nóng)藥可使機(jī)體發(fā)生致敏作用。這是由于某些有機(jī)磷化合物具有半抗原性,它們可與體內(nèi)蛋白質(zhì)等結(jié)合成為復(fù)合抗原,從而產(chǎn)生抗體,使機(jī)體發(fā)生過(guò)敏反響而損害機(jī)體健康。另一方面是某些農(nóng)藥本身具有免疫抑制作用。46⑧對(duì)生殖機(jī)能的影響。有機(jī)氯農(nóng)藥對(duì)生殖機(jī)能的影響主要表現(xiàn)在使鳥(niǎo)類(lèi)產(chǎn)蛋數(shù)目減少,蛋殼變薄和胚胎不易發(fā)育,明顯影響鳥(niǎo)類(lèi)的繁殖。此外,有機(jī)氯農(nóng)藥對(duì)哺乳動(dòng)物的生殖功能也有一定影響。有機(jī)磷農(nóng)藥如敵敵畏和馬拉硫磷就能損害大鼠的精子;敵百蟲(chóng)和甲基對(duì)硫磷能使大鼠的受孕和生育能力明顯降低。⑨致畸作用、致突變作用和致癌作用。有關(guān)農(nóng)藥的這些作用已有一些報(bào)道。雖然有些研究是在大劑量和短時(shí)間作用下獲得的,并不能真正代表外環(huán)境中農(nóng)藥〔低濃度和長(zhǎng)時(shí)間作用〕的效應(yīng),但如果試驗(yàn)證實(shí)某種農(nóng)藥具有致畸、致突變和致癌作用,則說(shuō)明這種農(nóng)藥對(duì)人類(lèi)健康畢竟是潛在的威脅。47三、農(nóng)藥污染的防治主要包括①平安合理地使用農(nóng)藥。即按規(guī)定的用量、施藥方法、用藥次數(shù)和離收獲期最后一次施藥的天數(shù)等使用農(nóng)藥。②改變劑型和施藥方式。改變劑型方面,可將農(nóng)藥加工成緩釋劑,使農(nóng)藥減少流失并延長(zhǎng)殘效期;減少施藥次數(shù)能在一定程度上減輕對(duì)環(huán)境的污染。超低容量噴霧,是一種新的施藥方法,應(yīng)大力推廣。③提倡生物防治。對(duì)某一種蟲(chóng)害連續(xù)使用一種農(nóng)藥,往往容易產(chǎn)生抗藥性,即使大量使用也難以到達(dá)應(yīng)有的效果。生物防治是一種本錢(qián)低、效果好、污染少的防治方法。④研制高效、低毒、低殘留的新農(nóng)藥,這是農(nóng)藥開(kāi)展的方向。對(duì)防治對(duì)象有高效,對(duì)人畜低毒,無(wú)致畸、致突變和致癌作用,在環(huán)境中容易分解,在生物體中不易富集的農(nóng)藥品種是理想的品種。481、綜合防治病蟲(chóng)草害1〕農(nóng)業(yè)防治輪作和間套混作;控制植被覆蓋度;及時(shí)清楚雜草和落葉;翻耕與曬壟;合理進(jìn)行水肥管理;培育抗污染的作物品種。492〕物理防治對(duì)有害生物生長(zhǎng)發(fā)育繁殖進(jìn)行干擾。人工捕殺、除草、高溫滅菌、減少操作感染503〕化學(xué)防治利用化學(xué)農(nóng)藥防治病蟲(chóng)草害缺點(diǎn):會(huì)產(chǎn)生抗性512、加強(qiáng)農(nóng)藥管理與合理施用農(nóng)藥1〕防止蔬菜農(nóng)藥污染的措施①加強(qiáng)農(nóng)藥銷(xiāo)售渠道的管理,從農(nóng)藥的使用源頭抓起,嚴(yán)禁甲胺磷、氧化樂(lè)果等高毒、高殘留農(nóng)藥在蔬菜生產(chǎn)區(qū)銷(xiāo)售和使用。②提高農(nóng)民的平安意識(shí),教育和指導(dǎo)菜農(nóng)選擇高效、低毒、低殘留的農(nóng)藥噴灑蔬菜,嚴(yán)格遵守農(nóng)藥使用的范圍、劑量、次數(shù),注意采收的平安間隔期。③加強(qiáng)市場(chǎng)蔬菜的農(nóng)藥殘留監(jiān)督監(jiān)測(cè)工作,及時(shí)掌握農(nóng)藥污染動(dòng)態(tài),向政府部門(mén)提出減少或防止農(nóng)藥污染的措施。④加大生物農(nóng)藥開(kāi)發(fā)與研究工作。⑤積極開(kāi)展無(wú)公害蔬菜的規(guī)模化生產(chǎn)。522〕推廣生物防治新技術(shù)和新產(chǎn)品,推廣應(yīng)用環(huán)保型農(nóng)藥,特別要在經(jīng)濟(jì)作物、蔬菜瓜果等作物的生產(chǎn)上優(yōu)先使用。目前推廣使用的新劑型有緩釋劑、水分散劑、水乳劑、微乳劑和懸浮劑。3〕加強(qiáng)病蟲(chóng)害抗性監(jiān)測(cè)。通過(guò)科學(xué)合理使用農(nóng)藥,來(lái)延緩病蟲(chóng)害抗性的產(chǎn)生,減少農(nóng)藥使用次數(shù)和使用量;加強(qiáng)農(nóng)民用藥技術(shù)指導(dǎo)以及病蟲(chóng)害發(fā)生預(yù)測(cè)預(yù)報(bào),及時(shí)向廣闊農(nóng)民提供病蟲(chóng)害發(fā)生情況及措施;尋找農(nóng)藥水污染早期預(yù)測(cè)指標(biāo)。4〕建立有害生物防治新體系。生物防治是綜合治理的重要組成局部,是利用生物防治作用物(天敵昆蟲(chóng)和昆蟲(chóng)病原微生物)來(lái)調(diào)節(jié)有害生物的種群密度,通過(guò)生物防治維持生態(tài)系統(tǒng)中的生物多樣性,以生物多樣性來(lái)保護(hù)生物,使蟲(chóng)口密度能持續(xù)地保持在經(jīng)濟(jì)所允許的受害水平以下。
535〕調(diào)整農(nóng)業(yè)耕作制度,采用輪作、套種等栽培方法。優(yōu)化灌溉系統(tǒng),建立健全灌溉制度,對(duì)農(nóng)事活動(dòng)的改變、范圍和強(qiáng)度提出建議,特別注意水源保護(hù)區(qū)。通過(guò)“清潔生產(chǎn)〞或提供水污染預(yù)防設(shè)施來(lái)到達(dá)水環(huán)境保護(hù)的目的。如免耕法、少耕法、綜合病蟲(chóng)防治、灌溉水的生態(tài)化、防護(hù)林人工濕地、植被過(guò)濾帶、岸邊緩沖區(qū)、地下水位控制的方法和措施。6〕大力推廣應(yīng)用新型植保機(jī)械,不斷改進(jìn)施藥技術(shù)。做好新型高效施藥機(jī)械的推廣和應(yīng)用,是提高病蟲(chóng)害防治效果,減少農(nóng)藥浪費(fèi)和降低生產(chǎn)本錢(qián)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。7〕大力開(kāi)展植物源農(nóng)藥。植物源農(nóng)藥具有在環(huán)境中生物降解快、對(duì)人畜及非靶標(biāo)生物毒性低、蟲(chóng)害不易產(chǎn)生抗性及本錢(qián)低、易獲得等優(yōu)點(diǎn)。8〕各地植保部門(mén)應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐奶攸c(diǎn),利用多種形式,宣傳普及平安用藥知識(shí),逐級(jí)搞好培訓(xùn)工作。對(duì)農(nóng)民和農(nóng)藥經(jīng)營(yíng)者的法律、法規(guī)知識(shí)培訓(xùn)和技術(shù)培訓(xùn)。大力開(kāi)發(fā)推廣農(nóng)藥廢棄物處理技術(shù),引導(dǎo)組織農(nóng)民對(duì)農(nóng)藥殘液進(jìn)行集中處理,對(duì)廢棄農(nóng)藥包裝進(jìn)行深埋或集中焚毀。549〕加強(qiáng)農(nóng)藥監(jiān)督與管理,確保農(nóng)業(yè)生產(chǎn)平安和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量平安強(qiáng)化高毒農(nóng)藥監(jiān)管工作:一是組織各地對(duì)轄區(qū)內(nèi)農(nóng)藥生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)企業(yè)高毒農(nóng)藥生產(chǎn)銷(xiāo)售情況進(jìn)行全面清查,掌握生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)企業(yè)生產(chǎn)銷(xiāo)售高毒農(nóng)藥的種類(lèi)、數(shù)量、產(chǎn)品流向情況;二是發(fā)動(dòng)農(nóng)藥管理部門(mén),深入轄區(qū)進(jìn)行排查,開(kāi)展甲胺磷等禁用高毒農(nóng)藥的清查收繳工作;三是要求經(jīng)營(yíng)高毒農(nóng)藥的企業(yè)建立購(gòu)銷(xiāo)臺(tái)帳,實(shí)行高毒農(nóng)藥經(jīng)營(yíng)可追溯管理;四是凡登記的農(nóng)藥產(chǎn)品,登記作物本轄區(qū)不生產(chǎn)的,責(zé)令禁止銷(xiāo)售、返還生產(chǎn)廠(chǎng)家;五是加強(qiáng)對(duì)蔬菜、水果、食用菌等鮮食農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)基地周邊農(nóng)藥經(jīng)營(yíng)企業(yè)監(jiān)管,強(qiáng)化對(duì)鄉(xiāng)〔鎮(zhèn)〕村〔屯〕農(nóng)藥經(jīng)營(yíng)商店的監(jiān)管;六是加大對(duì)假劣農(nóng)藥和標(biāo)簽不合格農(nóng)藥違法案件的查處力度;七是將《國(guó)家禁限用農(nóng)藥名錄》、《打假治劣標(biāo)準(zhǔn)市場(chǎng)》和《購(gòu)置放心農(nóng)藥簡(jiǎn)明掛圖》張貼至村屯和農(nóng)藥經(jīng)營(yíng)商店。554、采取有效措施,扎實(shí)開(kāi)展農(nóng)業(yè)面源污染防治
加強(qiáng)農(nóng)業(yè)質(zhì)檢體系建設(shè)。農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)體系是監(jiān)督檢測(cè)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境,監(jiān)控農(nóng)業(yè)面源污染的重要手段。開(kāi)展農(nóng)產(chǎn)品中農(nóng)藥殘留監(jiān)督檢測(cè)。通過(guò)例行檢測(cè)及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,及時(shí)解決問(wèn)題,開(kāi)展農(nóng)業(yè)污染源普查。調(diào)查填寫(xiě)鄉(xiāng)鎮(zhèn)種植業(yè)根本情況普查表,分散農(nóng)戶(hù)普查表,規(guī)?;r(nóng)場(chǎng)種植業(yè)情況普查表,規(guī)?;r(nóng)場(chǎng)地塊情況調(diào)查表。通過(guò)農(nóng)業(yè)污染源普查,摸清農(nóng)業(yè)面源污染的根本現(xiàn)狀,查清農(nóng)業(yè)污染源的數(shù)量、地區(qū)分布,主要污染物種類(lèi)及其排放量,為今后治理面源污染提供了科學(xué)依據(jù)。開(kāi)展農(nóng)業(yè)產(chǎn)排污現(xiàn)狀的定點(diǎn)監(jiān)測(cè)。通過(guò)檢測(cè)數(shù)據(jù)分析對(duì)農(nóng)業(yè)污染源的現(xiàn)狀有了初步認(rèn)識(shí),對(duì)農(nóng)業(yè)污染源及超標(biāo)工程的預(yù)測(cè)工作提供可靠依據(jù)。56在今后的工作中,加大農(nóng)業(yè)面源污染防治工作。重點(diǎn)開(kāi)展三個(gè)方面工作:一是依托現(xiàn)有的農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò),進(jìn)行設(shè)備更新和技術(shù)改造,不斷完善監(jiān)測(cè)功能,強(qiáng)化監(jiān)測(cè)能力。保存和改造一批第一次全國(guó)農(nóng)業(yè)污染源普查建成的定位監(jiān)測(cè)點(diǎn),同時(shí)依據(jù)區(qū)域特點(diǎn)新建一批具有代表性的監(jiān)測(cè)點(diǎn),完善面源污染定位監(jiān)測(cè)和預(yù)警功能,為防治農(nóng)業(yè)面源污染提供科學(xué)依據(jù)。二是實(shí)施農(nóng)田面源污染治理工程建設(shè)。主要是將農(nóng)田溝渠的排灌與生態(tài)凈化相結(jié)合,提升溝渠的綜合利用效率,將現(xiàn)有的自然或人工溝渠進(jìn)行合理的規(guī)劃和完善,設(shè)計(jì)和補(bǔ)充新型生態(tài)攔截工程渠,構(gòu)建新型生態(tài)攔截工程渠網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)削減氮、磷污染的目的。三是開(kāi)展農(nóng)村清潔工程建設(shè)。在現(xiàn)有的農(nóng)村沼氣、農(nóng)村改水等重大工程的根底上,查漏補(bǔ)缺,填平補(bǔ)齊,建設(shè)農(nóng)村秸稈、垃圾、污水處理設(shè)施,穩(wěn)固和完善農(nóng)村改水、改廚、改廁、改圈等工作,改善農(nóng)村生產(chǎn)生活條件。同時(shí),配套節(jié)水、節(jié)肥、節(jié)藥等環(huán)境友好型生產(chǎn)技術(shù),既注重生產(chǎn)條件改善,又注重農(nóng)民生活質(zhì)量提高,實(shí)現(xiàn)農(nóng)民家居環(huán)境清潔化、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)無(wú)害化、資源利用高效化。57科研人員給韭菜噴灑解毒制劑58第二節(jié)化肥污染及其防治2010年,我國(guó)化肥產(chǎn)量到達(dá)6620萬(wàn)噸,為農(nóng)業(yè)開(kāi)展和糧食增產(chǎn)增收提供了穩(wěn)固的物質(zhì)保障。但我國(guó)仍是化肥大國(guó)而不是強(qiáng)國(guó),隨著化肥使用量的不斷增加,質(zhì)量平安和環(huán)境平安問(wèn)題也日顯突出。確保肥料質(zhì)量平安、嚴(yán)控產(chǎn)品中有害物質(zhì)、有效防治土壤污染,提高對(duì)環(huán)保生態(tài)肥料認(rèn)證工作重要性的認(rèn)識(shí),是化肥行業(yè)面臨的緊迫任務(wù)。
59使用化肥造成嚴(yán)重的農(nóng)業(yè)面源污染據(jù)環(huán)保部有關(guān)人士介紹,環(huán)保部對(duì)全國(guó)多個(gè)省市進(jìn)行的土地污染調(diào)查發(fā)現(xiàn),局部地區(qū)的土壤污染嚴(yán)重,污染類(lèi)型多樣,污染原因復(fù)雜,控制難度大。為解決當(dāng)前日益嚴(yán)重的農(nóng)田污染狀況,國(guó)家已于2009年底推出了《肥料中砷、鎘、鉛、鉻、汞生態(tài)指標(biāo)》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),為環(huán)保生態(tài)肥的認(rèn)證工作提供了法律依據(jù)。60研究說(shuō)明,農(nóng)業(yè)大規(guī)模、不科學(xué)施用化肥和化肥本身的環(huán)保性能不佳,是污染的重要原因之一。尤其是一些劣質(zhì)肥料的施用,導(dǎo)致肥料中銅、汞、鉛和鎘等重金屬進(jìn)入土壤。數(shù)據(jù)顯示,目前我國(guó)1/6的耕地受到重金屬污染,污染土壤面積至少2000萬(wàn)公頃。國(guó)土資源部稱(chēng),中國(guó)每年有1200萬(wàn)噸糧食遭到重金屬污染,直接經(jīng)濟(jì)損失超過(guò)200億元。此外,肥料施用不合理還引發(fā)食品質(zhì)量平安問(wèn)題,化肥中的有害物質(zhì)通過(guò)食品鏈的積累對(duì)人、畜、禽的健康產(chǎn)生危害。
61化肥污染案例
2004年2月16日,川化集團(tuán)有限責(zé)任公司所屬第二化肥廠(chǎng)二車(chē)間水解、解吸裝置的兩臺(tái)給料泵發(fā)生故障,導(dǎo)致含高濃度氨氮的尿素工藝?yán)淠号湃脬闹Я髋?,一直持續(xù)到3月2日,在此期間共排放純氨氮2000噸。這一化肥泄露事件造成的后果極其嚴(yán)重。沿江大批工廠(chǎng)、飯店被迫關(guān)閉。在受污染地區(qū),人們焦急地尋找干凈水源。沱江沿江江水黑黃發(fā)臭,許多地方泛著白色泡沫。江面回水處、堤壩邊,到處漂浮著死魚(yú)。沱江養(yǎng)魚(yú)戶(hù)網(wǎng)箱養(yǎng)的總共50萬(wàn)千克魚(yú)一夜之間幾乎全部死光。沱江生態(tài)環(huán)境遭到災(zāi)難性破壞,當(dāng)?shù)厮a(chǎn)部門(mén)的結(jié)論是,沱江受污染段水生動(dòng)物重新恢復(fù)至少需要5年時(shí)間。
62一、化肥對(duì)環(huán)境的污染1、化肥與化肥污染1〕化肥化肥的概念化學(xué)肥料的簡(jiǎn)稱(chēng)。是用化學(xué)和〔或〕物理方法人工制成的含有一種或幾種農(nóng)作物生長(zhǎng)需要的營(yíng)養(yǎng)元素的肥料。作物生長(zhǎng)所需要的常量營(yíng)養(yǎng)元素有碳、氫、氧、氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫等。微量營(yíng)養(yǎng)元素有硼、銅、鐵、錳、鉬、鋅、氯等。63
化肥的種類(lèi)
只含有一種可標(biāo)明含量的營(yíng)養(yǎng)元素的化肥稱(chēng)為單元肥料,如氮肥、磷肥、鉀肥以及次要常量元素肥料和微量元素肥料。含有氮、磷、鉀三種營(yíng)養(yǎng)元素中的兩種或三種且可標(biāo)明其含量的化肥,稱(chēng)為復(fù)合肥料或混合肥料?;实挠行ЫM分在水中的溶解度通常是度量化肥有效性的標(biāo)準(zhǔn)。
品位是化肥質(zhì)量的主要指標(biāo),它是指化肥產(chǎn)品中有效營(yíng)養(yǎng)元素或其氧化物的含量百分率,如:N、P2O5、K2O;CaO、MgO、S;B、Cu、Fe、Mn、Mo、Zn的百分含量。64化肥的生產(chǎn)史1840年,德國(guó)著名化學(xué)家李比希出版了《化學(xué)在農(nóng)業(yè)及生理學(xué)上的應(yīng)用》一書(shū),創(chuàng)立了植物礦物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)學(xué)說(shuō)和歸還學(xué)說(shuō),認(rèn)為只有礦物質(zhì)才是綠色植物唯一的養(yǎng)料,有機(jī)質(zhì)只有當(dāng)其分解釋放出礦物質(zhì)時(shí)才對(duì)植物有營(yíng)養(yǎng)作用。李比希還指出,作物從土壤中吸走的礦物質(zhì)養(yǎng)分必須以肥料形式如數(shù)歸還土壤,否則土壤將日益貧瘠。從而為化肥的誕生提供了理論根底。李比希還在1850年創(chuàng)造了鉀肥。1828年,德國(guó)化學(xué)家維勒〔F.Wöhler,1800-1882〕在世界上首次用人工方法合成了尿素。按當(dāng)時(shí)化學(xué)界流行的“活力論〞觀(guān)點(diǎn),尿素等有機(jī)物中含有某種生命力,是不可能人工合成的。維勒的研究打破了無(wú)機(jī)物與有機(jī)物之間的絕對(duì)界限。但當(dāng)時(shí)人們尚未認(rèn)識(shí)到尿素的肥料用途。直到50多年后,合成尿素才作為化肥投放市場(chǎng)。
651838年,英國(guó)鄉(xiāng)紳勞斯〔L.B.Ross〕用硫酸處理磷礦石制成磷肥,成為世界上第一種化學(xué)肥料。1850年前后,勞斯又創(chuàng)造出最早的氮肥。1909年,德國(guó)化學(xué)家哈伯〔F.Haber,1868-1934〕與博施〔C.Bosch,1874-1940〕合作創(chuàng)立了“哈伯-博施〞氨合成法,解決了氮肥大規(guī)模生產(chǎn)的技術(shù)問(wèn)題。20世紀(jì)50年代以來(lái),施用化肥得到了大規(guī)模應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計(jì),在各種農(nóng)業(yè)增產(chǎn)措施中,化肥的作用1/3以上。66化肥在農(nóng)業(yè)增產(chǎn)中的作用我國(guó)是一個(gè)人口眾多的國(guó)家,糧食生產(chǎn)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的開(kāi)展中占有重要的位置。通常增加糧食產(chǎn)量的途徑是擴(kuò)大耕地面積或提高單位面積產(chǎn)量。根據(jù)我國(guó)國(guó)情,繼續(xù)擴(kuò)大耕地面積的潛力已不大,雖然我國(guó)尚有許多未開(kāi)墾的土地,但大多存在投資多、難度大的問(wèn)題。這就決定了我國(guó)糧食增產(chǎn)必須走提高單位面積產(chǎn)量的途徑。施肥不僅能提高土壤肥力,而且也是提高作物單位面積產(chǎn)量的重要措施。化肥是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)最根底而且是最重要的物質(zhì)投入。據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織(FAO)統(tǒng)計(jì),化肥在對(duì)農(nóng)作物增產(chǎn)的總份額中約占40%~60%。中國(guó)能以占世界7%的耕地養(yǎng)活了占世界1/4%的人口,可以說(shuō)化肥起到舉足輕重的作用。67目前我國(guó)化肥的產(chǎn)量及使用量我國(guó)1998年化肥產(chǎn)量已達(dá)2956萬(wàn)噸(純養(yǎng)分,下同),占世界總產(chǎn)量的19%,居世界第一位;我國(guó)1998年化肥純養(yǎng)分使用量達(dá)3816萬(wàn)噸,也居世界第一位。雖然我國(guó)的化肥總產(chǎn)量和總用量方面居世界第一位,并不意味著我國(guó)在化肥合理使用技術(shù)上也處于第一的位置,反而,恰恰相反,我國(guó)局部農(nóng)村在施用化肥方面存在著嚴(yán)重不合理、不科學(xué)的問(wèn)題,造成了化肥資源的浪費(fèi),增加了農(nóng)業(yè)本錢(qián),使農(nóng)民的收益下降,亟待改變。68我國(guó)化肥當(dāng)季肥效和利用率
目前,我國(guó)化肥的利用率不高,當(dāng)季氮肥利用率僅為35%。據(jù)聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織的資料顯示,1980年至2002年我國(guó)的化肥用量增長(zhǎng)了61%,而糧食產(chǎn)量只增加了31%。肥料利用率偏低一直是我國(guó)農(nóng)業(yè)施肥中存在的問(wèn)題。化肥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)本錢(qián)(物資費(fèi)用參加工費(fèi)用)中占25%以上,占全部物資費(fèi)用(種子、肥料、農(nóng)藥、機(jī)械作業(yè)、排灌等費(fèi)用)的50%左右,國(guó)家、地方和農(nóng)民都為此付出了很大的代價(jià)。每年為生產(chǎn)化肥消耗能源6545萬(wàn)噸標(biāo)煤,占全國(guó)能源生產(chǎn)總量的5%。69化肥的過(guò)量、不均衡施用帶來(lái)的災(zāi)害嚴(yán)重的環(huán)境污染化肥的過(guò)量、不均衡使用也成為我國(guó)農(nóng)業(yè)的一個(gè)主要特點(diǎn),由此不僅降低了農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量,還會(huì)給環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重污染。
我國(guó)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中僅化肥氮的淋洗和徑流損失量每年約174萬(wàn)噸,每年損失的氮素價(jià)值300多億元。長(zhǎng)江、黃河和珠江每年輸出的溶解態(tài)無(wú)機(jī)氮?jiǎng)t成了近海赤潮形成的主要原因。中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院士肥所調(diào)查顯示,全國(guó)已有17個(gè)省的氮肥平均施用量超過(guò)國(guó)際公認(rèn)的上限——每公頃225千克。殘留化肥已成為巨大的污染暗流。70水源污染和水質(zhì)下降化肥的過(guò)量運(yùn)用和應(yīng)用不當(dāng),包括生產(chǎn)和管理不當(dāng),首先引起的是水源污染和水質(zhì)下降。近年來(lái),環(huán)保人員對(duì)沿河農(nóng)田檢測(cè)發(fā)現(xiàn),土壤中的氨氮含量比其他地方高十幾倍甚至幾十倍,原因在于沿河農(nóng)民長(zhǎng)期過(guò)量施用化肥。水體富營(yíng)養(yǎng)化和赤潮化肥的過(guò)量和不當(dāng)使用同樣是造成水體富營(yíng)養(yǎng)化和赤潮的重要原因。
赤潮是水體中某些微小的浮游植物、原生動(dòng)物或細(xì)菌,在一定的環(huán)境條件下突發(fā)性地增殖和聚集,引起一定范圍內(nèi)一段時(shí)間中水體變色現(xiàn)象。在海灣出現(xiàn)叫做赤潮,而發(fā)生在淡水中則叫做水華。
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我國(guó)自1933年首次報(bào)道以來(lái),至1994年共有194次較大規(guī)模的赤潮,其中60年代以前只有4次,1990年后則有157起。
20世紀(jì)以來(lái),赤潮更是在世界各地頻頻發(fā)生,日本的瀨戶(hù)內(nèi)海是赤潮的高發(fā)區(qū),僅1976年就發(fā)生了326次之多。1989年我國(guó)黃海海域發(fā)生赤潮,損失達(dá)3億元人民幣。1998年春天,又一股來(lái)勢(shì)洶涌的赤潮橫掃了香港海和廣東珠江口一帶海域,赤潮過(guò)處,海水泛紅,腥臭難聞,水中魚(yú)類(lèi)等動(dòng)物大量死亡。此次赤潮使香港漁民損失近1億港元,大陸珍貴養(yǎng)殖魚(yú)類(lèi)死亡逾300噸,損失超過(guò)4000萬(wàn)元。
72化肥對(duì)食物的污染化肥污染還通過(guò)食物嚴(yán)重影響人們的健康,尤其是大棚內(nèi)栽種的蔬菜受到化肥污染較嚴(yán)重。中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院依據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織和世界衛(wèi)生組織對(duì)食品硝酸鹽(氮肥的分解物)攝入量的規(guī)定,提出了蔬菜衛(wèi)生的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn):
第一,蔬菜中硝酸鹽含量低于432mg/kg,允許生食;第二,硝酸鹽含量為432-785mg/kg,蔬菜不宜生食;第三,硝酸鹽含量為785—1440mg/kg,生食和鹽漬均不宜;第四,硝酸鹽含量為1440-3100mg/kg,蔬菜不允許熟食。73僅以蔬菜中硝酸鹽含量超過(guò)432mg/kg為生食不宜的標(biāo)準(zhǔn)衡量,上海市近期一項(xiàng)對(duì)蔬菜的檢測(cè)發(fā)現(xiàn),大棚內(nèi)葉類(lèi)蔬菜硝酸鹽超標(biāo)率高達(dá)51.5%,茄果類(lèi)超標(biāo)為15.6%,而大田葉菜類(lèi)硝酸鹽超標(biāo)率為20.5%,茄果類(lèi)則未檢出。大棚內(nèi)葉菜超標(biāo)樣品平均含量比大田葉菜高出29%,最高含量高出近1倍。而且大棚內(nèi)局部蔬菜硝酸鹽超標(biāo)已超過(guò)鹽漬不宜的標(biāo)準(zhǔn)。
造成大棚內(nèi)蔬菜硝酸鹽含量積累高的主要因素有幾方面,但都與化肥的過(guò)量和不當(dāng)施加有關(guān)系。其一,大棚內(nèi)蔬菜生產(chǎn)周期長(zhǎng),采用營(yíng)養(yǎng)液滴灌或?qū)掖巫贩?,化?尤其是氮肥)投入水平比大田蔬菜高出50%以上;其二,大棚封閉的環(huán)境條件下,由于得不到雨水淋洗,土壤次生鹽漬化嚴(yán)重,土壤中硝酸鹽容易積累含量升高;其三,大棚內(nèi)光照強(qiáng)度比大田弱,使蔬菜作物葉片中硝酸鹽復(fù)原酶活力下降,導(dǎo)致硝酸鹽積累加大。
742〕化肥污染化肥污染是農(nóng)田施用大量化肥而引起水體、土壤和大氣污染的現(xiàn)象?;视昧窟^(guò)大,使用化肥不當(dāng),或施用化肥后作物利用率不高,導(dǎo)致化肥大量流失,都會(huì)造成污染。
農(nóng)田施用的任何種類(lèi)和形態(tài)的化肥,都不可能全部被植物吸收利用?;世寐?,氮為30—60%,磷為2—25%,鉀為30—60%。未被植物及時(shí)利用的氮化合物,假設(shè)以不能被土壤膠體吸附的NO3—N的形式存在,就會(huì)隨下滲的土壤水轉(zhuǎn)移至根系密集層以下而造成污染。75化肥污染引起的環(huán)境問(wèn)題主要有:河川、湖泊、內(nèi)海的富營(yíng)養(yǎng)化。引起水域富營(yíng)養(yǎng)化的原因,主要是水中氮、磷的含量增加,使藻類(lèi)等水生植物生長(zhǎng)過(guò)多。土壤受到污染,土壤物理性質(zhì)惡化。長(zhǎng)期過(guò)量而單純施用化學(xué)肥料,會(huì)使土壤酸化。土壤溶液中和土壤微團(tuán)上有機(jī)、無(wú)機(jī)復(fù)合體的銨離子量增加,并代換Ca2+、Mg2+等,使土壤膠體分散,土壤結(jié)構(gòu)破壞,土地板結(jié),并直接影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)本錢(qián)和作物的產(chǎn)量和質(zhì)量。76食品、飼料和飲用水中有毒成分增加。亞硝酸鹽的生物毒性比硝酸鹽大5~10倍,亞硝酸鹽與胺類(lèi)結(jié)合形成的N-亞硝基化合物則是強(qiáng)致癌物質(zhì)。使用化肥的地區(qū)的井水或河水中氮化合物的含量會(huì)增加,甚至超過(guò)飲用水標(biāo)準(zhǔn)。施用化肥過(guò)多的土壤會(huì)使蔬菜和牧草等作物中硝酸鹽含量增加。食品和飼料中亞硝酸鹽含量過(guò)高,曾引起小兒和牲畜中毒事故?;瘜W(xué)肥料中還含有其他一些雜質(zhì),如磷礦石中含鎘1~100ppm,含鉛5~10ppm,這些雜質(zhì)也可造成環(huán)境污染。大氣中氮氧化物含量增加。施用于農(nóng)田的氮肥,有相當(dāng)數(shù)量直接從土壤外表?yè)]發(fā)成氣體,進(jìn)入大氣。還有相當(dāng)一局部以有機(jī)或無(wú)機(jī)氮形態(tài)進(jìn)入土壤,在土壤微生物作用下會(huì)從難溶態(tài)、吸附態(tài)和水溶態(tài)的氮化合物轉(zhuǎn)化成氮和氮氧化物,進(jìn)入大氣。77化肥對(duì)土壤環(huán)境污染的表現(xiàn)重金屬和有毒元素有所增加,直接危害人體健康產(chǎn)生污染的重金屬主要有Zn、Cu、Co和cr。從化肥的原料開(kāi)采到加工生產(chǎn),總是給化肥帶進(jìn)一些重金屬元素或有毒物質(zhì)。其中以磷肥為主。目前我國(guó)施用的化肥中,磷肥約占20%,磷肥的生產(chǎn)原料為磷礦石,它含有大量有害元素F和As,同時(shí)磷礦石的加工過(guò)程還會(huì)帶進(jìn)其它重金屬Cd、Hg、As、F,特別是Cd。另外,利用廢酸生產(chǎn)的磷肥中還會(huì)帶有三氯乙醛,對(duì)作物造成毒害。研究說(shuō)明,無(wú)論是酸性土壤、微酸性土壤還是石灰性土壤,長(zhǎng)期施用化肥還會(huì)造成土壤中重金屬元素的富集。比方,長(zhǎng)期施用硝酸銨、磷酸銨、復(fù)合肥,可使土壤中As的含量達(dá)50~60mg/kg。同時(shí),隨著進(jìn)入土壤Cd的增加,土壤中有效Cd含量也會(huì)增加,作物吸收的Cd量也增加。78微生物活性降低,物質(zhì)難以轉(zhuǎn)化及降解土壤微生物是個(gè)體小而能量大的活體,它們既是土壤有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化的執(zhí)行者,又是植物營(yíng)養(yǎng)元素的活性庫(kù),具有轉(zhuǎn)化有機(jī)質(zhì)、分解礦物和降解有毒物質(zhì)的作用。中科院南京土壤研究所的試驗(yàn)說(shuō)明,施用不同的肥料對(duì)微生物的活性有很大的影響,土壤微生物數(shù)量、活性大小的順序?yàn)椋河袡C(jī)肥配施無(wú)機(jī)肥>單施有機(jī)肥>單施無(wú)機(jī)肥。目前,我國(guó)施用的化肥中以氮肥為主,而磷肥、鉀肥和有機(jī)肥的施用量低,這會(huì)降低土壤微生物的數(shù)量和活性。79養(yǎng)分失調(diào),硝酸鹽累積目前,我國(guó)施用的化肥以氮肥為主,而磷肥、鉀肥和復(fù)合肥較少,長(zhǎng)期施用造成土壤營(yíng)養(yǎng)失調(diào),加劇土壤P、K的耗竭,導(dǎo)致NO3-N累積。NO3-N本身無(wú)毒,但假設(shè)未被作物充分同化可使其含量迅速增加,攝入人體后被微生物復(fù)原為NO2-,使血液的載氧能力下降,誘發(fā)高鐵血紅蛋白血癥,嚴(yán)重時(shí)可使人窒息死亡。同時(shí),NO3-N還可以在體內(nèi)轉(zhuǎn)變成強(qiáng)致癌物質(zhì)亞硝胺,誘發(fā)各種消化系統(tǒng)癌變,危害人體健康。在保護(hù)地栽培條件下,即使是以施用有機(jī)肥為主的100cm土層中NO3-N累積量也在240~740kg/hm2。80酸化加劇,pH變化太大長(zhǎng)期施用化肥加速土壤酸化。一方面與氮肥在土壤中的硝化作用產(chǎn)生硝酸鹽的過(guò)程相關(guān)。首先是銨轉(zhuǎn)變成亞硝酸鹽,然后亞硝酸鹽再轉(zhuǎn)變成硝酸鹽,形成H+,導(dǎo)致土壤酸化。另一方面,一些生理酸性肥料,比方磷酸鈣、硫酸銨、氯化銨在植物吸收肥料中的養(yǎng)別離子后,土壤中H+增多,許多耕地土壤的酸化和生理性肥料長(zhǎng)期施用有關(guān)。同時(shí),長(zhǎng)期施用KCl,因作物選擇吸收所造成的生理酸性的影響,能使緩沖性小的中性土壤逐漸變酸。此外,氮肥在通氣不良的條件下,可進(jìn)行反硝化作用,以NH3、N2的形式進(jìn)入大氣。大氣中的NH3、N2可經(jīng)過(guò)氧化與水解作用轉(zhuǎn)化成HNO3,降落到土壤中引起土壤酸化?;适┯么龠M(jìn)土壤酸化現(xiàn)象在酸性土壤中最為嚴(yán)重。土壤酸化后可加速Ca、Mg從耕作層淋溶,從而降低鹽基飽和度和土壤肥力。81三、化肥污染的防治措施1、強(qiáng)化環(huán)保意識(shí),加強(qiáng)監(jiān)測(cè)管理加強(qiáng)教育,提高群眾的環(huán)保意識(shí),使人們充分意識(shí)到化肥污染的嚴(yán)重性,調(diào)動(dòng)廣闊公民參與到防治土壤化肥污染的行動(dòng)中。注重管理,嚴(yán)格化肥中污染物質(zhì)的監(jiān)測(cè)檢查,防止化肥帶入土壤過(guò)量的有害物質(zhì)。制定有關(guān)有害物質(zhì)的允許量標(biāo)準(zhǔn),用法律法規(guī)來(lái)防治化肥污染。制定防止化肥污染的法律法規(guī)和無(wú)公害農(nóng)產(chǎn)品施肥技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),使農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中肥料的使用有章可循、有法可依,有效控制化肥對(duì)土壤、水源和農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)生的污染822、合理科學(xué)施用肥料和提高肥料利用效率
①防止化肥污染,不要長(zhǎng)期過(guò)量使用同一種肥料,掌握好施肥時(shí)間、次數(shù)和用量,采用分層施肥、深施肥等方法減少化肥散失,提高肥料利用率。
②化肥與有機(jī)肥配合使用,增強(qiáng)土壤保肥能力和化肥利用率,減少水分和養(yǎng)分流失,使土質(zhì)疏松,防止土壤板結(jié)。施用有機(jī)肥,能夠增加土壤有機(jī)質(zhì)、土壤微生物,改善土壤結(jié)構(gòu),提高土壤的吸收容量,增加土壤膠體對(duì)重金屬等有毒物質(zhì)的吸附能力??筛鶕?jù)實(shí)際情況推廣豆科綠肥,實(shí)行引草入田、草田輪作、糧草經(jīng)濟(jì)作物帶狀間作和根茬肥田等形式種植。另外,作物秸稈本身含有較豐富的養(yǎng)分,推行秸稈還田也是增加土壤有機(jī)質(zhì)的有效措施,綠肥、油菜、大豆等作物秸稈還田前景較好,應(yīng)加以推廣。
83③進(jìn)行測(cè)土配方施肥,增加磷肥、鉀肥和微肥的用量,通過(guò)土壤中磷、鉀以及各種微量元素的作用,降低農(nóng)作物中硝酸鹽的含量,提高農(nóng)作物品。根據(jù)作物需肥規(guī)律、土壤供肥性能與肥料效應(yīng),在以有機(jī)肥為主的條件下,提出施用各種肥料的適宜用量和比例及相應(yīng)的施肥方法。推廣配方施肥技術(shù)可以確定施肥量、施肥種類(lèi)、施肥時(shí)期,有利于土壤養(yǎng)分的平衡供給,減少化肥的浪費(fèi),防止對(duì)土壤環(huán)境造成污染。84④采取多管齊下,改進(jìn)施肥方法深施氮肥,主要是指銨態(tài)氮肥和尿素肥料。據(jù)農(nóng)業(yè)部統(tǒng)計(jì),在保持作物相同產(chǎn)量的情況下,深施節(jié)肥的效果顯著;碳銨的深施可提高利用率31%~32%,尿素可提高5%~12.7%,硫銨可提高18.9%~22.5%。磷肥按照旱重水輕的原則集中施用,可以提高磷肥的利用率,并能減少對(duì)土壤的污染。還可施用石灰,調(diào)節(jié)土壤氧化復(fù)原電位等方法降低植物對(duì)重金屬元素的吸收和積累,還可以采用翻耕、客土深翻和換土等方法減少土壤重金屬和有害元素。85⑤應(yīng)用硝化抑制劑,緩解土壤污染
硝化抑制劑又稱(chēng)氮肥增效劑,能夠抑制土壤中銨態(tài)氮轉(zhuǎn)化成亞硝態(tài)氮和硝態(tài)氮,提高化肥的肥效和減少土壤污染。據(jù)河北省農(nóng)科院土肥所賈樹(shù)龍研究,施用氮肥增效劑后,氮肥的損失可減少20%~30%。由于硝化細(xì)菌的活性受到抑制,銨態(tài)氮的硝化變緩,使氮素較長(zhǎng)時(shí)間以銨的形式存在,減少了對(duì)土壤的污染。86⑥控制化肥的使用量和適當(dāng)使用化肥為了防止對(duì)蔬菜的化肥污染,也可以采用一些措施:一是深施蓋土。氮肥深施蓋土可減少與空氣陽(yáng)光直接接觸,防止揮發(fā)和污染蔬菜。二是提倡早施肥。特別是葉菜類(lèi)和生育期短的蔬菜,氮肥宜早施,以利蔬菜對(duì)肥料的吸收。三是控制氮肥用量。蔬菜中硝酸鹽的積累隨氮肥用量的增加而提高,應(yīng)盡量減少氮素化肥的施用量和施用次數(shù)。每畝用量應(yīng)控制在標(biāo)氮20千克以下,高肥力的菜地應(yīng)控制在10千克以下或不施氮素化肥。四是葉菜類(lèi)忌葉面噴施。因?yàn)槭卟巳~面上銨離子與空氣接觸后,易轉(zhuǎn)化成硝酸根離子,被葉片吸收,很容易使硝酸鹽積存在葉內(nèi)。另一方面,少用或不用化肥,而改用人、畜有機(jī)肥,同時(shí)使用無(wú)公害的綠色肥料。
87第三節(jié)白色污染及其防治
白色污染是人們對(duì)難降解的塑料垃圾(多指塑料袋)污染環(huán)境現(xiàn)象的一種形象稱(chēng)謂。它是指用聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等高分子化合物制成的各類(lèi)生活塑料制品使用后被棄置成為固體廢物,由于隨意亂丟亂扔,難于降解處理,以致造成城市環(huán)境嚴(yán)重污染的現(xiàn)象。88一、白色污染的來(lái)源與現(xiàn)狀白色污染的主要來(lái)源有食品包裝、泡沫塑料填充包裝、快餐盒、農(nóng)用地膜等。白色污染是我國(guó)城市特有的環(huán)境污染,在各種公共場(chǎng)所到處都能看見(jiàn)大量廢棄的塑料制品,他們從自然界而來(lái),由人類(lèi)制造,最終歸結(jié)于大自然時(shí)卻不易被自然所消納,從而影響了大自然的生態(tài)環(huán)境。從節(jié)約資源的角度出發(fā),由于塑料制品主要來(lái)源是面臨枯竭的石油資源,應(yīng)盡可能回收,但由于現(xiàn)階段再回收的生產(chǎn)本錢(qián)遠(yuǎn)高于直接生產(chǎn)本錢(qián),在現(xiàn)行市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下難以做到。89白色污染的現(xiàn)狀塑料制品作為一種新型材料,具有質(zhì)輕、防水、耐用、生產(chǎn)技術(shù)成熟、本錢(qián)低的優(yōu)點(diǎn),在全世界被廣泛應(yīng)用且呈逐年增長(zhǎng)趨勢(shì)。塑料包裝材料在世界市場(chǎng)中的增長(zhǎng)率高于其它包裝材料。我國(guó)是世界上十大塑料制品生產(chǎn)和消費(fèi)國(guó)之一。包裝用塑料的大局部以廢舊薄膜、塑料袋和泡沫塑料餐具的形式,被丟棄在環(huán)境中。這些廢舊塑料包裝物散落在市區(qū)、風(fēng)景旅游區(qū)、水體、道路兩側(cè),不僅影響景觀(guān),造成“視覺(jué)污染〞,而且因其難以降解對(duì)生態(tài)環(huán)境造成潛在危害。90二、白色污染的危害丟棄在環(huán)境中的廢舊包裝塑料,不僅影響市容和自然景觀(guān),產(chǎn)生"視覺(jué)污染",而且難以降解,對(duì)生態(tài)環(huán)境還會(huì)造成潛在危害,如:混在土壤中,影響農(nóng)作物吸收養(yǎng)分和水分,導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn);增塑劑和添加劑的滲出會(huì)導(dǎo)致地下水污染;混入城市垃圾一同燃燒會(huì)產(chǎn)生有害氣體,污染空氣,損害人體健康;填埋處理將會(huì)長(zhǎng)期占用土地,等等。我國(guó)每年用于白色污染的治理經(jīng)費(fèi)大約1850萬(wàn)左右。“白色污染〞,的主要危害在于“視覺(jué)污染〞和“潛在危害〞。911、“視覺(jué)污染〞在城市、旅游區(qū)、水體和道路旁散落的廢舊塑料包裝物給人們的視覺(jué)帶來(lái)不良刺激,影響城市、風(fēng)景點(diǎn)的整體美感,破壞市容、景觀(guān),由此造成“視覺(jué)污染〞。922、“潛在危害〞
廢舊塑料包裝物進(jìn)入環(huán)境后,由于其很難降解,造成長(zhǎng)期的、深層次的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。首先,廢舊塑料包裝物混在土壤中,影響農(nóng)作物吸收養(yǎng)分和水分,將導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn);第二,拋棄在陸地或水體中的廢舊塑料包裝物,被動(dòng)物當(dāng)作食物吞入,導(dǎo)致動(dòng)物死亡〔在動(dòng)物園、牧區(qū)和海洋中,此類(lèi)情況已屢見(jiàn)不鮮〕;第三,混入生活垃圾中的廢舊塑料包裝物很難處理:填埋處理將會(huì)長(zhǎng)期占用土地,混有塑料的生活垃圾不適用于堆肥處理,分揀出來(lái)的廢塑料也因無(wú)法保證質(zhì)量而很難回收利用。93廢舊塑料包裝物長(zhǎng)期的、深層次的“潛在危害〞,大多數(shù)人還缺乏認(rèn)識(shí)。具體來(lái)講,可以從以下幾條來(lái)說(shuō):第一、侵占土地過(guò)多。第二、污染空氣。第三、污染水體。第四、火災(zāi)隱患。第五、白色垃圾可能成為有害生物的巢穴,而其中的殘留物也常常是傳染疾病的根源。第六、廢舊塑料包裝物進(jìn)入環(huán)境后,由于其很難降解,造成長(zhǎng)期的、深層次的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。第七、
由于塑料膜密度小、體積大,它能很快填滿(mǎn)場(chǎng)地,降低填埋場(chǎng)地處理垃圾的能力;而且,填埋后的場(chǎng)地由于地基松軟,垃圾中的細(xì)菌、病毒等有害物質(zhì)很容易滲入地下,污染地下水,危及周?chē)h(huán)境。94三、白色污染的防治結(jié)合目前“白色污染〞現(xiàn)狀及其管理工作中存在的問(wèn)題,我國(guó)防治“白色污染〞應(yīng)遵循“以宣傳教育為先導(dǎo),以強(qiáng)化管理為核心,以回收利用為主要手段,以替代產(chǎn)品為補(bǔ)充措施〞的原則。951、我國(guó)在治“白色污染〞方面存在的問(wèn)題
我國(guó)在防治“白色污染〞方面存在的主要問(wèn)題是:1)沒(méi)有全國(guó)性的專(zhuān)門(mén)法規(guī)防治“白色污染〞不能光靠企業(yè)或個(gè)人的自覺(jué)性,應(yīng)有強(qiáng)制性措施,約束公民和餐飲、交通等行業(yè)的工作人員的行為。2)缺少相關(guān)的經(jīng)濟(jì)政策要調(diào)動(dòng)廢舊塑料包裝物的回收、加工、利用企業(yè)的積極性,需要給予這些企業(yè)以?xún)?yōu)惠政策?,F(xiàn)有的綜合利用優(yōu)惠政策尚缺乏以使廢舊塑料包裝物回收利用行業(yè)形成良性的市場(chǎng)機(jī)制。為了不增加政府負(fù)擔(dān),同時(shí)表達(dá)“污染者付費(fèi)〞的原則,應(yīng)要求產(chǎn)生廢物者自行回收利用,不能自行回收利用的企業(yè)或個(gè)人要交納回收處理費(fèi),用于對(duì)回收利用者的補(bǔ)償。這種做法在國(guó)外已較為普遍,我國(guó),目前還沒(méi)有這類(lèi)經(jīng)濟(jì)政策。3)管理工作跟不上城市、風(fēng)景旅游區(qū)、交通干線(xiàn)、水域的“白色污染〞主要是管理不力造成的。城市街道和旅游區(qū)的配套設(shè)施還不健全,商場(chǎng)、飯店、公園等繁華地段的垃圾箱密度太低,還沒(méi)有設(shè)置分類(lèi)垃圾箱。市容環(huán)衛(wèi)部門(mén)雖有規(guī)定禁止亂扔廢物,但執(zhí)法、檢查的人員少,有法不依、有禁不止的現(xiàn)象較為普遍。
964)管理思想不統(tǒng)一我國(guó)相當(dāng)多的地區(qū)對(duì)“白色污染〞的危害性認(rèn)識(shí)缺乏,防治“白色污染〞問(wèn)題還未提上議事日程。有的地方主張以紙代塑或使用
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