农业环境污染的危害与防治对策

农业环境污染的危害与防治对策（渭南师范学院 化学与环境学院 x 专业 x 级 x 班）摘 要：本文论述了关于农业环境污染方面的诸多问题，包括农田土壤、农业用水、空气、日光温度等方面。指出农业主要受大气、土壤、农药、化肥四个方面污染的危害，并提出了有效的防治对策。关键词：农业环境；污染；危害；防治对策The Harm of Agricultural Environment Pollution and Preventing MethodsYANG Xiao juan(Class x Grade 200x, College of Chemistry and Life Science, Weinan Normal University) Abstract: Many questions about the pollution of agricultural environment were described in this article. It included the soil, the water of agriculture, atmosphere, sunlight, temperature and so on. It pointed out the harm of the agricultural pollution that mainly suffered by the atmosphere, the soil, the agriculture atmospheric, the soil, the agricultural chemicals and the chemical fertilizer. It was emphasized the agricultural environment pollution. Key words: agricultural environment; pollution; harm; effective countermeasure1. 引起污染的因素及造成的危害1.1. 农区大气污染1.1.1. 大气污染的原因1.1.2. 大气污染的危害1.2. 农区土壤污染1.2.1. 土壤污染的原因1.2.2. 土壤污染的危害1.3. 农区农药污染1.3.1. 农药污染的原因1.3.2. 农药污染的危害1.4. 农区化肥污染1.4.1. 化肥污染的原因1.4.2. 化肥污染的危害1.5. 农区水体污染1.5.1. 水体污染的原因1.5.2. 水体污染的危害2. 农业环境污染的防治对策2.1. 水体、土壤污染的治理2.2. 肥料施用所致污染的治理2.2.1. 有机肥污染防治方法2.2.2. 化肥污染的防治方法2.3. 化学农药及农膜施用所致污染的治理2.4. 空气和酸雨污染的治理3. 小结4. 参考文献农业环境是指农业生物赖以生存和发展的各种自然环境，其中农田土壤、用水、大气、生物及人为因子是农业环境的组成要素，是农业现代化必备的物质基础。农业环境的质量,对整个国家的环境质量有非常重大的影响。21 世纪的中国，随着农业的快速发展，带来巨大经济效益的同时也诱发了不少危机，工业生产过程中所产生的的废水、废气和固体废弃物的大量排放, 农药、化肥的过量使用，同时, 许多地区森林不断被砍伐, 人们不合理地开发利用农业资源, 加剧了水土流失，导致有毒金属元素污染、破坏了农业生态平衡。农业环境污染日趋严重，主要表现为：农业土壤污染、农业水体污染、大气污染、农药污染等。它制约着农业发展的效率，威胁着人体的健康，不符合可持续发展的要求。因此，采取积极措施来预防和阻止农业环境的污染和破坏是迫在眉睫的事情。本文将致力于研究环境污染的各种复杂因素、危害及相应的防治对策。 1、引起污染的因素及造成的危害1.1 农区大气污染1.1.1 大气污染的原因当农区的大气的有害污染物在持续的一段时间内达到一定浓度，超过了大气稀释、净化能力，导致大气质量恶化，对农作物直接或间接造成消极的影响，造成危害的现象叫做农田大气污染。形成农田大气污染的有以下因素：煤是我国能源结构里最主要的燃料，因此我国的大气污染属于煤烟型污染，包括烟尘、二氧化硫和氮氧化物等污染物，其主要来源可概括为以下几方面：1.在一些偏远的农村地区，液化气等清洁能源还未普及，而那些已经落后的生产工艺和淘汰的生产设备却向这些地区转移。高硫煤和劣质煤成为他们的首选燃料。由于受到了经济和技术限制，人们不愿意放弃廉价的高硫煤，去购买环保型的低硫煤，也舍不得安装脱硫除尘设备，更不会用环保的生产设备，这使得空气中被大量排放一些大气污染物，比如烟尘、氮氧化物以及二氧化硫等。2.许多偏远的工矿企业总是使用大量的移动机械设备，使当地的农区的烟尘和有毒有害的大气不断产生。常见的有粉尘，H2S，SO2，NO2 等。所以当地大气污染物的“主力军”非这些工矿企业莫属。3.农村私家车的增多及农村机械化迅速发展。近几年，农村中大型作业机械的数量激增。它们在工作时，释放的尾气中夹杂着可吸入颗粒物，这造成雾霾天气的增加，减少农作物的日照和温度。1.1.2 大气污染的危害农田大气污染直接影响农作物的正常生长，导致农业生产的巨大损失。农作物最主要的作物当属植物，植物易受大气污染危害，首先，它们庞大的叶面总与空气长时间接触并进行较为活跃的气体交换。其次，植物不具有循环系统，不能够缓冲外界的影响，也无法为细胞提供像动物那样稳定的内环境。最后，植物不能像动物那样动，一般不能避开污染。可见危害和不可见危害是大气污染危害常见的两种情况，肉眼明显可以判断的危害是可见危害，植物症状表现很明显。根据症状出现的快慢，可分为急性危害、慢性危害和混合危害三种情况。急性危害是接触时间短，污染物浓度高，植株易出现症状的状况。当出现空气湿度较高，气流滞留，风向适和，气温偏高的情况时，毒性较强的气体污染物容易很快致使植物出现失绿、组织坏死症状。因此急性危害往往易于发现。慢性危害是在污染物浓度较低时，植物长时间与之接触后表现的生育不良，长势不茂盛，轻度失绿，色泽暗淡无光等，可能造成一定程度减产。由于症状不明显，且发展缓慢，所以往往不被注意。 混合危害是上述两者兼而有之，常是在表现慢性危害的基础上，又发生急性危害所致。 除可见危害外，还有不可见危害，又叫隐性危害，对生育有一定抑制，对产量偶有轻微影响，危害甚小。但却通过减弱植物生长势，降低对病虫害的抵抗能力，使植物病虫害危害加重，间接引起危害。既然大气污染如此严重，那么主要是哪几类污染物呢？大气污染物中，氟化物、二氧化硫、乙烯和臭氧对植物影响较大；氮氧化物对植物也有伤害，伤害却较小；，氯化氢、氨等由于偶有事故性泄漏，虽会对植物产生毒害，但是危害范围不大。上述大气污染物将直接影响农作物物正常生长：第一，粉尘中的颗粒常降落在农作物的嫩叶、果实等柔软组织表面，形成污斑，破坏呼吸作用和光合作用的正常进行，导致农作物生长发育不良，严重的大面积死亡；第二，对农业危害最广泛的污染物是二氧化硫，二氧化硫的典型伤害症状出现在农作物叶片上，其他器官发生几率很少，常见的现象有番茄、黄瓜、辣椒、白菜、和葱等叶片出现黄白斑。马铃薯、胡萝卜、茄子出现褐斑。由于二氧化硫有漂白功能，造成失绿，引起农作物形成坏死的伤斑，严重的甚至全株死亡。第三，对植物危害的症状与二氧化硫颇有相似的硝酸，常使植物在叶脉间长出水渍状不规则的斑痕，二氧化氮毒性较弱，对植物一般太大危害。另外，乙烯对农作物也有危害，乙烯与其他大气污染物相比，情况较特殊，农作物能自产微量乙烯，所以它是植物内源激素之一，控制、调节植物生长发育过程。当大气中乙烯浓度超量，被农作物吸收时，农作物的发育就不能正常进行，引起生长异常，造成失绿变枯，落花掉果等现象。 1.2 农区土壤污染1.2.1 土壤污染的原因大地上各种污染物的载体是土壤, 土壤伴随着化学、物理、生物效应, 有一定的自然净化污染物的能力。然而这样的自然净化能力是有限的, 在土壤污染物程度达到一定限度时, 土壤质量开始的恶化下去, 形成土壤污染。人为污染源和天然污染污染源是关于农田土壤的污染源的最基本划分。土壤污染的来源主要包括 1.生活废水和工业污水未达标排放流入农田；2.在农田中不合理堆放矿、工业固体废弃物；3.农民滥用化肥、农膜和农药；4.工业废气、汽车尾气大量排放，其中含有的有害重金属和粉尘会自然沉降在农田里。我国越来越重视对工业“三废”的治理,但还有许多工厂不配合采取防治污染措施，有些是由于污染治理技术的缺乏,因此“三废”仍然超标。一些重污染工业产生的“三废”中含大量污染物，比如氧化物、油脂、酚、氰及铬、镍、汞等，一旦染上，它们对土壤的污染极难消除。研究表明, 土壤中重金属污染有铅、镉、铜、锌、铬、汞、砷等。进入 21 世纪，农膜开始成为农村的新宠儿，农膜由塑料薄膜制成，优点是保水肥、提高温度和保热, 有利于农作物增产, 但农膜的大面积使用会引起污染，它是烯烃类的高分子有机物,含有紫外稳定剂、抗氧化剂、阻燃剂等多种添加剂，极不容易降解, 有一定毒性, 易造成土壤污染。土壤一方面可以净化污染物, 另一方面还是承载着污染物, 污染物一旦超过土壤自净力, 危害将会持续产生，给农业带来不可挽回的损失。1.2.2 土壤污染的危害(1) 土壤受微量元素和重金属污染, 能引起农作物的生长受阻。重金属元素如何在土壤环境中产生呢？a.物理化学迁移：通过离子之间的交换吸附等形式，重金属易与土壤胶体进行结合或者溶解、沉淀。b.物理迁移：可以使重金属进行位移和搬运的，有风蚀作用和水土流失还有径流作用。c.生物迁移：重金属污染物通过植物根部的吸收，在植物体内聚集起来。这里不得不提到协同作用和拮抗作用，所谓协同作用是某种元素有利于植物对重金属元素的吸收同时加大危害；而拮抗作用则是某种元素不利于植物对重金属的吸收因此可以减弱对植物的危害。下面谈谈一些重金属污染的具体危害：1）植物所吸收的铅污染转移到茎叶与果实里的居少，大部分铅被积累在根部。因此，人体通过食物链而产生铅中毒的现象不常见。但是由于铅污染使幼苗对营养吸收减弱，导致叶绿素含量减少，削弱光合作用，这严重影响种子的呼吸强度从而抑制幼苗生长。2）铬是一种危害性很大的环境污染源，既使浓度很低，其致癌致畸作用也非常强大。水稻中的残留积累量在各部分组织器官中差异很大，根部的铬最多，其次是茎叶中的铬，糙米中的铬最少。总之，铬、汞、铅等元素对植物本身的生长发育产生一定影响, 但真正严重的是这些元素通过蓄积从食物链进入动物体内，危害农民饲养各种农业动物, 最终导致人类健康遭受损伤。(2)一些有机污染物如废水，由于未经过处理，含油、酚等污染，使用它们灌溉农田时，会使农作物生长发育无法良好进行。(3) 因为不合理的农药使用，在土壤里残留的农药污染会使土壤中大量蚯蚓死亡, 破坏土壤肥性，进而不利于作物生长。(4) 许多农民喜欢长时间过量并且单一地施用某种化肥，这直接导致土壤酸化，使土壤胶体被离子分散,土壤结构也因此遭到破坏, 最终造成土壤板结。(5) 使土壤酸化最大的元凶是酸雨，酸雨可以溶解土质中的钙、镁等微量元素，土壤养分就被这样分解消失。土壤里那些微生物的活性被抑制，正常的生态群落也面临破坏，有机物的无法正常分解，导致土壤贫瘠。(6) 废塑料制品包括一些农村废弃的一次性塑料袋，塑料包装和农业残膜。它们的危害范围较广，主要有：聚氯乙稀存在于废旧塑料制品之中，它含有剧毒损害了农作物幼小种子和幼苗的生长。废旧塑料制品里的聚稀烃类对土壤的物理化学方面性状具有影响。致使土壤物理性能变差，不利于植物运输养分。农作物根系在充满废旧塑料制品的土壤里不易伸展，影响养分吸收。1.3 农区农药污染1.3.1 农药污染的原因农药污染指农药残留对农业生态系统的污染。农药的降解产物对大气、水体和土壤，有巨大环境污染作用，导致动植物的急性或慢性中毒。人类使用农药进行除虫除草活动是从上个世纪 40 年代开始的，每年能挽回大约 15%的农业损失。但是这样也造成一定的危害，农药长期滥用，增加了环境中的有害物质，形成一个很严重的环境问题农药污染。六六六，DDT，除草剂，含铅、汞等物质的金属制剂是造成污染的主要的农药类型。前两种是有机农药，它们化合物稳定性极强，大量使用，易残留，降解时间从几年到几十年不等，危害主要会通过食物链积累产生。人体基本的新陈代谢不能够将它排出体外，因此，含量会升高，达到某个量就会发生中毒。它们强大的污染力已经致使地球上的任何角落都不能幸免，有科学家在南极一些动物的体内也检测到了。金属制剂的危害同样不容小嘘。如果大量使用，会导致被污染的农作物体内含有汞，食用过后直接导致食物中毒。大多数国家对这种农药是禁止使用的。除草剂的毒性相对较小，有剧毒的往往是它们分解后的产物。另外还有一些含砷的无机农药，它们对植物本身有影响，破坏植物的生长，而且毒性巨大，因此农民和国家对这类无机农药应用的很少。当然，农作物总是特别容易受到病害、虫害、鼠害和杂草侵害, 所以化学防治是在所难免的重要措施，但施用过多或者长期使用高污染的农药形成滥用却造成不小的危害，为此，当今农业生产的重要课题之一是研制高效、低毒、低残留的新型农药。1.3.2 农药污染的危害a.对家禽家畜危害：当农药施用过量，家禽家畜食用积累大量毒素的农产品后会导致发病率增高。这里举些例子，有机氯易毒害动物的神经系统，损伤动物体内肝、肾，当家禽家畜误食了有机氯导致慢性中毒后，会出现强直性痉挛, 乃至死亡。有机砷进入家禽家畜体胃肠道, 变成亚砷酸, 细胞呼吸作用进行抑制, 造成细胞死亡。另外砷对酶的也有抑制作用, 引起神经系统改变产生毒性, 诱发神经炎、脊髓炎；溶解性铜离子易破坏细胞原生质，使家禽家畜中毒, 铜化合物能引起溶血, 导致动物呼吸不正常、心脏活动减弱等。b.对环境的污染：农民在田里施农药，通常采用喷雾的方式，直接漂在空气中，对大气产生污染；渗透进农田里，对土壤产生污染；通过渗透，进一步对地下水进行污染；被雨水冲刷，进入江河，对海洋进行污染。还被大气循环和水体径流带到世界各地，污染范围被无限扩大。这里罗列一些污染数据，伦敦大气中每吨空气里 DDT 的含量就有十微克；约 1500 万吨 DDT 被生产出来，其中有100 万吨左右进入了海水中；中国福建省在 90 年代约 45 万多公顷的水域面积受污染，800 多起污染事故发生。农药最终通过食物链传递到达人类体内，并进行累积。c.对生态的破坏农民对农药的不合理利用最明显的后果是使病菌、害虫产生了抗药性。根据世界卫生组织的调查，世界上害虫产生抗药性的品种近 20 年里增加了 50 多倍，据不完全统计，中国难以避免的也增加了 50 种。因为产生抗药性，所以农药的浓度不得不大量提高，比如对常见的农药乐果、敌敌畏的稀释，已由原来的千分之一提高到千分之二甚至千分之三。再如，40 年前，防治棉铃虫只需用除虫菊类农药，每年防治 2 至 3 次，每公顷 450 毫升，就可以有效控制虫害；10 年后，棉铃虫的抗药性超过近万倍，再按之前的药量，收效甚微，于是加大药量，每年防治 8 至 10 次，严重的甚至 20 次、每公顷 750 毫升，防治效果仍不如 10年前。当农民在加大农药使用量和提高使用浓度时，虽对害虫有防治，却杀伤了许多以害虫为食的天敌，农药并没有识别能力，除了误杀害虫天敌，对人类无害的昆虫也有很大杀伤力，也危害了农田里以昆虫为生的鸟、蛙等动物，这对农区生态平衡无疑产生巨大破坏。此外，有些农药直接造成害虫加速繁殖，80 年代末，湖北使用甲胺磷对稻飞虱进行治理，却刺激了稻飞虱大量产卵，更为猖獗。农药的使用如果管理的不好就是一个恶性循环，一方面成本高，效益却低，另一方面增加人畜中毒事件。1.4 农区化肥污染1.4.1 化肥污染的原因由于土壤的自身肥力不够，为了农作物可以吸收足够的养分，促进粮食增产，农民喜欢施用大量化肥，但是农田施用的化肥，不可能被植物全部吸收利用，多余的这部分化肥就极易引起水体、土壤和大气的污染，这种污染就叫化肥污染。总的来说，化肥的利用率普遍不高，氮一般能被吸收百分之三十左右，磷能被吸收百分之二十五左右，钾为被吸收百分之四十左右。这些剩下的氮化合物，如果不可以被土壤胶体吸附，以 NH4N 的形式存在，就会下渗转移到深层地下造成污染，导致河流的富营养化；化肥大多数都是以化合物的形式存在，虽然这种化合物中有农作物需要的营养素，但脱离了该种营养素的另外的元素却对农作物无益，却会对土壤造成污染，比如，施用化肥中 KCl， 其中的 K 素是农作物需要的微量元素，但是土壤中 Cl- 也在大量聚集，通过与土壤里其他物质反应，产生氯化物污染, 这就是所谓的氯害。KSO4 的施用，虽然增加 K 素，同时 SO42-也有增加，却使土壤酸化。硝态氮肥的污染来源也是同理，除了污染土壤，它们还随径流作用污染水域, 扩大了污染面；有些不合格的生产企业生产劣质的化肥，导致一些有害的化学元素, 如镉、砷、氟等残留在化肥中，农民为了成本考虑，购买并长期大量施用, 导致这些元素残留土壤, 造成污染。只有通过对化肥的控制管理，才能真正防止化肥污染。另外除了化学肥料，农民也喜欢施用有机肥料，然而施肥同时, 肥料中一些有害成分进入土壤，如寄生虫卵、杂草种子以及病原菌等，这当然也会引起土壤污染。1.4.2 化肥污染的危害化肥污染引起的问题主要有：a.水域富营养化：化肥大量使用，致使浪费的化肥元素随着物理和化学作用流入江河，水中增加了氮、磷的含量，藻类等水生植物吸收后生长过多四处蔓延，阻碍了水生动物的光照，减少了鱼贝类的活动空间，最重要的是导致水域生态系统氧气含量减少，抑制了水生动物的呼吸作用和光合作用，造成鱼类的大量死亡。b.土壤物理性质恶化，土壤结构破坏，土壤酸化，土地板结。这对农作物的产量和质量有消极的影响。c.大气被氮氧化合物污染。化肥中的氮肥，易在施用后直接挥发成氮气。还有部分氮分子在微生物作用下会合成氮氧化物，污染大气。d.危害人体健康。蔬菜被过量施用化学氮肥, 会导致硝酸盐含量过高，高含量的硝酸盐易引起高铁血红蛋白症，亦可造成消化系统癌变。由此可见含硝酸盐食物对动物体构成的巨大威胁。WHO 和 FAO 在 70 年代就规定：硝酸盐的人均日摄量算法为每千克体重乘以 0.36mg，亚硝酸盐的人均日摄量算法为每千克体重乘以 0.13mg。我国成人体重按计 60kg, 则硝酸盐的日允许摄人量为 21.6mg, 亚硝酸盐的日允许摄人量为 7.8mg。若以日食菜量按 0.5kg 计, 则每蔬菜的硝酸盐允许量可达 43.2mg,亚硝酸盐允许量是 15.6mg。但实际情况是部分蔬菜的硝酸盐含量已经明显超标，农村里常制的腌咸菜更是超标严重，对人类的身体健康存在着一种潜在威胁, 应引起人们的高度重视。1.5 农区水体污染1.5.1 水体污染的原因因为人类不合理的生态活动或由于某些自然灾害所产生的污染物排入水体，致使水体自净能力无法分解这些污染物，造成水质和水体内的生物质量的恶化，这就是水体污染。由于水体污染，我国在城市地区大量修建了大型污水处理厂，对污水的处理效率也是大大提升，然而这样的情况在农村却不多见，大部分农村都是自家解决用水问题或者凿井或是直接使用河流中的水，但是随着环境破坏日益严重，农村的水质也有实质性的污染如地下水逐渐恶化，地表水富营养化等，据权威部门调查，我国目前有五分之四的河流受得不同程度污染，农村地区由于水体净化设备的缺乏，他们长期饮用的水或是大肠杆菌严重超标或是被有机物污染，因此，水体污染的治理是个很重要的问题。农村水污染有诸多成因：首先我国科技发展，农业生产方式产生重大变化，农业污染源头来自于化肥和农药，滥用化肥农药，利用率却不高，导致土壤板结、酸化，随径流作用，还造成农区水体富营养化。农民对于污水的处理方式也就是乱泼乱倒。其次，工业生产不处理就胡乱排人水域。由于城市对水污染制裁严厉，那些污染严重的企业不得不转移到了农村附近，因此农村的水污染程度明显高于城市，加上乡镇企业领导环保意识淡薄，经济利益为上，对污染的管理水平落后，农村水环境呈现脏、乱、差的情况，因此流经乡镇企业区域的河流水质往往较差。并且工业废水为了节约生产成本，不购进污水处理设备，这是水污染的重要原因。工业主要对水体产生重金属、挥发酚、非离子氨等是主要污染物。这些物质进人水体后和水体进行化学反应，从而大量耗氧，致使水中氧含量很低, 鱼、贝、龟、虾等水生动物无法正常呼吸而死亡, 同时水体颜色深黑，并产生有毒的甲烷气体、亚硝酸盐等。生态一旦失衡, 农区的水产养殖就会造成重大经济损失，农民饮水、灌溉也越来越不便捷。最后，给水资源带来危害的还有农村畜禽养殖业。据统计， 二十多个人生活产生的污水都比不过养殖一头牛产生的污水，养一头猪产生的废水与人生活所生成废水的比率是七比一。据调查, 十分之九的养殖场不在意环境影响评价, 五分之三的养殖场防污措施缺乏。而大部分屠宰场不对动物的血、清理而产生的废水、