农业环境保护.doc

第一章 绪论1、环境保护：是指运用行政、法律、宣传教育等多种手段，综合应用现代环境科学、生态学等学科的理论和技术，深入认识和掌握污染和破坏环境的根源和危害，在合理地利用自然资源的同时，防治环境污染与破换，维护生态平衡，以不断提高人类的环境质量和生活质量，实现人类社会的可持续发展。2、环境问题：由于人为或自然原因产生了不利于人类生存的环境变化，使人类变得不再适应，甚至明显地影响到了人类的生产、生活乃至社会的进步与发展，这以环境变化称之为。二、目前面临的全球性环境问题：1全球温室效应2臭氧层破坏3酸雨4生物多样性丧失5土地退化 6人为排放的人工合成的化学物质种类和数量增多第二章 生态学基础食物链：生态系统内部不同生物之间通过取食关系形成的锁链式的单项联系，即某种生物以另一种生物为食，而它又被第三种生物取食，彼此形成食与被食的关系称为食物链。食物网：在一个生态系统中往往有多条食物链生物之间的所食关系复杂，一种生物往往以多种食物为食，而被食生物也不是被一种生物所食，称之为食物网。生态平衡：指在一定时间内，在相对稳定的环境条件作用下，生态系各部分功能与结构协调，作为肢体的生物与环境相适应的状态称为生态平衡。生态失衡：当生态系统收到外界的干扰超过了生态系统自身的 调节时，造成其结构破坏，功能受阻正常的平衡关系打乱。这种情况称为生态失衡。第三章 大气污染及其防治大气污染：指某些有害物质排放到大气中，其数量浓度和存留时间都超过环境所允许的极限，即超过了空气的稀释 扩散和自净能力，使大气质量恶化，给该地区的生物及其他物品带来不良影响。TSP：指大气中粒径小于100um的所有固体颗粒物。降尘：粒径大于10um的固体颗粒物。 飘尘：粒径小于10um的固体颗粒物。光化学烟雾：是当氮氧化物和碳氢化物等一次污染物进入大气后，在阳光紫外线的照射下发生各种光化学反应而生成的包括若干种有害气体的二次污染物，为一种浅蓝色烟雾。一 影响大气污染的气象因素1、风和湍流 （1）风是空气的水平运动 （2）湍流是一种由大小不一的湍涡组成的极其复杂、不规则的流体2、温度层结和大气稳定度（1）温度层结与逆温气象学上把大气温度随高度变化发生的垂直变化称为温度层结。气温随高度递减 这种情况一般发生在风速较小的晴朗的白天。r0气温基本不随高度变化 多出现在阴天和风俗较大的天气。r=0气温随高度递增 这种随高度上升大气温度也上升的现象与对流层中气温垂直分布的正情况相反，故称为逆温。r0。逆温的出现影响大气的垂直运动，不利于污染物的扩散。（2）逆温现象的形成有多种原因：辐射逆温：（一般出现在少云无风的夜间。）地形逆温、下沉逆温、锋面逆温、平流逆温。3、大气稳定度：指大气对在其中做垂直运动的气团产生加速、减速作用或不产生影响的热力学性质。干绝热直减率（rd）：干空气气团在绝热升降过程中每垂直上升（或下降）单位距离，其温度下降（或上升）的数值称为干绝热直减率。rrd，大气不稳定。r越大,大气越不稳定，有利于大气中污染物的扩散和稀释；r 越小，大气越稳定，不利于污染物的扩散和稀释；r =0或r 0时，大气非常稳定，特别是逆温层位于近地层时，抑制大气中污染物的扩散，而使这些污染物在近地层大气中停滞积累，一般一天中夜晚大气层比较稳定，上午逐渐发展为不稳定，午后是一天中最不稳定的时期，逐渐黄昏又趋于稳定。二、影响大气污染的下垫面因素下垫面对大气污染的影响，是通过小地形改变地面粗糙度增加大气机械湍流；大地形改变局部地区大气流场和风向。地形起伏和水陆分布差异使地表受热不均引起风和大气湍流，从而对大气污染产生影响。（一） 山区地形的影响：白天谷风，夜晚小风，对污染扩散不利。（二） 海洋界面的影响 白天海风，夜间陆风（三） 城市效应 1、 城市大面积的建筑物群及其他地物的存在，加大了地面的粗糙度，导致进入城区的风速减小。污染物扩散能力降低2、 城市的“热岛效应”对城区大气污染产生很大影响。原因：（1）城市工厂企业和居民住宅较多，大量燃烧化石燃料，燃烧的燃料部分转化为机械能、电能及其他形式的能量使用外，有相当部分的能量是以热能的形式散发。（2）城市的下水管道排水系统将大量降水排走，地面含水量远远低于农村，消耗于水分蒸发的热量大大减少。（3）城市有着大量的混凝土和砖石结构的建筑物、大面积的沥青和混凝土地面等，他们白天吸热，夜间放热。（4）城市的上空空气中存在着大量的烟雾及各种气体污染物，它们较易吸收地面发射的长波辐射使气温升高，夜间又可使地面有效辐射减小，起到保温作用。（5）城市风速较小。三、大气污染对气候的影响（一）二氧化碳对气候的影响1、温室气体：大气中的二氧化碳、甲烷、臭氧、氟利昂、一氧化二氮等微量气体，可以使太阳的短波辐射几乎无衰减通过，因而地面获得大量辐射能量，但是它们能吸收地面向太空发射的长波辐射，这些气体浓度的增加引起近地面的气温升高，从而导致地球表面能量失衡。2、温室效应：温室气体的存在减少了地球向外层空间的能量净排放，大气层和地球表面将变得热起来。（二）固体颗粒物对气候的影响在大气中呈溶胶状态的尘埃、海水飞溅入大气的盐分微粒、人类活动产生的粉尘与烟尘以及由于风力作用吹入大气的尘粒，吸收太阳短波辐射并拦截地面长波辐射，使近地层温度上升，由此引起地面的太阳辐射减弱，使总的日照减少气温下降。称为阳伞效应。（三）酸雨对气候的影响我国酸雨的特点：以长江为界，南多北少。（1）酸雨对水生生态系统的影响 一方面使水体酸化，鱼卵不能正常的孵化、生长，微生物的组成成分发生改变，水中的浮游植物与动物减少；另一方面水体酸化使许多金属溶解加速，一旦超过鱼类生存的环境容量导致鱼类大量死亡。（2）对陆生生态系统的影响土壤酸化 土壤贫瘠化：土壤中的营养元素不断溶出流失；微生物受到不利的影响，微生物固氮和分解有机质受到抑制；使有毒元素溶出（3）对森林生态的影响 第一阶段：使树木生长呈受益现象；第二阶段：常年酸雨时土壤的中和能力下降，钙钾镁淋溶；第三阶段：铅等金属容易被活化，对树木生长产生毒害；第四阶段：当树木受到持续干旱等，土壤酸度加剧，引起植物植被根系枯萎，树木将会大面积死亡。此外，酸雨还对农作物产生影响和对材料产生侵蚀作用。例如大理石建筑物等。四、大气污染对植物危害的调查及鉴别（一）现场调查1、基本情况调查（1）调查受害情况，时间，地点，面积 （2）天气情况：降水，风向，风速，是否有逆温，湿度 （3）田间管理情况调查 农药化肥使用情况，灌溉等 2、了解污染源（1）有没有排放废气的工厂、设备（2）排放污染物种类、数量、浓度，是否出现事故排放3、观察叶片受害症状 区别大气污染 药害 虫害 病害 冻害 缺素症 3、 调查受害植株的分布特点（1） 大气污染植物往往限定在一定范围内，这一范围与空气污染物扩散范围一致，多呈条带状分布（2） 离污染源越近的地方植物所受伤害越重，但污染源为较高的烟囱时，受害最重之处是距离烟囱高度1020倍远的地方，而不是在紧靠烟囱的附近。（3） 受害距离范围有明显的方向性，受害严重部位在污染源的下风向；（4） 在受害区域内往往是多种植物同时受害，虽然由于植物抗性不同可能受害程度不同表现出差异。但这与病害、药害及其他灾害往往只影响一种或几种植物的特点不同。（5） 植物受害症状及发生部位大体是一致的。（6） 伤害在较短的时间内发生（7） 位于对污染气体扩散有障碍和遮蔽之处等的破坏程度与其他地方的不同。（二）室内分析与镜检 1、植物叶片污染物含量的测定 2、空气中污染物浓度的测定（三）利用指示植物对大气污染进行生物监测第四章 水体污染与防治1、水体污染：由于人为活动或自然因素的原因产生和排放污染物，这些污染物进入水体后，导致水体的物理、化学、生物或者放射性等方面特性改变，水质恶化，从而影响了水的使用价值，甚至危及到了人体健康、破坏了生态环境，这种现象称为水体污染。2、水体自净：广义上：水体自净是指受到了污染了的水体，其自身会自动地发生物理、化学和生物学反应，使污染物浓度逐渐降低，以恢复至污染前的水平。狭义：是指水体中微生物氧化分解有机污染物而使水质净化的过程。3、水体富营养化：当水体接纳了大量的含有能刺激植物生长的N、P等的生活污水以及某些工业废水和农田排水后或在微生物的作用下排入水体的含有N P等的物质被分解，N P等转变为可供植物吸收利用的形态，致使水体中植物营养物质含量上升从而刺激水体藻类大量繁殖，成为水体中的优势种群，成为水体富营养化4、水污染的防治一、物理法 污水物理处理法，就是利用物理过程分离污水中呈悬浮状态的污染物质，而污染物质在处理过程中并不改变其化学成分。1、沉淀法：沉砂池、沉淀池2、筛滤法：格栅、筛网 3、气浮4、反渗透二、化学法 是利用某些特定的化学反应，使污水中的污染物生成无毒、无害的化合物，或使之生成沉淀再加以回收从而使之从污水中分离出来。1 中和法 2氧化还原法 3 电解法三、物理化学法 是利用吸附、萃取等物理化学理论与技术，分离污染物、处理污水的一类方法。 吸附、萃取四、生物化学法 是利用微生物新陈代谢的功能，降解污水中的有机污染物，使之转化为简单的无机物等无毒无害物质，从而净化污水的一类方法。1、活性污泥法 将污水和用于保持微生物浓度的回流污泥一起放入曝气池中，通过曝气设备充入空气，使活性污泥和污水充分混合并呈悬浮状态，为好氧微生物供氧，微生物快速进行代谢反应，在此过程中污水中的有机污染物得到分解。（曝气池：生物反应器）经过微生物分解阶段后，将处理后的污水引入沉淀池中，通过沉淀使活性污泥与水分离，再将沉淀后的上层污泥排出。为保证曝气池中微生物浓度，沉淀池中沉淀下来的污泥大部分再次回流到曝气池中，继续参与下一循环污水处理的生物反应。而未回流到曝气池的污泥称为剩余污泥，可从沉淀池中除去。2、生物膜法 这一方法 是使好氧微生物附着在固体填料上生长和繁殖，形成含有大量微生物的生物膜，当污水连续流经生物膜时，其中的有机物即被微生物分解，从而使污水得以净化。3、氧化塘法 利用库塘等水生生态系统对污水进行处理的生物工程措施统称为氧化塘法。氧化塘分为：好氧塘、兼性塘、厌氧塘5、污水土地处理系统与灌溉的区别（1） 土地处理要求对污水进行必要的预处理，以保证系统常年运行，不致对环境造成污染，而污水灌溉往往不作预处理。（2） 运转周期 土地系统要求全年连续运行，冬季温度过低时，则要求对污水作储存等处理。污水灌溉则完全是根据作物生长的需要进行的；（3） 污水土地处理系统是按照处理后水质所要达到的标准而设计的（4） 污水土地处理系统以污水处理为目的，田间种植的作物多选用牧草、林木等。6、污水厂厂址的选择（1） 必须位于给水水源的下游，一般城市的污水处理厂都离河流较近，这样便于污水的排放和收集，又可避免水源的污染（2） 位于夏季主导风向的下风向，同时还要与工业区、生活区、保持一定的距离，但又不宜距离太远，否则管道过长，投资增加；（3） 应靠近污水容纳区或用水场地。第五章 土地资源及土壤污染防治一、土壤污染（概念）：是指人类活动或自然因素产生的污染物通过不同途径进入土壤，其数量超过土壤的净化能力从而在土壤中逐渐积累，并达到一定程度，引起土壤质量恶化、正常功能失调甚至某些功能丧失的现象。二、环境背景值（概念）：在未受或尽量少受人类活动影响的情况下，土壤、水体活大气等环境要素中，某一化学元素、某种化合物的含量状况称为该化学元素、化合物的环境背景值或本底值。二、土壤重金属形态 影响形态存在的因素 形态：1、水溶态：活性最强、毒性最大。Ph下降，水溶性增强；ph上升，氢氧化物，碳酸盐；Eh下降 S2-，Eh上升形成SO42-。2、交换态：有机胶体（腐殖质）；无机胶体（粘土矿物）。3、结合和螯合态：有机配位体（OH-,Cl-）；无机配位体（腐殖质，稳定螯合物）。络合物可大大提高重金属在土壤中的溶解度。一般在金属离子浓度高时，以吸附交换作用为主，浓度低时则以络合、螯合物为主。4、 其他形态：难溶态；硫化物；氢氧化物；微溶物。影响存在的因素：1、土壤质地2、土壤有机质含量3、土壤PH Eh 4、土壤阴离子和阳离子的组成三、汞 铬 镉 砷 铅 的防治 几种典型重金属的污染防治 Hg（80）汞：来源：汞制剂厂；汞矿；废水废气。背景值：0.01-0.15mg/Kg土壤最大0.05mg/Kg汞在土壤中对作物的影响：对人体的危害：甲基汞引起人的中枢神经系统疾病，侵害成年人的大脑皮层的运动区、感觉区、视觉区、听觉区，也侵害小脑；对胎儿的损伤几乎是全脑，这种损伤是不可逆的。防治：（1）对以被污染的农田施石灰性肥料，提高土壤ph值，形成HgCO3，Hg(OH)2，从而降低Hg对作物的有害性，而且Ca2+能与任何形态的Hg争夺植物根系表面的交换位，从而降低汞向作物体内的迁移。（2）使用P肥，磷酸Hg的溶解性较HgCO3，Hg(OH)2小。（3）对已受Hg污染的土壤，可施用石灰、硫磺制剂，其中S是降低Hg由土壤向作物迁移的一种有效方法，在施入S以后，Hg被牢固的固定在土壤中。（4）施入硝酸盐，可使土壤内好Hg化合物的甲基化过程减弱，高浓度的硝酸盐，能抑制甲基化微生物的生长，从而减少Hg向作物体内的迁移及毒害。（5）污染严重的土壤，水田改旱田，水稻对Hg的吸收大，而旱田作物的吸收少。（6）在被污染的土壤上不宜使用堆肥，因为堆肥中有机物对HgCO3有催化分解作用，并产生Hg蒸汽，Hg蒸汽的植物吸收性高，会使作物的光合速率下降，干物质量减少，受害程度加深。 镉（Cd）来源：镉矿；废水、废气、废渣背景值：0.06-0.7mg/Kg对作物的影响：不是作物的必须元素。 能破坏植物叶绿素结构，叶片发黄、退绿，影响光合作用。 对钙代谢有影响。（3）抑制和破坏酶活性。（4）使植物的可溶性糖含量降低对人的影响：防治：（1）控制污染源，严格控制灌溉用水及肥料中的镉含量。（2）对已经污染严重的小面积的土壤采取排土法、客土法；对污染较轻的，采取施用石灰性肥料、P肥等，促使镉向难溶态转化。（3）对于水田施用未腐熟的有机质，营造强还原环境使镉生成硫化镉，形成螯合物。（4）对水田做好水层管理（不进行烤田）保证CdS不易氧化成CdSO4。 砷（As）来源：砷矿；工厂三废。背景值：8-10mg/Kg化学性质：+3，+5对土壤的污染：Ph、Eh随Ph上升，Eh下降，土壤中砷的可溶性显著提高，原因是：（1）ph上升，土壤胶体中正电荷减少，砷被吸附的数量降低，可溶性砷增加。（2）随着Eh下降，砷酸根被还原为亚砷酸根，土壤对砷酸盐的吸附大于亚砷酸盐，可溶性砷的含量相应增加。（3）Eh下降，还会使砷酸铁还原为比较易溶的亚砷酸铁形式，所以溶解性砷与Eh呈明显的负相关，但当土壤中S的含量较高时，在还原条件下可以生成稳定的难溶性的As2S3。对作物的影响：微量砷对作物有促进作用，水稻土：8-12mg/Kg旱田160mg/Kg。防治：（1）在砷污染严重的小面积农田采取排土法和客土法。（2）对于水田，可采用垄作进行栽培或者浅灌勤排水，必要时，向土壤中施入氧化剂，以提高氧化还原电位，防止砷向亚砷酸盐转化，污染严重时改为旱田；对于旱田，施入堆肥可降低有效态砷含量，形成螯合物，但在水田施用堆肥会降低氧化还原电位，致使砷溶解度增加，毒性增强，对被砷污染的水田应慎用堆肥。（3）为抑制土壤As的溶解，可施入Fe、Al、Mg等，使As形成难溶化合物。（4）高浓度P对砷有拮抗作用，因此施入P肥可以轻As对作物的毒害，但是土壤对P的吸附能力比As抢，因此在As污染区，若不缺P课酌情减少P肥的施用。（5）选择抗性品种 铬（Gr） 24来源：矿物；工厂三废背景值：20-200mg/Kg（世界）10mg/Kg（我国）化学性质：+3、+6对作物的影响：微量的Gr对植物生长有促进作用对土壤的污染：（1）粘土矿物与有机质含量高时，铬易被吸附螯合，而且有机质促进可溶性Gr6+向Gr3+转变，Gr的有效性降低。（2）旱田土壤中有效态铬含量要比水田多，由于旱田的氧化性，Gr3+易转化为Gr6+，Gr6+的有效性与毒性强。（3）中性与碱性土壤中Gr6+的有效性与毒性比酸性土壤中的大，Gr6+对作物的毒性随ph升高而增强，Gr3+对作物的毒性随ph的降低而增加。防治：（1）由于Gr的植物有效性与土壤Ph值有密切关系，所以通过调节土壤ph值，可有效减轻Gr对作物的危害。（2）Eh，在还原状态下，土壤中的能与硫化物生成难溶化合物，从而减轻作物对Gr的吸收，所以可以通过水旱轮作，旱田该水田控制土壤中的Gr对作物的有效性，进而降低Gr对植物的毒害。（3）增施有机肥料，提升土壤有机质含量，可促进土壤胶体对Gr的吸附，也有利于Gr与腐殖质发生螯合作用，还有利于Gr6+转化为Gr3+。（4）使用一些化学肥料，由于Gr含量高的土壤，往往缺P，增施P肥，可以减轻作物的受害程度。（5）小面积污染严重的可以采取排土法。 铅（Pb）82来源：矿物；蓄电池、电镀厂；汽油。背景值：2-200mg/Kg对作物的影响：阻碍植物呼吸及CO2同化作用。对土壤的污染：Pb在土壤中很容易被吸附；腐殖质对Pb有螯合作用。对人体的危害：聚积人体骨骼中，损害人体造血系统。防治：（1）在Pb污染的农田中施入石灰性肥料，通过提高土壤ph，可使Pb转变为Pb(OH)2，PbCO3，另外Ca与Pb有竞争作用。（2）使用P肥及有机肥，使Pb转变为难溶态的磷酸盐或形成螯合物，抑制作物对Pb的吸收。（3）污染严重的小面积土壤，采取排土法和客土法。四、土壤污染的综合防治第六章 农业污染与防治 一、农药污染概念由于人类活动直接或间接的向环境中排放农药，破坏生态系统，对人类和生物的安全产生不良影响的现象。二、农药进入大气、土壤的途径（四个）大气：1.地面或者飞机喷雾或喷粉施药；2.生产、加工、存储农药的企业废弃的排放；3.残留农药的挥发。土壤：1.在农业生产过程中直接向土壤使用农药或者在植物体喷施农药时，喷洒在了地面上；2.被农药污染了的植物残体进入土壤而将农药带入土壤；3.污水灌溉或自然降水；4.生产农药的工厂排放的“三废”。水体：1.直接向水体施药；2.降水灌溉；3.生产农药工厂的废水排放；4.施药工具的清洗。三、农业对植物的危害，药害的症状1.生育周期改变；2.缺苗；3.植株颜色变化：失绿、黄化、白化，出现斑点，产生褐色斑纹；4.植株的形态异常，植株扭曲，花芽、果实、根畸形；5.植株形成枯斑； 6.产量降低、品质下降。四、农药污染的防治 综合防治，减少化学农药使用量农业防治：a.轮作、间混套作；b.有效控制植被覆盖度；c.及时清除田间枯枝落叶、残株、残茬；d.耕翻和晒垄；e.合理进行水、肥管理；f.选择抗性强的品种 生物防治 物理机械防治 化学防治：选择高效、低毒、低残留的农药 合理使用农药 一般性措施：a.预测预报，适时防治；b.严格遵守有关规定，做到安全用药；c.控制病虫的抗药性，尽量避免大面积长期多次使用一种农药，不同农药分片儿、分期使用，混合使用和交替使用。 不同作物区别对待：a.粮、油、棉、糖等大田作物，这些作物某些高毒农药目前还能使用，对农药使用要求相对较低；b.蔬菜、茶叶、烟草、果树、中草药，这类作物严禁使用高毒农药；c.绿色食品、无公害食品，有更严格的农药使用标准d.出口农产品，其农药残留量要符合出口国要求。五、有害生物综合治理措施 （好像是概念） 有害生物综合治理措施 （好像是概念）那生物控制和选择性的使用化学农药等手段，科学的组合到一起，构成一个病虫害的控制系统，这一控制系统运用生物相克原理，充分利用天敌，物理防治等手段综合防治病虫害，只有在病虫害所造成的损失接近限定阈值时，才能选择性的使用一定数量的毒性低、降解快、安全可靠的农药六、固体废弃物概念指人类在生产生活等活动中产生的，一般不再具有原使用价值而被丢弃的以固态或泥状存在的物体。七、固体废弃物的危害、污染环境的特点及途径特点：（1）相对稳定（2）在确认无害情况下可以综合利用（3）固体废弃物在利用堆放过程中易产生二次污染 途径：（1）固体废弃物在堆放过程中被风吹杨，对周围环境造成污染（2）堆放过程中易遭雨水淋洗，对周围环境造成污染（3）在堆放储存过程中易发生化学反应，产生有毒有害气体，自动溢出向四周扩散（4）微生物不断繁殖，借助风力飞向远处（5）放射性物质会发生性反应，产生放射污染 危害：（1）土壤理化性质：石粒、沙粒组分上升，保水保肥能力下降，阳离子代换量减少（2）重金属含量增多（3）有毒有害物质增加（4）病毒、病原菌、寄生虫等八、固体废弃物污染的防治（三化）1、减量化：（1）改造老企业设备，革新生产工艺（2）改变燃料结构（3）推行原料多级利用（4）避免过度包装及一次性商品使用2、无害化处理：堆肥化、卫生填埋化、焚烧、热解、沼气化发酵等3、资源化：（1）广度利用：秸秆还田、堆沤还田、生产有机、无机复合肥或者饲料（2）深度利用：造纸、生产纤维板九、白色污染产生的原因 ：（1）白色污染物来源广泛（2）白色污染物回收困难（3）白色污染物分解缓慢十、白色污染的防治 1.制定和实施积极的废旧塑料回收政策2.推广适时揭膜技术3.选用耐老化易回收的塑料地膜4.大力推广应用新型自分解地膜5.严格执行现行的国家地膜生产标准第八章 环境管理（不出大题）1、 环境管理概念及原则从狭义上讲是指有关部门依照国家的政策、法规、标准和规划，对一切影响环境质量的行为进行督促监察活动。广义上讲是指为实现可持续，协调、控制影响环境环境质量的行为的一切措施的总称。1全过程控制原则2总量控制原则3双赢原则二、环境管理手段行政手段、法律手段、经济手段、宣传教育手段、科学技术手段。三、环境保护的基本政策预防为主、防治