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石桥中学高二生物校本教材 农村中学生物课程资源开发和利用课题组编主编：付仲华 吴贤玖编委：刘 军 谷成权 王 军 戴培虎 庄景波 陈传冬 魏根生 孙 苗 刘冬冬 王克炘审核：吴贤玖 付仲华封面设计：王克炘 付仲华 目 录绪论- 1专题一 农村常见污染-2课题一 农作物秸秆燃烧的污染-2课题二 水体的富营养化-11课题三 乡镇企业的废弃物污染-22专题二 当涂县特色农副产品-32课题一 大陇乡的葡萄-32课题二 护河园艺村的桃花节-45课题三 塘南乡的河蟹养殖-48专题三 农村鱼塘钓鱼技巧-55专题四 中学生饮酒和吸烟的危害-64 绪 论 绪 论 目前，国外发达国家的课程资源有多方面的研究，他们的重点主要是如何加强校外课程资源的科学管理，并完善、整合、提升教育功能，使学校教育日益社会化。例如：美国高中课程的设置与新课程的开发：“必修+选修+计划”的课程设置模式，学科教师是校本课程的自主开发者。在美国的高中学校，新课程的开发一般都是由任课教师根据学生的兴趣与需求，以及自己的知识与能力，自行开发的。并上报给学校作为学可以提供的一门课程在新学年选课表上予以公布，供学生选修。 我国自1997年在两省一市实验课程改革以来，校外课程资源的开发，得到较为广泛的重视。特别是第三次全教会之后，各重点中学、示范性高中纷纷开设校本课程，同时把研究性学习和校本课程结合起来，冲破分科教学一统天下的局面，课程资源开发走向更广泛的空间。上海走在课程资源开发的前面，其他大城市的重点高中也作出不小的成绩。如上海的进财中学，北京的人大附中，江苏常熟中学。他们依托于大学或科研院所，他们请专家做辅导员指导研究性学习，指导发明创造，他们充分利用大学和科研院所的实验室，让学生参加实验室活动。如人大附中的学生参加人类基因组实验室活动大大开阔了眼界。作为农村中学，既没有发达国家高中的条件，也没有大学和国家实验室所依靠，农村的教育发展水平低，受教育软、硬件环境的制约，农村中学的生物教师并未充分开发农村特有的教学资源，致使教学资源缺乏，许多生物教师仍然只是用一本教师用书和一本教材实施教学，根本没有利用农村特有的教学资源，其在教育教学中的应用程度还相当有限。并且开发生物课程资源、指导研究性学习能力不足。农村中学能不能开发新的生物课程资源，如何开发农村特有的生物课程资源，是没有前人走过的路，本课题就是要找出适合农村中学的这样一条路。只要我们根据农村学校特有的环境，以多种途径、多种方式、多种渠道开发和利用丰富的生物课程资源，就能使学生的科学素养得到较大的提高和发展，我们农村的生物课程教学、教学手段、教学活动和科学研究必将有更加美好的未来。 专题一 农村常见的污染 课题一 农作物秸秆焚烧的污染秸秆是成熟农作物茎叶（穗）部分的总称。通常指小麦、水稻、玉米、薯类、油料、棉花、甘蔗和其它农作物在收获籽实后的剩余部分。农作物光合作用的产物有一半以上存在于秸秆中，秸秆富含氮、磷、钾、钙、镁和有机质等，是一种具有多用途的可再生的生物资源,秸秆也是一种粗饲料。特点是粗纤维含量高（30%-40%），并含有木质素等。木质素虽不能为猪、鸡所利用，但却能被反刍动物牛、羊等牲畜吸收和利用。人们现在对秸秆处理方式最直接的印象就是在田里大量焚烧，这种现象在我国东部表现得尤为突出。每年夏收、秋收之后，田野里火光冲天，浓烟笼罩，有时滚滚浓烟几乎使人窒息，由于焚烧秸秆而造成的机场停运、高速公路封闭的情况时有发生，损失难以计数。据统计，我国现有的15亿亩耕地，农作物秸秆年产出量达6亿吨之多，其中稻草1.8亿吨，玉米2.2亿吨，小麦1.1亿吨，还有甘薯蔓、油菜秸、大豆秸、甘蔗梢、高粱秸、花生秧及壳等产出的秸秆量都超过千万吨，而每年其中80约5亿吨的秸秆都被烧掉了，简直成了一大社会公害。为了解决这一问题，农业部等国家六部委于今年四月联合发文，要求加强秸秆的综合利用和禁烧，如何开发利用秸秆已经成为当代农业发展的重大课题之一。一、焚烧秸秆的危害污染空气环境，危害人体健康。有数据表明，焚烧秸秆时，大气中二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒物三项污染指数达到高峰值，其中二氧化硫的浓度比平时高出1倍，二氧化氮、可吸入颗粒物的浓度比平时高出3倍，相当于日均浓度的五级水平。当可吸入颗粒物浓度达到一定程度时，对人的眼睛、鼻子和咽喉含有黏膜的部分刺激较大，轻则造成咳嗽、胸闷、流泪，严重时可能导致支气管炎发生。引发火灾，威胁群众的生命财产安全。秸秆焚烧，极易引燃周围的易燃物，尤其是在村庄附近，一旦引发火灾，后果将不堪设想。引发交通事故，影响道路交通和航空安全。露天焚烧秸秆带来的一个最突出的问题就是焚烧过程中产生滚滚浓烟，直接影响民航、铁路、高速公路的正常运营，对交通安全构成潜在威胁。机场每逢农作物收割季节都深受秸秆露天焚烧的危害，有时机场能见度低于400米，严重影响机场航班正常起飞和降落，航空公司及旅客对此反映强烈，一旦导致事故，将造成极为不良的社会影响。破坏土壤结构，造成耕地质量下降。影响作物对土壤养分的充分吸收，直接影响农田作物的产量和质量，影响农业收益。在农田焚烧稻草秆焚烧秸秆使地面温度急剧升高，能直接烧死、烫死土壤中的有益微生物，会使土壤的自然肥力和保水性能大大下降，土壤水分损失6580，板结不耐旱。焚烧秸秆所形成的滚滚烟雾、片片焦土，对一个地区的环境形象是最大的破坏。二、如何利用秸秆秸秆是一种很好的清洁可再生能源，每两吨秸秆的热值就相当于一吨标准煤，而且其平均含硫量只有3.8，而煤的平均含硫量约达1。在生物质的再生利用过程中，排放的CO2与生物质再生时吸收的CO2达到碳平衡，具有CO2零排放的作用，市场前景非常广阔。 （一）秸秆还田农作物秸秆还田技术主要是机械化秸秆粉碎直接还田技术，它是以机械的方式将田间的农作物秸秆直接粉碎并抛洒于地表，随即耕翻入土，使之腐烂分解，从而培肥地力，实现农业增产增收。机械化秸秆还田技术具有显著的经济效益和社会效益。 1、秸秆还田技术的优点：增加土壤有机质，增肥地力。秸秆中含有氮、磷、钾、镁、钙及硫等元素，这些正是农作物生长所必需的营养无素。据测定，秸秆中有机质含量平均为15%左右，如按每公顷还田秸秆15t计算，则可增加有机质2250kg/hm2。据有关资料统计，目前我国每年生产秸秆6亿t，其中含氮300多万t，含磷70多万t，含钾700多万t，相当于我国目前化肥施用总量的四分之一以上。可见农作物秸秆是一笔巨大的财富，付之一炬真是资源的极大浪费。 改善土壤环境，改造中低产田。秸秆中含有大量的能源物质，还田后生物激增，土壤生物活性强度提高，接触酶活性可增加47%。随着微生物繁殖力的增强，生物固氮增加，碱性降低，促进了土壤的酸碱平衡，养分结构趋于合理。此外，秸秆还田可使土壤容量降低，土质疏松，通气性提高，犁耕比阻减小，土壤结构明显改善。 形成有机质覆盖，抗旱保墒。秸秆还田可形成地面覆盖，具有抑制土壤水分蒸发，储存降水和提高地温等诸多优点。据测定，连续六年秸秆直接还田，土壤的保水、透气和保温能力增强，吸水率提高10倍，地温提高12。亩玉米秸秆还田后相当于增施硝氨35kg、磷肥375kg、磷酸钾307.5kg，若连续三年秸秆还田可使小麦、玉米平均增产10%20%。降低病虫害的发生率。由于根茬粉碎疏松和搅动表土，能改变土壤的理化性能，破坏玉米螟虫及其它地下害虫的寄生环境，故能大大减轻虫害，一般可使玉米螟虫的危害程度下降30%。 省工增产、争抢农时。一般情况下，机械化秸秆还田的作业成本仅为人工还田的四分之一，而工效可比人工还田得高40120倍，还可增产增收。因此，机械化秸秆还田是大面积实现以地养地、建立高产稳产农田的有效途径。 优化环境、防治污染。机械化秸秆还田使秸秆中的有机质得到充分的利用，避免了长期以来农民大量焚烧秸秆而造成的环境污染，有利于生态农业和环保农业的发展。因此，农作物秸秆还田技术作为环保农业的一项重要技术，是目前国家重点推广实施的农业新技术这一。 秸秆还田具有良好的经济效益和社会效益，但目前我国的大部分地区没有采用有效的还田措施，致使耕地连年种植不得休闲，土壤养分得不到及时补充，有机质含量逐年下降，农业生产始终处于种大于养、产大于投的掠夺式经营状态。由于化肥的施用量占用肥总量的比例过大，土壤有机质没有得到及时补充，造成土壤板结地力衰退，农作物营养不良和病虫害多的严重后果，因此秸秆还田技术具有很大的发展力和广阔的推广应用前景。 2、秸秆还田技术的缺点：尽管秸秆还田具有较好的经济技术和社会效益及广阔的推广应用前景，但仍存在一些不容忽视的问题，如还田后的秸秆不易腐烂，影响下茬播种质量；有些农民对秸秆还田的重要性认识不足，没有长期效益观念；秸秆还田机具价格偏高、利用率低等，使推广该项技术存在一定的难度。3、保证秸秆还田技术可持续发展应采取的措施：加大宣传力度，提高农民认识。转变农民思想观念，纠正长期单纯依赖化肥的思想，帮助他们树立环保意识，改变落后习惯，逐步建立用地养地相结合的良性循环机制。让农民真正认识到机械秸秆还田带来的好处，提高广大农民开展机械化秸秆还田的自觉性。 加强领导，增加力度，采用强有力的行政和法律措施，对焚烧秸秆现象进行严肃处理。各级政府要把推广秸秆还田纳入当地经济发展的总体规划，把秸秆还田、培肥地力提高到发展质量效益型农业和绿色农业的高度来抓，为大力推广机械化秸秆还田技术，创造良好的社会环境。 加大投入，优化机制。农机部门要积极争取政府大力支持。加大行政推动力度，疏堵结合，以堵促疏。建立以国家为导向，农民和农村集体投资为主体的多层次、多形式、多元化的投资新机制。采取小麦联合收割机、脱粒机、玉米铁茬播种机的发展模式，鼓励个人投资购机，协调有机户为无机户服务，开展跨区作业，这样既节省了大量资金，又大大提高了机械的利用率。 选准机型，加快推广。组织科研和生产等部门联合进行技术攻关，搞好机械的对比试验和选型定型，不断反馈信息，加强机型的研制改进，加快适销对路秸秆还田机的推广应用。 改革耕作制度。推广少、免耕技术，使秸秆还田技术成为少、免耕技术的一个组成部分，建立良性发展的农业耕作制度，满足我国农业持续发展的需要。 （二）秸秆饲料秸秆的自然密度通常为每立方米3050公斤，如此“蓬蓬松松”的原料很不利于运输和储存，影响其深加工或二次开发利用。因此对秸秆首先进行就地高密度压缩是解决秸秆综合利用“瓶颈”的关键，只有将秸秆高密度压缩了，才能为下一步的开发利用及流通创造有利条件。 近几年，国内部分研究机构与农场协作攻关，采用机械手段对秸秆进行了不同程度的压缩试验，结果表明作为秸秆压缩饲料不但营养水平有所提高，而且还方便了流通。河北省“鹿泉秸秆开发实验场”从1998年起率先承担了“秸秆综合利用”河北省科研攻关课题，以玉米等秸秆为原料，经高压高温压缩成块状饲料，使秸秆压缩到每立方米0.81吨的高密度，不仅便于储运，灭菌灭虫，长期保存不变质，而且不易燃烧，营养水平比原来有所提高，保持反刍动物对粗纤维的要求。 我国是一个农牧业大国，同发达国家相比，畜牧业的比例偏低。随着人民生活水平的提高，膳食结构将向奶、肉、蛋倾斜，这就对畜牧养殖业提出了更大的要求，而畜牧业的大发展就需要有丰富的饲料资源。面对草原退化沙化严重、牧草供应不足、树叶资源难以采集利用的矛盾，以秸秆为主的畜牧粗饲料开发潜力是巨大的。牛羊等反刍动物对秸秆等粗饲料必吃，以牛为例，按2001年统计，全国牛存栏量为1.5亿头，年需粗饲料4.5亿吨，特别是对规模化、集约化养殖的粗饲料供应缺口很大。在秸秆开发利用领域里，每年有3亿5亿吨的闲置资源；就市场来讲，存在着百亿元的商机，秸秆综合利用大有可为。 据测算，每一万吨秸秆压缩饲料用于养殖业，可供30004000头牛粗饲料一年的食用，肉牛可增重增收15，奶牛可增产增收16，乳脂率也提高0.2。与此同时，这些饲料绝大部分将形成粪便，一方面可用于制作沼气，另一方面形成的约一万吨有机肥可替代化肥，成为发展生态农业一个重要的产业链，实践证明秸秆是最广阔、最丰富、最廉价、品质较好的粗饲料资源，加快以秸秆为原料的粗饲料工业化生产和现代化的流通已迫在眉睫。（三）秸秆燃气秸秆燃气，是利用生物质通过密闭缺氧，采用于溜热解法及热化学氧化法后产生的一种可燃气体，这种气体是一种混合燃气，含有一氧化碳、氢气、甲烷等，亦称生物质气。1、技术原理：植物生物质（包括据木、木柴，野草，松针树叶，作物秸秆，牛羊畜粪，食用菌渣）中的碳元素质量分数约为40%，其次为氢、氮、氧、镁、硅、磷、钾、钙等元素。植物秸秆的有机成分以纤维素，半纤维素为主，质量分数为50%。这些生物质原料，在缺氧条件下加热，使之发生复杂的热化学反应的能量转化过程。此过程实质是植质中的碳、氢、氧等元素的原子，在反应条件下按照化学键的成键原理，变成一氧化碳、甲烷、氢气等，可燃性气体的分子。这样植物生物质中的大部分能量就转移到这些气体中。 2、秸秆燃气生产技术发展方向：用生物质替代煤，天然气和重油等化石燃烧来制备合成为甲醇，汽油，或柴油等液体燃料而用于交通工具，这样即可以满足人类对液体燃料日益增长的需求，同时又可有效减轻由于大量使用化石燃料给环境带来的污染。 3、秸秆燃气的开发前景： 植物生物质能源是一个巨大的太阳能仓库，是重要的“绿色能源”之一，可以讲开发利用植物生物质能源，就是开发利用太阳能。植物生物质能源可以再生，取之不尽，用之不竭。因此，根据我国国情和当今国际社会“新思维、新料学、新技术”的发展态势，发展的植物生物质为原料的绿色能源转化技术，符合本世纪发展的主题社会可持续发展。 据报道，我国能源专家对本世纪上半叶我国植物生物质能源的发展进行了3个阶段的科学预测： 第一阶段（2001-2010），植物生物质能源的生产能基本得到满足，基本解决我国农村生活用能，生态环境的破坏能得到有效地控制，基本遏制因直接燃烧植物生物质和废弃植物生物质而引起的生态环境恶化的趋势； 第二阶段：（2011-2030），我国农村植物生物质能源综合建设达到社会化，农用植物生物质能方式多维、多元化，生产，生活用能得到满足，植物生物质绿色能源转化技术得到普遍推广和应用，我用生态环境建设开始走上良性循环的轨道； 第三阶段：（2031-2050），建立起我国多能互补，结构合理，安全可靠的植物生物质能源生产供应体系，并形成规模，乡镇企业因能源高效化，农民因能源优质化。基本建立起适应可持续发展的良性循环的生态环境系统工程，增强我国植物生物质能源综合建设的可持续发展能力。 我国著名科学家，中科院院士朱清时教授讲，目前我国能源战略迫切需要研究用非粮食类生物质作原料生产液体类，气体类燃料。开发出拥有自主知织产权和具有推广价值的实用技术，保障我国植物生物质能源的安全开发利用和经济昌盛繁荣。（2003年，太阳能杂志第一期我国植物生物质能源开发展望） （四）秸秆直燃发电秸秆发电是秸秆优化利用的最主要形式之一。随着可再生能源法和可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法等的出台，秸秆发电备受关注，目前秸秆发电呈快速增长趋势。各级政府在招商引资中也都把秸秆发电作为一个重头戏，秸秆发电概念在资本市场也开始活跃。秸秆发电利国利民，受到越来越多的人关注。 除此以外，目前秸秆的利用还延伸到了无限广阔的领域。据介绍，秸秆可以单独或者与畜禽粪便混合发酵制沼气，还可以与燃煤混合压缩成颗粒燃料“绿色煤”。近来，将秸秆和添加剂混合制成了生物基材料，可用于制作无毒害的家具、装饰板、花盆、全降解一次性餐具、全降解地膜等等。用秸秆制造液体燃料这项技术在国内外都刚刚成熟，美国已经进入了中试阶段，也就是基本可以运用，但还没有推广。我国也投入了大量的精力，可以说是我们在秸秆利用方面追求的战略重点。但总的来说，秸秆的利用仍旧存在着成本高，经济上不划算，技术上不易掌握，不适合工厂化大规模推广与生产等问题。因此，仍然有许多地方需要我们继续努力。 课题二 水体的富营养华水体富营养化(eutrophication)是指由于大量的氮、磷、钾等元素排入到流速缓慢、更新周期长的地表水体，使藻类等水生生物大量地生长繁殖，使有机物产生的速度远远超过消耗速度，水体中有机物继续，破坏水生生态平衡的过程。在地表淡水系统中，磷酸盐通常是植物生长的限制因素，而在海水系统中往往是氨氮和硝酸盐限制植物的生长以及总的生产量。导致富营养化的物质，往往是这些水系统中含量有限的营养物质。生活污水和化肥、食品等工业的废水以及农田排水都含有大量的氮、磷及其他无机盐类。一 生活污水生活污水主要是城市生活中使用的各种洗涤剂和污水、垃圾、粪便等，多为无毒的无机盐类，生活污水 中含氮、磷、硫多，致病细菌多。1.基本概念人类生活过程中产生的污水，是水体的主要污染源之一。主要是粪便和洗涤污水。城市每人每日排出的生活污水量为150400L，其量与生活水平有密切关系。生活污水中含有大量有机物，如纤维素、淀粉、糖类和脂肪蛋白质等；也常含有病原菌、病毒和寄生虫卵；无机盐类的氯化物、硫酸盐、磷酸盐、碳酸氢盐和钠、钾、钙、镁等。总的特点是含氮、含硫和含磷高,在厌氧细菌作用下，易生恶臭物质。生活污水同时也是低温热源和甲烷发生源，更是远景化石油气田。2.污水危害病原物污染主要来自城市生活污水、医院污水、垃圾及地面径流等方面。病原微生物的特点是：数量大；分布广；存活时间较长；繁殖速度快；易产生抗性，很难消灭；传统的二级生化污水处理及加氯消毒后，某些病原微生物、病毒仍能大量存活；此类污染物实际上通过多种途径进入人体，并在体内生存，引起人体疾病。需氧有机物污染有机物的共同特点是这些物质直接进入水体后，通过微生物的生物化学作用而分解为简单的无机物质二氧化碳和水，在分解过程中需要消耗水中的溶解氧，在缺氧条件下污染物就发生腐败分解、恶化水质，常称这些有机物为需氧有机物。水体中需氧有机物越多，耗氧也越多，水质也越差，说明水体污染越严重。富营养化污染是一种氮、磷等植物营养物质含量过多所引起的水质污染现象。水生生态系统的富营养化能通过化学污染物由两种途径发生：一种是通过正常情况下限定植物的无机营养物质的量的增加；另一种是通过作为分解者的有机物的增加。恶臭恶臭是一种普遍的污染危害，它也发生于污染水体中。人能嗅到的恶臭多达4000多种，危害大的有几十种。 恶臭的危害表现为：妨碍正常呼吸功能，使消化功能减退；精神烦躁不安，工作效率降低，判断力、记忆力降低；长期在恶臭环境中工作和生活会造成嗅觉障碍，损伤中枢神经、大脑皮层的兴奋和调节功能；某些水产品染上了恶臭无法食用、出售；恶臭水体不能作游泳、养鱼、饮用，而破坏了水的用途和价值；还能产生硫化氢、甲醛等毒性危害。酸、碱、盐污染酸、碱污染使水体pH发生变化，破坏其缓冲作用，消灭或抑制微生物的生长，妨碍水体自净，还可腐蚀桥梁、船舶、鱼具。酸与碱往往同时进入同一水体，中和之后可产生某些盐类，从pH值角度看，酸、碱污染因中和作用而自净了，但产生各种盐类，又成了水体的新污染物。因为无机盐的增加能提高水的渗透压，对淡水生物、植物生长有不良影响，在盐碱化地区，地面水、地下水中的盐将进一步危害土壤质量。地下水硬度升高高硬水，尤其是永久硬度高水的危害表现为多方面：难喝；可引起消化道功能紊乱、腹泻、孕畜流产；对人们日用不便；耗能多；影响水壶、锅炉寿命；锅炉用水结垢，易造成爆炸；需进行软化、纯化处理，酸、碱、盐流失到环境中又会造成地下水硬度升高，形成恶性循环。有毒物质污染有毒物质污染是水污染中特别重要的一大类，种类繁多，但共同的特点是对生物有机体的毒性危害。3.污水处理近况及未来我国污水处理产业发展进步较晚，建国以来到改革开放前，我国污水处理的需求主要是以工业和国防尖端使用为主。改革开放后，国民经济的快速发展，人民生活水平的显著提高，拉动了污水处理的需求。进入二十世纪九十年代后，我国污水处理产业进入快速发展期，污水处理需求的增速远高于全球水平。1990年以来，全球污水处理表观消费量以年均6%的速度增长，而九十年代的十年间，我国污水处理表观消费量年均增长率达到17.73%，是世界年均增长率的2.9倍。进入二十一世纪，我国污水处理产业高速增长。2000年2004年，我国污水处理消费量从188万吨增长到447万吨，增加了2.3倍，年平均增长率在27%以上。其中，2001年，我国污水处理表观消费量达到225万吨，超过美国成为世界第一污水处理消费大国。同时，污水处理进口也大幅度增加。1998年，我国污水处理进口100万吨，由此成为世界上最大的污水处理进口国。2004年与1998年比，污水处理进口增长幅度年均达到27.14%。预计2005年，中国污水处理表观消费量将达到500万吨，进口仍将保持在300万吨左右。伴随着污水处理市场的快速发展，我国污水处理产量也结束了长期徘徊的局面，实现了高速增长。我国污水处理产量从2000年的46万吨增长到2004年的236万吨，年平均增长率在82.6%，占国内市场需求的比重也由2000年的24.47%提高到2004年的52.80%。而同期，世界污水处理产量则仅以6%左右的速度增长。从九十年代后期起，我国太钢、宝钢以及宝新、张浦等国有和合资企业通过引进和技术改造，先后建成了一系列污水处理生产线，污水处理工艺技术装备达到国际先进水平，污水处理生产初具规模。污水处理品种结构也发生了积极的变化，污水处理产品质量迅速提高。特别是国内污水处理冷轧板增长迅速，2003年，国内冷轧板产量达到170万吨，首次超过进口量,自给率达到66%；2004年，国内冷轧板产量达到200万吨，自给率达到70%以上。从2004年底到2005年底，国内冷轧污水处理产能将增加约150万吨，基本满足国内市场需求。到2007年，我国将成为污水处理的净出口国。从总体上看，我国污水处理正在经历由规模小、水平低、品种单一、严重不能满足需求到具有相当规模和水平、品种质量显著提高和初步满足国民经济发展要求的深刻转变，污水处理需求将逐步实现自给。二 农药、化肥污染 （一） 化肥污染 1.概念化学肥料污染是在农业生产中因施用大量化学肥料而引起水体、土壤和大气的污染。任何种类和形态的化肥,施用到农田后,都不可能全部被植物吸收和利用。化肥用量过大,使用化肥不当,或施用化肥后作物利用率不高,导致化肥大量流失,都会造成污染。目前我国年化肥施用量折纯达4100多万吨,占世界总用量的1/3,成为世界化肥生产和消费第一大国。化肥的使用,有力地推动了农作物增产,粮食总产由1949年的1.13亿吨,增加到现在的5.12亿吨,其中,化肥的贡献超过40%。但是,化肥的过量、不均衡使用也成为我国农业的一个主要特点,由此不仅降低了农产品质量,还会给环境带来严重污染。我国农田生态系统中仅化肥氮的淋洗和径流损失量每年约174万吨,每年损失的氮素价值300多亿元。长江、黄河和珠江每年输出的溶解态无机氮则成了近海赤潮形成的主要原因。中国农业科学院士肥所调查显示,全国已有17个省的氮肥平均施用量超过国际公认的上限每公顷225千克。河南省农业厅土肥站一项调查表明,目前全省每年施用的300多万吨化肥中,只有1/3被农作物吸收,1/3进入大气,1/3沉留在土壤中,残留化肥已成为全省巨大的污染暗流。如今,化肥被视为仅次于农药的污染源,造成的危害也与农药旗鼓相当。化肥污染引起的环境问题主要有:一是使水源污染,造成人们生活用水的短缺,并因饮用被污染的水源而致健康损害。二是导致河川、湖泊、内海的富营养化。原因在于残留在土壤中的化肥被暴雨冲刷后汇入水体,加剧了水体的富营养化,导致水草繁生, 许多水塘、水库、湖泊因此变臭,成为死水。而且由于水中氮、磷含量增加,使藻类等水生植物生长过多。三是使土壤酸化以及物理性质恶化,一旦土壤中某种营养元素过剩,还会造成土壤对其他元素的吸收性能下降,从而破坏了土壤的内在平衡,导致土壤板结。四是食品、饲料中有毒成分增加,危害人体健康。五是大气中氮氧化物含量增加,化肥中的氮元素等进入大气后,增加了温室气体,导致环境温度升高。2.采取的措施 1要控制化肥的使用量。为了减少化肥污染造成的损害,人们现在正在寻求积极的解决之道。 为了避免对蔬菜的化肥污染,也可以采用一些措施。一是深施盖土。氮肥深施盖土可减少与空气阳光直接接触,防止挥发和污染蔬菜。根系发达的茄果类、薯芋类、根菜类等,应打窝深施在15厘米及以下的根层,一般蔬菜深施1215厘米以下,除可减少蔬菜对硝酸盐的积累外,还可提高蔬菜产量。二是提倡早施肥。特别是叶菜类和生育期短的蔬菜,氮肥宜早施,以利蔬菜对肥料的吸收。三是控制氮肥用量。蔬菜中硝酸盐的积累随氮肥用量的增加而提高,应尽量减少氮素化肥的施用量和施用次数。每亩用量应控制在标氮20千克以下,高肥力的菜地应控制在10千克以下或不施氮素化肥。四是叶菜类忌叶面喷施。因为蔬菜叶面上铵离子与空气接触后,易转化成硝酸根离子,被叶片吸收,很容易使硝酸盐积存在叶内。2.少用或不用化肥,而改用人、畜有机肥,同时使用无公害的绿色肥料。 (二） 农药污染1.概念农药污染（pesticide pollution）指农药或其有害代谢物、降解物对环境和生物产生的污染。农药及其在自然环境中的降解产物，污染大气、水体和土壤，会破坏生态系统，引起人和动、植物的急性或慢性中毒。2.农药分类有机农药有机农药可分为有机磷农药、有机氯农药、有机氮农药、有机硫农药、有机金属农药，以及含硝基、酰胺、腈基、均三氮苯等基团的有机农药。在上述几大类有机农药中，论应用历史以有机氯农药为最长；论品种则以有机磷农药为最多。中国使用的有机氯农药主要是六六六和 DDT。西方国家尚有环戊二烯类化合物艾氏剂、狄氏剂、异狄氏剂等。这些化合物性质稳定，在土壤中降解一半所需的时间为几年甚至十几年。它们可随径流进入水体，随大气飘移至世界各地，然后又随雨雪降到地面。因此在南极洲和格陵兰岛也能检出有机氯农药。某些有机金属农药，例如有机汞杀菌剂，性质稳定，且降解产物的残留毒性相当严重，大多数国家已禁止使用。无机农药无机农药应用的品种已经很少。在一些地区使用的无机农药主要是含汞杀菌剂和含砷农药。含汞杀菌剂如升汞（氯化汞）、甘汞（氯化亚汞）等，它们会伤害农作物，因而一般仅用来进行种子消毒和土壤消毒。汞制剂一般性质稳定，毒性较大，在土壤和生物体内残留问题严重，中国、美国、日本、瑞典等许多国家已禁止使用。含砷农药为亚砷酸（砒霜）、亚砷酸钠等亚砷酸类化合物，以及砷酸铅、砷酸钙等砷酸类化合物。亚砷酸类化合物对植物毒性大，曾被用作毒饵以防治地下害虫。砷酸类化合物曾广泛用于防治咀嚼式口器害虫，但也因防治面窄、药效低等原因，而被有机杀虫剂所取代。3.污染分类各类农药并非都有残留毒性问题（见农药残留），同一类型不同品种的农药对环境的危害也不一样。农药的不同加工形式对农药在作物表面上的铺展和覆盖能力，对喷出的药液（或药粉）能否稳定地粘着在作物表面上，以及对农药能否穿透植物表面角质层又不致很快散失等都会产生影响，从而使农药对作物污染的程度产生差异。此外，农药的不同剂型在土壤中流失、渗漏和吸附的物理性质并不相同，因而它们在土壤中的残留能力也有差异。农药污染主要是有机氯农药污染、有机磷农药污染和有机氮农药污染。人从环境中摄入农药主要是通过饮食。植物性食品中含有农药的原因，一是药剂的直接沾污，二是作物从周围环境中吸收药剂。动物性食品中含有农药是动物通过食物链或直接从水体中摄入的。环境中农药的残留浓度一般是很低的，但通过食物链和生物浓缩可使生物体内的农药浓度提高至几千倍，甚至几万倍（见农药污染对健康的影响）。4.危害（1）土壤污染由于农药的大量、大面积使用，不当滥用，以及农药的不可降解性，已对地球造成严重的污染，并由此威胁着人类的安全。（2）环境污染由于农药的施用通常采用喷雾的方式，农药中的有机溶剂和部分农药漂浮在空气中，污染大气；农田被雨水冲刷，农药则进入江河，进而污染海洋。这样，农药就由气流和水流带到世界各地，残留土壤中的农药则可通过渗透作用到达地层深处，从而污染地下水。据世界卫生组织报道，伦敦上空1吨空气中约含10微克DDT，雨水中含DDT710-1240010-12，全世界生产了约1500万吨DDT，其中约100万吨仍残留在海水中。中国南方某省19941998年，渔业水域受污染面积达45万多公顷，污染事故800多起。水域中的农药通过浮游植物-浮游动物-小鱼-大鱼的食物链传递、浓缩，最终到达人类，在人体中累积。（3）生态破坏农药的不当滥用，导致害虫、病菌的抗药性。据统计，世界上产生抗药性的害虫从1991年的15种增加到的800多种，中国也至少有50多种害虫产生抗药性。抗药性的产生造成用药量的增加，乐果、敌敌畏等常用农药的稀释浓度已由常规的1/1000提高到1/4001/500，某些菊酯类农药稀释倍数也由30005000倍提高到1000倍左右。20世纪80年代初，中国各地防治棉田的棉铃虫和棉蚜只需用除虫菊类杀虫剂防治23次，每次用药量450毫升/公顷，就可以全生长季控制为害；到了90年代，棉蚜对这类杀虫剂的抗药性已超过1万倍，防治已无效果，棉铃虫也对其产生几百倍到上千倍的抗药性，防治810次，甚至超过20次、每次用750毫升/公顷，防治效果仍大大低于80年代初。大量和高浓度使用杀虫剂、杀菌剂的同时，杀伤了许多害虫天敌，破坏了自然界的生态平衡，使过去未构成严重危害的病虫害大量发生，如红蜘蛛、介壳虫、叶蝉及各种土传病害。此外，农药也可以直接造成害虫迅速繁殖，80年代后期，湖北使用甲胺磷、三唑磷治稻飞虱，结果刺激稻飞虱产卵量增加50%以上，用药710天即引起稻飞虱再猖獗。这种使用农药的恶性循环，不仅使防治成本增高、效益降低，更严重的是造成人畜中毒事故增加。长期大量使用化学农药不仅误杀了害虫天敌，还杀伤了对人类无害的昆虫，影响了以昆虫为生的鸟、鱼、蛙等生物；在农药生产、施用量较大的地区，鸟、兽、鱼、蚕等非靶生物伤亡事件也时有发生。世界野生动物基金会1998年发表报告说，若以1970年地球生物指数为100，则1995年已下降到68，在短短的25年中，地球上32%的生物被毁灭。在此期间，海洋生物指数下降30%。 课题三 乡镇企业的废弃物污染一.乡镇企业的环境污染问题内涵和基本状况乡镇企业的环境污染问题是指由于乡镇企业的生产活动而导致直接或间接地向环境排放超过其自净能力的物质或能量，从而使环境的质量降低，对人类的生存与发展、生态系统和财产造成不利影响的现象。具体包括：水污染、大气污染、噪声污染、放射性污染等。上述这些乡镇企业环境污染的种类虽然不同，但具有某些共同的特征即其环境后果所产生的影响可以是明显的或显著的，也可以是潜在的，在很多场合下，潜在的影响可能往往比明显的影响要严重一些。我国曾经对乡镇企业污染环境状况进行过两次官方调查，即“全国乡镇工业主要污染行业污染源调查”。第一次调查于1989年开始进行，由农业部、国家环境保护局、国家统计局联合组织。调查以1989年为基准年，并于1992年8月获得最终结果。王键民(1993)等学者根据上述调查资料得出这样的预测结果，即2000年全国污染与生态破坏的环境经济损失中约有近一半来自于乡镇企业。第二次调查于1996年初开始实施，以1995年为基准年，由农业部、财政部、国家环保局、国家统计局联合组织，1997年底进行结果汇总，主要调查结果如下：（1)在工业废气方面脆弱性，1995年，全国乡镇工业烟尘排放量849.5万吨，占全国工业排放总量的50.3%；工业粉尘排放量 1325.3万吨，占全国工业排放总量的67.5%；二氧化硫排放量 441.1万吨，占当年全国工业二氧化硫排放总量的23.9%。同1989年调查结果相比，烟尘排放量增加了56%，工业粉尘排放量增加了18.2%，二氧化硫排放量增加了23%。（2)在工业废水方面，1995年，全国乡镇工业废 水排放量为59.1亿吨，占当年全国工业废水排放总量的21.0%，废水中化学需氧量排放量为6113万吨，占全国工业化学需氧量排放总量的44.3%。同1989年调查结果相比，工业废水排放量增加了12.1%；化学需氧量增加了24.6%。（3)在固体废物方面，1995年，全国乡镇工业固体废物排放量1.8亿吨，占全国工业固体废物排放总量的88.7%；全国乡镇工业固体废物产生量3.8亿吨，占当年全国工业固体废物产生总量的37.3%。同1989年乡镇工业污染源调查结果相比，工业固体废物排放量增加了55.2%，工业固体废物产生量增加了39.6%(刘凌波，2008)。调查结果证实，“八五”期间，全国乡镇工业污染物的排放量迅速增长，主要污染物在全国工业污染物排放总量中的比重加大，已成为环境保护的突出问题和影响人体健康的重要因素。根据1997年的调查资料，王键民、蒋庭松2000年在中国乡镇企业污染控制环境经济政策研究一书中，认为在2000年前后，乡镇企业“三废”的排放量及某些污染物质有可能接近达到，甚至超过国有企业，只是时间长短问题，排放量城乡工业倒置的可能性仍然严重存在。上述调查结果表明：“八五”期间脆弱性，全国乡镇工业污染物的排放量迅速增长，主要污染物在全国工业污染物排放总量中的比重加大，已成为环境保护的突出问题和影响人体健康的重要因素。根据1997年的调查资料，王键民、蒋庭松2000年在中国乡镇企业污染控制环境经济政策研究一书中，认为在2000年前后，乡镇企业“三废”的排放量及某些污染物质有可能接近达到，甚至超过国有企业，只是时间长短问题，排放量城乡工业倒置的可能性仍然严重存在。2000年之后，我国在每年的中国环境状况公报和全国环境统计公报中取消了“乡镇企业”这一统计类别，使得近几年的乡镇企业污染数据不再可以得到。从此，学者们对于乡镇工业污染现状的研究，大多缺乏可靠的、明确的资料，只能依据大致的估计或者实地的考察来进行研究。但学者们(张玉林，2003)的估计基本一致，即近年来乡镇工业化学需氧量、粉尘和固体废物排放量占全国工业污染物排放总量的比重均接近或超过50%。2006年温家宝总理主持国家环保总局和国家统计局(2006)进行联合调查所发布的中国绿色国民经济核算研究报告的数据也显示：2004年全国因环境污染造成的经济损失为5118亿元，其中乡镇工业污染损失值超过50%，乡镇工业已经成为我国环境污染的重要主体。这与前二次的调查结论基本一致(刘凌波，2008)。二.乡镇企业造成环境污染的原因分析在乡镇工业污染问题的成因方面，许多学者进行了深入的研究。王健民和蒋庭松(2000年)在中国乡镇工业污染控制环境经济政策研究中指出要从乡镇工业自身的特点、农村环境容量及农村环境管理三个方面分析产生乡镇工业污染环境的原因。芮黎明(2001)认为乡镇企业污染物排放及其对环境影响大小依次排列为:废水、废气、固体废弃物。而乡镇企业污染环境的原因除了对环境状况认识不足；环境保护意识不高，认为经济发展必然以环境为代价，只有在钱袋够丰满时，才可能回过头来考虑环境问题，以及企业排污控制力不够之外，还存在环境保护与经济发展协同进行存在目标定位偏失和战略脱节，环境保护经济发展主体利益上存在冲突，以及环境保护与经济发展之间存在内在规律限制等问题，而这些问题也都是造成环境污染的重要原因。王淑平(2003)则认为来自社区的非正式监管(公众的环境参与意识、参与成本)乏力客观上助长了乡镇工业的污染行为，乡镇工业自身的缺陷(布局分散、过分依赖乡镇政府)导致在环境保护上客观投入和主观愿望不足，另外他还认为在我国,政府一直是推动环境保护的最重要主体,但目前乡镇企业导致污染加剧的趋势却也是与政府分不开的,矛盾突出地表现在两个方面: 一是地方社区政府的地方保护主义行为。二是管理方式上单纯偏重于行政性强制手段，而缺乏适宜的诱导政策。汪中华(2006)把乡镇工业环境问题归结为主体因素脆弱性，即企业资质差、政府不作为、社会默许。郝飞麟、沈明卫(2007)在农村乡镇企业发展中环境污染的成因分析与对策一文中看到了大型企业和城市企业污染转嫁对乡镇工业环境问题的影响，认为乡镇工业环境污染主要有三个原因，一是作坊式生产企业布局缺乏合理规划和有效行政管理；二是中、大型污染企业治污费用转嫁；三是地方政府注重经济发展，对环境治理缺乏足够的重视。然而造成乡镇企业污染环境的原因有很多，除了上面一些学者指出的原因以外，还有下面一些原因也是应该值得我们注意的。乡镇企业地理环境的自身脆弱性在我国，大多数的乡镇企业都是在农村产生和发展，农村地域虽然辽阔，但是其生态环境是低层次的自然生态循环系统，因而表现出极大的脆弱性，这种脆弱性使得农村地区对乡镇企业的三废等污染物的吸纳能力极弱，这些三废等污染物对耕地、森林、水等的破坏是非常明显的，据测算，由于植被、森林的破坏和乡镇工业“三废”排放的日益加剧，我国水土流失面积每年正以58.19万公顷的速度扩大。流失的土壤带走了大量生态植物生长所必需的氮、磷、钾等养分。黄河、长江1年流失氮、磷、钾4400万吨，超过我国化肥1年的施用量。相关利益者的不作为当前一些地方政府为了追求GDP的快速增长，对一些技术落后，污染严重的乡镇企业采取了地方保护主义，这些地方政府注重经济发展，对环境治理缺乏足够的重视，对乡镇企业产生的环境污染问题纵容、默许、不作为。一些乡镇企业自身为了节约成本，提高利润，而漠视其产生的环境污染，他们不愿意改进技术，更不愿意在环境治理上面花费成本。一些在乡镇企业工作的员工及其亲属为了能够得到工作，获取收入对所在乡镇企业产生的环境污染问题采取容忍的态度，其环保意识不高。乡镇企业的环境产权不明晰环境产权是指行为主体对某一环境资源具有的所有、使用、占有、处分以及收益等各种权利的集合。拥有一种环境资源的产权就是拥有这种资源使用的决策权和收益权，因此，环境产权涉及到一系列影响资源利用的权利，完备的产权应该包括关于资源利用的所有权利。环境产权中的“环境”是指影响人类生存和发展的各种天然的和经过人工改造的自然因素的总体，包括大气、水、海洋、土地、矿藏、森林、草原、野生生物、自然遗迹、人文遗迹、自然保护区、风景名胜区、城市和乡村等。”可见脆弱性，环境产权既包括了自然环境产权，又包括了人工环境产权，具有整体性、公共性、稀缺性、广泛性等特征。当前我国乡镇企业并没有明确的环境产权，在这种情况下，乡镇企业就有了使用环境资源的自由而不需要付费，因为既然乡镇企业不用承担他们所引发的负外部效应产生的全部成本，他们必将过度地从事这类活动；同时由于没有产权，乡镇企业也就失去了对其所在区域的环境资源进行投资的动力，因为既然得不到带来正外部效应的环境投入的全部收益，他必将尽可能少地从事这类活动。因此，造成的结果是，能够产生正外部性的环境资源（如树木草坪、环境基础设施等）会出现供给不足，而接纳负外部性的环境资源（如大气、水体、土壤等）则会被过度污染。总之乡镇企业发展中产生的环境问题，有其特殊的原因。深入分析这些原因，有助于我们进一步了解乡镇工业环境污染的治理现状，找到污染治理对策的突破口，从而为从根本上解决乡镇工业环境污染问题打下坚实的基础。三.解决乡镇企业污染环境的对策对于日益严重的乡镇企业污染环境问题，我们应该采取强有力管理对策和措施。王健民（1993）指出，在由计划经济体制向市场经济体制过渡时期，法制、行政、技术、经济、宣传教育五种手段，在环境保护的过程中，都是不可缺少的。2000年，他进一步指出，在我国经济体制转轨时期，采用和推行环境经济政策具有历史的必然性，尤其是对具有市场经济特色的乡镇企业污染控制及生态破坏防治采用和推行环境经济政策尤其必要。刘社、吴夏风(2000)认为要提高地方政府和企业在可持续发展方面的综合决策能力，对政府官员和乡镇企业法人开展深入而广泛的环境教育,提高他们的环境意识，并且认真落实环境保护目标责任制,真正把环境保护纳入到对各级政府官员的政绩考核之中。石立(2006)在浅析我国乡镇工业企业环境污染及治理一文中则认为，加强乡镇工业环境污染治理的根本途径在于消除环境保护中的行政体制障碍。因此要增大政府对环境保护的投入,力争使环保投资占GDP的比重达到1%；在每年的地方财政预算安排上保证基层环保部门的正常开支需要,使环保部门在查处污染企业时不再有顾虑；积极鼓励民间资金投资环境保护事业,对其进行政策上的优惠,如工商、土地、建设、税收、信贷、物价等方面出台优惠措施,使其迅速产生效益,吸引更多的资金进入环保产业；在适当的时候进行费改税,将“排污费”改为“环保税”,使治污资金能有一个稳定的来源;积极探索排污权的交易,通过经济手段使污染企业自觉减少排污量,实现排污总量的控制;改变对政府官员的考核指标,在试点城市的基础上积极推广“绿色GDP”,通过经济手段减少环境污染。除了上面一些学者指出的对策以外，下面一些措施在解决乡镇企业环境污染问题中也是非常必要的。法制措施乡镇企业过度经济增长导致环境污染所隐含的恰恰是环境产权界定不清，