小议农业水体污染及电催化氧化水技术应用

1、小议农业水体污染及电催化氧化水技术应用民营科技2011年第 1O 期资源 ?生态?环境 小议农业水体污染及电催化氧化水技术应用 魏秀珍（九江市环境科学研究院 .江西九江 332000）摘要 :主要论述了农业水污染的主要形式 ,以及污染对环境 ,人类健康带来的不利 影响 ,表明了对农业水污染的防治的作用 .同时 ,介绍了在 农业水污染处理中的电催化氧化水处理技术 ,希望能为农业水污染的处理提供一 些借鉴和参考作用 .关键词 :农业;水污染 ;处理技术 从我国的基本国情来说 ,我国是一个农村人口占到 70%的农业大 国 ,且农业现代化程度较低 .美国着名的化学家和环保主义者蕾切尔 ?卡 逊在上个世

2、纪 60 年代所关注的农业污染问题在今天的中国仍然具有极 为现实的指导意义 .对我国大多数流域污染情况寻根求源就会发现 ,干 流和支流沿岸的农药化肥及其它农业废弃物肆意地向水体抛弃是构成 水环境恶化的重要原因之一 ,而且往往正是这些不经任何处理就排向江 河湖海的大量农业污染物在很大程度上造成对水体的毒化问题.每年农业上农药的使用量为几百万吨 ,造成大量农药进入水环境 .因而 ,对农 业产生的水体污染治理任重道远 .笔者主要对农业水污染的形式进行分 析,并介绍了一项很有潜力的农业水污染治理技术电催化氧化水处 理技术 ,以期为农业水污染的防治提供参考 .1 农业和水污染据相关统计 ,全球每年生产

3、300万一 700万吨农药 .近年来,化学品 的使用剂量逐年降低 ,但每种药品活性组分的毒性成分种类却越来越 多 .几百万吨的农业化学品主要用来培育蘑菇等真菌 ,除草和消灭害 虫 ,其活性化学组分的种类多达几百种 .农业化学品对生物及人类有毒 害作用 ,因而它的使用受到国家特殊限制并有严格的评估程序 ,其目的 是保护土壤和水资源环境 .集水区或水体下游的农业用地 ,其水资源环境备受关注 ,尤其是水 体中化学污染物的最高含量 .如美国河流中三嗪和氯乙酰苯胺两类物质 是需要经常监测的 .农药浓度的时时监测有助于人类掌握土壤和水体中 非靶体生物的毒害水平 ,以便协调地表水的使用和地表饮用水的供给 .

4、 但定量地衡量进入地表及水体的农药比例并设计有效的减弱措施有一 定难度 .典型的农业化学品点源污染包括运输过程中的农场和贮存设备 所发生的意外泄漏 .这类点源污染通过污水处理系统就能达到排污目 的 ,但农药会渗入附近的土壤或通过污水处理厂进入水环境 .点源污染 会造成下游出口农业化学品高浓度 ,但却不是农业化学品污染的主要形 式 .非点源污染 ,即农业生产生活过程中 ,氮和磷素等营养物质 ,农药以 及其他有机或无机污染物质 ,通过农田地表径流 ,农田排水和地下渗漏 形成的水环境污染 ,是农产品污染的主要形式 .因流失而引起的农药损 失主要决定于土壤的水力性质 （渗透性,水流模式 ）,地形和气象

5、条件 ,与 化合物的特性如在土壤中的吸附行为关系不大 .相对于取代农药或改变 使用时机 ,限制农业化学品使用将是比较有效地减弱药品流失的措施 . 在非农业区 ,排水系统和污水系统也因农药的使用而使水体污染日 益严重 ,其传播途径为含农药雨水进行的大气循环 .从农业对环境影响 的全景来看 ,农药在减弱生态变化和维持生物多样性方面是至关重要的 因素.农药使用过程中可能引起的中毒对农业工作者而言也是相当危险 的 .尽管中毒现象在北美和欧洲是有争议的 ,但是在发展中国家中毒事 件屡见不鲜 ,数据统计每年农药中毒人数约 300 万,意外死亡人数约 2 万人 .除了维持生态环境以外 ,发展中国家农业活动的

6、目的是满足人口 的食物需求以及为政府维护食品安全 .随着城镇化和工业化进程的不 断加速 ,农业所引起的水质量问题也日趋严重 .近几年 ,单位面积内耕 地的农药用量正逐年增加 .而在发展中国家 ,农药的监测能力及其危害 性的评估技术还相当有限 .另外 ,由于经济欠发达 ,持久有机氯化物农 药因其相对比较便宜而且有效仍被广泛应用 ,因而农业水体污染的治 理任重道远 .2 电催化氧化水处理技术 电催化氧化水技术是水处理领域内的一项新兴技术,被众多国内外学者应用于有机废水的处理当中 ,并研究对其有机物的降解机理和影响 降解效率的因素 ,使该技术得到了不断发展 .2.1 原理 农药污水含有高浓度的有机物

7、 ,用传统的物理法及生物法难以有效 净化 .电化学氧化技术的原理 :污染物在电极上发生直接电化学反应或 利用电极表面产生的强氧化性活性物质使污染物发生氧化还原转变即 间接电化学转化 .直接电化学转化通过阳极氧化可使有机污染物转化为 无害物,过程伴随生成 0的副反应 ,因而电流效率降低 ,但通过改变电 极材料和控制电位可减少副反应的发生 .间接电化学转化是通过电化学 反应产生的氧化还原剂使污染物转化为无害物质.目前 ,电催化氧化技术处理难降解有机物未能工业化的难点在于2 个时间问题:一是电催化的效率如何提高 ;另一个是电极寿命问题 .因而 ,开展有关电极材料 , 结构和制备方法的研究 ,对于该技

8、术的工业化有重要意义 .2.2 应用 农药的广泛使用 ,在提高农作物产量的同时也给人类健康带来了威 胁 .农药污染水的排放已严重破坏了生态环境 ,农药的残留毒性问题越 来越受到人们的关注 .Vlyssides 等在圆柱形 rri 基体的表面镀了一层 0.22mm的铂合金（长14.0cm,直径1.5em）当作阳极,将阳极放人不锈 钢圆筒（长14.0em直径8.0em）,电极间充人NaC1电解质溶液，即构成 电解槽.将此装置用于废水中杀虫剂甲基对硫磷的降解.试验以0.152 mol/L甲基对硫磷水溶液为研究对象，电解槽容积6L,电解时间120 min,电流密度0.56Mcm2，电解温度45C时，获

9、得了对硫磷降解率82%, 有机碳降解率 66%的效果 ,试验还确定了降解的最终产物为蚁酸 ,乙酸 和三硫化四磷 ,并提出了可能的机理 .Bfimecombe 等研究了利用玻碳电 极处理水中的阿米曲拉杀虫剂 （2,4一二甲基苯基甲酰胺类 ）,考察了 pH 和溶剂对电化学过程的影响 ,并检测出主要的降解中间体 .结果显示 ,当 pH>3 时阿米曲拉降解为 2,4 一二甲基苯基甲酰胺和 2,4 一二甲基苯胺的 速度较快 ;阿米曲拉能够在乙醇 ,甲醇 ,乙腈和二甲亚砜溶剂中稳定降解 为 2,4 一二甲基苯基甲酰胺 .结语农业水污染问题应得到足够重视 ,特别是像我国这样的农业大国 , 对农业水污染

10、治理上更是任重道远 .一方面要加强农业的生态建设 ,改 革农业运作方式 ,另一方面也要积极采用行之有效的技术手段对农业产 生的水污染问题加以解决 ,通过这些手段共同促进农业生产地区的长期 可持续发展 .（上接 64 页）施工方案设计的内容包括了养护施工的顺序,主要施工方法的确定等 .养护施 T 的顺序的确定应考虑工作量的大小 ,工期要求, 施 T 技术措施和施工方法等 ,以便在宏观上控制整个工程 . 养护施工的 顺序安排得好 ,可加快进度 ,这对受时间约束较强的养护作业来说有重 要意义.4.3 实行养护定额管理养护定额，作为确定养护作业人T,材料及机械消耗量的计算依据， 对控制养护成本有着重要的作用 .随着养护工作进一步市场化的推进 , 养护管理单位完善自己的养护工 ,料,机消耗定额规范 ;控制不同地区 , 呱丝.不同路段 ,不同时段和不同养护工作量 ,具有决定的参照依据作用 .实行 养护定额管理 ,以区分不同养护作业的成本报价 ,降低非生产性支出 ,让 养护经费有效地使用在养护的公路上 ;对