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农药污染的特点

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农药污染的特点

农药污染的特点范文第1篇

农药主要是指用于预防、消灭或者控制危害农业、林业的病虫草鼠害和其它有害生物以及有目的地调节植物、昆虫生长的化学合成或者来源于生物、其它天然物质的一种或几种物质的混合物及其制剂。

随着改革开放和人民生活水平的不断提高,人们的消费方式已由温饱型逐渐转向保健型,无公害农产品越来越倍受人们的亲睐,但农产品中农药等有害物质污染现象时有发生。

如:2013年5月4日央视《焦点访谈》报道,记者在山东潍坊地区采访时发现,当地有些姜农使用神农丹种姜,神农丹的主要成分是涕灭威,是一种剧毒农药,50mg就可致一个50kg重的人死亡。涕灭威还有一个特点,就是能够被植物全身吸收。当地农民根本不吃使用过这种剧毒农药的姜。还有2011年4月15日湖北省宜昌市万寿桥工商所执法人员在辖区一座大型蔬菜批发市场内查获两个使用硫磺熏制“毒生姜”的窝点,现场查获“毒生姜”近1000kg。2013年5月6日上午,在南京众彩农副产品物流中心,一车来自潍坊的生姜被查出农残“氨基甲酸酯”超标,市场已将这批生姜进行封存,并将取样送有关农残检测机构进行定量检测。

农药污染事件屡屡发生的原因,主要是少数农民对农药的认识不强,施用农药时,没有按照农药操作规程施药,甚至明明知道是有毒农药,为防治病虫,为了高产,为了赚钱,还在喷施。还有的农民盲目混用多种农药,这样反复不合理使用农药,使病害虫抗药性增强,致使蔬菜、水果农药残留超标,生物多样性遭到破坏,进而破坏了农业环境。

二、农药污染对农业环境的影响

农业环境包括大气、水、土壤,施用农药会有三种途径进入农业环境。

1、施用农药污染了大气。

农药多数是以液体形式喷洒使用,在喷洒过程中或使用后,30%~40%被作物吸收外,大部分进入了水体、土壤及农产品中,使耕地及农产品遭受了不同程度的污染。大气中的农药还可能随着气流漂移,扩散到附近地区或更远的地方。空气中的除草剂浓度较高时,还会对敏感作物造成药害。污染一旦达到一定程度,势必会对人体健康及整个生态平衡造成威胁。

2、施用农药污染了水环境

水体中农药的来源主要是以下几个方面:向水体直接施用农药,如防治鱼、虾病喷施农药;农药随雨水落入水体;植物或土壤粘附的农药,经水冲刷或溶解进入水体;生产农药的工业废水或含有农药的生活污水等进入水体等。农药对水体的污染,不仅可造成鱼、贝、虾等水生生物中毒死亡,同时还可能污染饮用水,威胁人体的健康。

3、施用农药污染了土壤

土壤中的农药来源有三种情况:第一种是农药直接进入土壤,如除草剂的施用;第二种是防治病虫害喷撒农田的各类农药;第三种是随着大气沉降,灌溉水和植物残体。残留在土壤中的农药,通过生物链形式进行转移和传递而蓄积于食物链顶端的生物体中,人类处在食物链的顶端,最易受到农药残毒生物富集后的危害。据文献报道,农药利用率一般为10%,约90%的残留在环境中,造成对土壤的污染,受污染的农产品,通过食物链的富集作用转移到人体,对人体身体产生间接危害。

三、保护农业环境,减轻农药污染的对策

1、用沼液防病虫,减轻农药污染。

沼液中含有多种生物活性物质,如氨基酸、微量元素、植物生长刺激素、B族维生素、某些抗生素等。其中有机酸中的丁酸和植物激素中的赤霉素、吲哚乙酸以及维生素B12,对病菌有明显的抑制作用。沼液中的氨和铵盐、某些抗生素等对作物病虫有直接作用。实践证明,沼液防治病虫害,无污染、无残毒、无抗药性。同时,沼液对粮食、经济作物、蔬菜、水果等13种作物中的23种病害和14种害虫有防治作用。

据资料显示:用沼液喷施果树,对红蜘蛛成虫杀灭率为91.5%,虫卵杀灭率为86%。用沼液防治玉米螟一般每年可造成产量损失5~15%。取过滤后的沼液1份加水3份,混合均匀后叶面喷施黄瓜,防治黄瓜细菌性角斑病,效果可达90%以上。用浓度为50%以上的沼液处理黄瓜能有效地抑制白粉病。喷施沼液防治番茄早疫病。取过滤后的沼液1份加水3份,混合均匀后叶面喷施番茄,可防治番茄早疫病,效果可达80%以上。因此,大力提倡用沼液防病虫,可以减轻农药污染。

2、合理使用农药,正确诊断,对症用药。

当农田中发现病虫时,首先,要了解田间发生的是病害还是虫害,是什么病或是什么虫。其次,还要了解所购农药的成份、特性、用途。如菜青虫选用阿维茵素防治;蚜虫、飞虱、叶蝉选用吡虫啉防治;菜青虫选用敌百虫防治;白粉病选用粉锈宁、烯唑醇防治等;总之,在施药前,我们必须根据防治对象选用适宜的农药,切实做到对症下药,这样才能避免盲目用药,方可充分发挥药剂本身的效能。

3、搞好预测预报,适时施药。

一般防治病害要掌握在发生初期,防治虫害掌握在低龄阶段,防治草害掌握在杂草萌芽期或幼苗期,结合田间实际调查,搞好预测预报,适时施药。同时,还要根据病虫害发生为害不同的特点和不同药剂的性能,抓住关键时期,及时用药防治。如在防治虫害时,应在害虫3龄期以前,利用害虫幼龄期抗药性弱的特点,施药较合适,效果会更好。

4、交替施药 轮换用药。

对同种作物长期、反复使用一种农药,害虫易产生抗药性,久而久之,这种农药就达不到它原来的防治效果。因此,对防治对象要轮换、交替使用不同作用机制的农药,可延缓产生抗药性,充分发挥农药药效。同时,要注意长期使用一种或同一类农药防治某一种害虫或病菌,易使害虫或病菌产生抗药性,降低防治效果。因此,要尽可能轮换用药,防治效果达到最佳。

5、科学混用农药。

科学地进行不同农药混用,可以起到一定的增效作用,兼治多种病虫,降低毒性,增强人畜安全性,延缓病虫抗药性,节省人力和用药量,降低生产成本,扩大防治效果。但有些混用不科学,将会降低药效,如甲基托布津、多菌灵、代森锌、苯菌灵、福美双等不能与铜制剂混用。

农药污染的特点范文第2篇

现将我院2009年收治的2例经口有机磷农药中毒后,药液或含有机磷农药的胃液污染皮肤,致皮炎的发病情况及护理体会报告如下。

1 临床资料

1.1 一般资料:2009年的2例皮炎者:一例是服毒就诊,洗胃过程中,有机磷农药或含有机磷农药的胃液污染背部皮肤所致;另一例是就诊时护士无及时更换被有机磷农药污染的衣裤所致。根据入院时的症状、体征,2例均为重度中毒。

1.2 皮炎特点:农药与皮肤接触时间为31小时,污染皮肤至皮炎发生时间为24小时,皮炎范围与被有机磷农药污染的范围一致。以皮肤红润、烧灼痛为首发症状,数小时后出现水泡,可单个出现、可成簇出现,最大者10cm*9cm。,最小者2cm*2.5cm,有时水泡可继续扩大,泡壁紧张发亮,泡内液半透明,皮炎周围皮肤充血、红润、水肿,与周围正常皮肤分界清楚。

1.3 治疗经过:治疗按重度有机磷农药中毒进行处理,局部治疗方法是:生理盐水反复清洗农药污染的部位,涂上湿润烧伤膏后用远红外线理疗灯照射20分钟Bid,第2天烧灼痛有所缓解,第3天水泡有吸收、皮肤呈赤褐色,12天痊愈,一般无疤痕及色素沉着。

2 护理体会

21 重视皮肤清洁:对口服有机磷农药中毒者要注意农药污染处皮肤情况,立即更换衣服并进行清洗,清洗时间超过30分钟,对于皮肤皱褶处应适当延长时间;在洗胃过程中应注意勿使含农药的胃液溅在身体上;对昏迷、烦躁、不合作者尤应注意加强皮肤防护,如头部被污染,应首先剪去头发,然后再清洗头发。对于应用阿托品而出现烦躁者,水泡易破裂而感染,因此要加强皮肤的保护,床单要平整,限制陪伴人员,病房保持通风、定期消毒;各项护理严格执行无菌操作。通过护理观察,我们发现凡农药与皮肤接触后,能在半小时内彻底清洗,不会发生皮炎,本组2例都存在不同程度的清洗不及时或不彻底,导致皮炎发生。2.2 经常检查,及时处理:中毒后的前3天,要经常检查皮肤污染部位有无异常表现,神志清楚者,询问有无异常感觉,一旦发现皮肤污染部位红润或局部灼痛,应立即用生理盐水清洗,再涂上湿润烧伤膏,可避免皮炎的发生或减轻皮炎程度。

2.3 身体受压部位发生的皮炎应与褥疮鉴别:褥疮是因局部受压形成,水泡为张力性,水泡处皮下组织张力高,局部血液循环差。如没早期鉴别清楚,易使病程延后及出现反跳。

2.4 大泡性皮炎的主要处理方法:避免局部受压,用无菌空针抽出泡内液体,用生理盐水清洗局部,涂上湿润烧伤膏(6小时一次),远红外线照射20分钟(一天2次)。一般2―3天局部干燥,数天就可痊愈,无疤痕及色素沉着。

2.5 注意患者全身情况的观察:观察患者的全身反应,防止有机磷农药经皮肤吸收,使中毒症状加重甚至反跳。本组患者在出现皮炎症状后,根据临床表现,将阿托品及胆碱酯酶复能剂的用量适当的增加。

过去我们认为有机磷农药对皮肤无局部刺激。通过临床实践,我们发现有机磷农药原液或含有机磷农药浓度高的胃液污染皮肤,均可致大泡性皮炎。

农药污染的特点范文第3篇

【关键词】农药残留;危害;人体;防范

0.前言

近日,经央视财经频道披露,草莓存在农药成分残留问题,该台《是真的吗》栏目记者在北京随机购买了八份草莓,经过检验后发现这些草莓都含有残留农药成分,农药成分中主要包括百菌清与乙草胺。该栏目称,草莓的百菌清含量满足国家相关标准要求,但乙草胺在国家关于草莓的农药残留标准未做记录,和欧盟标准相比,有些草莓农药残留超出六倍。据专家称,美国已经将乙草胺归入B2类致癌物,人体长期服用含有乙草胺成分的食物会引发乙草胺的代谢物中毒,具有致癌性。当前,农药污染已经成为我国食品污染的重要因素,尤其是在我国加入世贸组织后,农药污染已经成为制约我国商品出口的重要问题。食品农药污染既危害我国人民的身体健康,又对食品出口创汇造成一定影响,进而从各个方面都影响了农业生态效益的提高,不利于农业经济发展。农药残留已严重污染食品质量,对其危害性与预防措施进行研究、探讨具有非常重要的意义。

1.农药残留危害性体现

当前,人工利用化学手段合成的农药约有500多种,这些农药的滥用不但会严重污染环境,还会对人体造成一定的健康危害。农药进入人体的方式主要有三种,一是偶然性大量服用,如误食;二是长时间和农药产生接触,如制农药厂的职工,制农药厂附近居民,农民等;三是日常生活中经常接触含有农药成分的食品、化妆品等,含有农药成分的化妆品是大量人群接触农药成分的主要途径。生活环境中的残留农药,能够在食物链富集效果下最终被人体吸收。

人体遭受农药危害的表现形式主要有三种:急性中毒、慢性中毒以及“三致”,下面是中毒后的具体表现状况。

1.1急性中毒

大量农药经过口服、人体接触、呼吸道等途径进入人体,很短时间内发作这种急性病理将被认定为急性中毒。急性中毒容易导致人体神经麻痹甚至死亡,这种农药危害最为显著。根据世界卫生组织与联合国环境署的调查显示,全球范围内每年约有300多万人遭受农药危害,其中高达20万人死亡。美国每年都会出现6.7万起农药中毒事件,农药危害在发展中国家表现得尤其严重。我国每年发生的农药中毒事件涉及人员50万人次,其中约有10万多人因为农药残留问题致死。经央视报道,1995年9月24日发生了一起学生集体中毒事故,事故发生地位广西宾阳县,该县一所学校采购的白菜含有剧毒成分,540余名师生食用后,导致发生集体中毒事故,中毒轻的人出现头晕、头痛、腹痛等症状,中毒较深的患者出现休克、痉挛、呼吸道堵塞等症状,甚至引发死亡。

1.2慢性危害

长时间接触农药产品或长时间食用含有农药成分的食物,会导致农药在人体内逐渐堆积,对人体生命健康产生一定的危害,可影响神经系统,造成肝脏功能受损,引起生殖系统病变,导致畸形胚胎,甚至是癌症。

三类主要农药的潜在危害如下:

①有机磷类农药会毒害神经系统,导致人出现神经系统紊乱、精神震颤、神经错乱、言语行为异常等。

②拟除虫菊脂类农药具有毒性大、蓄积性强的特点,中毒后会出现神经系统异常及皮肤类刺激症状。

③有机氯农药。此类农药进入人体后,会将毒性累积在脂肪中,累积在人的肝、肾、脾、脑中,并会通过哺乳传给下一代,导致病变。慢性中毒虽然不会出现明显急性中毒症状,但其产生的慢性危害也不容忽视。如美国科学家的研究结论称,DDT会对人体激素产生干扰性,造成男性生育能力受损,干扰人体内激素的平衡,影响男性生育能力。慢性农药危害虽然不能直接导致人死亡,但是会破坏人体免疫力,进而使其他疾病有机可乘。

1.3致癌、致畸、致突变

国际癌症研究组织结论表明,目前有十八种农药含有明显的致癌因子,还有十六种农药具有潜在的致癌危害。据调查,美国约有超过10%的癌症患者是由食用农药污染食品引起的。尽管当前我国对五批农药了相关安全标准,也对十种剧毒农药了禁用令,但是在利益的诱惑下,这些安全使用标准不仅没有奏效,反而愈演愈烈。其中,二溴氯丙烷中毒可造成男性不育,能引发动物患致癌及致突变。三环锡和特普丹会导致动物畸形。杀虫脒对人体具有潜在致癌危害。

2.如何清除农药残留

2.1重视菜农文化素质培养

菜农是农药选择人,对菜生长具有最关键的影响力。重视菜农文化素质培养,有利于减轻菜的农药污染,减少农药施用。因此,我们可以定期对菜农进行培训,让他们意识到使用农药不当会引发的事故,进而使他们的农药使用观念得以转变,进而提高菜农对农药的认知,使他们正确认识农药施用标准,进而有效降低农药残留危害。

2.2国家应对农药实行严格监控

国家是改善农药残留状况的最大参与者。国家对农药实行严格监控,将阻断农药销售链,菜农购买不到农药,就无法喷洒农药,这样就能从根本上改善农药残留问题。

2.3建立完善的市场体系,呼吁商家贩卖无农药蔬果

市场是沟通商家和消费者的主要渠道,完善的市场体系能够保障商家和消费者的利益,使他们放心交易,同时也会鼓励商家贩卖无农药残留蔬果,从而将具有农药残留成分的蔬果挤出市场。对那些恶性竞争的人,应严格处罚,维护市场纪律。

2.4蔬果入口前应进行去皮,保障食用安全

化学农药的聚集部位是蔬果皮部,有机磷能够溶解于水,清洗和去皮都能够降低农药残留物。有机氯农药不能被水溶解,因此将其去皮除掉蜡质层,能够有效减少有机氯残留。硫磷类农药具有可吸性,只能通过加热,降低农药残留物。通常来讲,除去具有强效内吸性的有机磷类农药,可以通过洗涤、加热、去皮等操作来有效减少食物农药成分残留量。

2.5经过加工处理,有效减少农产品农药残留量

如小麦,将其加工成面粉后会降低75%左右的食品农药残留量;在高温作用下,烤制面包与蛋糕时,会进一步降低其农药含量;当使用电饭锅加热食物时,有机磷类农药会降低20%。

3.结束语

农药残留会危害我们自身的身体健康,解决农药残留对我们而言非常重要,这些食品残留农药不会危害消费者的身体健康,有的甚至会造成患者免疫力下降。减少农药安全残留包含的面非常广,它作为一个系统性很强的工程,需要国家参与,商家积极配合。我们坚信只要我们积极合作,坚持消费者、菜农、商家相互协作的理念,我国的蔬果市场最终会被无农药成分残留的蔬果占据。

【参考文献】

[1]雷红涛,孙远明.蔬菜农药残留问题[J].中国食物与营养,2012(6):15-18.

[2]李安乡,欧阳中浩.岳阳市蔬菜农药残留现状分析及防控对策[J].湖南农业科学,2013(6):84-87.

农药污染的特点范文第4篇

关键词:土壤污染;类型;修复

土壤污染是指人类活动产生的污染物进入土壤并积累到一定程度,引起土壤质量恶化的现象。主要污染物质包括农业生产中使用的化肥、农药,城市周边工业释放的有机物、重金属、放射性物质、病原菌等。特别是在近年来,对着经济发展与城市化的加速,工矿企业导致的场地污染严重,使土壤遭受到严重的有机物污染和重金属污染,没有处理的污染场地将是定时炸弹,可能对国家可持续发展造成巨大影响,因此必须对土壤污染进行妥善修复,促进社会、经济、环境的可持续发展。

1土壤污染类型

1.1重金属污染?

采矿、冶金和化工等工业排放的三废、汽车尾气以及农药和化肥的使用都是土壤重金属的重要来源。按生物化学性质土壤中的重金属可以分为两类:第一类,对作物以及人体有害的元素,如汞、镉、铅及类金属砷等,因此,必须减少这些元素的含量使其不超过环境的容量;第二类,常量下对作物和人体有益而过量时出现危险的元素,如铜、锌、铬、锰及类金属硒等,应控制其含量,使其有益作物生长和人体健康。

1.2石油污染

石油污染是指在石油的开采、炼制、贮运、使用过程中原油和各种石油制品进入环境而造成的污染,土壤中的石油污染物多集中在20cm左右的表层。石油开采过程中产生的落地油和油田的接转站、联合站的油罐、沉降罐、污水罐、隔油池的底泥,炼油厂含油污水处理设施产生的油泥,也是我国油田土壤石油污染的主要来源。污染土壤中石油主要成分为C15-C36的烷烃、多环芳香烃、烯烃、苯系物、酚类等,其中环境优先控制污染物多达30种。

1_3化肥污染

化学肥料在现代化的农业生产中不仅是粮食增产的物质基础,更是农业生产资料的主体。在粮食增产中花费的贡献率在40%-60%,稳定在50%左右,但是化肥中的有毒重金属、有机物以及无机酸类等是造成土壤污染的主要来源。

1.4农药污染

据初步统计,我国至少有1300-1600万hm2耕地受到农药污染。造成土壤农药污染的主要是有机磷和有机氯农药。据2000年国家质检总局数据,全国47.5%的蔬菜农药残留超标,因农残超标被退回的出口农产品金额达74亿美元。

2土壤污染的特点

2.1土壤污染具有隐蔽性和滞后性

往往要通过对土壤样品进行分析化验和农作物的残留检测,甚至通过研究对人畜健康状况的影响才能确定。因此,土壤污染从产生污染到出现问题通常会滞后较长的时间。

2.2壤污染具有累积性

污染物质在土壤中不容易迁移、扩散和稀释,因此容易在土壤中不断积累而超标,同时也使土壤污染具有很强的地域性。

2.3土壤污染具有不可逆转性

重金属对土壤的污染基本上是一个不可逆转的过程,许多有机化学物质的污染也需要较长的时间才能降解。对重金属污染,通常的方法有:利用植物吸收去除重金属、施加抑制剂、控制氧化还原条件、改变耕作制和换土、深翻等。土壤污染很难治理。积累在污染土壤中的难降解污染物很难靠稀释作用和自净化作用来消除。土壤污染一旦发生,有时要靠换土、淋洗土壤等方法才能解决问题,其他治理技术可能见效较慢。因此,治理污染土壤通常成本较高、治理周期较长。

3污染土壤的修复技术

土壤修复是使遭受污染的土壤恢复正常功能的技术措施。在土壤修复行业,已有的土壤修复技术达到一百多种,常用技术也有十多种,大致可分为物理、化学和生物三种方法。近年来,在政府财政支持下,我国开展了多个类型场地的修复技术设备研发。尽管可以罗列的土壤及地下水污染的修复技术很多,但实际上经济实用的修复技术很少。常用的污染场地修复技术主要包括挖掘、稳定/固化、化学淋洗、气提、热处理、生物修复等。

3.1挖掘

指通过机械、人工等手段,使土壤离开原位置的过程。一般包括挖掘^程和挖掘土壤的后续处理、处置和再利用过程。在场地修复的各个阶段和多种修复技术实施过程中都可能采用挖掘技术,如场地环境评估、修复活动中和后评估阶段。作为修复技术,本导则推荐挖掘只能作为修复方案的一部分,不适用于传统的挖掘一填埋技术方案。

3.2稳定/固化

指通过固态形式在物理上隔离污染物或者将污染物转化成化学性质不活泼的形态,降低污染物的危害,可分为原位和异位稳定/固化修复技术。原位稳定/固化技术适用于重金属污染土壤的修复,一般不适用于有机污染物污染土壤的修复;异位稳定/固化技术通常适用于处理无机污染物质,不适用于半挥发性有机物和农药杀虫剂污染土壤的修复。

3.3化学淋洗

指借助能促进土壤环境中污染物溶解或迁移作用的溶剂,通过水力压头推动清洗液,将其注入被污染土层中,然后再将包含污染物的液体从土层中抽提出来,进行分离和污水处理的技术,可分为原位和异位化学淋洗技术。原位化学淋洗技术适用于水力传导系数大于10-3cm/s的多孔隙、易渗透的土壤,如沙土、砂砾土壤、冲积土和滨海土,不适用于红壤、黄壤等质地较细的土壤;异位化学淋洗技术适用于土壤粘粒含量低于25%、被重金属、石油烃类、挥发性有机物、多氯联苯和多环芳烃等污染的土壤。

3.4气提技术

指利用物理方法通过降低土壤孔隙的蒸汽压,把土壤中的污染物转化为蒸汽形式而加以去除的技术,可分为原位土壤气提技术、异位土壤气提技术和多相浸提技术。气提技术适用于地下含水层以上的包气带;多相浸提技术适用于包气带和地下含水层。原位土壤气提技术适用于处理亨利系数大于0.01或者蒸汽压大于66.66Pa的挥发性有机化合物,如挥发性有机卤代物或非卤代物,也可用于去除土壤中的油类、挥发态重金属、多环芳烃或二嗯英等污染物;异位土壤气提技术适用于修复含有挥发性有机卤代物和非卤代物的污染土壤;多相浸提技术适用于处理中、低渗透型地层中的挥发性有机物。

3.5热处理

指通过直接或间接热交换,将污染介质及其所含的有机污染物加热到足够的温度(150~540℃),使有机污染物从污染介质挥发或分离的过程。按温度可分成低温热处理技术(土壤温度为150~315℃)和高温热处理技术(土壤温度为315~540℃)。热处理修复技术适用于处理土壤中挥发性有机物、半挥发性有机物、农药、高沸点氯代化合物,不适用于处理土壤中重金属、腐蚀性有机物、活性氧化剂和还原剂等。

3.6生物修复

生物修复指利用微生物、植物和动物将土壤、地下水中的危险污染物降解、吸收或富集的生物工程技术系统。按处置地点分为原位和异位生物修复。生物修复技术适用于烃类及衍生物,如汽油、燃油、乙醇、酮、乙醚等,不适合处理持久性有机污染物。

农药污染的特点范文第5篇

关键词土壤环境因子;有机污染物;迁移转化;影响

土壤农药污染是一全球性问题。随着环境问题在全球范围的不断变化,土壤环境污染化学已成为环境化学不可缺少的重要组成部分[1]。在北美、西欧和澳洲等国家,随着各种点源污染得到有效控制,人们关注的焦点逐渐转移到多介质非点源污染,另外土壤环境污染的研究也受到人们日益关注。在我国,受农药使用历史、施药技术以及产品结构等因素影响,土壤农药污染较为严重,制约食品安全与农业可持续发展。随着土壤有机污染物的类型不断增多,大量难降解的有机污染物进入土壤,造成环境的严重污染,影响了农业的可持续发展。土壤中的各种环境因子对有机污染物降解转化有一定的影响,因此,研究这些因子的相互作用,可促进有机污染物在土壤中的消除。

1土壤污染的现状

相对于大气环境和水环境而言,土壤环境的污染源更为复杂,作为有机农药、化肥的直接作用对象,并随着社会发展需求,使得土壤污染物的种类极为繁多。目前,全球生产和使用的农药已达1 300多种,其中被广泛使用的达250多种。我国也已经迈入了世界农药生产和使用大国,现在,我国每年施用逾80万~100万t的化学农药,其中有机磷杀虫剂占40%,高毒农药达到37.4%,且有的化学性质稳定、在土壤中存留时间长[2-4]。大量的农药流失到土壤中,造成土壤环境受到严重污染,影响了农业的可持续发展。造成我国土壤农药污染的农药主要是有机氯与有机磷2类。尽管1985年起,我国就已禁用有机氯农药,但因早期大量使用及其难降解性,土壤中仍有残留,造成作物污染。目前,土壤污染物可以分为传统污染物及新型污染物。

1.1传统污染物

一是传统化学污染物。其又可分为无机污染物和有机污染物两大类,其中传统无机污染物包括汞、镉、 铅、砷、铬等,过量的氮和磷等植物营养元素以及氧化物和硫化物等,传统有机污染物包括DDT、六六六、狄氏剂、艾氏剂和氯丹等含氯化学农药以及DDT的代谢产物DDE和DDD,石油烃及其裂解产物,以及其他各类有机合成产物等。二是物理性污染物。指来自工厂、矿山的各种固体废弃物。三是生物性污染物。指带有各种病菌的城市垃圾和由卫生设施(包括医院、疗养院)排出的废水和废物以及农业废弃物、厩肥等。四是放射性污染物。主要存在于核原料开采、大气层核爆炸地区和核电站的运转,以锶和铯等在土壤环境中半衰期长的放射性元素为主。在这些众多的污染物种类中,以土壤的化学污染物最为普遍、严重和复杂[5]。

1.2新型污染物

近年来,土壤新型污染物受到关注,这类污染物的特点是在土壤环境中的浓度一般较低,但对生态系统的危害和对人体健康的影响较大。这些新型土壤污染物目前主要有四大类[6-7]:一是各种兽药和抗生素对土壤环境的污染。随着动物饲养业和畜牧业的发展,畜禽养殖污染中一个重要的问题就是这些兽药通过动物的排泄以及其他方式导致土壤环境的污染。与兽药污染相对应的是各种抗生素的土壤污染。随着医学事业的发展,各种抗生素将得到日益广泛的应用,由此导致的土壤污染可能会更加复杂。二是大部分溴化阻燃剂在土壤环境中有很高的持久性,能够通过食物链和其他途径累积在人体内,长期接触会妨碍人体大脑和骨骼的发育,并且可能致癌,因此引起人们关注。随着电子工业的不断发展以及各种电子产品的逐渐报废,各种阻燃剂将以各种方式进入土壤环境中,从而造成对土壤的污染。三是“特富龙”不粘锅中使用的化学物质“全氟辛酸铵”以及芳香族磺酸类污染物对土壤的污染。其中,全氟辛烷磺酸(PFOS)是纺织品和皮革制品等防污处理剂的主要活性成分,在民用和工业化产品生产领域用途非常广泛。尽管目前尚没有土壤环境中存在含量的数据,但由于PFOS本身的难分解性、生物高蓄积性和污染的广泛性,有关其土壤环境的污染问题势必将被暴露出来,并成为土壤环境污染化学面临的新课题。四是含有过敏源的植物及花粉对土壤的污染。在法国,近年来发现1种或许起源于北美的豚草属植物(Ambrosiaartem isiifolia)及其花粉,特别是这种花粉由于含有多种潜在的过敏源,能在夏天导致严重的干草热以及哮喘疾病,成为引起人们关注的一种新型土壤污染物。

2土壤环境因子对有机污染的影响

土壤中的微生物、温度、水分、气候、土壤机械组成、含水率、植物根际环境、pH 值、二氧化碳浓度等因素对土壤中有机物的分解与转化有很大的影响。除了有机污染物本身的难降解性以及生物迁移性会对有机物降解速率和效果产生影响外,土壤环境因子也会对有机污染物的迁移转化造成一定的影响。

2.1土壤微生物

有机污染物在土壤中的降解分为非生物降解与生物降解两大类,在生物酶作用下,农药在动植物体内或是微生物体内外的降解即生物降解。微生物降解是指利用微生物降解有机污染物的生物降解过程,降解微生物有细菌、真菌和藻类。虽然在厌氧和需氧条件下多氯化合物都可以降解,但是在厌氧条件下降解速率更快。尽管在好气条件下土壤也有很多分解菌存在,但是在好气的旱田条件下,由于有机氯污染物被土壤吸附,生物活性降低,可以长期残留[8]。微生物降解是消除有机氯农药的最佳途径,通常药剂在土壤中的分解要比在蒸馏水中的分解快得多,将土壤灭菌处理后,药剂在大部分土壤中对有机污染物的分解速率明显受到抑制。

迄今为止,已从土壤、污泥、污水、天然水体、垃圾场和厩肥中分离得到可降解不同农药的活性微生物。活性微生物主要以转化和矿化2种方式,通过胞内或胞外酶直接作用于周围环境中的农药。尽管矿化作用是消除环境中农药污染的最佳方式,但是自然界中此类微生物的种类和数目十分缺乏,而转化作用却相当普遍,某一特定属种的微生物以共代谢方式实现对农药的转化作用,并同环境中的其他微生物以共代谢的方式最终将农药完全降解。

研究显示DDT的分解菌至少涉及30个属,其中包括细菌、酵母、放线菌、真菌以及藻类等微生物。六六六的分解菌除了很早知道的生芽孢梭芽孢杆菌和大肠杆菌外,Matsu mura等人从各种环境中分离出71株有分解六六六能力的细菌、真菌菌株。这些分解菌包括好气性、基本嫌气性、嫌气性等各种细菌以及真菌[9]。

常规环境条件下能降解目标污染物的微生物数量少,且活性比较低,当添加某些营养物包括碳源与能源性物质或提供目标污染物降解过程所需因子,将促进与降解菌生长相关联的有机物的降解代谢,即微生物只能使有机污染物发生转化,而不能利用它们作为碳源和能源维持生长,必须补充其他可以利用的基质,微生物才能生长。在共代谢过程中,微生物通过酶来降解某些能维持自身生长的物质,同时也降解了某些非微生物生长必需的物质。

2.2土壤温度

气候变暖是当今全球性的环境问题,大气中CO2浓度的不断增加对全球气候变化起着极其重要的作用。土壤中CO2的排放主要来自土壤原有有机质和外源有机物(如植物的凋落物、根茬及人为的有机污染物投入)的分解过程[10]。全球气候不断增暖将改变各地的温度场、蒸发量和降水量,而这些变化又影响着土壤有机污染物的分解。

土壤温度影响土壤微生物和酶活性及土壤中溶质的运移,还影响土壤反应的速度和土壤呼吸速率,最终影响土壤中有机污染物的降解转化。在一定温度范围内,温度升高会促进土壤有机污染物的分解,但随着温度的进一步升高,土壤有机污染物对温度的响应程度降低。Miko发现,在平均温度为5 ℃时,温度每升高1 ℃将会引起全球范围内10%土壤有机污染物的丧失;而在平均温度为30 ℃时,温度每升高1 ℃将会使得有机污染物丧失3%[11]。

但是,在冷冻条件下关于土壤有机污染物的分解和微生物的活性还存在分歧。Neilson 研究了冷冻对碳和氮循环的影响,发现冷冻加快了土壤碳和氮的循环速率,但不同植被品种、土壤层次和冷冻程度所增加的幅度不同,而且在冷冻程度非常大时,会促进土壤呼吸和二氧化氮的流量和矿化。

2.3土壤pH值

土壤的pH值对有机污染物的吸附有很大的影响,一般来说,pH值越低,土壤对有机污染物的吸附能力越强。土壤酸碱性通过影响组分和污染物的电荷特性、沉淀溶解、吸附解吸和络合平衡来改变污染物的毒性,土壤酸碱性还通过土壤微生物的活性来改变污染物的毒性。pH值对有机污染物如有机农药在土壤中的积累、转化、降解的影响主要表现为:一是土壤的pH值不同,土壤微生物群落不同,影响土壤微生物对有机污染物的降解作用,这种生物降解途径主要包括生物氧化和还原反应中的脱氯、脱氯化氢、脱烷基化、芳香烃或杂环破裂反应等。二是通过改变污染物和土壤组分的电荷特性,改变两者的吸附、络合、沉淀等特性,导致污染物浓度的改变。

2.4土壤水分

土壤水分是土壤中水溶性成分的运输载体,也是土壤反应得以正常进行的介质。王彦辉认为森林土壤有机污染物的分解速率在很大程度上受控于环境条件,其中含水量起着决定性作用,最佳含水量为被分解物饱和含水量的70%~90%,极度干旱或水分过多都会限制土壤微生物的活动,明显降低土壤中有机污染物的分解速率[12]。但是,Olivier认为在淹水条件下有机污染物料的分解速率加快,在长期的淹水条件下厌氧微生物反复利用腐解发酵的有机物料,会导致较低的净残留碳的矿化[13]。这与淹水、嫌气条件下有机物料的分解速率慢于旱地、分解量低于旱地的传统概念不同。

在非淹水条件下,温度对有机碳分解的影响随着分解时间的延长而逐步减小。淹水条件下培养7 d以后,温度对供试物料有机碳分解的影响不随培养时间的变化而变化。当土壤含水量为300、500 g/kg时,供试物料的有机碳分解最快,而土壤含水量为200 g/kg和淹水条件下的有机碳分解较慢,空白对照培养结果显示土壤有机碳的分解速率随着水分含量的提高而加快[14]。在相同的水热条件下,有机碳的分解量与土壤黏粒含量呈负相关。

不同的土壤含水量对土壤中植物残体的分解速率和土壤腐殖质组分(胡敏酸和富里酸) 数量的影响仍存在争议。由于常规研究土壤有机污染物动态变化的方法存在不足,所以可以通过同位素示踪方法(14C示踪法或13C自然丰度法)进一步定量研究。利用同位素示踪技术可以区分原有土壤有机质与外源有机物分解转化形成的土壤新有机质,从而了解土壤中植物残体分解转化的动态变化规律。

2.5土壤机械组成

土壤质地的差异形成不同的土壤结构和通透性状,因而对环境污染物的截留、迁移、转化产生不同的效应。由于黏土类富含黏粒,土壤物理性吸附、化学吸附及离子交换作用强,具有较强的保肥、保水性能,同时也把进入土壤中的污染物质的有机、无机分子、离子吸附到土粒表面保存起来,增加了污染物转移的难度。

在黏土中加入砂粒,可相对减少黏粒含量,增加土壤通气孔隙,可以减少对污染物的分子吸附,提高淋溶的强度,促进污染物的转移,但要注意到因此可能引起的地下水污染等问题。砂质土类的优点是有机污染物容易从土壤表层淋溶至下层,减轻表土污染物的数量和危害;但是有可能进一步污染地下水,造成二次污染。壤土的性质介于黏土和砂土之间,其性状差异取决于壤土中砂、壤粒含量比例,黏粒含量多,性质偏于黏土类,砂粒含量多则偏于砂土类。

一般而言,黏性土壤中的空气较砂性土壤少,好气性微生物活性受到抑制,土壤黏粒具有保持碳的能力,其含量影响外源有机物(有机化合物、植物残体)及其转化产物的分解速率。随着土壤黏粒含量的增加,土壤有机碳和土壤微生物量碳也增加,土壤有机碳与黏粒含量呈正相关,随着土壤黏粒含量的增加,碳、氮矿化量减少,但矿化部分的碳氮比并不受土壤质地的影响。

2.6气候及二氧化碳含量

气候变化通过影响土壤水分、溶质运移和温度的变化来影响微生物的活动,从而引起土壤中有机污染物含量的变化。凉爽季节向温暖季节转化会导致土壤有机碳的损失,热、湿润的气候有利于有机污染物的分解。在秋季和冬季,土壤中微生物数量增加;在春季积雪融化后,土壤中微生物数量迅速下降,这种微生物群落的动态变化与植物碳、氮的有效性相关联。

大气CO2浓度升高提高了植物的光合作用,使20%~50%光合产物通过根系分泌或死亡输入土壤,从而间接影响土壤生态系统。有些学者认为CO2浓度升高,会增加输入土壤的碳量,刺激土壤微生物的生长和活性,加强土壤的呼吸作用,增加了土壤中有机物的分解速率[15]。多数研究是在土壤—植物系统中进行的,CO2浓度升高通过增加植物同化碳来增加根系生物量,从而增加土壤中碳量输入。于水强研究了土壤外部不同O2、CO2浓度对土壤微生物的活性和土壤有机物分解及其组分的动态变化的影响,认为低CO2浓度有利于有机物的分解和胡敏酸的形成,而高CO2浓度有利于有机物的积累和富里酸的形成。

3结语

土壤是生态环境的重要组成部分,是人类赖以生存的主要资源之一,也是物质生物地球化学循环的储存库,对环境变化具有高度的敏感性。土壤的环境因子存在着不稳定性,但是通过研究最适合土壤中有机污染物降解转化的环境,可改变受污染严重的土壤中有机污染物的含量,改善环境质量,实现可持续发展。

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