情境六 农业污染治理

《情境六 农业污染治理》由会员分享，可在线阅读，更多相关《情境六 农业污染治理（23页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、情境六情境六 农业污染治理农业污染治理任务十二任务十二 大气、水体、土壤污染的防治措施大气、水体、土壤污染的防治措施5.2 土壤污染与治理土壤污染是环境污染的一种。当从外界环境进人土壤中的各种污染物质，被土壤胶体 所吸附，使其毒性降低，或土壤微生物和小动物对污染物质的分解，使有毒变为无毒，这 个过程叫土壤净化。土壤本身具有较强的净化能力，但是当土壤中某些有害物质含量过高， 超过了土壤净化的能力，土壤微生物的生命活动就受到抑制和破坏，从而使土壤遭受污染。 土壤是人类赖以生存的重要自然环境，污染物质通过土壤一植物一动物一人体系统的食物 链，使动植物和人类严重受害。随着我国现代化的发展，土壤污染的问

2、题日益突出，尤以 重金属对土壤污染为甚。我国对土壤中重金属污染调查较多的是福、汞污染。全国锡污染 比较普遍，涉及 11 个省市，北起哈尔滨、沈阳，南至广东、江西赣州和大余、广西阳朔和 融安等地，面积约 1 万公顷，并已产生“镉米” （镉含量高的稻米） 。汞污染有 21 个地区， 面积约 3.2 万公顷，最严重的有贵州省清镇地区，铜仁汞矿区以及第二松花江流域，所产 稻米中含汞量高达 0. 382 mg/kg，大大超过食品标准（0.02 mg/kg)。其他砷、铅、铬污染均 在局部地区有所发现，但面积较小。 5.2.1 土壤背景值环境中有害物质的自然背景值和本底 Uf 是环境科学的一项基本资料，只有

3、掌握了环 境的背景值，才能判断是否存在污染以及估计污染的程度、七壤是人类获得食物的主要生 产资料，也是环境中有害物质进人、迁移、转化、积累的重要场所因此，士壤背景值是 环境中各项背景值（大气、水、土壤. #物等）的重要组成部分。在土壤污染概念定量指标 的选取土，可从以下两个方面考虑：一是土壤中污染物的积累量超过土壤背景值即属土壤 污染，七壤背景值是指未受人类污染影响的自然环境中化学元素和化合物的含量几是土壤 中污染物的积累量超过区域土壤背景值即属土壤污染，区域土壤背景值是指在一定区域内， 地理环境发展到一定的历史进程、科学技术发展到一定的水平下，土壤与各环境要素间、 土壤与人体之间化学物质处于

4、动态平衡时的含量(1）土壤背景值的表示方法 土壤中元素背景值的表不方一法，在国内外没有统一的 规定二有的采用儿何平均值加减一个标准差表示，有的采用平均值，有的用平均值加减两 个标准差来表示中国科学院土壤背景值协作组、长存地理研究所等单位则采用测定值的算 术平均值加减一个标准差表示(2）异常值的判断异常值判断的方一法很多我国都以 X。=X+2S（式中 x。为污染起 始值，x 为测定平均值，s 为标准差）法判断 5.2.2 土壤污染源土壤污染主要来自工业“三废” （城镇生活垃圾与污泥污水及农业生产本身）按农田 土壤被污染的途径，可有五个方面的来源：(1)污水灌溉由污水灌溉引起的土壤污染最为普遍目前

5、，我国的污水灌溉区已发展到 30 多个，污灌面积约 73 万公顷，污水年排放量为 300 多亿立方米，有 85以上的污水未 经处理，含有多种重金属离子，超出农田灌溉水质标准我国农田灌溉水质国家标准如表 5- 2 所示表 5 一 2 我国农田灌溉水质标准（1985) 一类是指工业废水或城市污水作为农业用水的主要水源，并长期利用的灌区。灌溉量： 水田 800 时/(1 /15 hm2年） ；旱田 300 时/(1/巧 hrn2年） 。二类是指工业废水或城市污水 作为农业用水的补充水源，而实行清污混灌轮灌的灌区，其用量不超过一类的一半。各项 标准值均指单次测定最高值，而非多次测定平均值轻度污染灌区，

6、指污染物含量超过土壤本底值上限，但农作物残留不超过农作物本底 下限(2)施肥这里指的主要是污泥作为肥料施用的情况。北京、天津、上海等地，常年无限 制地施用超标准污泥而导致土壤污染。如天津市污泥的年排放量约 3.1 亿立方米，经过自 然沉积和污水处理厂处理后，每年都有大量的污泥需要进行妥善的处理。据分析，这些污泥中含有比较丰富的有机质和氮、磷等植物营 养成分，同时含有多种有害物质。(3)施用农药由于我国长期大量使用有机氯和有机磷农药，土壤污染比较严重。据黑龙 江省的调查表明：黑土类土壤普遍受到六六六的污染，所有样品均有检出，平均残留量 0.121 5 mg/kg,(4)工业废气据估计，我国工业和

7、家庭烧煤所产生的烟尘年排放量约为 1 400 万吨，国 家卫生质量标准规定每月的降尘量为 6-8 t/k 时，工业排放标准每月为 18 t /km- ，但几乎 所有城市都超过了以上标准，一般都在 3040 t,有的高达数百吨至上千吨。(5)工业废渣据不完全统计，全国 75 个城市历年积累的工业废渣和尾矿达 7 巧.7 亿吨， 1980 年统计 28 个省市工业废渣共 4.8 亿吨。这些废渣不仅占用了大片土地，而且造成更多 的土壤污染。土壤污染物主要包括：无机物，如重金属、酸、碱、盐等。有机农药，如杀虫剂、杀菌剂、除草剂等。有机废弃物，如油、酚等有机物。化学肥料，如氮、磷肥等；污泥、矿渣、粉煤灰

8、。放射性物质及寄生虫、病原菌和病 毒等。 5.2.3 土壤污染的防治根据我国制定的“全面规划、合理布局、综合利用、化害为利、依靠群众、大家动手、 保护环境、造福人民”的方针、防治土壤污染必须以防为主，彻底清除污染源，对已经污 染的土壤，必须采取一切有效的措施加以改良，从而提高土壤的环境质量，同时提高土壤 的健康质量，促进人类与动植物的健康成长。(1)加强对土壤污染的调查和监测如前所述，对土壤背景值的研究方面已做了大量工作， 今后应继续进行。(2）彻底消除污染源污水必须经过处理后才能进行灌溉，要严格按照国家环保局 1985 年批准的农田灌溉水质标准执行。污水处理的方法包括：通过筛选、沉淀、污泥消

9、化等， 除去废水中的全部悬浮沉淀固体的机械处理；将初级处理过的水用活性污泥法或生物曝气 滤池等方法降低废水中可溶性有机物质、并进一步减少悬浮固体物质的二级处理，又称生 化曝气处理；以及化学处理。通过这些过程处理后的水还可通过生物吸收（如水花生、水 葫芦等）进一步净化水质。据研究，天津市提出了农用污泥中有害物质的安全控制指标（表 5-3)0） 为防止化学氮肥的污染，应因土因作物施肥，以减少流入江河、湖及地下水的化肥数 量。为防治农药污染，应尽快筛选高效安全的品种，以取代有致癌作用的品种。严格执行农药安全使用标准，制止滥用，也可及时施用残留农药的微生物降解菌剂，使农药残留降 到国标以下。(3)增施

10、有机肥料及其他肥料增施有机肥料既能改善土壤理化性状，还能增大土壤环境 容量，提高土壤净化能力。特别是受到重金属污染的土壤，增施猪粪、牛粪等有机肥料， 可显著提高土壤钝化重金属的能力，从而减弱其对作物的污染。据中国科学院南京土壤研 究所在汉沽区的试验，在含汞超过 150 mg/kg 的土壤上，施用有机肥和磷肥，有利于土壤 对汞的固定，能在不同程度上降低糙米的含汞量。(4）铲除表土或换土挖去污染土层，或用没有污染的客土覆盖在污染层上。据原中国 科学院林业土壤研究所在张士灌区的试验，铲除表土 5 -10cm,可使米镉下降 20%-30%；铲 土 15-30cm，米镉下降 50左右。(5)生物措施这是

11、改良被重金属污染土壤最经济的方法。将污染区改种木本植物，改种 棉花、麻类等工业用植物，或改作种子场，以阻止有毒有害物质通过“食物链”进人人体。(6)采用人工防治措施一是对于重金属轻度污染的土壤，施用化学改良剂可使重金属转 为难溶性物质，减少作物对它们的吸收。酸性土壤施用石灰，可提高土壤的 pH 值，使镉、 铜、锌、汞等形成氢氧化物沉淀。施用硫化钠、硫磺等硫源物质，可使镉、汞、铜、铅等 在土壤嫌气条件下生成硫化物沉淀。二是利用植物去除重金属，羊齿类铁角旅属的植物对 土壤重金属有较强的吸收聚集能力，例如对土壤中镉的吸收率可达 10%，连种多年，能有 效地降低土壤锡含量。三是控制氧化还原条件。土壤氧

12、化还原条件在很大程度上影响重金 属变价元素在土壤中的行为，如水田淹灌，氧化还原电位降至 160 mV 时，土壤中的还原 性硫的最大浓度达 200 mg/kg，许多重金属都可生成难溶性硫化物而降低其毒性，从而降 低危害程度。四是改变耕作制，引起土壤环境条件改变，可消除某些污染物的毒害。据研 究，DDT 和六六六农药在棉田中的降解速度缓慢，积累明显，残留量大，棉田改水田后大 大加速了 DDT 和六六六的降解。 5.3 农田土壤生态与保护 土壤生态系统的结构和功能影响土壤肥力和土壤生产力，建设高产、优质、无害的土 壤生态系统是农业持续、稳定发展的重要任务土壤生态系统（soil ecosystem)上

13、壤生态系统是土壤生物与其周围环境相互联系和相 互作用的网络系统土壤生物（植物、动物和微生物）的牛长和活动依赖于环境中的光、 热、水、空气和营养物质来维持生命，这些生命活动的环境因素又受气候、地貌、土壤、 母质（或母岩） 、水文等条件的影响土壤生态系统是不断进行能量转换和物质循环的复杂的 开放系统，一方面物质和能量在系统内部循环和转换，另一方面与外部环境通过输人和输 出进行交换土壤生态系统是陆地生态系统的基础陆地生态系统包括森林生态系统、草原生态系统、 荒漠生态系统、农田生态系统等亚系统，这些不同类型的生态系统都是以土壤为基地、以 土壤生态系统为基础的土壤生态系统进行物质积累及能量流通。陆地生态

14、系统每年生产的生物物质为 1 002 x 108 t，其中森林初级生产量达 12.5 t/hm2，农田为 6. 5 t/hm2 ,苔原及荒漠则分别只有 1.4 t/hm2 及 0.03 t/hm2。不同生态类型进人土壤的有机物质及能量也以森林最多，草甸草原次 之，农田则较低；而凋落物及腐殖质积累则以草甸草原最多，森林其次，农田最少；但光 合作用产物形成的腐殖质所占的比率则是草甸草原及农田显著超过森林生态系统土壤生态系统由生物和非生物环境两部分组成。生物组分包括植物、动物和微生物， 非生物环境包括日光、大气、土壤、母质、岩石、地表水及地下水等。土壤生态系统的结构可分为空间结构和营养结构。土壤空间

15、结构包括垂直结构和水平 结构两类。土壤生态系统的垂直结构包括四个层次，自上而下依次为近地大气层、植被层、 土壤层、岩石风化层（见图 5-1)。由于地形土壤差异，生物群落或种群配置不同，产生不 同的水平结构，如农田中的水田与旱地，草原的盐生植物，低湿地的沼泽植物等 C土壤生态系统的营养结构即各类生物在食物营养上的相互依存关系，构成如下食物网 络：生产者（绿色植物）-消费者（草食动物-肉食动物）-分解者（微生物） 。根据食物关系 的传递方式和复杂程度可区分为食物链和食物网。食物链是指在生态系统中的生物与生物之间以取食和被取食的食物营养关系依次联接 成一定的序列，这种食物链是生态系统中营养结构的基本

16、单元。由多个食物链组合在一起 构成食物网。例如以农田土壤食物网为例，植物残渣可以通过多种途径被微生物（细菌、 放线菌、真菌） 、动物（C 131、线躬 、线虫、节肢动物、鼠类）取食（见图 5-2) 5.3.1 农田生态系统的生产特征农田生态系统由于脱胎于自然生态系统，因此，无论其生物组分还是环境组分、结构 和功能，都与自然生态系统保持很多相同之处。但是农田生态系统又是人类积极干预的系 统，人类对农业生态系统进行着长期的利用、改造和调控作用，因此，又明显地区别于自 然生态系统，具体来说有如下几个特点：(1)农田生态系统受人类的控制农田生态系统是在人类的生产活动下形成的，人类既可 以建设一个农田生态系统，也可以破坏一个农田生态系统。人类参与农田生态系统的根本 目的在于：将众多的农业资源更加高效地转化为人类需要的各种农副产品，为了这一目的， 人类就必须对农田生态系统进行适时适度的调节与控制。例如：通过育种、栽培、饲养技 术等，调节和控制农业生物的数量与质量；通过基本设施建设和耕作、施肥、灌溉、病虫 草害的防治等技术措施，调节或控制各种环境因子以及结构和功能