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1、环境概论Introduction to Environment第第10讲讲 农药困境农药困境固体废物和危险废物固体废物和危险废物农药广义的定义是指用于预防、消灭或者控制危害农业、林业的病、虫、草和其他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、其他天然物质的一种物质或者几种物质的混合物及其制剂。是指在农业生产中，为保障、促进植物和农作物的成长，所施用的杀虫、杀菌、杀灭有害动物（或杂草）的一类药物统称。特指在农业上用于防治病虫以及调节植物生长、除草等药剂。根据原料来源可分为有机农药、无机农药、植物性农药、微生物农药。此外，还有昆虫激素。根据防治对象，可分为杀虫剂、杀菌剂、杀螨
2、剂、杀线虫剂、杀鼠剂、除草剂、脱叶剂、植物生长调节剂等。农药危害农药危害农药流失到环境中，将造成严重的环境污染，有时甚至造成极其危险的后果。污染大气、水环境，造成土壤板结。污染大气、水环境，造成土壤板结。流失到环境中的农药通过蒸发、蒸腾，飘到大气之中，飘动的农药又被空气中的尘埃吸附住。并随风扩散。造成大气环境的污染。大气中的农药，又通过降雨，这些农药又流入水里，从而造成水环境的污染，对人、畜，特别是水生生物（如鱼、虾）造成危害。同时，流失到土壤中的农药，也会造成土壤板结。增强增强病菌病菌、害虫对农药的抗药性、害虫对农药的抗药性长时间使用同一种农药，最终会增强病菌、害虫的抗药性。以后对同种病菌、
3、害虫的防治必须不断加大农药的用药量不然不能达到消灭病菌、害虫的目的。形成恶性循环。杀伤有益生物杀伤有益生物绝大多数农药是无选择地杀伤各种生物的，其中包括对人们有益的生物，如青蛙、蜜蜂、鸟类和蚯蚓等。这些益虫、益鸟的减少或灭绝，实际上减少了害虫的天敌，会导致害虫数量的增加而影响农业生产。野生生物野生生物和畜禽中毒和畜禽中毒野生生物及畜禽吃了沾有农药的食物，会造成它们急性或慢性中毒。最主要的是农药影响生物的生殖能力，如很多鸟类和家禽由于受到农药的影响，产蛋的重量减轻和蛋壳变薄，容易破碎。许多野生生物的灭绝与农药的污染有直接关系。农药对人体健康的危害目前，人工合成的化学农药约500余种，这些农药的广
4、泛使用，不仅造成环境的污染，同时对人体健康造成危害。有机磷农药；有机氯农药。阻碍作物根系的深孔和对土壤的水分吸收造成弱苗、死苗、倒伏和减产残留碎片还会随着农作物的桔秆和饲料进入牛、羊等家禽的食物之中，家畜误服残膜碎片后，可导致家畜的肠、胃功能失调、膘情下跌，甚至死亡燃烧残片会造成二次大气污染有些残膜被吹到田边地角、水沟、池塘、河流中，或挂到树上，造成环境公害。农药发展史农药发展史天然植物农药及无机农药时期（天然植物农药及无机农药时期（18601945年前后）年前后）这一时期生产的农药主要是以天然植物或矿物为原料，经过简单加工而制造出来的。特别是以矿物为原料来加工农药，这些农药大多数是无机化合物
5、，也叫第一代农药。在这一时期作为商品生产和使用杀虫剂有除虫菊粉、鱼藤精、硫酸铜、硫磺、砷酸铅、氟铝酸钠等；杀菌剂有波尔多液、石硫合剂等；除草剂有天然植物及无机农药（第一代农药）的特点是：（1）大多数是天然产物或者是经过简单的加工而制得的农药。（2）杀虫、防病或除草的作用对象都很单一例如，砷制剂和氟制剂都只有胃毒作用，仅对咀嚼式害虫有效；铜制剂和硫磺制剂是在病菌还没有接触到寄生植物，或在病菌侵入寄生之前作为保护剂使用的；而化钠等除草剂的作用完全是灭生性的，对农作物没有选择性。（3）药效低、使用量大如砷酸铅、硫酸铜（配制波尔多液）等用量高达7.515kg/hm2每公顷(15亩)用的农药公斤数,按有
6、效成分计,下同。无机除草剂的用量更大，早期用除草时，竟高达40-60kg/hm2。故这一时期又被称为低效农药时期。（4）多数农药多动物的急性口服毒性大，对禽鸟和鱼类亦有毒害但是，这类农药的诞生在大田作物、果树、蔬菜等病虫草害的防治方面发挥了十分重要的作用。有些农药品种，如硫酸铜、石硫合剂、波尔多液等由于使用安全、防治效果好，基本上没有残留污染，而且不易诱发病虫产生抗性，至今仍作为重要的农药商品在农业生产中大量应用。有机合成农药时期（有机合成农药时期（19451975年前后）年前后）以DDT、六六六为代表，农药的应用开始进入以有机合成农药为主的时期。人们把有机农药称为第二代农药。在这期间无论是杀
7、虫剂、杀菌剂，还是除草剂、世界农药市场上都出现了大批活性很高的有机化合物品种，逐步取代过去使用的一些有机化合物，使化学农药进入一个新的发展阶段。它们是以有机、有机磷和氨基甲酸酯类化合物为代表的一些高效生物活性化合物，这些农药品种应用范围广、见效快、使用方便，对农业的高产、稳产、优质起到了重要的作用。这一时期农药的特点是：（1）作用对象多样化对病、虫、草等有害生物常具有多种除杀作用。例如，有机磷、有机和氨基甲酸酯类杀虫剂中，有的对害虫同时具有触杀作用和胃毒作用，有的兼有熏蒸或内吸作用，且杀虫谱广，持效期长；杀菌剂多作物不仅有保护作用，而且对某些病菌兼有铲除作用或内吸治疗作用；除草剂中一些品种对农
8、作物有较好的选择性，可以杀死某些杂草而对庄稼无害。（2）药效高以杀虫剂为例，有机类的用量为1.5-3kg/hm2;有机磷类的为0.75-1.5kg/hm2;氨基甲酸酯类的为0.15kg/hm2左右;杀菌剂中的二硫代氨基甲酸盐类(如代森锌、代森锰等和二甲酰亚胺类（如克菌丹、灭菌丹等）的每公顷用量在1.5kg左右，药效比无机类杀虫剂和杀菌剂提高5-10倍。除草剂中，如2，4-D的用量为0.75-2.25kg/hm2;除草醚为1.95-2.1kg/hm2,其用量约为无机除草剂的1/10。因此这一时期的农药又称为高效农药期间。（3）化学性质稳定，容易产生残留毒性，长期大量使用会给环境带来污染有些杀虫剂
9、高毒，在生产和使用上不安全；有些化合物具有杀虫广谱性，严重地伤害了天敌，导致了害虫的在猖獗。所以从20世纪70年代起，一些农药，如六六六、DDT等已在不少国家停用或限制使用，人们提出要寻找和开发高效、低毒、低残留的农药新品种。“超高效超高效”农药阶段（农药阶段（1975年前后至今）年前后至今）从20世纪60年代开始，人们从菊科植物体中提取出了具有杀虫活性的化合物，经过结构鉴定，然后模拟合成了拟除虫菊酯类杀虫剂。这类化合物比有机磷类和氨基甲酸酯类等高效杀虫剂的药效又高出5-10倍。与此同时，在杀菌剂中的三唑铜、甲霜灵等，这些药剂每公顷只需，约为代森锌、克菌丹等用量的1/6-1/12；除草剂中的禾
10、草灵，每公顷用量仅为，比70年代前后那些高效除草剂的药效高出5-10倍。故有人称它们为“超高效”农药,又叫第三代农药。目前，农药已进入到“超高效”时代，但产品仍以有机化合物为主，而且化学结构比过去的复杂的多。为了使其对有害生物有更大的杀伤力，在制造工艺上采用了（过去没有的）对不同异构体的拆分、差向异构、立体选择合成等一系列高难度技术。由于这类农药在大田的用量很少，其毒性、残留、污染等问题大大地减轻了，有些甚至可以对环境几乎没有什么影响。所以这个“超高效”农药阶段，必然会持续一个较长的时期。但是它们既然对病菌、害虫、杂草等有更高的杀伤作用，故对哺乳动物仍然或多或少地会造成伤害，并不能完全解决它们
11、对人、畜的毒害和环境污染的问题。以上三个阶段都是以农药对有害生物杀伤力的高低来划分的。虽然它们在药效上有低效、高效或“超高效”之分，但实质上并没有根本的差异，皆属于杀生性农药。随着人们对农药作用认识的深入，特别是可持续发展的观念引进到植物保护领域之后，人们对农药的认识有了更大的变化，而且预测今后农药商品的发展，必定走向一个“非杀生性”的新时期。“非杀生性非杀生性”农药农药“非杀生性”农药从对人类安全和保护环境的角度出发，着重挖掘天然活性物质，进而人工合成仿生农药及其类似物，研究和筛选有特异性生理活性的物质，从而达到能够控制或改变有害生物的生活习性、形态、生长、繁殖规律等，使其对农作物等造成的危
12、害限制在允许的限度内，而不一定要把它们杀死。目前正在研究开发的昆虫激素、性信息素、新拒食剂、黑色素生物化合物抑制剂、以及转基因的抗虫植物等，都属于“非杀生性”农药范畴。“非杀生性农药”与过去各阶段的农药本质上完全不同，它标志着农药发展进入到了一个崭新的时代，有人称为农药发展史上的第四阶段。这类农药具有以下特点：对目标有害生物具有选择性，对非目标生物具有安全性；有效剂量很低，可使毒剂进入环境的量降至较低的水平；仅对目标有害生物有效，随后即适度的降解。因而，“非杀生性农药”既能够有效地防治农作物病、虫、草、鼠害等，又大大降低农药的残毒量，增加了对环境和人、畜等的安全性，显示出极为广阔的发展前景。未
13、来农药的发展将遵循“安全、经济、有效、使用方便”的原则，化学农药将向更加安全的方向发展，而生物农药则向经济有效的方向发展，两者共同的发展方向是良好的剂型和简便的使用技术。农药详细分类农药详细分类1. 杀虫剂杀虫剂A有机磷类磷酸酯、一硫代磷酸酯、二硫代磷酸酯、膦酸酯、磷酰胺、硫代磷酰胺、焦磷酸酯（马拉硫磷）B氨基甲酸酯类N甲基氨基甲酸酯类、二甲基氨基甲酸酯（西维因）C有机氮类脒类、沙蚕毒类、脲类D拟除虫菊酯类光不稳定性拟除虫菊酯、光稳定性拟除虫菊酯E有机氯类（氯代烃类，如DDT）F有机氟类G无机杀虫剂是以天然矿物质为原料的无机化合物H植物性杀虫剂I微生物杀虫剂J昆虫生长调节剂K昆虫行为调节剂l生
14、物源类杀虫剂2. 除草剂除草剂（1）选择性除草剂：除草剂对不同种类的苗木，抗性程度也不同，此药剂可以杀死杂草，而对苗木无害。如盖草能、氟乐灵、扑草净、西玛津、果尔除草剂等。（2）灭生性除草剂：除草剂对所有植物都有毒性，只要接触绿色部分，不分苗木和杂草，都会受害或被杀死。主要在播种前、播种后出苗前、苗圃主副道上使用。如草甘膦等。农药的优点农药的优点1、疾病的控制2、提高作物产量，农民增收，农药对缓解人口与粮食的矛盾中发挥了重要作用。农药存在的问题农药存在的问题1、遗传性演变遗传性演变，物种体内出现遗传性农药，增强病菌、害虫对农药的抗药性解决方法：无农药应用，避免重复使用相同的农药2、造成生态系统
15、的不平衡，产生了新的有害生物造成生态系统的不平衡，产生了新的有害生物危害：持久性、累积性、放大性（食物链顶端物种体内积累的毒性物质含量多，如DDT的积累，生物浓集作用）3、农药中有毒物质在环境中的转移，对于人类健康造成的影响农药中有毒物质在环境中的转移，对于人类健康造成的影响（短期农药的影响，食品与农药残留的处理）短期农药的影响案例点：博帕尔灾难（40吨的甲基异氰酸盐气体释放，60万人处在危险之中，2500人立即死亡，50,000-60,000有严重的健康问题）农药的长期影响（潜在的更高的患癌症的风险，不育症，流产/出生缺陷，帕金森氏症的潜在风险较高，内分泌干扰物）危害后果严重：农药对大气、土
16、壤、水体、生态环境、生物多危害后果严重：农药对大气、土壤、水体、生态环境、生物多样性、对人体健康。样性、对人体健康。解决方案解决方案1、开发环境友好农药、开发环境友好农药新农药的开发和研制的出发点是保护人类的环境、健康和自然生态，充分利用害虫体内的特性物质(目标作用酶)的差异性，提高农药作用的专一性，有效地保护有益生物、控制有害生物。新农药开发的目标转向易降解、低残留、高活性以及对环境有益生物比较安全的方向。许多针对性强、高效甚至超高效农药不断面世。2、加强管理与科学使用农药、加强管理与科学使用农药限制使用农药的条件包括适用作物、防治对象、施用量、方法、时期以及土壤、气候、条件等。3、栽培的方
17、法控制害虫数量、栽培的方法控制害虫数量（如在适当的时间进行播种，施肥和灌溉，作物轮作）4、生物控制、生物控制（使用自然发生的疾病，寄生虫病，或捕食者控制害虫）、信息信息素和激素素和激素（天然及合成激素诱导发育异常）、生育控制生育控制5、基因调控、基因调控（利用转基因（GM）植物案例点：BT，它的潜力和存在的问题转基因玉米产生的Bt毒素潜在的问题可能会影响非目标物种，如黑脉金斑蝶检疫）6、综合虫害管理、综合虫害管理7、辐照食物（主要用于肉类，杀死许多微生物）、辐照食物（主要用于肉类，杀死许多微生物）8、相关立法、相关立法固体废弃物固体废弃物固体废弃物是指人类在生产、消费、生活和其他活动中产生的固
18、态、半固态废弃物质（国外的定义则更加广泛，动物活动产生的废弃物也属于此类），通俗地说，就是“垃圾”。主要包括固体颗粒、垃圾、炉渣、污泥、废弃的制品、破损器皿、残次品、动物尸体、变质食品、人畜粪便等。有些国家把废酸、废碱、废油、废有机溶剂等高浓度的液体也归为固体废弃物。固体废物处理固体废物处理卫生填埋场与卫生填埋场相关的问题与卫生填埋场相关的问题甲烷气体的产生地表水/地下水污染不是一个长期的补救的方法。即使当它关闭时，也有相当大的成本塑料问题塑料问题轮胎问题轮胎问题（由不可回收材料制成，可燃烧）焚化，焚化类型焚化，焚化类型（大批量焚化，模块化，垃圾衍生）与焚烧有关的问题与焚烧有关的问题（总是有一
19、些空气污染，大量的灰尘，经常争议的选址）固体废弃物的处理固体废弃物的处理三个目标：三个目标：1）减少）减少减少废物的数量：源头减量污染防治法“（1990年）非物质化2）重复使用）重复使用（纸、玻璃、铝、铝以外的金属、塑料）3）回收纸）回收纸综合废物处理危险废物的类型危险废物的类型二恶英（二恶英）多氯联苯（PCBs）放射性物质核武器试验的沉降物核燃料循环的“三废”排放医疗照射引起的放射性污染放射性发光表盘、夜光表以及彩色电视机产生x射线危险废物管理危险废物管理现有的清理有毒废物：超级基金计划危险污染物的生物治疗（植物修复，生物修复）垃圾卫生填埋垃圾卫生填埋垃圾中含有的灰渣、砖瓦、陶瓷等物质以及垃
20、圾处理后产生的各种残渣，必须通过填埋方式进行处理。填埋必须符合卫生填埋标准：填埋物的含水量小于20%30%，无机成分大于60%，密度大于0.5t/m3。垃圾焚烧处理垃圾焚烧处理焚烧垃圾时会产生一些有害气体（如HCl、HF、NOx、SO2等）、有机物和炉渣。如果将他们直接排放到环境中，同样会导致污染，因此有必要将垃圾送进焚烧炉进行集中处理。垃圾焚烧发电技术不但解决了垃圾露天焚烧带来的环境污染问题，同时有效地利用了垃圾所含的能量，可谓一举两得。“电子垃圾电子垃圾”处理不当危害极其严重，特别是电视、电脑、手机、音响等电子产品，含铅、镉、水银、六价铬、聚氯乙烯塑料、溴化阻燃剂等大量有毒有害物质。有资料显示，每一台电视机或电脑显示器中的阴极射线管平均含有4至8磅铅。而铅一旦进入土壤会严重污染水源，最终将危害人类、植物和微生物，还会对儿童的脑发育造成极大的影响。在国外，电子产品的拆解是专业性很强、技术含量很高的工作，而中国的拆解作坊里往往是用硫酸把其他成分腐蚀掉而留下贵金属，在钞票源源不断进入非法拆解者的腰包的同时，酸液等大量有害物质也源源不断被排入河流、渗入地下，造成很持久的污染。”电子废弃物处理基本流程电子废弃物处理基本流程预拆解预拆解合格品有毒元件贵金属元件破碎破碎分选分选一般元件铁 铝 铜塑料印刷板元器件拆解拆解电子废弃物处理现状电子废弃物处理现状
