土壤农药污染与防治

土壤农药污染与防治（精选3篇）

土壤农药污染与防治 篇1

土壤污染近年来逐渐引起了人们的重视。土壤污染的来源主要是城市和工矿企业的“三废”、施入农田的农药、化肥以及人类生活中所产生的废物。引起土壤污染的物质中, 有些本来并非有害, 而是由于进入土壤的数量多, 达到毒性水平, 才破坏了土壤内部以及土壤和其他生态系统的自然平衡, 从而对人和其他生物产生有害的影响[1]。

1 农药种类及毒害

农药依杀灭的生物对象不同, 分为杀虫剂、灭菌剂、杀鼠剂、杀线虫剂和除草剂。其中, 以杀虫剂、灭菌剂和除草剂使用量最多, 最容易引起环境和土壤污染。

1.1 杀虫剂

杀虫剂按其化学成分可以分为有机氯、有机磷和氨基甲酸酯杀虫剂。有机氯杀虫剂如六六粉、滴滴涕, 毒性强、药效长, 但不易被生物降解, 我国已禁止使用。有机磷杀虫剂一般容易被微生物降解, 因此它们在土壤中 (以及水中) 存在较少, 但其对人体的毒性比有机氯杀虫剂大, 使用要特别谨慎。氨基甲酸酯杀虫剂对哺乳动物的毒性较低, 并且具有易被生物降解的优点, 是目前推荐使用的良好杀虫剂。

1.2 灭菌剂

灭菌剂使用总量比杀虫剂少很多, 灭菌剂的种类有含铜、硫的无机灭菌剂、有机磷灭菌剂和有机氯灭菌剂等。它们对土壤影响与杀虫剂基本相同。

1.3 除草剂

多数除草剂可以被微生物降解, 对哺乳动物毒性较低, 但对鱼类有毒性。

2 农药在土壤中的存在状况

农药在土壤中有6种去向:一是向大气散失 (即发挥) 。挥发性强的农药, 如甲基溴化物、氯丹和七氯, 可因挥发作用而损失。二是被土壤吸附。农药分子结构中的官能团如羟基 (-OH) 、氨基 (-NH2) 、亚氨基 (-NHR) 、酰胺基 (-CONH2) 、酯 (-COOR) 和R3N+等, 由于在土壤中形成氢键和质子化作用, 可以促进土壤对农药的吸附。另外, 百草枯 (C12H14CI2N2) , 以阳离子的形式被土壤胶体吸附。土壤有机质对农药吸附作用影响很大, 如纤维素对除草剂吸附量为30μg/g, 而土壤腐殖酸可吸附478μg/g。此外, 土壤吸附农药还受土壤pH值的影响。三是以液态在土壤中移动。一些不能被土壤吸附的农药, 特别是水溶性的农药, 可能从土壤中淋失。淋失的农药可能引起地下水污染。四是与土壤中其他物质发生化学反应。土壤表面的滴滴涕和杀虫快会因太阳辐射而分解, 但是由于光合反应不能深入土壤内部, 所以不占主要位置。较为重要的是土壤中硅酸盐黏土矿物对农药的直接催化分解。五是被土壤生物降解。由于土壤中有众多的微生物存在, 农药经常遭到微生物的代谢分解, 就是一些较稳定的农药, 最终也会被降解为简单的化合物, 最容易降解的是那些含有羟基、羧基、氨基和硝基等极性基团的农药。六是被土壤生物吸收[2]。进入土壤中的农药遭受挥发、淋失、降解、转化和植物吸收等作用后, 残存保留于土壤中的部分, 称为农药残留, 而其含量称为农药残留量。农药在土壤中保留的时间, 因农药种类和土壤条件的变化而有所不同, 有机磷杀虫剂在土壤中只保留几天, 滴滴涕和其他有机氯可在土壤中保留3~15年。

3 农药的污染

3.1 农药对土壤生物的影响

农药进入土壤后, 除了杀伤防治对象外, 还伤害土壤中的其他生物群。例如, 百草净对土壤中的蚯蚓有伤杀力, 杀螨剂和氨基甲酸酯对无脊椎动物有影响。熏蒸剂在土壤中的杀灭作用强烈, 但是99%的微生物恢复较快, 但微节足动物恢复需要2年以上时间。

3.2 农药对作物的影响

土壤中残留的农药, 有些可以被作物吸收。作物对土壤中农药的吸收能力因土壤质地而变化。作物从砂质土壤中吸收的农药要比黏土中吸收的多。据不完全测定, 从砂质土中吸收的约为22%, 从黏土中吸收的为1%。除土壤质地以外, 土壤有机质能降解农药的活性, 因此生长在富有机质土壤中的作物所吸收的农药, 可能比生长在贫有机质土壤的作物少。

3.3 农药对生态系统的影响

土壤是人类生存环境的重要组成部分。农药一旦污染了土壤, 势必随生态系统的循环而扩大其污染范围。土壤中的农药被作物吸收后, 再被人食用, 会对人体造成伤害。若土壤中农药被蚯蚓吞食, 会造成土壤中蚯蚓大量死亡;土壤中的残留农药, 经雨水淋失可能引起水质污染, 造成藻类、鱼类死亡等[3]。残留的农药会使生态系统的正常循环受到严重破坏, 必须引起高度注意, 并应积极采取有效防治措施。

4 防止农药对土壤污染的措施

一是在使用农药比较多的地方, 应该进行农药在土壤中的积累情况和可能引起不良后果等方面的调查研究, 为制定出恰当的防治措施提供依据。二是不使用国家禁止使用的农药, 如有机磷或有机氯农药等。加强市场监管, 发现一起严办一起, 绝不姑息。三是为了尽可能减少农药的使用量, 应积极开展农业防治和生物防治。另外, 培育抗虫抗病性强的农作物新品种, 是防治农药污染的重要途径。四是在研制和推广新农药时, 要搞清不同土壤类型对农药存在、降解、固定和转移的影响以及由土壤进入植物体的可能性[4]。五是对于已受农药污染的土壤, 可以改种绿肥, 向土壤增施有机肥或采用其他耕作措施, 将会减少农药进入作物和转移到食物链的可能性。

摘要：介绍了农药的种类及毒害和农药在土壤中的存在状况, 分析农药的污染, 提出防止农药对土壤污染的措施, 以减少农药对土壤和生物造成的危害。

关键词：农药,土壤污染,防治措施

参考文献

[1]北京农业大学土壤教研组.土壤学[M].北京:北京农业大学, 1998.

[2]李静, 郎贵林, 于之光.牡丹江市环境空气质量分析[J].现代农业科技, 2011 (8) :264.

[3]吴云.浅谈土壤污染与防治[J].现代农业, 2010 (6) :31.

[4]郭晓利.浅谈土壤污染与防治[J].内蒙古农业科技, 2008 (5) :128.

试论化学农药的土壤污染与治理 篇2

1. 农药的分类

就人工合成类的农药来说,按照化学组成可以将其分为有机氯、磷、汞等制剂。按照在环境中的物理状态来分可以将其分为粉状、可溶性与挥发性液体等。按照作用的方式进行划分可以分为胃毒与触杀等。但是还要认识到的是,病虫害以及杂草等不论是在形态上还是在行为上都存在着一定的差异性。

(1)有机氯类

对于这一类农药来说,其中大部分是包含了一个或是几个苯环的含氯有机物,如DDT等。其次,艾氏剂与异狄氏剂等。从特点上来说,存在着化学性质稳定,在环境中的存留时间却相对较长,如果长时间的使用,就很容易造成环境上的污染。

(2)有机磷类

在有机磷类农药中,主要是以含磷有机化合物为主,其中也就包含了硫、氮元素等。但是从大部分上来说,还是以磷酸酯类或是酰胺类化合物为主。从特点上来说存在着剧烈的毒性,但是却比较容易进行分解,在环境中的存留时间也比较短。在动植物体重,受到了酶作用的影响,使得磷酸酯在分解时不容易蓄积,这样也就常常被人们看作是一种比较安全的农药。在对昆虫以及哺乳类动物来说,存在着毒性,可以破坏其神经细胞分泌出乙酰胆碱,从而阻碍与刺激生理作用,造成死亡。因此,从短期上来说有机磷类农药上的环境污染毒性依然要引起足够的重视。

(3)氨基甲酸酯类

对于这一类型的农药来说,其中包含了苯基-N-烷基甲酸酯结构。与以有机磷类农药相同,存在着抗胆碱酯酶作用,其中毒后的症状也较为一致,但是从中毒机理上来说,却存在着一定的差别。在环境中比较容易分解,即便是进入到动物的体内,也可以快速的代谢,且代谢出的产物毒性大部分低于本身的毒性,所以也就将其划分为了低残留类型的农药。

(4)除草剂

对于除草剂来说,存在着一定的选择性,可以直接杀伤杂草类,避免对作物等产生伤害。而对于一些非选择性的作物来说,可以直接杀死接触到药剂的植物,如五氯酸钠等。一些品种只会对药剂的接触部分产生出相应的影响,且在植物体内是可以不进行转移的,也不会发生传导等。大多数的除草剂在环境中都是可以被逐渐分解的,并不会对哺乳动物等产生出干扰,且对人与畜类的毒性不大,也不会出现人畜体内上的积累。

2. 在土壤中化学农药的迁移与转化

在使用农药以后,一些农药会直接或是间接的进入到土壤中去,加之农药在土壤中存在着一定的残留性,所以也就决定了农药的降解能力与其自身的物理行为之间有着极为密切的联系。

(1)对农药的吸附

对于土壤来说,主要是由有机、无机胶体与有机-无机胶体所组成的胶体体系,这样也就决定了其具有较强的吸附能力。在酸性土壤中,土壤胶体具备了正电荷,而在碱性条件下,则具备了负电荷。进入到土壤中的化学农药可以借助物理、化学吸附以及配位价键结合等形式附着在土壤的颗粒表面上。且在被土壤吸附后,其移动性与生理毒性等方面也会发生相应的变化。所以从另一层面上来说,土壤对农药的吸附作用其实就是土壤对农药的净化。但是还要认识到的是这种净化是存在着一定限度的,土壤中的胶体种类与数量等对会直接影响到土壤对农药的吸附等方面的能力,如果吸附能力越强,那么土壤中农药的有效性也就越低,其净化的效果等方面也就越高。

(2)挥发、扩散以及迁移

在土壤中的农药不仅会被土壤的固相吸附,同时也会受到气体挥发以及水的淋溶等方面的影响在土体中进行扩散与转移,这样也就造成了大气以及水体等方面出现了污染。通过研究可以看出,不论是容易挥发的农药还是不容易挥发的农药,都可以在土壤、水与植物的表面上出现大量的挥发。在土壤中农药的挥发作用大小直接受到了农药自身的溶解度以及蒸气压等方面的影响,同时也受到了土壤自身的温度以及湿度等方面的影响。农药不仅会以其他的形式进行扩散,同时也可以通过水为介质来进行迁移。

3. 我国未来农药发展与污染治理的思路

想要控制好农药污染,就要做好其中的各个环节,如政策、立法以及管理等方面。针对目前我国存在着的乱用与滥用农药的现象,就要及时采取有效的措施。

(1)做好立法工作,建立出完善的监督管理机制

就目前来说,我国虽然制定出了相应的规章制度,但是强制性的法规与条例等方面却存在着一定的不足。因此,在实际中就要求生产厂家以及销售的商店等要具备相应的生产资格,在获取营业执照的基础上来进行生产经营活动。

(2)做好农药注册,建立出完善的审议制度

对于农药来说,作为一种商品就要在正式销售以前做好注册登记工作,其中也就包含了名称、类型以及剂型等方面。同时还要具备化学、残留以及生物效应等方面的资料,在注册农药产品的有效期限也可以起到一定的限制作用。通过调查可以看出,我国的农药用量最大的包含了有机磷与氨基甲酸酯类的农药,同时也是造成中毒与致死的主要农药类型。所以就要借助严格的审议程序等来逐渐禁止使用。

(3)加大投入,建立出完善的防治体系

通过减少农药对环境上的污染,从而控制好农药中毒等事故的发展概率,从根本上出发来提高农药制剂的安全性,减少农药的使用量。所以在实际中就要加大投入力度,及时采取有效的研究方法。第一,可以开发出高效与低毒的农药新品种。第二,要严格控制好农药中个混配,积极突出高毒农药低毒化制剂。第三,做好农药使用技术的研究工作,以此来不断提高使用的效果。第四,要保证植保机械的型号准确,最大限度的提高使用的性能。同时也可以通过科学技术的组装方法来建立出高效的综合防治体系。

土壤农药污染与防治 篇3

农药污染食物的途径有二:一是农药残留在作物上, 使其直接受到污染;二是通过食物链的富集作用间接地污染食物。当有毒农药施用在农作物、蔬菜和果树上时, 残留在作物表面上的农药, 由于脂溶性强, 很容易渗入表皮的蜡质层, 以致很难完全清洗掉。如果以这些受污染的粮食、蔬菜作饲料, 则残留的农药就会转移到肉类、乳类和蛋品中引起污染, 最终随食物进入人体。据有关资料, 日本人体中六六六含量达12.11ppm, 人乳中也检出六六六, 而滴滴涕对人类的污染, 有96.6%是通过动物性食物进入人体的, 其中蛋类占32.4%, 鱼类占3.0%。

一般说来, 水生昆虫、蟹、虾等节肢动物对有机氯农药敏感;而蚌、螺等软体动物的抗药力则较强。水生植物对除锈剂以外的农药, 一般耐药性都强, 以致农药存留于这些植物中, 随后经过复杂的生物化学循环而在鸟类、鱼类和水禽体中积累起来。例如, 滴滴涕在水中的溶解度为0.002 ppm, 但在脂肪中则为10万ppm, 相差5000万倍。因此, 它会积累在生物体的脂肪中, 随着食物链的营养层次逐渐富集和转移, 最终进入人体, 引起慢性中毒, 甚至引起癌症。

三、土壤对化学农药的降解作用

农药在土壤中降解作用有:微生物降解、光化学降解、化学降解和土壤自由基降解等。

由于土壤中微生物种类繁多, 即使被认为难解的有机氯农药, 最终也要被微生物所降解。但化学农药在土壤中的微生物降解作用是一个相当复杂的过程。与微生物对农药降解作用有关的主要的生化反应包括:烷基化作用、脱烃作用、脱卤作用、脱氨作用、脱卤化氢作用、氧化反应、还原反应、环分着转化和降解过程, 形成具有不同稳定性的中间产物, 或最终成为无机物。

一、土壤对化学农药的吸附作用

由于土壤中存在着一个由无机胶体 (粘土矿物) 、有机胶体 (腐植酸类) 以及无机及有机胶体组成的胶体体系, 它们是土壤中最活跃的组成部分。在碱性条件下, 土壤胶体带负电荷, 在酸性条件下, 则带正电荷。而进入土壤的化学农药, 一般都离解成有机阳离子或阴离子的形式。因此, 土壤对化学农药具有吸附作用。土壤吸附化学农药的机理有以下两种途裂、键分裂、缩合和结合作用等。微生物降解作用是影响农药最终是否在土壤中残留和残毒量大小的决定因素。微生物对农药的代谢作用, 是土壤对农药最彻底的、最主要的降解过程。但是, 也不能认为微生物群系是万能的, 而且有些代谢产物甚至比原型农药毒性更大。

光化学降解是化学农药非生物降解的重要途径之一。进入土壤中的农药, 由于吸收太阳辐射能, 而产生光化学反应。光化学反应有水解、氧化、取代、异构化和离子化等, 这取决于农药的物理状态、溶剂以及是否有其它反应物的存在。土壤中的氨基酸、硫基和铜、铁、锰等金属离子可促进某些有机磷农药光化学反应中的水解和氧化还原作用。有些光敏农药的光解是非常迅速的。值得注意的是:落到土壤表面而未与土壤结合的农药, 光化学降解可能是相当重要的;但是, 在表土以下, 由于土壤的其它成分对光能的吸收, 从而显著地减弱了光能到达表土层以下的农药, 这是一个重要的限制因素。

化学降解主要是指土壤中的农药通过氧化还原、水解等反应而降解。其中水解反应是许多农药降解的一个重要途径。由于土壤吸附作用对水解反应的催化作用, 有些农药在土壤中的水解比在水中的水解更快。

参考文献:

[1]吕殿录编著《环境污染化学》北京当代中心出版社, 2002年.

[2]林玉锁等编著《农药与生态环境保护》, 化学工业出版社,

2000年.

径。

1.物理吸附

土壤胶体扩散层的阳离子通过“水桥”吸附极性农药分子。

2.物理化学吸附

是土壤对农药的主要吸附作用。土壤胶体的物理化学吸附能力大小顺序为:有机胶体>蛭石>蒙脱石>伊利石>绿泥石>高岭石。

由于农药种类极多, 性质各不相同, 对土壤吸附有很大影响。一般农药的分子愈大, 愈易被土壤吸附。农药在水中的溶解度强弱也对吸附有影响, 如:DDT在水中溶解度很低, 在土壤中吸附力很强;而一些有机磷农药, 在水中的溶解度很大, 吸附能力则很低。

二、化学农药在土壤中的蒸发和迁移

大量资料表明, 不仅非常易挥发的农药, 而且不易挥发的农药 (有机氯) , 都可以从土壤、水及植物表面大量蒸发。对于低水溶性和持久性的化学农药来说, 蒸发是它们进入大气中的重要途径。通过蒸发作用而迁移的农药量比径流迁移和作物吸收等方面都要大。化学农药在土壤中的蒸发决定于农药本身的溶解度、蒸汽压和接近地表的空气层的扩散速度以及土壤温度、湿度和质地。如:砂土, 由于吸附能力小于壤土, 故农药的蒸发损失较壤土为大, 土温增高, 也能促进农药的蒸发。

农药的蒸发与土壤含水量有密切关系。土壤干燥时, 农药不扩散, 主要被土体表面所吸附, 随着土壤水分的增加, 由于水的极性大于有机物农药, 因此水占据了土壤矿物质表面, 把农药从土壤表面置走, 使农药的挥发性大大增加。当土壤含水量达4%时, 扩散最快, 溶解于有机质中的农药不受土壤含水量的影响, 因此含水量增加时, 土壤残留的农药主要溶解在有机质中。土壤中的农药可随水淋溶而在土体中扩散, 但受农药本身的溶解度和土壤吸附性能的限制。如除草剂2, 4-D等水溶性大的农药易于淋溶, 可直接随土壤水分流入水体;而水溶性小的六六六、DDT等农药则不易被水淋溶迁移。吸附性能小的砂性土壤使农药易于淋溶, 而粘粒和有机质含量高的土壤, 淋溶较难。一般来说, 农药在土壤中的淋溶较弱, 故残留于土壤中的农药大多聚集于表土之中。

三、土壤对化学农药的降解作用

农药在土壤中的降解作用有:微生物降解、化学降解和土壤自由基降解等。

由于土壤中的微生物种类繁多, 即使被认为难解的有机氯农药, 最终也要被微生物所降解。但化学农药在土壤中的微生物降解作用是一个相当复杂的过程。与微生物对农药降解作用有关的主要的生化反应包括:烷基化作用、脱烃作用、脱卤作用、脱氨作用、脱卤化氢作用、氧化反应、还原反应、环分裂、键分裂、缩合和结合作用等。微生物降解作用是影响农药最终是否在土壤中残留和残毒量大小的决定因素。微生物对农药的代谢作用, 是土壤对农药最彻底的、最主要的降解的过程。但是, 也不能认为微生物群系是万能的, 而且有些代谢产物甚至比原型农药毒性更大。

光化学降解是化学农药非生物降解的重要途径之一。进入土壤中的农药, 由于吸收太阳辐射能, 而产生光化学反应。光化学反应有水解、氧化、取代、异构化和离子化等, 这取决于农药的物理状态、溶剂以及是否有其它反应物的存在。土壤中的氨基酸、硫基和铜、铁、锰等金属离子可促进某些有机磷农药光化学反应中的水解和氧化还原作用。有些光敏农药的光解是非常迅速的。值得注意的是, 落到土壤表面而未与土壤结合的农药, 光化学降解可能是相当重要的。但是, 在表土以下, 由于土壤的其它成分对光能的吸收, 从而显著地减弱了光能到达表土层以下的农药, 这是一个重要的限制因素。

化学降解主要是指土壤中的农药通过氧化还原、水解等反应而降解。其中水解反应是许多农药降解的一个重要途径。由于土壤吸附作用对水解反应的催化作用, 有些农药在土壤中的水解比在水中的水解更快。

四、化学农药在土壤中残留的环境效应

虽然农药可通过上述途径迁移转化、降解去毒, 但是由于各种农药的化学性质和分解难易程度不同以及土壤条件的差异, 它们在土壤中的半衰期存在着很大差别。有些农药进入土壤之后, 由于形态的改变特别是被土壤胶体强烈吸附, 从而降低了其生理活性和溶解度, 这部分农药的药效可认为失去了作用。但有些半衰期长、使用范围广、历史长、量大、次数多的农药, 则在土壤中积累残留起来。农药在土壤中残留, 可认为是土壤被污染的具体表现, 残留农药可被粮食、蔬菜作物吸收, 使之遭受污染, 并可通过食物链危害人体健康。

决定化学农药在土壤中残留的因素有:化学农药本身的化学性质、农药浓度、土壤的吸附性能、土壤酸碱度和氧化还原条件、土壤湿度、作物的覆盖情况、土壤耕作状况以及大气的相对湿度和风速等。

五、化学农药污染的防治措施

(一) 采取综合防治的方法, 研究新的杀虫除害途径, 联

合或交替使用化学、物理、生物和其他有效方法, 克服单纯依赖化学农药的做法。如选育和推广抗病虫害的优良品种, 使用微生物农药, 以菌治虫, 以虫治虫以及推荐推广冬季灭虫、诱杀、辐射处理等办法, 以减少农药的使用量。

(二) 搞好农药安全性评价和安全使用标准的制定工作。