小議農(nóng)業(yè)水體污染及電催化氧化水技術(shù)應(yīng)用

1、小議農(nóng)業(yè)水體污染及電催化氧化水技術(shù)應(yīng)用民營(yíng)科技2011年第10期資源？生態(tài)?環(huán)境小議農(nóng)業(yè)水體污染及電催化氧化水技術(shù)應(yīng)用 魏秀珍（九江市環(huán)境科學(xué)研究院.江西九江332000）摘要：主要論述了農(nóng)業(yè)水污染的主要形式，以及污染對(duì)環(huán)境，人類健康帶來的 不利影響，表明了對(duì)農(nóng)業(yè)水污染的防治的作用.同時(shí)，介紹了在農(nóng)業(yè)水污染 處理中的電催化氧化水處理技術(shù)，希望能為農(nóng)業(yè)水污染的處理提供一些借鑒和 參考作用關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè);水污染；處理技術(shù)從我國(guó)的基本國(guó)情來說，我國(guó)是一個(gè)農(nóng)村人 口占到70%的農(nóng)業(yè)大國(guó)，且農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化程度較低.美國(guó)著名的化學(xué)家和環(huán)保主 義者蕾切爾？卡遜在上個(gè)世紀(jì)60年代所關(guān)注的農(nóng)業(yè)污染問題在今天的中國(guó)仍

2、然具有極為現(xiàn)實(shí)的指導(dǎo)意義.對(duì)我國(guó)大多數(shù)流域污染情況尋根求源就會(huì)發(fā)現(xiàn)， 干流和支流沿岸的農(nóng)藥化肥及其它農(nóng)業(yè)廢棄物肆意地向水體拋棄是構(gòu)成水環(huán) 境惡化的重要原因之一，而且往往正是這些不經(jīng)任何處理就排向江河湖海的大 量農(nóng)業(yè)污染物在很大程度上造成對(duì)水體的毒化問題每年農(nóng)業(yè)上農(nóng)藥的使用量為幾百萬噸，造成大量農(nóng)藥進(jìn)入水環(huán)境.因而，對(duì)農(nóng)業(yè)產(chǎn)生 的水體污染治理任重道遠(yuǎn).筆者主要對(duì)農(nóng)業(yè)水污染的形式進(jìn)行分 析，并介紹了 一項(xiàng)很有潛力的農(nóng)業(yè)水污染治理技術(shù)一一電催化氧化水處理技術(shù)，以期為農(nóng)業(yè) 水污染的防治提供參考.1農(nóng)業(yè)和水污染據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，全球每年生產(chǎn)300萬一 700萬噸農(nóng)藥.近年來,化學(xué)品的使用 劑量逐年降低，但每種

3、藥品活性組分的毒性成分種類卻越來越多幾百萬噸的 農(nóng)業(yè)化學(xué)品主要用來培育蘑菇等真菌，除草和消滅害蟲，其活性化學(xué)組分的種 類多達(dá)幾百種農(nóng)業(yè)化學(xué)品對(duì)生物及人類有毒害作用，因而它的使用受到國(guó)家 特殊限制并有嚴(yán)格的評(píng)估程序，其目的是保護(hù)土壤和水資源環(huán)境.集水區(qū)或水體下游的農(nóng)業(yè)用地，其水資源環(huán)境備受關(guān)注，尤其是水體中化學(xué)污 染物的最高含量.如美國(guó)河流中三嗪和氯乙酰苯胺兩類物質(zhì)是需要經(jīng)常監(jiān)測(cè) 的.農(nóng)藥濃度的時(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)有助于人類掌握土壤和水體中非靶體生物的毒害水 平，以便協(xié)調(diào)地表水的使用和地表飲用水的供給.但定量地衡量進(jìn)入地表及水 體的農(nóng)藥比例并設(shè)計(jì)有效的減弱措施有一定難度.典型的農(nóng)業(yè)化學(xué)品點(diǎn)源污染 包括運(yùn)輸過

4、程中的農(nóng)場(chǎng)和貯存設(shè)備 所發(fā)生的意外泄漏這類點(diǎn)源污染通過污水 處理系統(tǒng)就能達(dá)到排污目的，但農(nóng)藥會(huì)滲入附近的土壤或通過污水處理廠進(jìn)入 水環(huán)境點(diǎn)源污染 會(huì)造成下游出口農(nóng)業(yè)化學(xué)品高濃度，但卻不是農(nóng)業(yè)化學(xué)品污 染的主要形 式.非點(diǎn)源污染，即農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活過程中，氮和磷素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)， 農(nóng)藥以及其他有機(jī)或無機(jī)污染物質(zhì)，通過農(nóng)田地表徑流，農(nóng)田排水和地下滲漏 形成的水環(huán)境污染，是農(nóng)產(chǎn)品污染的主要形式.因流失而引起的農(nóng)藥損 失主要 決定于土壤的水力性質(zhì)（滲透性，水流模式），地形和氣象條件，與化合物的 特性如在土壤中的吸附行為關(guān)系不大.相對(duì)于取代農(nóng)藥或改變使用時(shí)機(jī)，限制 農(nóng)業(yè)化學(xué)品使用將是比較有效地減弱藥品流失的措施

5、在非農(nóng)業(yè)區(qū)，排水系統(tǒng) 和污水系統(tǒng)也因農(nóng)藥的使用而使水體污染日益嚴(yán)重，其傳播途徑為含農(nóng)藥雨水 進(jìn)行的大氣循環(huán)從農(nóng)業(yè)對(duì)環(huán)境影響的全景來看，農(nóng)藥在減弱生態(tài)變化和維持 生物多樣性方面是至關(guān)重要的因素農(nóng)藥使用過程中可能引起的中毒對(duì)農(nóng)業(yè)工 作者而言也是相當(dāng)危險(xiǎn)的盡管中毒現(xiàn)象在北美和歐洲是有爭(zhēng)議的，但是在發(fā) 展中國(guó)家中毒事件屢見不鮮，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)每年農(nóng)藥中毒人數(shù)約300萬，意外死亡 人數(shù)約2萬人.除了維持生態(tài)環(huán)境以外，發(fā)展中國(guó)家農(nóng)業(yè)活動(dòng)的目的是滿足人口的食物需求以 及為政府維護(hù)食品安全.隨著城鎮(zhèn)化和工業(yè)化進(jìn)程的不斷加速，農(nóng)業(yè)所引起的 水質(zhì)量問題也日趨嚴(yán)重近幾年，單位面積內(nèi)耕地的農(nóng)藥用量正逐年增加.而 在發(fā)展中國(guó)

6、家，農(nóng)藥的監(jiān)測(cè)能力及其危害性的評(píng)估技術(shù)還相當(dāng)有限.另外，由 于經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)，持久有機(jī)氯化物農(nóng)藥因其相對(duì)比較便宜而且有效仍被廣泛應(yīng) 用，因而農(nóng)業(yè)水體污染的治理任重道遠(yuǎn).2電催化氧化水處理技術(shù)電催化氧化水技術(shù)是水處理領(lǐng)域內(nèi)的一項(xiàng)新興技術(shù)，被眾多國(guó)內(nèi)外 學(xué)者應(yīng)用于有機(jī)廢水的處理當(dāng)中，并研究對(duì)其有機(jī)物的降解機(jī)理和影響降解效 率的因素，使該技術(shù)得到了不斷發(fā)展2.1原理 農(nóng)藥污水含有高濃度的有機(jī)物，用傳統(tǒng)的物理法及生物法難以有效 凈化.電化學(xué)氧化技術(shù)的原理：污染物在電極上發(fā)生直接電化學(xué)反應(yīng)或利用電 極表面產(chǎn)生的強(qiáng)氧化性活性物質(zhì)使污染物發(fā)生氧化還原轉(zhuǎn)變即間接電化學(xué)轉(zhuǎn) 化直接電化學(xué)轉(zhuǎn)化通過陽極氧化可使有機(jī)污染物

7、轉(zhuǎn)化為無害物，過程伴隨生 成0的副反應(yīng)，因而電流效率降低，但通過改變電極材料和控制電位可減少 副反應(yīng)的發(fā)生間接電化學(xué)轉(zhuǎn)化是通過電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的氧化還原劑使污染物 轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)目前，電催化氧化技術(shù)處理難降解有機(jī)物未能工業(yè)化的難點(diǎn)在于2個(gè)時(shí)間問題：一是電催 化的效率如何提高；另一個(gè)是電極壽命問題.因而，開展有關(guān)電極材料，結(jié)構(gòu) 和制備方法的研究，對(duì)于該技術(shù)的工業(yè)化有重要意義.2. 2應(yīng)用農(nóng)藥的廣泛使用，在提高農(nóng)作物產(chǎn)量的同時(shí)也給人類健康帶來了威 脅農(nóng)藥污染水的排放已嚴(yán)重破壞了生態(tài)環(huán)境，農(nóng)藥的殘留毒性問題越來越受 到人們的關(guān)注.Vlyssides等在圓柱形rri基體的表面鍍了一層0. 22mm的 鉗

8、合金（長(zhǎng)14.0cm,直徑1.5em）當(dāng)作陽極，將陽極放人不銹 鋼圓筒（長(zhǎng)14. Oem直徑8. Oem）,電極間充人NaCl電解質(zhì)溶液，即構(gòu)成 電解槽.將此裝置 用于廢水中殺蟲劑甲基對(duì)硫磷的降解.試驗(yàn)以0. 152 mol/L甲基對(duì)硫磷水溶液 為研究對(duì)象，電解槽容積6L,電解時(shí)間120 min,電流密度0. 56Mcm2,電解溫 度45C時(shí)，獲得了對(duì)硫磷降解率82%,有機(jī)碳降解率66%的效果，試驗(yàn)還確定 了降解的最終產(chǎn)物為蟻酸，乙酸和三硫化四磷，并提出了可能的機(jī) 理.Bfimecombe等研究了利用玻碳電極處理水中的阿米曲拉殺蟲劑（2, 4 二甲基苯基甲酰胺類），考察了 pH和溶劑對(duì)電化學(xué)過

9、程的影響，并檢測(cè)出主 要的降解中間體結(jié)果顯示，當(dāng)pH>: 3時(shí)阿米曲拉降解為2,4 一二甲基苯 基甲酰胺和2,4 一二甲基苯胺的速度較快；阿米曲拉能夠在乙醇，甲醇，乙 月青和二甲亞颯溶劑中穩(wěn)定降解 為2,4 二甲基苯基甲酰胺.結(jié)語農(nóng)業(yè)水污染問題應(yīng)得到足夠重視，特別是像我國(guó)這樣的農(nóng)業(yè)大國(guó)，對(duì)農(nóng)業(yè)水污 染治理上更是任重道遠(yuǎn) 一方面要加強(qiáng)農(nóng)業(yè)的生態(tài)建設(shè)，改革農(nóng)業(yè)運(yùn)作方式， 另一方面也要積極采用行之有效的技術(shù)手段對(duì)農(nóng)業(yè)產(chǎn)生的水污染問題加以解 決，通過這些手段共同促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)地區(qū)的長(zhǎng)期 可持續(xù)發(fā)展.（上接64頁）施工方案設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括了養(yǎng)護(hù)施工的順序，主要施工 方法的確定等.養(yǎng)護(hù)施T的順序的確定應(yīng)考慮工作量的大小，工期要求，施T 技術(shù)措施和施工方法等，以便在宏觀上控制整個(gè)工程.養(yǎng)護(hù)施工的順序安排 得好，可加快進(jìn)度，這對(duì)受時(shí)間約束較強(qiáng)的養(yǎng)護(hù)作業(yè)來說有重要意義.4. 3實(shí)行養(yǎng)護(hù)定額管理養(yǎng)護(hù)定額，作為確定養(yǎng)護(hù)作業(yè)人T,材料及機(jī)械消耗量的計(jì)算依據(jù)，對(duì)控制養(yǎng) 護(hù)成本有著重要的作用.隨著養(yǎng)護(hù)工作進(jìn)一步市場(chǎng)化的推進(jìn)，養(yǎng)護(hù)管理單位完 善自己的養(yǎng)護(hù)工，料，機(jī)消耗定額規(guī)范；控制不同地區(qū)，呱絲.不同路段，不同時(shí)段和不同養(yǎng)護(hù)工作量，具有決定的參照依據(jù)作用.實(shí)行養(yǎng)護(hù) 定額管理，以區(qū)分不同養(yǎng)護(hù)作業(yè)的成本報(bào)價(jià)，降低非生產(chǎn)性支出，讓養(yǎng)護(hù)經(jīng)費(fèi) 有效地使用在養(yǎng)護(hù)的公路