污染物對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的影響

1、污染物對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的影響及其利用污染物對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的影響及其利用污染物對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的影響及其利用污染物對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的影響及其利用 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中，化肥、農(nóng)藥的不合理的使用會(huì)使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)在土壤和水體中殘存和積累，未經(jīng)處理的家禽糞便、城市垃圾、污泥等的超量使用會(huì)使大量的污染物（如重金屬、病菌等）進(jìn)入土壤、水體和大氣環(huán)境，在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中形成特殊的物流。當(dāng)這些污染物質(zhì)在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中循環(huán)不暢、物質(zhì)流動(dòng)速度異常和時(shí)空分布不均使得污染的殘留量超過(guò)農(nóng)業(yè)環(huán)境本身的自?xún)裟芰Τ^(guò)農(nóng)業(yè)環(huán)境本身的自?xún)裟芰?，便?huì)導(dǎo)致農(nóng)業(yè)和農(nóng)村環(huán)境質(zhì)量的下降，破壞農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，最終使農(nóng)、林、牧、副、漁產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量下降，甚至引

2、起“公害”。一 有毒污染物在食物鏈上的濃縮 各種有毒物質(zhì)進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)，便參與物質(zhì)循環(huán)，在循環(huán)過(guò)程中性質(zhì)穩(wěn)定、易被生物體吸收的毒物沿著食物鏈逐漸富集濃縮， 食物鏈的濃縮作用食物鏈的濃縮作用 ( 生物學(xué)放大作用）：有毒物質(zhì)沿食物鏈各營(yíng)養(yǎng)級(jí)傳遞時(shí)，在生物體內(nèi)的殘留濃度不斷升高，愈是上面的營(yíng)養(yǎng)級(jí)，生物體內(nèi)有毒物質(zhì)的殘留濃度愈高的現(xiàn)象。 （1）生物放大與食物鏈）生物放大與食物鏈 生物放大作用是通過(guò)食物鏈完成的：初級(jí)生產(chǎn)者所產(chǎn)生和固定的能量、物質(zhì)，通過(guò)一系列取食和被食的關(guān)系而在生態(tài)系統(tǒng)中傳遞，便可形成生物富集或生物放大。 在生態(tài)環(huán)境中，由于食物鏈的關(guān)系，一些物質(zhì)如金屬元素或有機(jī)物，可以在不同的生物體內(nèi)經(jīng)吸

3、收后逐級(jí)傳遞，不斷積聚濃縮；或者某些物質(zhì)在環(huán)境中的起始濃度不很高，通過(guò)食物鏈的逐級(jí)傳遞，使?jié)舛戎鸩教岣撸詈笮纬闪松锓糯笞饔谩?生物放大作用可使環(huán)境中低濃度的物質(zhì)，在最后一級(jí)體內(nèi)的含量提高幾十倍甚至成千上萬(wàn)倍，因而可能對(duì)人和環(huán)境造成較大的危害。 生物放大與食物鏈生物放大與食物鏈 如：殺蟲(chóng)劑DDT在海水中的濃度為510-11g，而在浮游植物中則為4 10-8g，在蛤蜊中為4.2 10-7g，到銀鷗時(shí)就達(dá)75.5 10-6g。DDT從初始濃度到食物鏈最后一級(jí)的濃度擴(kuò)大了百萬(wàn)倍，這就是典型的生物擴(kuò)大作用。 DDT對(duì)英國(guó)雀鷹的影響也是災(zāi)難性的。早在 20世紀(jì) 60年代，雀鷹遭受了顯著的毀滅，部分原因

4、是由于DDT的生物放大作用，由于使母鳥(niǎo)吃了富集DDT的小蟲(chóng)和其他食物，它產(chǎn)下的卵的卵殼太薄，使得卵在孵出小鳥(niǎo)之前就很容易破碎，因而對(duì)雀鷹造成滅頂之災(zāi)。 生物放大與食物鏈生物放大與食物鏈 生物放大與食物鏈生物放大與食物鏈 由于生物放大作用的存在，環(huán)境污染對(duì)人和生物的危害也呈現(xiàn)富集或放大作用，因此生物放大作用也威脅著人類(lèi)食物鏈，比如各種副食、肉類(lèi)和魚(yú)類(lèi) 。重金屬鉛、汞、鎘等原本就對(duì)人和生物有害，但通過(guò)食物鏈的放大作用，對(duì)人和生物的危害就更大了。（2）消除生物放大的危害）消除生物放大的危害 為了防止有害物質(zhì)通過(guò)食物鏈的生物放大作用造成對(duì)人、生物和環(huán)境的污染，就必須采取一些措施。 a 減少對(duì)環(huán)境的污染

5、，如嚴(yán)格控制重金屬的排放。 b 通過(guò)培植或發(fā)現(xiàn)對(duì)污染物有較高降解效能的菌株、植物，用于對(duì)土壤、水、肥的凈化處理。如蜈蚣草能對(duì)多種重金屬有強(qiáng)大的吸毒作用，它富集砷的能力高于其他植物二三十萬(wàn)倍， 二 主要污染物的危害及其防治 重金屬污染 農(nóng)藥污染 畜禽糞便污染 氟污染 固體廢棄物污染 獸藥及飼料添加劑污染 其他農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境問(wèn)題（一） 重金屬污染 環(huán)境污染中所說(shuō)的重金屬主要是指汞、鎘、鉛、鉻以及砷等具有顯著生物毒性的重元素。汞、鎘、鉛、鉻以及砷等是生物體的非必需元素稍有過(guò)量就會(huì)造成生物體的損傷,這些元素在地質(zhì)體、土壤和生物體內(nèi)自燃豐度很低，生物體對(duì)其敏感性較高，它們易被生物富集，危害較大。 此外當(dāng)土

6、壤中銅、鋅、錳濃度達(dá)到100mg/kg時(shí)也會(huì)在成作物生育障礙。 土壤中重金屬元素可分為可溶態(tài)可溶態(tài)、可交換可交換態(tài)態(tài)、難溶態(tài)難溶態(tài)。重金屬污染重金屬污染 鉛污染 1 土壤重金屬來(lái)源與分布（1）隨著大氣沉降進(jìn)入土壤的重金屬）隨著大氣沉降進(jìn)入土壤的重金屬 大氣中的重金屬主要來(lái)源于能源、運(yùn)輸、冶金和建筑材料生產(chǎn)產(chǎn)生的氣體和粉塵。除汞以外，重金屬基本上是以氣溶膠的形態(tài)進(jìn)入大氣，經(jīng)過(guò)自然沉降和降水進(jìn)人土壤。如汽車(chē)運(yùn)輸對(duì)大氣和土壤造成的污染主要以Pb、Zn、Cd、Cr、Cu等的污染為主。它們來(lái)自于含鉛汽油的燃燒和汽車(chē)輪胎磨損產(chǎn)生的粉塵。（2）隨污水進(jìn)入土壤的重金屬隨污水進(jìn)入土壤的重金屬 由于我國(guó)工業(yè)迅速發(fā)

7、展，工礦企業(yè)污水未經(jīng)分流處理而排人下水道與生活污水混合排放，從而造成污灌區(qū)土壤重金屬Hg、Cd、Cr、Pb等含量逐年增加。隨著污水灌溉而進(jìn)入土壤的重金屬，以不同的方式被土壤截留固定。95%的Hg被土壤礦質(zhì)膠體和有機(jī)質(zhì)迅速吸附，一般累積在土壤表層，自上而下遞減。污水中的As進(jìn)入土壤后被鐵、鋁氫氧化物及硅酸鹽粘土礦物吸附，也可以和鐵、鋁、鈣、鎂等生成復(fù)雜的難溶性砷化合物。而Cd很容易被水中的懸浮物吸附，水中Cd的含量隨著距排污口距離的增加而迅速下降，污染的范圍較少。Pb很容易被土壤有機(jī)質(zhì)和粘土礦物吸附。Pb的遷移性弱，污灌區(qū)Pb的累積分布特點(diǎn)是離污染源近土壤含量高，距離遠(yuǎn)則土壤含量低。（3） 隨固

8、體廢棄物進(jìn)入土壤的重金屬隨固體廢棄物進(jìn)入土壤的重金屬 固體廢棄物種類(lèi)繁多，成分復(fù)雜，不同種類(lèi)其危害方式和污染程度不同。其中礦業(yè)和工業(yè)固體廢棄物污染最為嚴(yán)重。這類(lèi)廢棄物在堆放或處理過(guò)程中，由于日曬、雨淋、水洗重金屬極易移動(dòng)，以輻射狀、漏斗狀向周?chē)寥馈⑺w擴(kuò)散。有一些固體廢棄物被直接或通過(guò)加工作為肥料施入土壤，造成土壤重金屬污染。（4） 隨農(nóng)用物資進(jìn)入土壤的重金屬隨農(nóng)用物資進(jìn)入土壤的重金屬 農(nóng)藥、化肥和地膜是重要的農(nóng)用物資，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展起著重大的推動(dòng)作用，但長(zhǎng)期不合理施用，也可以導(dǎo)致土壤重金屬污染。絕大多數(shù)的農(nóng)藥為有機(jī)化合物，少數(shù)為有機(jī)-無(wú)機(jī)化合物或純礦物質(zhì)，個(gè)別農(nóng)藥在其組成中含有Hg、As

9、、Cu、Zn等重金屬。殺真菌農(nóng)藥常含有Cu和Zn，被大量地用于果樹(shù)和溫室作物，常常會(huì)造成土壤Cu、Zn累積達(dá)到有毒的濃度。 2 土壤重金屬污染的調(diào)控和防治 發(fā)展清潔工藝，加強(qiáng)“三廢”治理 嚴(yán)格執(zhí)行灌溉水質(zhì)和污泥使用標(biāo)準(zhǔn)。 提高土壤的緩沖性能和自?xún)裟芰Α?加強(qiáng)土壤水分管理，調(diào)節(jié)土壤Eh，進(jìn)而在一定程度上控制重金屬的行為。 施用改良劑（如石灰，碳酸鈣，磷酸鹽等）降低重金屬的活性，減少重金屬向植物體內(nèi)移動(dòng)。 用客土、換土和水洗的方法減輕重金屬的危害，但要防治二次污染。 通過(guò)植物吸收（植物修復(fù)）來(lái)減少土壤重金屬的污染。（二） 農(nóng)藥污染 農(nóng)藥的不合理使用會(huì)造成一系列的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，如大氣污染，水體污染，

10、土壤污染和食品污染。 農(nóng)藥的利用極低,施用 農(nóng)藥時(shí)只有10%施在作物上,其余90%或直接散落在土壤和水體中,或通過(guò)農(nóng)作物落葉,降雨而進(jìn)入土壤;有些農(nóng)藥難于降解,長(zhǎng)期存在于土壤;農(nóng)藥又可通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體。農(nóng)藥污染農(nóng)藥污染1 農(nóng)藥的轉(zhuǎn)移 農(nóng)藥進(jìn)入農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中，會(huì)發(fā)生一系列的化學(xué)、物理化學(xué)和生物化學(xué)的反應(yīng)過(guò)程，由于這些過(guò)程的發(fā)生，農(nóng)藥在生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)生遷移、轉(zhuǎn)化、降解、殘留、積累。 進(jìn)入土壤中的農(nóng)藥,可通過(guò)氣體揮發(fā),或隨水淋溶而在土壤中擴(kuò)散遷移.灑落在土壤表面的農(nóng)藥經(jīng)揮發(fā)進(jìn)入大氣,其揮發(fā)的速率,主要取決與農(nóng)藥本身的溶解度和蒸氣壓,以及土壤的濕度,溫度和土壤的結(jié)構(gòu),空隙,質(zhì)地等.沙壤,水分少和有機(jī)質(zhì)

11、少的土壤中農(nóng)藥較易向大氣中揮發(fā).農(nóng)藥的揮發(fā)造成了大氣的污染.農(nóng)藥的轉(zhuǎn)移農(nóng)藥的轉(zhuǎn)移農(nóng)藥的轉(zhuǎn)移 農(nóng)藥在動(dòng)物體內(nèi)的殘留 主要通過(guò)食物鏈積累。 農(nóng)藥在植物體內(nèi)的殘留 植物能吸收土壤中的農(nóng)藥，也能吸收噴施在其表面的農(nóng)藥。一般，非極性的農(nóng)藥可通過(guò)植物根表面吸收，而極性化合物易通過(guò)表皮傳輸給植物。2 農(nóng)藥的降解 農(nóng)藥在土壤中的降解作用有光化學(xué)降解，化學(xué)降解和生物降解等。 化學(xué)降解化學(xué)降解主要指在土壤中的農(nóng)藥通過(guò)化學(xué)反應(yīng)達(dá)到降解的目的。主要反應(yīng)為氧化還原，水解和分解反應(yīng)等。 光化學(xué)降解光化學(xué)降解主要指灑落在土壤表面，未被土壤結(jié)合固定的農(nóng)藥，在陽(yáng)光的照射下，吸收能量而發(fā)生自由機(jī)分解反應(yīng)。 生物降解生物降解是指微

12、生物降解 。3 農(nóng)藥防治（ 1 ）加強(qiáng)農(nóng)藥立法管理（ 2 ）開(kāi)發(fā)高效、低毒、安全的無(wú)公害農(nóng)藥和生物農(nóng)藥 （ 3 ） IPM (integrated Pest Management) 綜合管理 （ 4 ） 改進(jìn)用藥技術(shù) （三） 畜禽糞便污染 畜禽糞便中含有各種有機(jī)物、N、P，以及生化耗氧量（BOD）、化學(xué)耗氧量（COD），固體浮游物等對(duì)水質(zhì)有嚴(yán)重的影響。污水中所含的大量腐敗物會(huì)使水體富營(yíng)養(yǎng)化。同時(shí)畜禽糞便中含有大量的病原菌。畜禽糞便污染 被糞尿污染的水源畜禽糞便污染畜禽糞便的利用（ 1 ）作肥料 做堆肥或有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合肥。（ 2 ）作飼料 經(jīng)過(guò)分解稀釋進(jìn)凈化，再利用微生物，植物的同化和異化作用，最

13、終變成飼料。（ 3 ）作培養(yǎng)料 用作蚯蚓、蠅蛆、藻類(lèi)植物、食用菌等的培養(yǎng)料。（ 4 ）作燃料 用于沼氣的發(fā)酵原料。（四）氟污染 土壤植物系統(tǒng)的氟源來(lái)自于工業(yè)排放的含氟廢氣、渣、水。大氣中氟的主要來(lái)源是火山活動(dòng)和人類(lèi)的工業(yè)生產(chǎn)。 氟污染物有氟化氫、氟化硅、氟硅酸和氟化鈣微粒。以氟化氫為主。 土壤中的氟化物主要通過(guò)根系吸收進(jìn)入植物體內(nèi)。大氣中的氟主要通過(guò)葉面的氣孔進(jìn)去植物體。氟污染農(nóng)業(yè)環(huán)境氟污染的防治 推行清潔生產(chǎn)技術(shù)，減少氟的來(lái)源。 在氣態(tài)氟排放源影響范圍內(nèi)，廣泛種植吸氟能力強(qiáng)的樹(shù)種，減少作物對(duì)氣態(tài)氟的直接吸收和土壤對(duì)氣態(tài)氟的富集。 北方堿性鹽類(lèi)地區(qū)施用石膏，南方酸性土壤施用石灰可固定土壤水溶性

14、氟。 改善土壤滲透性能。 嚴(yán)格控制食物和飼料的含氟量。（五）固體廢棄物污染1 固體廢棄物污染概述 固體廢棄物（通常稱(chēng)為垃圾）：是指在生產(chǎn)建設(shè)、日常生活和其他活動(dòng)中產(chǎn)生的污染環(huán)境的固態(tài)、半固態(tài)廢棄物質(zhì)。 固體廢棄物污染：未經(jīng)處理的工廠廢物廢渣和生活垃圾簡(jiǎn)單露天堆放，占用土地、破壞景觀，而且廢物中的有害成分通過(guò)刮風(fēng)進(jìn)行空氣傳播，經(jīng)過(guò)下雨進(jìn)入土壤、河流或地下水源，這個(gè)過(guò)程就是固體廢棄物污染。 垃圾的分類(lèi)： 生活垃圾、工業(yè)垃圾、 醫(yī)療衛(wèi)生垃圾 、建筑垃圾等。 垃圾的分類(lèi)垃圾的分類(lèi)2. 固體廢棄物的危害固體廢棄物的危害固體固體廢棄物廢棄物污染水體污染水體污染土壤污染土壤污染空氣污染空氣占用耕地占用耕地危害人危害人體健康體健康影響環(huán)影響環(huán)境衛(wèi)生境衛(wèi)生（1）污染水體）污染水體（2）污染土壤）污染土壤（3）污染大氣）污染大氣（4）影響環(huán)境衛(wèi)生和景觀）影響環(huán)境衛(wèi)生和景觀2 固體廢棄物的處理和利用固體廢棄物的處理和利用 （1） 固體廢棄物處理和利用的原則固體廢棄物處理和利用的原則“資源化、減量化、無(wú)害化資源化、減量化、無(wú)害化”（2） 固體廢棄物處理和利用的措施固體廢棄物處理和利用的措施電電 力力燃燃 料料 油油紙、金屬、玻璃等紙、金屬、玻璃等固體固體廢棄物廢棄物焚焚 燒燒熱熱 分分 解解篩篩 選選堆堆