农药污染的特点范文
时间:2024-01-02 17:56:17
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篇1
关键词:土壤;农药污染;治理;技术
中图分类号:X53 文献标识码:A
据统计,目前世界上生产、使用的农药原药已达1000多种,加工成制剂近万种,大量使用的有100多种,主要是有机氯、有机磷和氨基甲酸酯等。这些化学农药的使用,对农林牧业的增产、保收和保存,以及人类传染疾病的预防和控制等方面都起到了非常大的作用。但毋庸置疑的是,化学农药的广泛应用已经对土壤造成了严重污染,导致土壤生态环境发生变化和农作物产品出现微量的残留农药,甚至危害到人畜健康。
1 农药污染的危害
农药按化学结构可分为有机氯类、有机磷类、有机氮类、氨基酸酯、有机硫、拟除虫菊酯、有机砷、有机汞等多种类型。如按用途可分为杀虫剂、杀菌剂、除草剂、杀线虫剂、杀螨剂、杀鼠剂、落叶剂和植物生长调节剂等类型。使用较多的是杀虫剂、杀菌剂和除草剂3大类。这些农药中含有多种化学成分,其中一部分化学元素具有残留期长、降解速度慢、污染长效性的特性,如果长期大量施用,将会对生态环境造成严重的污染。
1.1 农药污染的形成原因
农药污染的途径主要包括3个方面。
1.1.1 直接污染
即因喷洒农药可造成农作物表面沾附污染,被吸收后转运至各个部分而造成农药残留。污染的程度与农药的性质、剂型、施用方法及浓度和时间有关。
1.1.2 间接污染
即由于大量施用农药以及工业“三废”的污染,大量农药进入空气、水体和土壤,成为环境污染物。农作物长期从污染的环境中吸收农药,可引起食品二次污染。
1.1.3 生物富集作用于食物链而造成污染
某些化学物质在沿着食物链转移的过程中产生生物富集作用,即每经过一种生物体,其浓度就有一次明显的提高。某些理化性质比较稳定的农药,如有机氯、有机汞和有机砷制剂等,脂溶性强,与酶和蛋白质有较大的亲和力,不易排出体外,在食物链中通过生物富集作用逐级在生物体内浓缩,可使其残留量增高。
1.2 农药对土壤的污染
农药对土壤的污染是指人类向土壤环境中投入或排入超过其自净能力的农药,而导致土壤环境质量降低,以至影响土壤生产力和危害环境生物安全的现象。农药对土壤的污染与施用农药的理化性质、农药在土壤环境中的行为及施药地区自然环境条件密切相关,使土壤颗粒与土壤溶液界面上的农药浓度大于土壤本体中农药浓度的现象。吸附会降低农药的活性,影响药效的发挥,同时也阻滞了农药在土壤中的迁移和挥发。土壤的有机污染作为影响土壤环境的主要污染物已成为关注的热点。
土壤被农药污染后,会对农作物、土壤生物、生态环境等造成威胁。其中,土壤农药污染主要是通过植物根系的吸收被转运到植物组织或收获的产品中,农药在植物体内残留影响植物的生长,进入收获品中则影响农产品的质量和使用价值。当土壤中的残留农药被植物吸收通过农产品或者随着土壤表层饮用水进入人或动物体内,就会对人体的健康造成直接或间接的危害。当土壤中的残留农药通过影响某种生物的数量从而影响了当地的生物链就会严重影响环境。
1.3 农药进入土壤的途径
农药进入土壤的途径有4种:农药直接进入土壤。比如将农药直接施入土壤或以拌种、浸种和毒谷等形式施入土壤;向作物喷洒农药时,农药直接落到地面上或附着在作物上,经风吹雨淋落入土壤;农药随着大气沉降,经雨水溶解和淋溶后进入灌溉水和植株体内;随死亡动植物残体或用污水灌溉而将农药带入土壤。只有对农药在土壤中长期残留积累的方式和结果有了清楚的认识,才能够在预测和防治土壤化学农药污染工作中,采用正确的技术和方法。
2 土壤农药污染的防治措施与技术
2.1 预防措施
土壤农药污染治理工作不仅仅集中在事后治理,事先预防也是重要环节。做好预防是减少农药进入土壤数量,加强土壤环境保护的重要措施。
2.1.1 发展高效、低毒、低残留农药
所谓高效就是用量少,杀虫效果好;而低毒是指对人畜的毒性低,不致癌、不致畸、不产生特异病变。低残留是农药在施用后降解速度快,在食品中残留量少。
2.1.2 合理使用农药
根据《农药安全使用标准》等的规定对主要作物和常用农药规定了最高用药量或最低稀释倍数,最高使用次数和安全间隔期。
2.1.3 加强对农药的生产经营和管理
主管部门应依法加强对农药登记和农药监督管理工作,对未取得农药登记和农药生产许可证的农药不得生产、销售和使用。
2.1.4 加强培训工作力度,提高农业技术人员和农民科技水平
农业科技人员和农民是农药最直接的使用者,只有提高了他们的先进农业科技应用水平、农业生态环境知识、环保意识,让他们懂得农药污染的危害,才能够真正实现农药施用量的减少,降低农药污染的危害。
2.2 综合防治措施
综合防治是以生态学为基础的治理方式。实施综合治理,具有减少农药施用量、改善土壤物理和化学性状的优点。如采用先进农业技术来减少农药的施用量。广泛推动农业防治、物理防治和生物防治技术,来代替传统的化学防治。可以推广物理防治技术,以机械设备和现代工具来防治病、虫、草害。还可以利用有益昆虫和微生物防治农、林病虫草害。还可以利用改变耕作方式、休耕轮作制度,避免或减少病、虫、草害的发生,减少农药的施用量。农作物种类不同则对各种农药的吸收率也不同。在农药残留较重的地块,在一定时间内不宜种植易吸收农药的作物,以减少因药害而带来的经济损失。此外,在不同土壤耕作条件下,农药在土壤中的残留情况也不相同。如有机氯农药污染较重地块采用水旱轮作的方式,可减轻土壤污染程度。但是,由于化学农药具有广谱、快速、效果好、使用方便、成本较低等优点,化学防治目前仍然是各地防治农作物病虫草害的主要方法。
2.3 土壤农药污染治理工程技术
目前,针对土壤农药污染治理工程技术的研究,国内外均已有成功经验。主要的工程技术有焚烧技术、热解析技术、土壤淋洗技术、生物修复技术、使用土壤改良剂等方法。其中,前33种方法较为成熟,应用也较为广泛。
焚烧技术是国内外应用最多的工程治理技术,具有处理污染类型广(有机农药、重金属)、处理彻底、处理量大、处理周期短等工程特点。但焚烧技术为能耗型处理技术,处理费用高昂。此外,焚烧处理对土壤理化性质影响相当大,较为适合于污染浓度高、土方量小的工程。
热解析技术主要分为高温热解析技术和低温热解析技术,与上述技术相比,热解析处理为间接加热蒸发处理技术,具有处理温度较低(高温热解析处理温度范围为320~560℃,低温热解析处理温度范围为90~320℃)、处理量大、周期短及对土壤理化性质影响小等特点。
土壤淋洗技术主要应用于农药污染、重金属污染、石油类有机污染等大型工程治理。通过土壤粒级分离,采用水洗或是添加化学萃取剂萃取方式将附着于土壤固相各颗粒段污染物转移至淋洗剂液相,再配以污水系统处理污染物,从而达到去除污染物的目的。
其他工程技术,如生物修复法主要是利用植物的吸收利用、植物菌根微生物作用及其他微生物的吸收降解作用等方法;土壤改良剂法主要是添加石灰、碱性磷酸盐、碳酸盐、硫化物和增施有机肥等改良土壤性质,从而达到降低作物对污染物吸收效果。这些方法虽然在国内外有工程应用,但其存在处理周期较长,处理效果并不稳定及处理污染物针对性强等特点。
参考文献
[1] 赵书言.化学农药的土壤污染与治理[J].化学工程与装备,2011(08).
[2] 王小艺,黄炳球.农药对农业生态系统的影响与生态学控制对策[J].农业环境保护,1997(12).
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1 化肥对环境的影响
我国化肥利用率平均只有30%-35%,磷肥利用率仅为15%-20%,钾肥利用率也不超过65%。每年都有大量肥份流入水体,对环境产生了严重污染,对水体、土壤、大气、生物及人体健康造成严重危害。
1.1 对耕地的破坏 改革开放前,农田施肥以农家肥土粪为主,改革开放后,化肥成为主要肥料,而且许多农民基本依赖化肥,几乎到了没有化肥就种不了庄稼的地步。长期过量使用化肥,忽视有机肥,造成土壤结构变差,孔隙减少,土壤养份失衡,有益微生物数量甚至微生物总量减小,土壤板结,地力下降;农作物品质下降。
1.2 造成江、河、湖及地下水源的污染 农田径流带入地表水体的氮占人类活动排入水体的氮的51%,这些江、河、湖水域中氮和硝酸盐都是主要污染物,富营养化严重,同时造成地下水污染。许多地方农村浅水层饮用水发涩、发苦,开水污垢多,特别是蔬菜等经济作物种植区表现得更为突出。
1.3 威胁近海生物 大量氮肥流失为“赤潮生物”的迅猛增殖提供了丰富的氮营养条件,已成为赤潮的主要诱发因素之一。
1.4 影响人的健康 人或牲畜食用大量含有硝酸盐的植物后,导致高铁血红素白血症,使人们出现行为反应障碍,工作能力下降,头晕目眩,意识丧失等症状,严重的危及生命。饮用水、食物中硝酸盐超过一定含量,人食用后会受到很大毒害。
2 农药对环境的影响
农药一旦进入环境,其毒性,高残留性便会发生反应,造成严重的大气、水体及土壤的污染。
2.1 农药对大气的污染 农药微粒和蒸气散发空中,随风飘移污染全球。
2.2 农药对土壤的污染 主要由于在其使用中约有一半药剂落在土壤中,附在作物上的农药也因风吹雨打渗入土中,严重污染土壤,使土壤中农药的残留量及衍生物含量增加。由于农药本身不易被阳光和微生物分解,对酸和热稳定,不易挥发且难溶于水,故残留时间很长,尤以对粘土和含有机质的土壤残留性更大。
3 化肥、农药污染产生的原因
(1)农业、农村经济发展中农民缺乏生态环境保护的意识,很多农民片面追求产量最大化,劳动强度最小化,大量施用化肥、农药,不顾环境污染。
(2)当前一家一户的耕作方式和门类齐全的产业结构仍占主体,不利于化肥、农药污染防治技术的推广,无法从改善农业的生态环境着手对产前、产中、产后的全程控制和一体化质量管理。
(3)农业技术推广体系不健全,农业标准化,资源化利用、绿色食品、有机食品等先进实用技术推广工作力度不大,广大农民缺乏农技推广系统指导。
(4)农业环保立法工作滞后,农业环保、监督和执法、农业生态环境管理缺乏必要的法律依据,农业环境保护工作无法可依。
4 化肥对环境污染的防治措施
(1)科学、合理、规范使用化肥,大力推广、普及测土配方施肥,补充土壤缺少的肥份,减少施肥的盲目性。施肥时采取深耕、深施,结合节水灌溉技术,减少肥料流失。
(2)大力提倡使用农家肥,提高土壤有机质含量。农家肥包括人粪尿、畜粪、沼液、沼肥等,这些肥料不但来源广,成本低廉,主要特点是营养全面,各类元素齐全,农作物生长所需的各种大量元素和微量元素都能得到满足。
(3)积极推广微生物肥料,推广垃圾堆肥。垃圾堆肥和垃圾复合肥的产生既处理了城市垃圾;防止了污染,又能产生能够满足农业需要的高质量的有机肥料,具有积极的社会效益和经济效益。
5 农药对环境污染的防治措施
(1)科学合理使用农药,杜绝使用国家明令禁止的剧毒农药,在生产中积极使用高效、低毒、低残留农药,如吡虫啉、青虫菌、浏阳霉素、阿维菌素等。在防治上要有科学的针对性,注意用时间和方法,抓住关键时间,对症下药。
(2)推广无公害病虫害防治手段,减少农药使用,维护生态平衡。自然界是一个动态平衡系统,生态环境中各种有机体相互依存,相互制约。
6 化肥、农药污染综合防治措施
(1)加强对农民的宣传和教育,让他们从自身利益中认识到化肥、农药污染的严重性,认识到这种污染与人民的生存环境和身体健康紧密相连,帮助农民走生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展之路。
(2)要将农业、农村生态环境保护纳入环保产业发展重点,加大农业环保投入力度,特别是加大对化肥、农药防治投入的力度;建立生态环境补偿机制,增加农业生态财政扶持专项资金投入,加快化肥、农药综合整治。
篇3
1.农药的发展概况
农药的发展大体经历了三个历史阶段,即天然药物时代(约19世纪7O年代以前)、无机合成农药时代(约19世纪7O年代至2O世纪4O年代中期)和有机合成农药时代。
2.我国化学农药污染的现状
我国是一个.农业大国,农药使用品种多、用量人,其中70%~80%的农药直接渗透到环境中,对十壤、地表水、地下水和农产品造成污染,并进一步进入生物链,对所有环境生物和人类健康都具有严重的、长期的和潜在的危害性。
我国“预防为主,综合防治”的植保方针确立以来,农作物病虫害防治技术水平取得了较大的成就,但也存在化学农药用量过大,一些地区单纯依赖化学农药治虫防病等突出问题。我国白1983年始限制了有机氯的生产和使用,有机氯对环境的污染状况有了极大的改善,但在原有机氯重污染区,还将出现局部的、间歇性污染。
我国化学农药生产企业的规模、设备和技术力量比较落后,化学农药品质还不能令人满意。近十儿年来,化学农约品种虽然发生了较火的变化,开发了不少新品种,但整体上还是以老的传统品种为主体,各类化学农药品种比例不合理、产品显老化、剂型单调。
在我国,杀虫剂1化学农药的70%以上,而其中高毒害杀虫剂有机磷又占70%以上;原约产量达万吨以上的品种有l2个,其中杀虫剂l1个,除草剂1个。农约剂的开发与国外相比尚有很人的差距,在美国,原约与制剂之比为1:36,也就是说一种农药往往有36种制剂,日本为l:30,而我国仅为l:5,开发的余地很大。
3.农药的危害
3.1农药污染对人体健康的危害
农药既是重要的农业生产资料,又是对生物体有害作用的化学物质,即具有毒物的属性。农药可经消化道、呼吸道和皮肤三条途径进入人体而引起中毒,其中包括急性中毒、慢性中毒等。由于人们的生活方式不同,有误服、误食、食用不卫生的水果,蔬菜和不注重个人的清洁卫生的情况而引起药物性中毒,而有些农药能溶解在人体的脂肪和汗液中,特别是有机磷农药,可以通过皮肤进入人体,危_害人体的健康。
急性中毒多发生于高效农药,尤其是高毒有机磷农药和氨基甲酸农药。这两种农药急性中毒都引起头晕头痛、恶心、呕吐、多汗且无力等:严重则昏迷、抽搐、吐沫、肺水肿、呼吸极度困难、大小便失禁、甚至死亡。慢性中毒是经常连续、吸入或皮肤接触较小量农药;使毒物进入人体后逐渐发生病变和中毒症状。此过程一般发病缓慢,病程较长,症状难于鉴别,也往往被人们忽略。我国除农药研制,生产人员外,因运输、贮藏和使用接触农药的人数达几百万之多,是一个相当庞大的群体。又因农药使用人员的自我保护设施和自我保护意识较差等原因,引起药物中毒,危害生命。
3.2农药对生态环境的污染
在科学发展的今天,农药对生态环境的污染尤为严重。这是为什么呢?其中就包括了一个从量变到质变的过程。即可从本底值标准和农药卫生标准或生物标准两方面来理解农药污染。如果污染物的含量超过本底值,并达到一定数值就称为污染。污染物浓度超过卫生标准或生物标准,一般称之为污染或严重污染。这些都危害着人体健康,危害着生物和环境。
3.2.1农药对水环境的污染
3.2.1.1水体中农药的来源途径
水体中农药的来源主要是以下几个方面:向水体直接施用农药;含农药的雨水落入水体;植物或土壤粘附的农药,经水冲刷或溶解进入水体;生产农药的工业废水或含有农药的生活污水等都时刻危害着地表水和地下水的水质,不利于水生生物的生存,甚至破坏水生态环境的平衡。
3.2.1.2农药污染对水环境的危害
在有机农药大量使用期,世界一些着名河流,如密西西比河、莱茵河等的河水中都检测到严重超标的六六六和滴滴滴。有时为防治蚊子幼虫施敌敌畏,敌百虫和其他杀虫剂于水面;为消灭渠道、水库和湖泊中的杂草而使用水生型除草剂等造成水中的农药浓度过高,大量的鱼和虾类的水生动物死亡。还在一些农药药夜配制点有不少药瓶和其他包装物,降雨后会产生径流污染,施药工具的随意清洁也造成水质污染。
3.2.2农药对土壤的污染
3.2.2.1土壤中农药的来源途径
农药进入土壤的途径有三种情况:第一种是农药直接进入土壤包括施用的一些除草剂,防治地下害虫的杀虫剂和拌种剂,后者为了防治线虫和苗期病害与种子一起施入土壤,按此途径这些农药基本上全部进入土壤;第二种是防治病虫害喷撒农田的各类农药。它们的直接目标是虫、草,目的是保护作物,但有相当部分农药落于土壤表面或落于稻田水面而间接进入土壤。第三种是随着大气沉降,灌溉水和植物残体。
3.2.2.2土壤农药对农作物和土壤生物的影响
土壤农药对农作物的影响,主要表现在对农作物生长的影响和农作物从土壤中吸收农药而降低农产品质量。农作物吸收土壤农药主要看农药的种类,一般水溶性的农药植物容易吸收,而脂溶性的被土壤强烈吸附的农药植物不易吸收。
在前苏联的实验资料中显示水溶性农药乐果很易被莴苣,燕麦和萝f、等作物吸收,作物与土壤中农药浓度之比为5.3—4.8。植物对乐果的吸收系数是很高的农作物还易从砂质土中吸收农药,而从粘土和有机质中吸收比较困难。蚯蚓是土壤中最重要的无脊椎动物,它对保持土壤的良好结构和提高土壤肥力有着重要意义。但有些高毒农药,比如毒石畏、对硫磷、地虫磷等能在短时期内杀死它。
除此之外,农药对土壤微生物的影响是人们关心的又一个农药对微生物总数的影响,对硝化作用、氨化作用、呼吸作用的影响。而对土壤微生物影响较大的是杀菌剂,它们不仅杀灭或仰制了病原微生物,同时也危害了一些有益微生物,如硝化细菌和氨化细菌。随着单位耕地面积农药用量的减少,除草剂和杀虫剂对土壤微生物的影响进一步地消弱,而杀菌剂对土壤微生物的负面作用将会更加地成为我们关注的对象。3.2.3农药对大气的污染
由于农药污染的地理位置和空间距离的不同,空气中农药的量分布为三个带。第一带是导致农药进入空气的药源带。在这一带的空气中农药的浓度最高,之后由于空气流动,使空气中农药逐渐发生扩散和稀释,并迁离使用带。此外,由于蒸发和挥发作用被处理目标上的和土壤中的农药向空气中扩散。由于这些作用,在与农药施用区相邻的地区形成了第二个空气污染带。在此带中,因扩散作用和空气对流,农药浓度一般低于第一带。但是,在
一定气象条件下,气团不能完全混合时局部地区空气中农药浓度亦可偏高。第三带是大气中农药迁移最宽和农药浓度最低的地带。因气象条件和施药方式的不同,此带距离可扩散到离药源数百公里,甚至上千公里远。
农药对大气污染的程度还与农药品种、农药剂型和气象条件等因素有关。易挥发性农药,气雾剂和粉剂污染相当严重,长残留农药在大气中的持续时间长。在其他条件相同时,风速起着重大作用,高风速增加农药扩散带的距离和进入其中的农药量。
化学农药的大量使用不但造成了土壤、大气和水资源的污染,同时,在动、植物体产生了化学农药的残留、富集和致死效应,已经成为破坏生态环境、生物多样性和农业持续发展的一个重大问题,应当给予充分的重视。而如何解决这一问题也成为了人们关注的焦点。笔者认为,在农业生产中,应该充分发挥农田生态系统中业已存在的害虫自然控制机制,综合运用农业防治、物理机械防治、生物防治和其他有效的生态防治手段,尽可能地减少化学农药的使用。
4.农药污染的特点
化学农药对环境的污染主要是毒化大气、水系和土壤,造成对自然的污染,影响生活在自然界中的各种生物,引起生物相的改变,敏感种的减少与消失,污染种的增多与加强。
4.1化学农药对生物的直接毒害
化学农药人致分为三类,即杀虫剂、杀菌剂和除草剂。杀虫剂是非特效毒药,不是只对一种目标害虫,而是对所有的生命都有毒性,对人类的危害最大。现在全世界每年冈杀虫剂中毒者近百万人、死亡者数万人。有一些化学农药虽然急性毒性较低,但在施用后对环境具有严重的潜在危害,有较高的慢性或“三致”毒性,即最终可能导致动物的致畸、致癌,甚至还可能损害生物体的遗传机制,引起基冈突变。
4.2化学农药的“3R”问题
一是农药的不断使用,导致害虫抗药性增强,化学农药的使用逐渐失去了它正常的防治效果,从而只有通过不断加大农药的使用量和使用次数来达到除害的目的,这就加剧了化学农药对环境的影响:二是由于目前使用的杀虫剂,大多数还缺乏选择性,在杀死害虫的同时往往也将它们的天敌杀死或杀伤,因而造成害虫再猖獗为害及次要害虫上升为害;三是化学农药使用后会以各种形式残留在农作物和其它环境要素(土壤、农产品、地下水等)中,有了残留,也就有了生物富集问题。由于生物富集和食物链传递,积少成多,积低毒成高毒,从而对人体健康造成极大的潜在威胁。
5.实施持续植保,控制农药污染
尽管我国实施“预防为主,综合防治”的植保方针以来,在病虫害防治上取得了一定的成效,但控制化学农药对环境污染的任务仍相当艰巨,我们必需实施持续植保,使植保作的功能兼顾持续增产、人畜安全、环境保护、生态平衡等多方面的要求,针对整个农田生态系统,研究生态种群动态和相关联的环境,采L}j尽可能相互协调的有效防治措施,充分发挥白然抑制因素的作用,将有害生物种群控制在经济损害水平下,使防治措施对农田生态系统的不良影响减少剑最低限度,以获得最佳的经济、生态;flI社会效益。
5.1建立有害生物防治新思想体系
生物防治是综合治理的重要组成部分,是利用生物防治作用物(天敌昆虫和昆虫病原微生物)来调节有害生物的种群密度,通过生物防治维持生态系统中的生物多样性,以生物多样性来保护生物,使虫口密度能持续地保持在经济所允许的受害水平以下。传统有害生物控制主要是通过抗病、虫品种植物检疫,耕作栽培制度以及物理化学防治等措施。
从持续农业观念看,有害生物防治应在更高一级水平上实现,其中包括转抗病、虫基因植物的利川,病、虫、草害生态控制,生物抗药性的利用等。将克隆到的抗病、虫基因通过生物[程手段转移至优良品种基因组内以获得高抗病、虫优良新品种的_J:作是近二十年来各国学者抗病、虫育种的热点,目前已取得重大突破。如通过转移苏云金芽孢杆菌的Bt基因已成功地获得高效抗虫棉,抗虫水稻和抗虫大白菜,其中抗虫棉已在生产上推陈出新广泛应用。中国科学院微生物研究所成功地将Bt基因转移至杨树中,获得的抗虫杨树已进入大田试验阶段。农作物、有害生物和环境是一个相互依赖、相互竞争的统一体,通过改善生态环境,比如轮作休闲、作物布局、耕作制度、栽培管理等都可以调=农作物的生长发育,控制有害生物发生危害。近几年来,转抗除草剂基因作物的培育和利用已成为育种和植保作的重点之一,目前已获得抗草甘膦、草胺膦的玉米、大豆、油菜、棉花以及抗草胺膦烟草1水稻等多种抗除草剂作物,使得一些选择性不高的除草剂得以广泛使用,有效地控制杂草群落的演替。
5.2大力发展植物源农药
.植物源农药具有在环境中生物降解快,对人畜及非靶标生物毒性低,虫害不易产生抗性,成本低,易得等优点,尤其是热带植物中含有极具应用前景的植物源害虫防治剂活性成分尚待开发,现已发现楝科中至少有l0个属的植物对虫有杀灭活性,因此是潜在的化学合成农药的替代物。在克服害虫的抗约性及减少环境污染方面,植物源农药具有独特的优势,近几年来国内植物性农药产品的开发发展很快,先后有鱼藤精、硫酸烟碱、油酸烟碱、苦参素、川I楝制剂等小规模工业化生产。
5.3研究开发有害生物监测新技术
要在植物病原体常规监测方法中的孢子捕捉、诱饵植株利用、血清学鉴定基础上开展病原物分子监测技术的研究,采用现代分子生物学技术监测病原物的种、小种的遗传组成的消长变化规律,为病害长期、超长期预测提供基础资料。对害虫的监测也可利用现代遗传标记技术(RFLP’RAPD等)监测害虫种群迁移规律。对于杂草应充分考虑到杂草群落演替规律,分析农作物——杂草、杂草——杂草间的竞争关系,另外还应考虑使用选择性除草剂给杂草群落造成的影响,对杂草的生态控制进行研究。
5.4建立有害生物的超长期预测和宏观控制
为适应农业的可持续性发展,预测、预报应对有害生物的消长变化作出科学的判断,也就是要对有害生物消长动态实施数年乃至十年的超长期预测。要在更人的时空尺度内进行,其理论依据不单单只是与有害生物种群消长密切相关的气候因子,亦包括种植结构、环保要求、植保政策以及国家为实现农业生产持久稳定发展所制定的政策措施。
篇4
农药可以对环境造成广泛影响,它通过大气、水体、土壤、作物经食物链富集造成危害。
由于农药的化学性质不同,在环境中的降解度不同,对人体的影响也不同。环境中的农药,可通过消化道、呼吸道和皮肤等途径进入人体。其中有机磷农药、有机氯农药污染是造成人体急性或慢性中毒的主要污染物。有机磷农药是一种神经毒剂,它能抑制体内胆碱酯酶,造成乙酰胆碱聚积,导致神经功能紊乱等。急性中毒表现症状有:恶心、呕吐、呼吸困难、瞳孔缩小、肌肉痉挛、神志不清等。慢性中毒主要症状有:头痛、头晕、乏力、食欲不振、恶心、气短、胸闷等。有机氯农药慢性中毒类似有机磷农药中毒症状,并伴有腰痛、肝肿大和肝功能异常等症候。有机氯农药的脂溶性特点(即不溶或微溶于水,易溶于脂肪),决定了它在人体脂肪中的蓄积。此外,有机氯农药还可以对人体和动物造成内分泌系统、免疫功能、生殖机能等广泛影响。经动物试验证明具有致突变、致畸和致癌作用。
篇5
茧丝绸行业协会的蚕桑业务部门,在XX年初召开全市各县(市、区)蚕桑站主要负责人会议,部署全年蚕桑生产,提出“思路、六大重点”。“思路”:认真做好宣传工作;抓好技术培训;高度重视,打好春蚕生产攻坚战;注重量的扩张,培植优质高产桑园;采取着力措施,提高蚕桑生产综合竞争力;完善蚕桑生产台账建设,加强蚕种秩序管理;逐步建立对灾害性气候及突发事件的应急预案;加强桑树保护,逐步恢复桑病虫测报防治系统。“六大重点”:加强蚕桑生产宣传工作;精心做好春蚕饲养工作;提高蚕桑综合竞争力;着力桑园规模扩张;提高省力化养蚕水平;加大蚕种质量监管力度。因思路清晰,主攻目标明确,从而推进了我市蚕业的良性发展。
二、着力解决盐城蚕桑史上从未有过的缺种难题
市茧丝绸行业协会蚕桑业务部门的技术人员,在XX年冬至XX年春,先后4次赴陕西、四川、云南等地,行程2万多公里,调进优质蚕种12万张,确保了我市春季蚕桑生产的需要。
三、提升蚕种生产能力
茧丝绸行业协会蚕种生产业务部门,在XX年初针对上年秋季多灾气候,蚕种生产大幅减产的状况,对全市8个蚕种场认真进行生产能力的核定工作。对每个场的“症结”进行逐一排查,并带着问题深入各场进行探讨,加速改进。同时对全市蚕种生产的布局实施优化调整,立足春季生产,秋季生产比例不超过春季的70%,增大蚕种生产的安全系数,保证丝茧育供种的稳定性。
四、实施科技入户工程
茧丝绸行业协会和蚕桑站共同建立了“盐城蚕业”网站,并创建了“盐城蚕桑信息台”,利用这些载体,对全市蚕桑重点乡镇的分管乡镇长、村技术人员、共育大户、养蚕大户计XX多人(户),实施引进蚕种饲养技术、气象信息、茧丝绸市场行情、蚕期中应急技术措施等到方面的技术辐射。茧丝绸行业协会蚕桑部门并以“盐阜大众报”和“盐城电视台”为媒介传播载体,做好蚕桑及茧丝绸行情的宣传,推进了全市蚕桑生产的健康发展。
五、做好各项检查验收工作
茧丝绸行业协会蚕桑业务部门的技术人员,针对XX年春蚕饲养品种、涉及种场、横跨区域是盐城历史上前所未有的特殊情况,强化了蚕种催青的检查工作,推进各项责任、关键技术措施的到位率。严格蚁蚕生命率调查,对7个省份、17个蚕种场、280个批次、32万张的蚕种,抽样280个,提前感温催青,进行蚁蚕生命率的调查,掌握了外调蚕种的内在质量,为春蚕生产打好前奏。针对蚕种订购的“热点区域”,强化蚕桑生产台账检查,并在蚕期中做好家蚕生长状况的跟踪调查工作。
六、切实解决了秋季大范围的农药污染问题
市茧丝绸行业协会蚕桑业务部门的技术人员,针对XX年秋季持续高温、农作物大面积频繁治虫、农药污染严重、蚕桑生产受到严重威胁的实际情况,联合县(市、区)乡(镇)蚕桑技术部门,通过艰苦地排查,一一摸清了与桑园相邻田块的用药情况,指导蚕农对症下药,把农药污染对桑园的污染降到最低程度,为实现仅蚕桑一项在全市农民增收中贡献60元的份额打下了基础。
篇6
投产条件:
以年产5000台(E2级锅炉)计算:需厂房500平方米,电焊机15台,卷板机(4×1500mm)1台,气泵1台,台钻1台,切割机1台,砂轮机1台以及相应的辅助设备、设施;工程技术人员4人,持证焊工4人,操作上人,管理人员若干。
成本及利润评估:
制造成本1200元/台左右,其它税、费200元/台左右。销售价格2000元/台左右,以年产销5000台计算,可年获纯利300万元左右。我国有数百万户菌农,市场潜力极大。果树粘虫胶 赵国栋
产品简介:
该胶涉及化工技术,采用无毒、无味的高分子化学材料经增粘及脱溶加工而成。随着社会的进步。人类对环境的要求也越来越高。农药污染是影响环境的重要因子,减少农、林产品的农药残留势在必行,采用物理杀虫,生物农药杀虫技术是减少农药污染、生产无公害及绿色食品防治害虫的重要手段,可用干多种林果生产,市场需求量很大。果树粘虫胶是采用物理杀虫技术,利用林业、果树的部分害虫在地面越冬,然后再经树干繁衍的生活习性,使用粘虫胶粘住上树害虫不能完成繁衍生息,而保护林果不受危害的一种技术。多年实践证明,可用于防治红蜘蛛类、尺蠖类等多种害虫,效果很好,该胶一般风吹、雨淋、日晒不影响效果,有效期2-4个月。
使用方法:
将树干老皮刮平后,先用胶带纸(最好黄色)绕树干缠一圈,然后将粘虫胶均匀涂在上面即可。该胶无毒、无味、无腐蚀、不易燃,使用安全,粘在手上的胶,可用油类擦洗即掉。在阴凉干燥处贮存期5年。
投产条件:
具备厂房,三相电源及设备。按日产一吨计算,设备投资需6万元。
篇7
在全校范围内为本科生开设公选课环境与健康,目的是通过本课程的学习,使学生系统地掌握环境与健康基础知识,了解国内外环境现状、生态环境保护的形势和环境与健康教育的有关信息,了解自然环境和生活居住环境与人群健康之间的关系,掌握各种环境因素的健康效应及其与疾病的关系,充分认识到如何利用有利环境因素和控制不利环境因素促进健康。通过对本课程的学习,使学生增强环境危机意识,提高保护环境的责任感和使命感,识别和抵制生活和生产过程中形成的种种有损环境的行为,树立正确的环境道德准则和自觉的参与意识,逐渐形成良好的环保行为规范。同时,树立正确的健康观念,预防疾病,提高身体素质。因此,环境与健康课程的开设,对于学生获得认识和解决环境与健康问题所需的基本知识、技能和素质,成为具有保护和传播环境安全理念和健康意识的、参与经济社会可持续发展实践的新一代大学生具有重要的意义。
二、课程主要教学内容
环境与健康是应用生物科学、环境科学的基础理论和技术,系统地研究自然环境、生活环境和人群健康关系的一门新兴的跨学科研究领域。由于授课对象多为非生物和医学专业的本科生,对生态环境的了解相对有限,而这些内容又与自身健康息息相关,很多本科生对本课程内容表现出浓厚的兴趣。因此,在选取授课内容时,要充分考虑到不同专业学生的知识基础和兴趣,拟定教学内容。
经过连续5年10个学期的教学实践和探索总结,确定了本课程的基本教学内容。第一章为环境与健康概论,重点介绍人类健康与疾病的生态学基础,人与环境的辩证统一关系,微量元素与健康,环境污染与健康及环境安全;第二章为水环境污染与健康,介绍水体污染源、污染物及水体污染的危害,水质标准和饮用水卫生;第三章为大气污染与健康,生活中常见大气污染物及其来源,大气污染对人类健康的影响以及空气质量标准;第四章为物理污染与健康,介绍当前对人类影响最大的噪声污染、放射性污染、电磁污染、光污染等及其对健康的危害;第五章为农药污染与健康,日常生活中主要的农药污染及其对人体的危害,农药污染的防治和污染食物的处理;第六章为食品安全与健康,当前存在的食品安全问题及各种食品污染对健康的危害;第七章为室内空气污染与健康,介绍室内空气污染的特点、室内装修中存在的主要污染问题及控制对策;第八章为生物入侵与生物安全,主要介绍生物入侵的危害与对策、生物技术与安全。
上述教学内容决定了该课程具有鲜明的科学性、社会性、时代前沿性,将全球当今典型的环境问题与健康问题紧密联系起来,综合性、科普性、趣味性强,易于理论联系实际,非常适合作为综合性大学本科生的公选课来开设。2008年开课至今,已经连续授课共计19个班(100人/班),选课学生达1900人,涉及范围涵盖全校大多数专业(除医学和生物学)的本科生,学生评价很好,是颇受本科生喜爱的一门全校性公选课。
三、教学方法与考核
丰富教学手段,充实教学内容。在实践教学中,充分恰当地利用课件、视频、动画等多媒体教学手段,使教学内容形象直观,教学形式生动活泼。由于公选课每周只安排一次,间隔时间较长,容易导致学生记忆信息的遗忘,这就要求教师在课堂上对学生进行积极有效的引导和强烈的信息刺激,才能达到良好的教学效果。在多媒体课件制作中,围绕重点内容,参考国内外最新资料,反复筛选和重新编辑制作出符合我校学生特点的多媒体课件。同时,针对教学内容,注意收集播放相关制作精良的影碟,如在讲授物理污染与健康一章时,放映有关切尔诺贝利核电站爆炸事件、光污染等;在讲授水环境污染与健康一章时,放映关于水俣病的视频;在讲授食品安全与健康一章时,放映著名营养学专家关于饮食与健康的讲座视频。这些视频与生活实际紧密结合,对强化课堂教学内容起到了重要的辅助作用。5年来的教学实践证明,多媒体课件和影像资料的结合运用,极大地丰富了课堂内容,有效地提高和调动了学生的学习兴趣。同时,注重培养学生的独立思考和自学能力,向学生介绍一些重要的环境与健康网站、医学网站和生态学网站、书籍、期刊杂志等,使学生根据自己的兴趣爱好不断拓展知识面。
严格制定课堂考勤制度,加强对学生学习过程的检查和评价。采用课堂考勤、讨论、作业、课程论文相结合的考核方式,其中考勤、讨论、作业占总成绩的40%,课程论文占总成绩的60%。这样既考核了学生对本课程基础知识的掌握程度和运用能力,又提高了其论文撰写的能力。应用网络工具加强教学管理和师生交流。建立本课程的公共邮箱,学生可以随时提出疑难问题和自己的观点,互相讨论,教师定期对所讨论的典型问题进行提炼总结,在课堂教学中进行补充讲解。目前,我们正在积极进行课程网站建设,通过网络教学环境,让更多的学生(包括未选修的)受益,使师生之间、学生之间交流更为方便、快捷和顺畅。
开课5年的教学效果比较见表1,学生对教师的评价成绩由2008年的80.50分上升到2012年的92.80分;学生期末考核平均成绩也逐年升高,由2008年的76.20分上升到2012年的86.90分;通过问卷调查的统计数据显示,选修此课后认为收获很大的学生所占百分率逐年上升,2012年达到86.80%。说明随着教学内容的不断充实、教学方法的不断改进以及考核制度的不断完善,该课程的教学效果得到了显著的提高。
四、结语
篇8
1 土地污染的成因、形式和我国现状
1.1 土壤污染的成因。
土壤的污染是由两个方面的原因形成,一个是人为因素,发生在农业生产过程中如不当使用农药等、以及其他人类活动中如工业污水流经的土地引起的土壤污染等;另一个就是自然因素所造成的污染,自然因素造成的土壤污染其因果关系和机理较为复杂,就我国农业用地的污染主要来自不当的农业种植方式如滥用农药、化肥等和工业污染所带来的土壤重金属含量超过国家和世界标准许可的范围。
1.2 土壤污染的表现形式。
土壤污染也称作“看不见的污染”, 土壤污染主要分为土壤生态污染、重金属污染、农药污染等,在人们将注意力转向土壤污染时,关注农药、重金属、污水灌溉等造成的土壤污染,这本未可厚非,但是在土壤污染防治时应该着眼于更大范围,土壤污染、土地退化是土壤质量变化过程的不同方面,是人为因素和自然因素两个方面相互作用的结果,只有从大的视野考察问题才不可能陷入狭隘“就事论事”的局限。从目前大背景下分析,土壤污染是环境污染一个部分,而土壤污染由可分为在农业生产本身活动所引起的土壤污染和由其他原因产生的土壤污染如工业污水排放;土壤在生物圈中所处的特殊位置决定了土壤是最为容易受到污染的生态系统,现代意义上的环境污染是以人为因素为主,在我国的河流中,82%的河流受到不同程度污染,我国的空气质量总体呈下降趋势,酸雨区范围不断扩大。从小区域上看,我国农村的小工厂、作坊和低水平的城镇化是土壤污染的直接原因之一。
1.3 土壤污染的直接危害。
简单的说,土壤污染有三个方面的直接危害,土壤污染主要分为土壤生态污染、重金属污染、农药污染等,农作物、食品被污染的消息经常见诸于媒体,土壤污染已经严重地威胁到人民的身体健康和生命安全;我国每年有大量的农产品出口到国外,而且大部分是发达国家,这些国家在防治土壤污染带来的危害方面有比较完整的法律、标准和检验手段,我国的农产品多次被检查不合格,客观上土壤污染是罪魁祸首。土壤生物污染,它可以将传染性病菌、病毒、虫卵带入土壤,危及植物和人类自身的安全,SARSE病毒和禽流感就可以通过这样的途径传播。土壤污染的另一个主要危害是对土壤本身,土壤污染导致土壤环境质量下降、土壤结构破坏、理化性质发生变异,其直接后果是农产品产量下降、农产品受到污染。土壤在受到污染后,即使在人为干预的情况下,土壤污染的恢复需要很长的一个时间周期,有的甚至无法恢复,恢复的经济代价远远大于采取防止措施的代价。
2 我国土壤污染防治
2.1 政府在土壤污染防治的职责
2.1.1 综合管理部门的职责。
我国环境污染防治一般按照专业和综合部门划分,从我国目前的情况,土壤污染防治主要由环境保护部门履行,属于综合部门管理,环境保护部门职责应该集中于外部因素所造成的土壤污染;我国《农业法》第66条规定:“县级以上人民政府应当采取措施,督促有关单位进行治理,防治废水、废气和固体废弃物对农业生态环境的污染。排放废水、废气和固体废弃物造成农业生态环境污染事故的,由环境保护行政主管部门或者农业行政主管部门依法调查处理;给农民和农业生产经营组织造成损失的,有关责任者应当依法赔偿。”这一条规定应该成为政府履行其法定职责的依据,并可以在土壤污染防治法中进一步细化。
2.1.2 农业管理部门的职责。
矫正不合理的农业生产方式、减少土壤污染是农业管理部门的职责所在,另一方面,推广适合当地农业环境的、先进的农业生产模式才能根本上防止土壤,我国《农业法》第8章 “农业资源与农业环境保护” 共计10条从土地质量、转基因农作物、退耕还林、草原保护、小流域治理、环境污染防治、农药管理等方面有比较全面的规定。这些规定应该在土壤污染防治法中具体化、规范化,尤其是农业部门在土壤污染防治中职责与工作范围有待明确、确定。
2.2 利用市场机制整治土壤污染。
在市场经济条件下,利用现有的法律法规、充分发挥市场配置资源的优势,是整治土壤污染的基础性机制,将土壤污染治理与经济利益联系里起来,通过整治土壤污染并获取经济利益;将土地使用权或者承包经营权与经营者的经济利益和效益相与土壤污染的防治结合起来。
2.3 划定土壤污染的区域。
篇9
关键词:红层;农业面源污染;地下水;含水层
中图分类号:X32 文献标识码:A
文章编号:1674-9944(2013)01-0005-03
1 研究区地形地貌分析
转龙位于金堂县城东南60km左右(图1),属川中丘陵之西部边缘,海拔400~560m。转龙场至土桥镇一带县境之最东南部地貌形态为羽状谷串珠状深丘,地层岩性以侏罗系蓬莱镇组(J3p)为主,岩性为紫红色泥岩为主夹数层细沙岩的河湖相沉积建造,所夹砂岩厚10~20m,蓬莱镇组总厚度1086~1162m,在区内东南部仅其上段部分地层出露,出露厚度150m。
研究区所在的金堂县位于四川省东部地区,跨四川盆地中部及西部两大褶皱带,属丘陵低山区,地形复杂,地貌多样,山、丘、坝皆有,有典型的三分性,地貌格局呈明显的过渡性。地势总体是中部高,东西两侧低。整个地形由西北斜向东南,形成西北至东南距离长,南北距离短的狭长地形特点。出露地层多为中生代中上时期红色砂岩。地貌分为构造剥蚀型、侵蚀型造型、侵蚀堆积型三大类,转龙主要为深丘构造剥蚀型(图2)。经调查得知转龙地区山丘主要以种植桑树和玉米为主。而在其低洼处则主要以水稻为主。其对不同化肥的需求,导致其同一地区同时受不同污染物的污染,由于其种植面积大,直接导致施肥引起的污染面广。
由上地形分析可知转龙地区河水补给地下水,因此工业废水直接可能进入地下水含水层,使部分离子含量超标,危害人类健康。废渣则直接导致土地的板结,不能使用,造成土地浪费等问题。
根据图2得出其地貌相对高程参考如表1。
2 研究区气象、水文概述
2.1 气象特征
金堂县属中国亚热带湿润季风气候区,气候温和、四季分明、冬无严寒、夏无酷暑、湿度大、日照少、无雾期长等特点,年均温17.3°,秋季气温下降快,带有秋绵雨。冬季较冷,少有结冰,霜期短,无霜期可达300d以上。全县多年平均降雨量为910mm,多年平均日照1256.5h。多年平均降雨量920.5mm,2003年全年降水量500.4mm。降雨量时空分布不均,主要集中在6月~9月,占全年降雨量的62.1%,12月~次年2月降雨量仅占全年的2.3%,见表2。
冬春干旱频率在90%以上,夏旱频率在77.0%,伏旱频率在37%。由于夏旱发生频率较高,直接影响大春作物的播种、出苗及生长,造成十分严重的损失。在地域上降雨量自西北和东南向中部递减,西北部平坝区和龙泉山区及东南部的土桥地区年降雨量在900mm以上,而龙泉山东侧的高板、三溪、金龙等地年降雨量在800mm左右,形成干热气候区。这样的降雨量对于一个受农业面源污染的地区,造成了地下水资源的更加紧缺。
由于受大气环流支配,金堂县丘陵区年降雨量和年径流深均属全省盆地低质区,年平均降雨量与全省平均比较少20%~50%,年平均径流深少54%左右,与全省比较约少300mm左右。同时,由于降雨的季节分配和地区分布很不均匀,年内各季节降雨变化十分大。最多年降雨量达1620.3mm(1961年),最少年降雨仅487.9mm(1996年),降雨主要分布在6~9月,该时段降雨量占全年的76.6%,所以又极易出现洪涝灾害。而在春季农业用水高峰期,降雨量仅占全年的4%左右。根据1980年以来的多年平均降雨量统计计算,不同保证率降水量是:平水年(P=50%)降水量是854.8mm,偏枯年(P=75%)降水量是764.4mm,枯水年(P=95%)降水量是563.3mm。降雨量较1980年以前有所降低。由于降雨在时间和空间的分布不均匀在当地造成的地下水分布不均匀。降雨直接影响农民的施肥和种植情况,同时导致不同的农业面源污染类型。
2.2 水文特征
金堂县境内流域面积大于50km2的河流有13条,均属沱江水系。沱江是长江的一级支流,也是四川省的主要河流之一,发源于德阳市绵竹九顶山,金堂三皇庙水文站以上流域面积6590km2,县境内沱江干流长60.25km(含北河)。据三皇庙径流统计,沱江多年平均径流量为277m3/s,多年平均径流量71.6亿m3,多年平均径流深1086mm。其次为资水河,县境以上流域面积577km2,多年平均流量3.7m3/s,径流总量1.25亿m3。除沱江及其主干支流毗河、中河、北河外,其余河流,流短量少。
本县境内多年平均径流总量3.26亿m3,地下水蕴藏可开发量0.6亿m3,全县水资源总量为75.46亿m3。
面源污染具有很大的随机性、不稳定性和复杂性,受外界气候、水文条件的影响很大。由于境内河流较多,因而面源污染会直接影响到整个流域,以分散的形式间歇地向水体排放污染物,这种时间上的间歇便与降水过程有关。农作物施用的化肥会由于降雨径流的携带渗入土壤深部从而影响地下水水质。而流域内生活污染源主要来自居民的生活用水排放,以及富含大量营养物质。
地下水资源量主要补给来源于降水,因而地下水补给量则很大一部分决定于大气降水量,而大气降水污染是影响地下水各离子浓度和酸化程度变化的主要因素[1]。
3 研究区红层地层初步分析
金堂域内出露地层为侏罗系及白垩系、第四系地层[2]。
3.1 侏罗系(J)
侏罗系上统蓬莱镇组(J3p):是组成境内龙泉山的主体地层,除在龙泉山出露外,在区内东南部的土桥镇和竹篙以南也有所展布。岩性为紫红色泥岩为主夹数层细砂岩的河湖相沉积建造,所夹砂岩厚10~20m,蓬莱镇组总厚度1086~1162m,在区内东南部仅其上段部分地层出露,出露厚度150m。
3.2 白垩系(K)
3.2.1 白垩系下统天马山组(K1t)
(1)天马山组下段(K11t):淡紫红色块状含长石细砂岩为主,夹细砾岩和泥岩,主要分布在分布于谢家坝――高板桥一线以北西,砂岩单层厚5~9m。
(2)天马山组上段(K21t)在丘陵区普遍,岩性为灰紫、褐红色块状细砂岩夹泥岩和砾岩透镜体,厚140m,砂岩占全段岩层的60%左右。
3.2.2. 白垩系上统夹关组(K3j)
仅分布于龙泉山西北角,岩性为浅砖红色泥岩、砂质泥岩夹紫红色块状粉砂岩,厚度约100m。
3.3 第四系(Q4)
(1)全新统冲洪积层(Qal+pl4)。主要分布于西部平原和境内河谷地区,组成沿河分布的河漫滩和一级阶地,表面为砂质粘土,其下为砂砾石层,厚10~15m。
(2)上更新统风积成都粘土层(Qeol3)。分布于东部台地和西部丘陵之西北部,为鲜黄棕色粉质粘土,厚度变化0~21m之间。
(3)上更新统(Qgl+fgl3)、中更新统(Qgl+fgl2)冰碛和冰水堆积层。在靠龙泉山麓的平原边缘河毗河、北河、中河河间由零星分布,为褐黄色含泥砂砾石层。
4.1 农业面源污染的成因及其分类
在美国,20世纪60年代以来,虽然农业点源污染得到了一定的控制。但是水体的质量并未因此而有所改善,人们逐渐意识到农业面源污染在水体富营养化中所起的作用[3]。经统计,面源污染约占总污染量的2/3,其中农业面源污染占面源污染总量的68%~83%,农业已经成为全美河流污染的第一污染源[4]。同时面源污染严重影响着当地地下水的质量。因此想要农业面源污染有所改善,必须首先查清其成因和分类。
近年来,土地资源在衰退,从而促使人们在农业施肥的使用量上不断增加,大大加剧了农业面源污染,同时也给农业面源污染的研究和治理加大了难度。众多学者从不同角度对农业面源污染进行的分类如下:从污染物来源角度[5]分为城乡结合部无污水管网的城区面源、农田特别是集约化种植的菜果花农田和农村养殖业;然而部分学者从其成因上[6]分为了化肥污染、农药污染和集约化养殖污染等。
综上所述,农业面源污染分类大同小异,通过笔者对金堂转龙地区实地考察及其资料查询分析。提出以下分类。
(1)农田及其山地瓜果庄稼化肥使用污染。由于金堂转龙属于川东丘陵之西部边缘,主要为构造剥蚀深丘地貌,其地形高低不等,山丘主要以种植桑树和玉米为主。而在其低洼处则主要以水稻为主。其对不同化肥的需求,导致其同一地区同时受不同污染物的污染,由于其种植面积大,直接导致施肥引起的污染面广。更加严重的是化肥随降雨通过包气带入渗到地下水,从而对地下水造成了污染。
(2)农业废渣处理不当而导致的农业面源污染。其中包括农业中使用的薄膜在使用后未统一处理而使其直接埋藏于土壤,导致土壤固结等严重后果。其次农业秸秆的腐烂,使大量有机物随降雨渗到地下进入地下含水层,或是随地表水流入河流,而导致水体富营养化。
(3)农药污染。随着生活水平的提高,农业科技的不断进步,农药已经成为人们种植业赖以生存的物品。不管是除草还是杀虫,都依赖于农药简便快捷的操作。然而农药喷洒于植被表面,可能通过吸收,以生物链的传递方式进入动物或是人体内,其次是未经吸收部分于土壤表面,进入土壤层,进而可能进入含水层导致更加严重的后果。
(4)集约化养殖污染,其中主要是针对家禽粪便处理不当,而导致的面源污染。
(5)工业三废的排放,废气排向大气再通过降雨导致大面积的土壤水域污染,废水通常直接排向河流导致流域污染,由上地形分析可知转龙地区河水补给地下水,因此工业废水直接可能进入地下水含水层,使部分离子含量超标,危害人类健康。废渣则直接导致土地的板结,不能使用。造成土地浪费等问题。
4.2 农业面源污染的特点及其治理相关意见
农业面源污染以其污染面广、绝对量大、形成机理复杂、潜伏性强等特点威胁着人类的生存和发展。只有通过对其污染类型、形成机理、污染途径的研究才能得出相应的解决方案。为此笔者从农业可持续发展角度提出以下几点意见。
(1)尽量控制和改进农药、化肥的使用数量及其使用方法,比如在处理畜禽粪便的可将其粪便作为其农家肥使用,这样不仅解决了化肥导致的土壤板结,同时也解决了畜禽粪便所导致的面源污染。而在农药使用上尽量不要采取大面积喷洒。可研发新型农药使用方法,比如对体积较大的植被可采用注射法等。
(2)做好工业排放的控制,废渣尽量做到回收利用,避免原材料的大量浪费也可减少其污染。废水的排放,可在其排放口安置一个过滤网装置,将过滤后的水排出,减少对水体的危害。或是部分方便反应的废水可先排入沉淀池,反应沉淀后再排出。废气排放亦可采用过滤反应装置,将有害气体转换成无污染、无公害类型再给以排放。
5 结语
通过笔者对金堂转龙当地的调查,对当地的水文、气象、地质地貌等进行了一系列的分析。并针对当地的情况,把农业面源污染大致分为农业污染、化肥污染、养殖污染、工业污染,这些污染都严重的影响当地的地下水质量,使原本属于大片粉砂地层的红层地区,其合格地下输含量可能相对减少。并提出了部分治理方案,希望通过该调查使众多学者对此加以重视,能够提出更加有建设性的意见。
参考文献:
[1] 罗先香,杨建强.大气降水对地下水化学特征的影响[J].世界地质,1997(3):52~54.
[2] 孙璐璐.红层风化裂隙弱含水层水文地质特征及储水单元类型研究――以金堂城东南地区为例[D].成都:成都理工大学,2011.
[3] 仓恒瑾.农业非点源污染控制中的最佳管理措施及其发展趋势[J].生态科学,2005,2(24):173~177.
[4] 蒋茂贵,方 芳,望志方.MCR技术在农业面源污染防治中的应用[J].环境科学与技术,2001(1):4~5.
篇10
关键词:农业面源污染;数据挖掘;聚类算法
中图分类号: TP301 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2014)25-5988-03
1 概述
长期以来,我国农业生产为了提高产量,大量使用化肥、农药等投入品,引发了严重的农业面源污染,破坏了农业生态环境,制约了农业经济社会的可持续发展,引起了我国政府的高度重视,并在《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》明确提出要“防治农药、化肥和农膜等面源污染”[1]。农业面源污染,又称农业非点源污染,也称农业扩散性污染,是指在农业生产活动中,氮素和磷素等营养物质、农药以及其它有机或无机污染物通过农田的地表径流和农田渗漏造成水环境的污染,主要包括化肥污染、农药污染、畜禽养殖污染[2]。农业面源污染的特点是面广、分散、隐蔽、来源多、增长快、处理率低。
聚类分析是多元统计分析方法中的一种,是非监督模式识别的一个重要分支。聚类是按照事物的某些属性,把事物聚集成簇,使簇内的对象之间具有较高的相似性,而不同簇的对象之间的相似程度较差。采用数据挖掘的聚类技术从现有的农业生产中关于化肥、农药、农膜的投入以及畜禽污染物排泄的数据中获取相关知识,以加强对农业面源污染的形成原因进行更加全面的认识,辅助快速而有效的控制面源污染,便于农业面源污染的预防和治理。
2 材料与方法
2.1 数据来源
数据来源于2013年中国农村统计年鉴[4]和2012年中国农业年鉴[5]。针对造成农业土壤污染的污染面源,选取化肥使用密度、农药使用密度、农膜使用密度、地膜使用密度、农用柴油使用密度和畜禽粪尿排泄密度六项项指标进行测算,其中化肥、农药、农膜、地膜和柴油使用密度这 5 项指标分别用农作物单位耕地面积的化肥使用量、农药使用量、农膜使用量、地膜使用量和柴油使用量来表示。畜禽粪尿排泄密度用农作物单位面积的畜禽粪尿排放量表示, 其中畜禽粪尿排放量用畜禽年末出栏数量和年排泄系数[6]的乘积来表示,处理后的数据如表1所示。
2.2 聚类技术Kmeans算法
聚类通常指一个类簇内的实体是相似的,不同类簇的实体不相似;一个类簇是测试空间中点的会聚,同一类簇的任意两个点间的距离小于不同类簇的任意两个点间的距离。类簇可以描述为一个包含密度相对较高的点集的多维空间中的连通区域 [7]。聚类算法的选取主要取决于所研究数据的类型、聚类的目的和应用等。聚类算法大致上可分为层次聚类算法、划分式聚类算法、基于密度的聚类算法、基于网格的聚类算法、基于模型的聚类算法等[8]。
Kmeans算法是一种基于划分的聚类算法,它通过不断的迭代过程来进行聚类,当算法收敛到一个结束条件时就终止迭代过程输出聚类结果。该算法的基本流程:先指定需要划分的簇的个数k值;然后随机地选择几个初始数据对象点作为初始的聚类中心;第三,计算其余的各个数据对象到这个初始聚类中心的距离,把数据对象划归到距离它最近的那个中心所处在的簇类中;最后,调整新类并且重新计算出新类的中心,如果两次计算出来的聚类中心未曾发生任何的变化,那么就可以说明数据对象的调整已经结束,也就是说聚类用的准则函数是收敛的,算法结束[9]。
2.3 数据处理
利用Weka软件,采用Kmeans聚类算法,对表1的数据进行聚类处理,得到的挖掘结果如下所示:
kMeans
Number of iterations: 3
Within cluster sum of squared errors: 4.435785382426557
Missing values globally replaced with mean/mode
Cluster centroids:
Attribute Full Data ① 第1类包含15个省份,这些省份单位面积畜禽粪尿排放密度(均值20167.0667)很高,而其他污染面源使用密度较低。
② 第2类包含12个省份,这些省份农用化肥使用密度很高(均值646.275),农药使用密度(均值22.3725)偏高,地膜使用密度(均值96.0375)偏低,其余污染面源均在全国平均水平。
③ 第3类包含4个省份,这一区域单位面积畜禽粪尿排放密度(均值15811.5)明显偏低,而其他污染面源使用密度都非常高。
3 结果分析
分析聚类Kmeans算法聚类结果,我们可以得出以下结论:
第一类的15个省份,分别是山西,内蒙古,辽宁,吉林,黑龙江,重庆,四川,贵州,云南,,陕西,甘肃,青海,宁夏,新疆,具有畜禽养殖污染严重以及单位面积农农资投入量较低的特点。该区域畜牧业发达,种植业欠发达,畜禽粪尿排放密度高于其它地区,属于畜禽养殖重污染区域。
第二类的13个省份,包括北京,天津,河北,江苏,安徽,江西,山东,河南,湖北,湖南,广东,广西,具有化肥使用密度偏高和畜禽养殖污染较低的特点,该类区域农业生产有一定规模,畜牧业也有一定发展,属于农资污染偏高,畜禽养殖偏低区域。
第三类的4个省份,分别是上海,浙江,福建,海南,具有畜禽养殖污染明显偏低以及单位面积农资使用密度突出的特点。该类区域农业生产规模大,农资投入量很高,各类农资单位面积使用量远超全国平均水平,属于农资污染严重区域。
4 结论
农业面源污染具有污染源多样性、非特定性、不确定性等特点,已经对我国农业现代化和农村发展产生严重的影响,因此进一步提高对农业面源污染认识,了解其形成原因,辅助快速而有效的控制面源污染具有重大意义。采用数据挖掘聚类技术Kmeans算法对各省份的农业面源污染数据进行聚类处理,将全国各地区以农资和畜禽养殖污染程度为标准分为三个区域,从分析结果中我们了解到了各地农业面源污染形成的原因,从而对其面源污染进行预警,便于农业面源污染的预防和治理,从根源上控制农业面源污染。
参考文献:
[1] 周早弘.农业面源污染实证分析与政策选择[D].南京:南京林业大学,2009.
[2] 黄春田.泰山区农业面源污染状况及防治策略研究[D].泰安:山东农业大学,2011.
[3] 杨林章,冯彦房,施卫明.我国农业面源污染治理技术研究进展[J].中国生态农业学报,2013,21(1):96-101.
[4] 中华人民共和国国家统计局.中国农村统计年鉴[M].北京:中国统计出版社,2013:47-50.
[5] 中华人民共和国国家统计局.中国农业年鉴[M].北京:中国统计出版社,2012.
[6] 刘培芳,陈振楼,许世远,等.长江三角洲城郊畜禽粪便的污染负荷及其防治对策[J].长江流域资源与环境, 2002(5):456-460.
[7] 孙吉贵.聚类算法研究[J].软件学报,2008(1):48-61.
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