土壤农药污染与防治

土壤污染与防治

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二 〇 一 五 年 十二月

课 程 论 文

本科毕业设计

农药对土壤的污染与防治

摘要：现代农业生产中,化学农药在植物病虫害综合防治中占有重要地位。农药随着使用量和使用年数的增加，造成了严重的环境污染问题。土壤作为植物生长的基质，是一种基本的的农业生产资料,土壤质量好坏直接关系到土壤的产出能力。因此，为了农业的可持续发展，必须充分了解农药在土壤环境中的行为及其对土壤的影响,及早预防土壤的污染和进一步污染。同时,应对已经发生农药污染的土壤要及早治理,以免污染进一步扩大到大气、水体或在食物链中富集，最后造成成人类健康和整个生态环境的彻底毁坏。

关键词：农药污染；农药行为；土壤影响；土壤防治

世界上的农业由于病、虫、草害，每年使粮食损失占总产量的一半左右，使用农药可以大概夺回其中的30%。目前世界上生产使用的农药已达1300多种，其中大量使用的约250多种，在未来一定时间内，农药仍是保证增产的重要手段。由于农药的大量使用，致使有害物质在土壤中积累，引起植物生长的危害或者残留在作物中进入食物链而危害人的健康，进而形成农药对土壤的污染。

一、土壤污染现状

据统计，中国每年农药使用面积达1.8亿公顷，我国农药使用量达130万吨，是世界平均水平的2.5倍。云南农业大学测算，每年大量使用的农药仅有0.1%左右可以作用于目标病虫，99.9%的农药则进入生态系统。农药残存在农作物体内形成一定的积累，造成人畜中毒，全世界每年有300万农药中毒者，我国每年由于农药污染食品而造成的中毒者人数年均近20万，约占食物中毒人数的三分之一。且农药在杀灭有害生物的同时，也会破坏农田的生物多样性和生态平衡。

有机磷和有机氯农药是造成土壤农药污染的主要种类。目前，世界上的有机磷农药商品达上百种，在我国使用的有机磷农药约30余种，使用量为20万吨，其中80%以上是剧毒农药，如甲胺磷、敌敌畏等，其中甲胺磷的使用量一年就高达6.5万吨。目前，我国有机磷农药占据农药主导地位的局面难以在短期内改变，仍将长期使用。我国有机氯农药的主要污染地区集中在华北和华东地区，在土壤、农产品、河流沉积物中都检测到了该类农药的残留。

二、农药在土壤中的行为

（一）农药的非生物降解

1.农药的化学降解

进入土壤中的农药在有氧或无氧的情况下就会发生氧化-还原反应，例如，

特丁磷、甲拌磷、异丙胺磷和涕灭威在土壤氧气充足时候很快氧化。农药的氧化-还原反应是与土壤中的氧化还原电位密切相关的。当土壤透气性好时，其Eh高，有利于氧化反应进行，反之则利于还原反应进行。土壤的组分对于农药的化学降解有着直接的影响，农药在各种不同的土壤中的降解速率各不相同，这在许多文献中也已有报道。土壤含水量的多少影响了土壤的透气性能，进而影响了土壤中的氧化还原电位的大小，从而决定了农药化学降解的快慢。

2.光解

由于农药中一般含有C-C、C-H、C-O、C-N等键，而这些键的离解正好在太阳光的波长范围内，因此农药在吸收光子之后，就变成为激发态的分子，导致上述等键的断裂，发生光解反应。土壤湿度的变化影响光解速率的可能机制为：当湿度变大的时候，溶于水中的农药量也随之增加，而且水中的OH- 等氧化基团因光照也随之增加，从而使农药的氧化降解速率加快。

同种农药在不同光波长下降解的程度是不相同的。各种农药对光化学反应的敏感性说明，光解对于降解土壤中的农药有着重要作用，在农药光解的初期阶段，农药分子分裂成不稳定的游离基，它可与溶剂、其它农药分子和其它反应物发生连锁反应，因此，光化学反应可能是异构化、取代作用和氧化作用的合成结果。

3.水解

它主要有两种类型，一种是农药在土壤中由酸催化或碱催化的反应；另一种是由于粘土的吸附催化作用而发生的反应。

（二）农药的微生物降解

农药的微生物降解作用实际上是酶促反应，综合来说，农药的微生物降解的途径包括氧化、还原、水解、脱卤缩合、脱羧、异构化等，微生物降解是一些农药在土壤中的迁移转化的主要方式。如：DDT、对硫磷、艾氏剂等的主要消失途径是通过微生物降解。影响微生物降解的主要条件是温度、微生物的菌属、土壤的含水量、有机物含量。

温度影响微生物降解的速度主要是因为温度影响了微生物的活性，从而影响了降解速度。土壤水中的有机碳浓度影响着微生物的生长，有机碳的浓度越高，则残留除草剂的降解越易。土壤中的含水量的增加也能使微生物的生长加快，从而也加快了农药微生物降解的速率。在农药的微生物降解过程中微生物数量的多少决定了该农药被降解的程度和速度。如果在同一地区连续施用同一种农药，会引起降解该农药的微生物的富集，假如再施加该农药，则会使该农药的降解加快，

使农药的效力降低。

（三）农药在土壤中的扩散与吸附

1.扩散

农药在土壤中的扩散有两种形式。一种是由于农药分子的不规则运动而使农药迁移的过程。而另一种则是由于外力发生的结果。土壤中的农药在流动水或在重力作用下向下渗滤，并在土壤中逐层分布。后一种形式是土壤中农药扩散的主要模式。

2.吸附

其可分为粘土矿物的吸附和有机质的吸附。农药在粘土矿物中的吸附有利于降解的进行，这是由于粘土矿物层间的金属离子能与农药分子发生反应。

土壤对农药的吸附随着有机质的增加和含水量的减少而增加的。这是因为当有机质含量增加时，它的吸附位也相应的增加，从而增大对农药的吸附。有机质含量越高的土壤中农药的吸附量越大。含水量的多少影响农药的吸附是由于水是极性分子，能与农药竞争土壤中的吸附位，所以当土壤中的含水量减少时，就有更多的农药被吸附。

三、农药污染对土壤影响

1.农药污染对土壤微生物的影响

农药对土壤微生物的影响，涉及与土壤肥力、植物生长发育和植物病理相关联的微生物的各个方面，影响有直接的或间接的、抑制的或促进的、暂时的或持久的各种类型。如农药溴苯腈对土壤中的细菌、真菌和放线菌有明显影响。溴苯腈在田间施用量水平时，使细菌和放线菌的数量升高，而在高浓度时会抑制细菌和放线菌的数量，并且降低真菌的数量，使土壤纤维素酶的活性也受到抑制。一般来说，如果大量使用杀虫剂或除草剂，就能消灭或抑制土壤微生物的活动。土壤杀菌剂和熏蒸剂可以剧烈改变微生物在土壤中的生态平衡，与除草剂和杀虫剂不同，能引起微生物群落的显著变化。

农药对土壤微生物的影响是多方面的，包括农药对土壤呼吸强度、硝化和氨化作用。以及农药对根际微生物群落、共生固氮菌的活性等方面，通过影响土壤微生物区系，进而影响土壤营养物质的转化，改变农业生态系统中营养循环的效率和速率。

2.农药对土壤动物种群数量的影响

农药能杀害生活在土壤中的某些无脊椎动物，使其数量减少，甚至种群濒临灭绝。

有机磷农药废水污染区的土壤动物调查表明，土壤动物种类数量随污染程度的增加而明显减少，群落结构发生明显变化。土壤中数量最大的节肢动物是蜱螨类、跃尾虫类和其它小昆虫，其中一些是植物的害虫，另一些是嗜腐性和肉食性的。肉食性小动物对滴滴涕和六六六很敏感，当它们被杀死时，通常被它们捕食的弹尾目类数量明显增加。另外，大多数有机磷杀虫剂，均能使肉食类小动物数量减少，而嗜腐性小动物增加。

研究表明，土壤动物种类数和个体数均随敌敌畏浓度的增加而呈明显的递减趋势。群落多样性指数随浓度升高而降低，这说明农药污染影响到土壤动物的结构特征和功能，而土壤生态系统的变化又必将影响到土壤的性质，进而影响到作物生产；另外，土壤动物优势类群也发生变化，随着农药浓度的升高，敏感种类明显减少。

3.农药对作物的影响

土壤中的农药对作物的影响主要表现在两个方面，即土壤中农药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。水溶性的农药容易被植物吸收，而脂溶性的被土壤强烈吸附的农药不易被植物吸收。

四、治理农药对土壤的污染

1.加强宣传，树立防治观念

农药污染土壤的治理是一项重要的环保工作，也是目前生产无公害食品、绿色食品、有机食品的重要内容。我们应该加强宣传，提高认识，增强自觉参与的积极性与主动性，从根本上扭转目前生产上过频过量施用化学农药防治病虫害的防治方法，引导农民增强环保意识、生态意识，树立综合防治观念。

2.安全合理地施用农药

①禁止使用剧毒高残留农药，禁止使用高残留的有机氯农药，

②严格按农药使用间隔期限安全使用农药。绝大多数农药均有安全间隔期限（最后一次施用农药至允许残留量以下的日期），应严格按照说明使用，确保农药在施用后进入农产品中的农药已经降解，同时在收获前短期内禁止施用化学农药。

③不能超量使用农药，过量施用农药不但引起严重污染且对农作物生长不利，还对土壤内有益生物抑制或杀灭，会影响土壤肥力或其它虫害猖獗，同时使作物发生严重药害或枯死。

④严格按规定执行。农药中毒事故几乎是由个人防护不良、违反操作规程、

喷药时间过长、保管不当等不重视国家规定的条件而引起的。

3.采取综合性防治措施

①利用植物的抗虫性，选育丰产、抗虫并具备其他性状的良种是害虫防治的较为经济简单的方法。

②利用植物密度影响田间温湿度、通风透光等小气候条件，影响作物的生育期，从而影响害虫的生活条件。

③进行土壤翻耕对某些害虫特别是生活在土面或土中的害虫迅速改变其生活环境，或将害虫埋入深土，或将土内害虫翻至地面，使其暴露在不良的气候条件下或受天敌侵害或直接杀死害虫。

④改进用药方法，提高用药质量，用药应从品种、时间、方法及质量上全面考虑。

⑤适时排灌是迅速改变生活环境，抑制害虫的有效措施。

⑥通过对害虫生活习性的研究，做好预报、预测，以便及时防治，做到治早、治小。

⑦生物防治。生物防治具有不污染环境、专一性强、对人畜无害、对植物安全等优点。生物防治害虫是指用寄生真菌、细菌和病毒，或某些生物体的代谢物或同类异性个体分泌的引诱激素等进行防治的方法。Ａ、昆虫天敌法，即以虫治虫。Ｂ、微生物防治法。Ｃ、害虫不孕化法。

4.建立长期有效的土壤质量监测机制

建立长期有效的土壤质量监测机制，及时的土壤质量监测可以了解土壤污染的程度，为环境管理和污染防治提供科学的依据。环境保护行政主管部门应该会同其他部门定期地对土壤质量进行监测，以便及时采取措施防止土壤污染的进一步扩展和生态环境的恶化。土地的利用者应该予以配合，不应拒绝、回避、妨碍调查测定或样品的采集；同时，调查结果环保部门应该予以公布或者建立相关的档案并且允许公众查阅，使公众及时了解土壤污染的状况。

五、结语

土壤环境污染不仅仅影响到农作物的产量和质量，还会通过食物链对人类有一定程度的危害。同时，土壤环境污染的防止是一项长期而艰巨的任务。它不仅需要各级党政、相关部门的高度重视，强力防治，更需要广大人民群众树立起牢固的环保意识，自觉参与环境保护。只有对土壤加强管理，加强控制，加强宣传教育，我国土壤环境才能够保护好。希望全社会共同努力，维护蓝天、碧水、净

土的良好的生态环境，促进人与自然、人与环境的和谐共处。

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