农药对环境的影响及研究进展环工1103Word下载.docx
《农药对环境的影响及研究进展环工1103Word下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《农药对环境的影响及研究进展环工1103Word下载.docx（9页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
②农业生产、加工企业废气排放和农业上采用喷粉喷雾时，粗雾粒或大粉粒降落到土壤上：
③农业运输过程事故中的泄露。
田间土壤中的残留农药，一般情况下主要残留于0-15cm的耕层或0-30cm的表层土壤中，30cm以下土层中的残留量较少，100cm以下的残留量更少，农药对土壤微生物的影响包括各种农药对土壤肥力、植物生长发育和植物病理相联系的各方面有关的微生物的种类、数量和活性的影响。
杀虫剂和除草剂过量使用能够消灭土壤微生物或抑制其活动。
农药通过对土壤微生物的影响，进而影响土壤中酶的活性，营养物质的转化，改变农业生态系统营养循环的速率、速度，使土地持续生产力下降。
2.2农药对水体的影响
农药对水体的的污染主要来自于①直接向水体施药：
②施用的农药随着雨水或灌溉水向水体中迁移：
③农药生产、加工企业废水的排放：
④大气中的残留农药随降雨进入水体：
⑤农药使用过程中，雾滴或粉尘随风漂移沉降进入水体以及施药工具和器械的清洗等。
近年来,由于农药的大量使用,导致水环遭到严重污染,大自然反馈给人类的信息━水体逐步恶化,已经超过其本身的净化能力。
笔者从农药对水体的物理因素﹑化学因素和生物因素的影响加以分析,结合现代社会遭到农药的侵袭,得出:
只有通过合里施用农药,才能保护水环境,才能形成可持续发展。
水体的使用价值和使用功能逐渐下降,原因何在?
主要是因为农药的泛滥使用。
在经济利益的诱惑下,农药如洪水猛兽侵袭了中国,接踵而至的是一系列环境问题,水体首当其冲。
从物理因素来看,在农药中NP的影响下,水体富营养化,进而使水体的外观﹑颜色﹑气味受到了不同程度的残损。
由于藻类的大量繁殖是耗氧微生物与水中生物竟氧,结果使得大量水生生物死亡,破坏了生物多样性。
从化学因素来考虑,农药以不同方式进入水体后,势必打破了原有的平衡,水体的pH或高或低,延长了水体自净过程,使之难以恢复。
2.3农药对大气的污染
农药对大气的污染主要途径来源于①地面或者飞机喷雾或喷粉施药：
②农药生产、加工企业废气直接排放：
③残留农药的挥发等。
有资料报道，某些农药厂排出的有害气体给周围的蔬菜田造成了严重污染，蔬菜表现叶片皱缩、果实畸形坚硬。
除此之外环境介质中（如农作物、水体、与土壤等）残留农药的挥发，也是造成农药大气污染的重要原因。
2.4农药对动物的影响
长期大量地使用化学杀虫剂,杀害了许多无害天敌,这就对昆虫的种群数量的生态系统产生了很大影响,严重的破坏了生态平衡,一些害虫消灭了,一些原来危害不大的次要害虫上升为主要害虫,同一种农药的长期使用导致一些害虫产生了抗药性,甚至有的诱发了新的害虫。
另外,通过食物链和呼吸作用产生对深海鱼的污染,导致鱼虾某一种品种灭绝,禽鸟取食被农药污染的农作物种子、昆虫、粮食和水生生物也会受污染而死亡。
[4]
2.5农药对食物的污染及对人类健康的影响
农药对人类的影响有直接影响和间接影响,直接影响是在使用农药过程中不符合安全操作规则而造成的急性中毒,间接毒害是农副产品中残留的农药通过人体长期的吸收、积累而造成的慢性中毒,其次是农药对食品的污染,农药通过食品进入人体。
研究发现，农药对食品的污染程度一般为（从大到小）：
肉类、蛋类、食油、家禽、水产品、粮食、蔬菜、水果、牛奶。
[3]
农药的种类繁多,毒性程度不一,像优乐得、甲胺磷、锐劲特等一些毒性高的有机磷农药,在短时期内摄入一定量便引起急性反应,出现恶心、呕吐、呼吸困难、肌肉痉挛、神智不清、瞳孔缩小等症状,如不及时抢救会引起死亡。
[5]
在人体脂肪、人乳和血液中都普遍能检出有机氯农药,有机氯农药脂溶性高,易于在人体脂肪、肝脏内积累,对人的分泌系统、免疫功能、生殖机能等造成广泛影响,有机磷农药具有神经毒性,慢性中毒时会引起疲倦、头痛、食欲不振和肝肾损害,严重时导致神经紊乱。
此外,氨基甲酸醋农药有致癌、致畸和诱变作用,所以说农药对人体健康的影响不容忽视。
3农药对环境影响的分析及修复
3.1农药对土壤的影响分析
3.1.1土壤中农药生物降解与污染土壤的生物修复
3.1.1.1土壤中农药降解的基本过程
①农药在土壤中的吸附、固定与存在形态
②微生物在土壤中的分布、酶在土壤中的存在形态
③土壤酶对污染物的分解作用
④污染物或初级分解产物透过活体细胞壁进入细胞内
⑤活体细胞内酶对污染物的进一步的分解作用
土壤酶对污染物的分解作用
（图一）
3.2微生物代谢农药的方式和途径
（一）土壤中微生物代谢农药的方式：
A酶促方式
1、不以农药作为能源的代谢
①通过广谱的酶（水解酶，氧化酶等）进行作用
②共代谢
2、分解代谢：
以农药为能源的代谢，多发生在农药浓度较高且农药的化学结构适合于微生物降解及作为微生物的碳源被利用时
3、解毒代谢：
是微生物抵御外界不良环境的一种抗性机制
B非酶方式
1、以两种方式促进光化学反应的进行
①微生物的代谢物作为光敏物吸收光能并传递给农药分子
②微生物的代谢物作为电子受体或供体
2、通过改变PH发生作用
3、通过产生辅助因子促进其它反应进行
（2）微生物代谢农药的途径
1氧化氧化是微生物降解农药的重要酶促反应，其中有多种形式，如羟基化、脱羟基、β-氧化、脱羧基、醚键开裂、环氧化、氧化偶联、芳环或杂环开裂等。
2还原在氯代烃类农药DDT、BHC的生物降解中常是还原性去氯反应。
在厌氧条件下DDT还原脱氯与细胞色素氧化酶和FAD有关。
3水解在氨基甲酸酯、有机磷和苯酰胺一类具有醚、酯或酰胺键的农药中，水解是最常见的。
水解酶多为广谱性酶，在不同的PH和温度条件下都稳定，有无需辅助因子，水解产物的毒性大大降低，在环境中的稳定性也低于其母体。
4合成生物降解中的合成反应可以分为缩合和接合两类。
如苯酚和苯胺类及其转化产物在微生物的酚氧化酶和过氧化物酶作用下，可与腐植酸类物质缩合。
接合反应常见的有甲基化和酰化反应。
3.3土壤的修复
（1）原位处理这种方法是在受污染地区直接采用生物修复技术，不需要将土壤挖出和运输。
一般采用土著微生物处理，有时也加入经过驯化和培养的微生物以加速处理。
需要用各种工程化措施进行强化，例如，在受污染区钻井，井分为两组，一组是注水井，用来将接种的微生物、水、营养物和电子受体等物质注入土壤中，另一组是抽水井，通过向地面上抽取地下水造成所需要的地下水在地层中流动，促进微生物的分布和营养等物质的运输，保持氧气供应。
通常需要的设备是水泵和空压机。
有的系统，在地面上还建有采用活性污泥法等手段的生物处理装置，将抽取的地下水处理后再注入地下[7]。
该工艺是较为简单的处理方法，费用较省，不过由于采用的工程强化措施较少，处理时间会有所增加，而且在长期的生物修复过程中，污染物可能会进一步扩散到深层土壤和地下水中，因而适用于处理污染时间较长、状况已基本稳定的地区或者受污染面积较大的地区。
生物通风是原位生物修复的一种方式。
在这些受污染地区，土壤中的有机污染物会降低土壤中的氧气浓度，增加二氧化碳浓度，进而形成抑制污染物进一步生物降解的条件。
因此，为了提高土壤中的污染物降解效果，需要排出土壤中的二氧化碳和补充氧气，生物通风系统就是为改变土壤中气体成分而设计的。
生物通风方法现已成功地应用于各种土壤的生物修复治理，这些被称为“生物通风堆”的生物处理工艺主
要是通过真空或加压进行土壤曝气，使土壤中的气体成分发生变化。
生物通风工艺通常用于由地下储油罐泄漏造成的轻度污染土壤的生物修复。
由于生物通风方法在军事基地成功的应用，美国空军将生物通风方法列为处理受喷气机燃料污染土壤的一种基本方法。
（2）挖掘堆置处理该法又称处理床或预备床，就是将受污染的土壤从污染地区挖掘起来，防止污染物向地下水或更广大地域扩散，将土壤运输到一个经过各种工程准备（包括布置衬里，设置通风管道等）的地点堆放，形成上升的斜坡，并在此进行生物修复的处理，处理后的土壤再运回原地。
复杂的系统可以带管道并用温室封闭，简单的系统就只是露天堆放。
有时首先将受污染土壤挖掘起来运输到一个地点暂时堆置，然后在受污染的原地进行一些工程准备，再把受污染土壤运回原地处理。
从系统中渗流出来的水要收集起来，重新喷洒或另外处理。
其他一些工程措施包括用有机块状材料（如树皮或木片）补充土壤，如在一受氯酚污染的土壤中，用35m3的软木树皮和70m3的污染土壤构成处理床，然后加入营养物，经过三个月的处理，氯酚浓度从212mg／L降到30mg／L。
添加这些材料，一方面可以改善土壤结构，保持湿度，缓冲温度变化，另一方面也能够为一些高效降解菌（如白地霉）提供适宜的生长基质。
将五氯酚钠降解菌接种在树皮或包裹在多聚物材料中，能够强化微生物的五氯酚钠的降解能力，同时可以增加微生物对污染物毒性的耐受能力。
这种技术的优点是可以在土壤受污染之初限制污染物的扩散和迁移，减小污染范围。
但用在挖土方和运输方面的费用显著高于原位处理方法，另外在运输过程中可能会造成污染物进一步暴露，还会由于挖掘而破坏原地点的土壤生态结构。
（3）反应器处理这种方法是将受污染的土壤挖掘起来，和水混合后，在接种了微生物的反应器内进行处理，其工艺类似于污水生物处理方法。
处理后的土壤与水分离后，经脱水处理再运回原地。
处理后的出水视水质情况，直接排放或送入污水处理厂继续处理。
反应装置不仅包括各种可以拖动的小型反应器，也有类似稳定塘和污水处理厂的大型设施。
在有些情况下，只需要在已有的稳定塘中装配曝气机械和混合设备就可以用来进行生物修复处理。
高浓度固体泥浆反应器能够用来直接处理污染土壤，其典型的方式是液固接触式。
该方法采用批式运行，在第一单元中混合土壤、水、营养、菌种、表面活性剂等物质，最终形成含20％～25％土壤的混合相，然后进入第二单元进行初步处理，完成大部分的生物降解，最后在第三单元中进行深度处理。
现场实际应用结果表明，液固接触式反应器可以成功地处理有毒有害有机污染物含量超过总有机物浓度1％的土壤和沉积物。
反应器的规模在100m3／d～250m3／d之间不等，与土壤中污染物浓度和有机物含量有关。
[8]
和前两种处理方法相比，反应器处理的一个主要特征是以水相为处理介质，而前两种处理方法是以土壤为处理介质。
由于以水相为主要处理介质，污染物、微生物、溶解氧和营养物的传质速度快，且避免了复杂而不利的自然环境变化，各种环境条件（如pH、温度、氧化还原电位、氧气量、营养物浓度、盐度等）便于控制在最佳状态，因此反应器处理污染物的速度明显加快，但其工程复杂，处理费用高。
另外，在用于难生物降解物质的处理时必须慎重，以防止污染物从土壤转移到水中。
3.3农药对水影响的分析
3.3.1农药对水生植物的影响
农药对水生动物的毒性研究常常选择鱼类作为研究对象，农药方面研究较多的是拟除虫菊酯类农药，因为这类农药绝大多数属于高亲脂性，在水中能直接进入到鱼鳃和血液中，而鱼类对它们转化能力和排泄能力较低，容易引起鱼类的行为和生理病变．有研究表明，拟除虫菊酯能作用于神经膜钠通道，干扰神经传导功能，作用于鳃组织引起鳃组织病变，并抑制鳃组织Na+，K+-ATPase的活力，在此研究基础上，王朝晖[25]对中国常用的一些拟除虫菊酯原药农药、商品农药以及在商品中掺和的溶剂及乳化剂对鲤鱼、鲫鱼、食蚊鱼的毒性进行了比较，结果发现拟除虫菊酯的立体构型是影响它们对鱼类毒性的重要因素，拟除虫菊酯原药和商品对食蚊鱼、鲫鱼的毒性基本上相近，只是商品溴氰菊酯毒性较大．
3.3.2水体的修复
（1）处理的工艺流程
低压湿式氧化
难降解高浓度废水
调节池
排水
SBR
集水池
气浮池
中浓度废水
（图二）
（2）工艺流程说明
农药废水中工艺中工艺不同、原料各异、废水中成分千差万别，且农药制取过程中排放的废气、有机物浓度高，如直接生化处理、难度大、费用高。
根据水质特点先采用化工手段（萃取、蒸溜、吸附等），分离原料及产品，回用于生产中，废水进行均合，调节废水的PH值，并加入污泥脱水冲洗和生活污水，提高可生化性，泵提升进入ＳＢＲ反应池，进行生化处理．在ＳＢＲ池内历经厌氧一缺氧一好氧的历程，在活性污泥的作用下，使水中有机物充分降解，并脱氮除磷，使出水满足排放要求。
4农药对环境的影响及分析研究进展
4.1治理的措施
（1）预防为主,综合防治
综合防治就是从农田生态系统的总体观念出发,以预防为主,本着安全、有效、经济、简便的原则,有机地协调使用农业的、生物的、物理的和化学的以及其他有效的生态学手段来防病、治虫,灭草的综合防治措施,尽可能的将化学农药的使用量降低，以达到高产、少公害或无公害的目的。
农业防治:
利用耕作和栽培等一整套农业生产技术,改善农业生态环境条件,避免或减少病、虫、草害的发生,达到增产增收目的。
生物防治:
利用有益昆虫和微生物防治农林病虫草害的新方法,利用自然界原有的病虫天敌,促使其迅速繁殖,来控制病虫害危害,或人工饲养、繁殖、释放补充农业生态系统中害虫天敌的种群数量和种类,达到控制害虫的目的。
物理防治:
利用各物物理因素,机械设备和现代工具来防治病、虫、草害,是综合防治中重要的辅助措施。
化学药剂防治:
由于化学药剂具有广谱、快速、效果好、使用方便、成本低等优点,在使用时要把化学农药对农业生态系统的污染和破坏作用降低到最小限度,适用高效低残留农药,减少农药对环境的污染。
[2]
（2）建立健全行业管理体制
目前我国农药管理体制落后,多部门共管,各司其职,管理混乱。
1997年颁布的《农药管理条例》虽然明文规定,假农药、劣质农药、过期农药等及农药包装废弃物必须严格遵守环境保护法律、法规的有关规定,防止污染环境,但规定不明确,操作上有困难,且也没有对农药施用过程中造成的污染及其应负的防治责任做出规定。
政府应统筹规划，加强环境监测。
严禁工业三废超标排放，对产品中的有害杂质以及生产中的辅助剂进行严格控制管理，进一步加大污染治理、监管力度，对不符合排放要求的坚决予以治理、改造；
农药登记要进行严格的环境安全评价；
对一些毒性高、不易分解、对环境造成严重污染的农药品种必须进行淘汰或禁用、限制范围使用。
[7]
（3）调整农药结构
调整农药产品结构,使杀虫、杀菌、除草剂之间的比例更趋合理。
研究开发低毒高效的新型农药和生物农药;
发展高效、安全、和环境友好的新品种、新剂型和新制剂;
降低高毒品种的产量,提高高效、低毒、低残留杀虫剂的产量;
增加地下害虫防治剂和生物杀虫剂的新品种;
增加蔬菜水果用杀菌剂和线虫防治剂的品种和产量;
增加旱田除草剂的品种和产量。
其中开发新型、高效、低毒、安全的农药品种是降低农药对环境污染的有力措施。
随着“绿色食品”工程的兴起和发展，必须加大科研力度，开发、研制高选择性、高活性生物制剂，以及高效、低毒、低残留农药。
目前，很多以生物制剂为主导产品的农药占据了较大市场，对减轻农药的污染起到了十分重要的作用。
（4）大力发展生物农药,减少有机农药的使用
防治有机农药污染最根本的方法就是停止施用有机农药,使用无污染的替代产品。
生物农药是自然界本身存在的微生物或其产物,对人类和环境的潜在危害比有机农药小,且生物农药目标害虫单一,选择性高,对人畜和害虫天敌无损伤,不易使害虫产生抗性,在环境中极少或无残留,因此对生态环境影响较小。
大力开发和推广生物农药,减少农业对有机农药的依赖,有利于逐步建立现代环保农业生产模式,实现农业的可持续发展。
（5）因地制宜，科学用药。
科学使用农药主要是积极研究开发农药使用新技术、新工艺、新机具，使人与农药脱离接触，同时不污染环境，提高使用效果。
目前，国家大力推广的农药使用新技术主要包括超低量喷雾技术、静电喷雾技术、丸粒施药技术、循环喷雾技术、根部施药技术等，加强这些新技术的推广应用，对提高我国农药安全使用水平具有重大的意义。
参考文献
[1]李钦云,赵玲玲.有机磷农药对食品的污染及防治.工业卫生与职业病[J].2005,31（4）:
260-263.
[2]匡少平,张书圣.环境农药激素污染与防治[J].环境保护,2005,（7）:
25～261
[3]李秋华.农药对环境的污染与防治对策.山东环境[J],2003,（06）:
37-38.
[4]宋秀杰,郝国防.生物农药及生物防治[J].环境保护,2005,（6）:
28～301
[5]张翠菊,王海琰,李星华.浅析农药环境污染与防治措施.江苏环境科技[J],2008,21（01）:
145-146.
[6]国家环境保护总局.我国农药污染现状、存在问题及建议[J].环境保护,2003,（6）:
23～241
[7]林玉锁.农药环境污染调查与诊断技术[M],化学工业出版社，2013
[8]林玉锁，龚瑞忠，朱忠林.农药与生态环境保护[M]，化学工业出版社，2000
升级会员 