农药在土壤中的降解途径精选(九篇)

第1篇：农药在土壤中的降解途径范文

摘要：耕地是宝贵的自然资源，也是农业生产发展的重要物质基础。工业“三废”（废气、废水、废渣）不合理排放及农业生产中农药、化肥和地膜污染已严重威胁到耕地质量与安全。保护耕地，提高耕地质量，防止耕地污染是确保粮食安全及农业可持续发展的重要途径。

关键词：耕地污染；保护耕地；途径

耕地是人类所需食物的主要来源，也是农业生产发展的重要物质基础。耕地主要由土壤组成，包括固相（矿物质、有机质）、液相（土壤水分或溶液）和气相（土壤空气）等有机地组合在一起，具有天然肥力和供给农作物生长发育所需营养物质的能力。据有关统计资料表明，截至2006年底我国全国耕地面积仅有1.22亿公顷，人均耕地面积约0.09hm2，不足世界人均耕地面积的40%。因此，保护耕地，防止耕地污染是确保粮食安全和社会稳定的重要途径。必须要坚守1.2亿公顷耕地红线。

近20年来，在我国一些地区特别是经济发达地区，耕地由于长期过量使用化学肥料、农药、地膜及工业污水灌溉，一方面，污染物在土壤中大量残留，土壤受到有毒、有害物质的侵蚀，原有的理化性状恶化，生产潜力丧失，生物多样性减少，生物种群结构发生改变，耕地的生态功能受到严重侵害。另一方面，由于土壤理化性质恶化，耕地生产能力下降，影响作物生长，造成农作物减产，经济效益下滑，耕地的复种能力随之下降，部分耕地甚至丧失了耕作能力，粮食及其他农产品食用安全受到威胁，直接影响人类健康。耕地污染主要表现为土壤污染，具有隐蔽性和滞后性，它需要对农作物进行残留检验或对土壤样品进行分析实验，甚至通过研究对人畜健康状况的影响才能确定。污染物容易在耕地土壤中不断积累从而超标。耕地污染诸如重金属污染、地下水污染等一旦发生，往往难以消除和恢复，并且治理耕地污染所需的成本高，周期长，有时要靠换土、淋洗土壤等方法才能解决。总之，耕地污染会对生态环境、食品安全和农业可持续发展构成严重威胁，我们必须时刻绷紧防止耕地污染这根弦不放松。

1耕地污染的来源途径

1.1工业生产中排放的“三废”（废气、废水、废渣）以及交通运输工具排放的各种废弃物

许多工厂产生的“三废”没有达到环保处理要求就超标排放，将直接污染土壤，特别是化工、造纸等重污染行业的废水污染尤甚。有毒的气体、污水、废渣等污染物直接或间接地向耕地土壤排放，当其超过耕地土壤环境容量时，就会打破耕地土壤内部系统的平衡，土壤的理化性状将逐渐恶化，耕地的生产潜力会逐步丧失，从污染的耕地里生产出来的农产品将危害人畜健康。

1.2农田长期、过量地使用化肥、农药及农用地膜

近20年来，随着化肥的推广使用，农民在大田里施用的化肥量呈递增趋势。过量地使用化学肥料，主要表现为氮、磷、钾3种元素比例失调，氮肥过量，磷、钾肥不足，肥效持久且无公害的有机肥及作物必需的微量元素严重不足。长期、过量地施用氮肥，使土壤理化性状改变，土壤板结，通气、透水性差，肥力下降，影响作物生长。长期、过量使用农药，在杀死害虫的同时也危及了害虫的天敌，长此以往，形成恶性循环，破坏了自然界的生态平衡。由于生物的富集作用，长期、过量地使用化肥、农药对农产品也会有污染，直接威胁人类的健康。农用地膜具有提高地表温度，保持土壤水分等优点，被广泛应用于作物栽培，但由于地膜是一种高分子聚合物，在自然状态下难以分解，长期使用地膜的农田，随着地膜残留量的增加，会使土壤的透水、透气性变差，阻碍农作物根系发育和对水、肥的吸收，影响大田机械的操作，造成耕地的“白色污染”和农作物减产。

2耕地污染防治途径

2.1加强耕地土壤环境质量状况调查与评估，加快推进耕地污染防治法的立法研究步伐

针对我国耕地资源匮乏的现状，建议尽快展开全国农业用地污染源普查，为保护耕地，防治耕地污染提供原始、详实的资料，供国家有关部门在制定耕地污染防治法时参考。要珍惜和合理利用每一寸耕地，在城镇建设及规划工程项目建设时，国土、规划、环保等相关职能部门应切实履行自身职责，把保护好耕地放在工作的首位。上项目时要做好环保论证，重度污染的工业项目不得批准上马，严防假借建厂之名囤积、蚕食耕地。

第2篇：农药在土壤中的降解途径范文

关键词土壤环境因子;有机污染物;迁移转化;影响

土壤农药污染是一全球性问题。随着环境问题在全球范围的不断变化，土壤环境污染化学已成为环境化学不可缺少的重要组成部分[1]。在北美、西欧和澳洲等国家，随着各种点源污染得到有效控制，人们关注的焦点逐渐转移到多介质非点源污染，另外土壤环境污染的研究也受到人们日益关注。在我国，受农药使用历史、施药技术以及产品结构等因素影响，土壤农药污染较为严重，制约食品安全与农业可持续发展。随着土壤有机污染物的类型不断增多，大量难降解的有机污染物进入土壤，造成环境的严重污染，影响了农业的可持续发展。土壤中的各种环境因子对有机污染物降解转化有一定的影响，因此，研究这些因子的相互作用，可促进有机污染物在土壤中的消除。

1土壤污染的现状

相对于大气环境和水环境而言，土壤环境的污染源更为复杂，作为有机农药、化肥的直接作用对象，并随着社会发展需求，使得土壤污染物的种类极为繁多。目前，全球生产和使用的农药已达1 300多种，其中被广泛使用的达250多种。我国也已经迈入了世界农药生产和使用大国，现在，我国每年施用逾80万~100万t的化学农药，其中有机磷杀虫剂占40%，高毒农药达到37.4%，且有的化学性质稳定、在土壤中存留时间长[2-4]。大量的农药流失到土壤中，造成土壤环境受到严重污染，影响了农业的可持续发展。造成我国土壤农药污染的农药主要是有机氯与有机磷2类。尽管1985年起，我国就已禁用有机氯农药，但因早期大量使用及其难降解性，土壤中仍有残留，造成作物污染。目前，土壤污染物可以分为传统污染物及新型污染物。

1.1传统污染物

一是传统化学污染物。其又可分为无机污染物和有机污染物两大类，其中传统无机污染物包括汞、镉、 铅、砷、铬等，过量的氮和磷等植物营养元素以及氧化物和硫化物等，传统有机污染物包括DDT、六六六、狄氏剂、艾氏剂和氯丹等含氯化学农药以及DDT的代谢产物DDE和DDD，石油烃及其裂解产物，以及其他各类有机合成产物等。二是物理性污染物。指来自工厂、矿山的各种固体废弃物。三是生物性污染物。指带有各种病菌的城市垃圾和由卫生设施(包括医院、疗养院)排出的废水和废物以及农业废弃物、厩肥等。四是放射性污染物。主要存在于核原料开采、大气层核爆炸地区和核电站的运转，以锶和铯等在土壤环境中半衰期长的放射性元素为主。在这些众多的污染物种类中，以土壤的化学污染物最为普遍、严重和复杂[5]。

1.2新型污染物

近年来，土壤新型污染物受到关注，这类污染物的特点是在土壤环境中的浓度一般较低，但对生态系统的危害和对人体健康的影响较大。这些新型土壤污染物目前主要有四大类[6-7]:一是各种兽药和抗生素对土壤环境的污染。随着动物饲养业和畜牧业的发展，畜禽养殖污染中一个重要的问题就是这些兽药通过动物的排泄以及其他方式导致土壤环境的污染。与兽药污染相对应的是各种抗生素的土壤污染。随着医学事业的发展，各种抗生素将得到日益广泛的应用，由此导致的土壤污染可能会更加复杂。二是大部分溴化阻燃剂在土壤环境中有很高的持久性，能够通过食物链和其他途径累积在人体内，长期接触会妨碍人体大脑和骨骼的发育，并且可能致癌，因此引起人们关注。随着电子工业的不断发展以及各种电子产品的逐渐报废，各种阻燃剂将以各种方式进入土壤环境中，从而造成对土壤的污染。三是“特富龙”不粘锅中使用的化学物质“全氟辛酸铵”以及芳香族磺酸类污染物对土壤的污染。其中，全氟辛烷磺酸(PFOS)是纺织品和皮革制品等防污处理剂的主要活性成分，在民用和工业化产品生产领域用途非常广泛。尽管目前尚没有土壤环境中存在含量的数据，但由于PFOS本身的难分解性、生物高蓄积性和污染的广泛性，有关其土壤环境的污染问题势必将被暴露出来，并成为土壤环境污染化学面临的新课题。四是含有过敏源的植物及花粉对土壤的污染。在法国，近年来发现1种或许起源于北美的豚草属植物(Ambrosiaartem isiifolia)及其花粉，特别是这种花粉由于含有多种潜在的过敏源，能在夏天导致严重的干草热以及哮喘疾病，成为引起人们关注的一种新型土壤污染物。

2土壤环境因子对有机污染的影响

土壤中的微生物、温度、水分、气候、土壤机械组成、含水率、植物根际环境、pH 值、二氧化碳浓度等因素对土壤中有机物的分解与转化有很大的影响。除了有机污染物本身的难降解性以及生物迁移性会对有机物降解速率和效果产生影响外，土壤环境因子也会对有机污染物的迁移转化造成一定的影响。

2.1土壤微生物

有机污染物在土壤中的降解分为非生物降解与生物降解两大类，在生物酶作用下，农药在动植物体内或是微生物体内外的降解即生物降解。微生物降解是指利用微生物降解有机污染物的生物降解过程，降解微生物有细菌、真菌和藻类。虽然在厌氧和需氧条件下多氯化合物都可以降解，但是在厌氧条件下降解速率更快。尽管在好气条件下土壤也有很多分解菌存在，但是在好气的旱田条件下，由于有机氯污染物被土壤吸附，生物活性降低，可以长期残留[8]。微生物降解是消除有机氯农药的最佳途径，通常药剂在土壤中的分解要比在蒸馏水中的分解快得多，将土壤灭菌处理后，药剂在大部分土壤中对有机污染物的分解速率明显受到抑制。

迄今为止，已从土壤、污泥、污水、天然水体、垃圾场和厩肥中分离得到可降解不同农药的活性微生物。活性微生物主要以转化和矿化2种方式，通过胞内或胞外酶直接作用于周围环境中的农药。尽管矿化作用是消除环境中农药污染的最佳方式，但是自然界中此类微生物的种类和数目十分缺乏，而转化作用却相当普遍，某一特定属种的微生物以共代谢方式实现对农药的转化作用，并同环境中的其他微生物以共代谢的方式最终将农药完全降解。

研究显示DDT的分解菌至少涉及30个属，其中包括细菌、酵母、放线菌、真菌以及藻类等微生物。六六六的分解菌除了很早知道的生芽孢梭芽孢杆菌和大肠杆菌外，Matsu mura等人从各种环境中分离出71株有分解六六六能力的细菌、真菌菌株。这些分解菌包括好气性、基本嫌气性、嫌气性等各种细菌以及真菌[9]。

常规环境条件下能降解目标污染物的微生物数量少，且活性比较低，当添加某些营养物包括碳源与能源性物质或提供目标污染物降解过程所需因子，将促进与降解菌生长相关联的有机物的降解代谢，即微生物只能使有机污染物发生转化，而不能利用它们作为碳源和能源维持生长，必须补充其他可以利用的基质，微生物才能生长。在共代谢过程中，微生物通过酶来降解某些能维持自身生长的物质，同时也降解了某些非微生物生长必需的物质。

2.2土壤温度

气候变暖是当今全球性的环境问题，大气中CO2浓度的不断增加对全球气候变化起着极其重要的作用。土壤中CO2的排放主要来自土壤原有有机质和外源有机物(如植物的凋落物、根茬及人为的有机污染物投入)的分解过程[10]。全球气候不断增暖将改变各地的温度场、蒸发量和降水量，而这些变化又影响着土壤有机污染物的分解。

土壤温度影响土壤微生物和酶活性及土壤中溶质的运移，还影响土壤反应的速度和土壤呼吸速率，最终影响土壤中有机污染物的降解转化。在一定温度范围内，温度升高会促进土壤有机污染物的分解，但随着温度的进一步升高，土壤有机污染物对温度的响应程度降低。Miko发现，在平均温度为5 ℃时，温度每升高1 ℃将会引起全球范围内10%土壤有机污染物的丧失;而在平均温度为30 ℃时，温度每升高1 ℃将会使得有机污染物丧失3%[11]。

但是，在冷冻条件下关于土壤有机污染物的分解和微生物的活性还存在分歧。Neilson 研究了冷冻对碳和氮循环的影响，发现冷冻加快了土壤碳和氮的循环速率，但不同植被品种、土壤层次和冷冻程度所增加的幅度不同，而且在冷冻程度非常大时，会促进土壤呼吸和二氧化氮的流量和矿化。

2.3土壤pH值

土壤的pH值对有机污染物的吸附有很大的影响，一般来说，pH值越低，土壤对有机污染物的吸附能力越强。土壤酸碱性通过影响组分和污染物的电荷特性、沉淀溶解、吸附解吸和络合平衡来改变污染物的毒性，土壤酸碱性还通过土壤微生物的活性来改变污染物的毒性。pH值对有机污染物如有机农药在土壤中的积累、转化、降解的影响主要表现为:一是土壤的pH值不同，土壤微生物群落不同，影响土壤微生物对有机污染物的降解作用，这种生物降解途径主要包括生物氧化和还原反应中的脱氯、脱氯化氢、脱烷基化、芳香烃或杂环破裂反应等。二是通过改变污染物和土壤组分的电荷特性，改变两者的吸附、络合、沉淀等特性，导致污染物浓度的改变。

2.4土壤水分

土壤水分是土壤中水溶性成分的运输载体，也是土壤反应得以正常进行的介质。王彦辉认为森林土壤有机污染物的分解速率在很大程度上受控于环境条件，其中含水量起着决定性作用，最佳含水量为被分解物饱和含水量的70%～90%，极度干旱或水分过多都会限制土壤微生物的活动，明显降低土壤中有机污染物的分解速率[12]。但是，Olivier认为在淹水条件下有机污染物料的分解速率加快，在长期的淹水条件下厌氧微生物反复利用腐解发酵的有机物料，会导致较低的净残留碳的矿化[13]。这与淹水、嫌气条件下有机物料的分解速率慢于旱地、分解量低于旱地的传统概念不同。

在非淹水条件下，温度对有机碳分解的影响随着分解时间的延长而逐步减小。淹水条件下培养7 d以后，温度对供试物料有机碳分解的影响不随培养时间的变化而变化。当土壤含水量为300、500 g/kg时，供试物料的有机碳分解最快，而土壤含水量为200 g/kg和淹水条件下的有机碳分解较慢，空白对照培养结果显示土壤有机碳的分解速率随着水分含量的提高而加快[14]。在相同的水热条件下，有机碳的分解量与土壤黏粒含量呈负相关。

不同的土壤含水量对土壤中植物残体的分解速率和土壤腐殖质组分(胡敏酸和富里酸) 数量的影响仍存在争议。由于常规研究土壤有机污染物动态变化的方法存在不足，所以可以通过同位素示踪方法(14C示踪法或13C自然丰度法)进一步定量研究。利用同位素示踪技术可以区分原有土壤有机质与外源有机物分解转化形成的土壤新有机质，从而了解土壤中植物残体分解转化的动态变化规律。

2.5土壤机械组成

土壤质地的差异形成不同的土壤结构和通透性状，因而对环境污染物的截留、迁移、转化产生不同的效应。由于黏土类富含黏粒，土壤物理性吸附、化学吸附及离子交换作用强，具有较强的保肥、保水性能，同时也把进入土壤中的污染物质的有机、无机分子、离子吸附到土粒表面保存起来，增加了污染物转移的难度。

在黏土中加入砂粒，可相对减少黏粒含量，增加土壤通气孔隙，可以减少对污染物的分子吸附，提高淋溶的强度，促进污染物的转移，但要注意到因此可能引起的地下水污染等问题。砂质土类的优点是有机污染物容易从土壤表层淋溶至下层，减轻表土污染物的数量和危害;但是有可能进一步污染地下水，造成二次污染。壤土的性质介于黏土和砂土之间，其性状差异取决于壤土中砂、壤粒含量比例，黏粒含量多，性质偏于黏土类，砂粒含量多则偏于砂土类。

一般而言，黏性土壤中的空气较砂性土壤少，好气性微生物活性受到抑制，土壤黏粒具有保持碳的能力，其含量影响外源有机物(有机化合物、植物残体)及其转化产物的分解速率。随着土壤黏粒含量的增加，土壤有机碳和土壤微生物量碳也增加，土壤有机碳与黏粒含量呈正相关，随着土壤黏粒含量的增加，碳、氮矿化量减少，但矿化部分的碳氮比并不受土壤质地的影响。

2.6气候及二氧化碳含量

气候变化通过影响土壤水分、溶质运移和温度的变化来影响微生物的活动，从而引起土壤中有机污染物含量的变化。凉爽季节向温暖季节转化会导致土壤有机碳的损失，热、湿润的气候有利于有机污染物的分解。在秋季和冬季，土壤中微生物数量增加;在春季积雪融化后，土壤中微生物数量迅速下降，这种微生物群落的动态变化与植物碳、氮的有效性相关联。

大气CO2浓度升高提高了植物的光合作用，使20%～50%光合产物通过根系分泌或死亡输入土壤，从而间接影响土壤生态系统。有些学者认为CO2浓度升高，会增加输入土壤的碳量，刺激土壤微生物的生长和活性，加强土壤的呼吸作用，增加了土壤中有机物的分解速率[15]。多数研究是在土壤—植物系统中进行的，CO2浓度升高通过增加植物同化碳来增加根系生物量，从而增加土壤中碳量输入。于水强研究了土壤外部不同O2、CO2浓度对土壤微生物的活性和土壤有机物分解及其组分的动态变化的影响，认为低CO2浓度有利于有机物的分解和胡敏酸的形成，而高CO2浓度有利于有机物的积累和富里酸的形成。

3结语

土壤是生态环境的重要组成部分，是人类赖以生存的主要资源之一，也是物质生物地球化学循环的储存库，对环境变化具有高度的敏感性。土壤的环境因子存在着不稳定性，但是通过研究最适合土壤中有机污染物降解转化的环境，可改变受污染严重的土壤中有机污染物的含量，改善环境质量，实现可持续发展。

4参考文献

[1] 郝亚琦，王益权.土壤污染现状及修复对策[J].水土保持研究，2007，14(3):248-251.

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[3] 夏北成.环境污染物生物降解[M].北京:化学工业出版社，2000.

[4] 张大弟，张晓红.农药污染与防治[M].北京:化学工业出版社，2001.

[5] 周启星.土壤环境污染化学与化学修复研究最新进展[J].环境化学，2006，25(3):257-264.

[6] 唐永銮，刘育民.环境学导论[M].北京:高等教育出版社，1987:178-180.

[7] 周启星，孔繁翔，朱琳.生态毒理学[M].北京:高等教育出版社，2004.

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[13] 张文菊，童立成，杨钙人，等.水分对湿地沉积物有机碳矿化的影响[J].生态学报，2005，25(2):249-253.

第3篇：农药在土壤中的降解途径范文

[关键词]：林药间作；技术推广；推广应用

[引言]

农林系统是传统的轮垦农业以及林业发展的有机结合，将木本植物栽培与作物栽培相互，基于农学、林学、生态学以及经济学相关原理，进行深层次的探究，加强科研与生产之间的相互关联，实现农业与林业的完美融合，彼此促进之间的发展。加快建立林药间作技术推广与应用，确保这一产业的科学、规范、合理、健康的发展是非常重要的。

1、几种林下经济发展模式概述

1.1林药模式

林药模式，是在林间空地上种植耐阴性较好的中药类植物的经济模式。云南省由于其独特的自然条件，被称为中国的“药材之乡”，有着十分丰富的药材资源。云南出产的药材种类多达1000多种，约占全国药材的70%左右。种植较多的药材有滇重楼、三七、茯苓、天麻、龙胆草、铁皮石斛等。云南林药模式的最大特点，就是依托云南省独特的自然环境，生产珍贵稀有、生长周期短、市场价值高的药材，是一种典型的短期高资金投入，短期高价值收入的有效的林下经济发展模式。

1.2林牧草模式

林牧草模式，是充分利用林下的自然环境资源，加上先进的科学技术的投入，选择合适的家畜、家禽种类在林下进行合理养殖的林下经济发展经营模式。云南省依托高原优势，结合多山地的地理特征，以林下生态黄牛、山地土鸡、小香猪、黄山羊等为主的高原生态畜牧业得到了充分的发展。许多企业为了降低养殖成本，还在林下套种牧草，产生了很好的效益。林木草模式的特点是集中圈养，以较高品质的禽畜肉类作为差异化竞争手段，出栏周期比一般的畜牧业周期要长，但是其附加值也要比一般畜牧业周期高，而且在林下套种牧草，在一定程度上也减轻了其出栏周期长的成本问题。

2、发展林药间作模式的必要性

目前，由于对中草药材的需求量越来越大，导致野生中药材日益减少，甚至枯竭，其中有些种类已被列入濒危野生动植物物种国际贸易公约（CITES）附录。而由人工培育种植代替的中草药材，存在使用农药化肥污染、追求速生丰产等违背自然规律的问题，导致药材的药效低，药材的质量和安全性得不到保证。同时，人工培育种植药材在技术、营运管理和知识产权上都存在不同程度的问题，制约了产业的发展。利用山地、林地、荒地等进行中草药种植，开展林药间作，促进优质、特色的生态药材生产，是符合当前社会需求，实现经济、社会、环境、资源相互协调发展的途径。是建立在自然环境下形成的“无公害药品行动”的重要组成部分。是体现现代林业经济效益、生态效益的重要一环。

3、间作套种技术要点

3.1提高认识，积极创建示范基地。林业制度改革后，林地分给当地林农，可以有效调动广大林农的积极性，才能实现产业持续健康发展 ， 对于目前林农中诸多问题如有的认为没有前途，对林药的收益表示怀疑，降低参与发展的积极性；有的纯作为副业，有收益就算创收，缺少系统规划和长远安排；有的认识很简单，把林药培育等同于一般农林业，对其综合利用的价值认识不足的现象，加强宣传引导，不断提高他们参与产业发展的积极性和主动性。

3.2还林树木品种的不同也决定了可利用种植的时间的长短，也直接影响经济效益。例如，针叶林、阔叶林、阔叶混交林、针叶阔叶混交林。针叶林中落叶和常绿针叶对药材种植的要求和经济效益也有很大的区别和不同。

3.3还林地和天然林地的地貌、地势、土壤、林木的品种和密度的不同也决定了种植品种的不同，如，平坡地、坡岗地、丘陵地、沟洼地等种植的品种都有所不同。有的药材品种耐旱，有的药材品种耐涝；有的药材品种是采收地下根部，有的药材品种是采收地上茎或叶或种子；有的药材品种是深根类，有的是根茎类，有的是块根类，有的是鳞茎类，有的喜荫湿，有的不耐涝，所以对土壤的要求也就有所不同，同时也对药材的品质和采收成本有很大的影响。切不可盲目。

3.45注意r林间作对土壤水分的影响。系统耗水量的大小主要受蒸腾强度大小及土壤含水量变化两方面影响。一般情况下，农林间作系统可通过减小地表径流和增加地面覆盖等方式提高土壤水分含量。此外，受农林间作系统小气候变化的影响，地表水分蒸发量减少，蒸散量降低，使土壤水分状况得到改善，多数的研究表明间作系统中的土壤水分含量和利用率高于单作模式，其可能原因是间作复合系统中的林木可降低作物蒸发蒸腾，但也有研究认为间作会增加系统中作物叶片温度和气孔导度，进而增加作物蒸腾耗水，使系统总耗水量增加。并且很多相关研究发现，间作系统中林木与农作物对于土壤水分的激烈竞争导致作物生产力的降低，但农林间作系统中深根植物和浅根植物在土壤中占据不同的空间，形成互补作用，土壤中的水分利用率就会提高。

3.5生态适应性原则。光照、气温、土壤和降水等气候土壤条件对中药材的生长起着决定性的作用，不同的药材品种，对气候、土壤有着不同的要求，因此药材种植必须因地制宜。品种选择总体上应遵循生态适应性的原则。根据坝上地区的自然条件，该地区种植药材应选择具有抗寒、抗旱、抗风的特性。同时坝上地区土壤中沙粒含量较高，土质疏松，有利于根部生长，而因该地区植物生长期短，地上部分生长缓慢，因此应优先选择以根入药的品种。

结语

当今人类社会面临的人口众多、粮食短缺、资源匮乏、环境恶化等问题日渐突出，使社会的可持续发展受阻，生态失调。而农林间作模式从资源和土地的利用方式的角度为以上问题提供了科学有效的解决途径。它是改善土壤品质、农业增产农民增收、建设社会主义新农村、保障国家粮食安全的重要举措。

[参考文献]：

第4篇：农药在土壤中的降解途径范文

关键词：生物炭土地利用；障碍性土壤；改良修复机理

中图分类号：S156 文献标识码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2016.07.001

Abstract： Solid biologic waste can become bio-carbon after anoxybiotic pyrolytic reaction. Human being achieved carbon collection in the form of bio-carbon， and actualized carbon storage through bi-carbon-based soil utilization. Applying bio-carbon to soil not only conduces to carbon storage， but also helps to improve and repair various soil types. This paper mainly focuses on description of the function mechanism of bio-carbon-based improvement and repairing of polluted soil， which provides a theoretical foundation to massive use of bio-carbon to salinized soil， acid soil and low-yield soil improvements.

Key words： biochar utilization in land improvement； constraint land； mechanism of improvement and restoration

20世纪80年代以来，全球温室效应、气候变暖、大气污染等环境问题成为人类社会可持续发展的重大挑战。大气中CO2含量的增加导致全球气候变暖，对生态环境和人类生活环境产生严重影响。减少CO2产生量的最重要途径是减少化石能源使用量。生物炭土地利用是CO2零排放的重要途径，生物炭的生产过程是生物质固体废弃物无害化、资源化的过程。

煤炭是推动英国工业革命的血脉。燃煤产生的SO2、CO2、NOx以及粉尘污染曾令伦敦“雾都”之名举世闻名。英国政府于2012年颁布新《能源法案》并投入10亿英镑启动“碳捕捉与存储”招标计划。

“碳捕捉与存储”技术越来越受到世界各国的关注与重视，尤其是以煤炭为主要能源的中国。天津市“十三五”规划纲要提出：到2020年煤炭占一次性能源的消费比重降到50%以下；中心城区和滨海核心区实现无燃煤化，PM2.5年均浓度值下降25%；要推动低碳循环发展，鼓励碳捕集利用和封存等相关技术开发和应用；要严格控制土壤污染，开展受污染农田和盐渍化土地等综合治理与修复。

河北“奥洁”新能源公司以生物质固体废物弃物为原料，采用绝氧热裂解催化干馏与蒸馏耦合技术及装置，把生物质固废转化为生物炭，又联合河北省农业科学院开展了生物炭土地利用的各项试验研究，以期在完成“碳捕捉”、“碳封存”、 “固碳减排”的同时，达到土壤改良和修复的目的。

我国有障碍性低产土壤0.7亿 hm2，占1.2亿hm2耕地总面积的58%。生物炭的土地利用不仅能够实现碳在土壤中的“封存”和减少CO2、SO2、CH4、NOx等温室气体排放，且对酸性土壤、盐碱土壤、污染土壤等各类障碍性低产土壤具有改良修复的多重作用。加强生物炭对障碍性土壤改良与修复机制的理论研究，进一步推进生物炭的工业化生产和推广生物炭的土地利用，将是实现“低碳、绿色、循环”和“藏粮于地”、“藏粮于技”（，2016-03-06）的重要实践。

1 生物炭对盐渍良的作用机理

盐渍土是盐土、碱土、盐化土、碱化土等含盐、含碱有害盐类的低产土壤的通称，也称盐碱土。如土壤中只有过多的可溶性盐，称盐化土或盐土；若土壤中可溶性盐的浓度并不高，但在土壤胶体上含有较多的代换性钠离子，则称为碱化土或碱土。我国有各类盐渍化耕地348 7万hm2（其中盐土1 600万hm2，碱土87万hm2，各类盐化和碱化土壤1 800万hm2），占全国耕地总面积（1.2亿 hm2）的29%。

1.1 生物炭对盐土和盐化土壤的改良机理

盐土和盐化土是可溶性盐在土壤中累积所造成的。根据耕层（0～20 cm）土壤可溶性盐的含量，分为轻度（1.0～2.0 g・kg-1）、中度（2.0～4.0 g・kg-1）、重度（4.0～6.0 g・kg-1）盐化土和盐土（>6.0 g・kg-1）4个等级。施加生物炭对盐土和盐化良的机理分3个方面。

1.1.1 土壤可溶性盐的总量（浓度）降低 生物炭中的钙与土壤中的有机酸结合，形成难溶性和不溶性钙盐（如草酸钙、柠檬酸钙、氨基酸钙等），并产生结晶和沉淀，从而降低了土壤可溶性盐的浓度。

1.1.2 有害的钠盐转变为无害的钙盐

（1）土壤中的有害盐类与无害盐类。盐渍土中的4个阴离子（CO32-， HCO3-， SO42-， Cl-）与3个阳离子（Na+，Ca2+，Mg2+）相互结合形成12种盐类（阳离子中的K+是植物必需的大量营养元素；K+和Na+在盐渍土中存在的相互比例不会超过5∶100，故将K+并入到优势离子Na+之中）。

盐渍土的12种盐类中，只有7种是有害盐类，除CaC12较罕见外，其余6种分别是Na2CO3（苏打），NaHCO3（小苏打），NaC1（食盐），Na2SO4（无水芒硝），MgSO4和MgC12（MgSO4・6H2O和MgC12・6H2O泻盐）。

盐渍土以钠盐的危害为主，其危害程度的顺序是：Na2CO3>NaHCO3≥NaC1>Na2SO4；其危害的相对比例关系为：Na2CO3∶NaHCO3∶NaC1∶Na2SO4=10∶3∶3∶1。

（2）钠盐转变为钙盐。施加生物炭，土壤中有害的钠盐（Ma2CO3，NaHCO3，NaC1）转变为无害的钙盐，如CaCO3（碳酸石灰），CaSO4（石膏）等，使土壤中的中性钙盐增加，碱性钠盐减少，从而使各类盐渍化土壤得到改良。

1.2 生物炭对碱土和碱化土壤的改良机理

土壤碱化是由于土壤胶体表面吸附了大量代换性钠离子，导致了土壤理化性质的恶化。

由于绝氧热裂解过程中一些养分被浓缩和富集，故生物炭中的Ca、Mg、P、K等元素要高于其制备物料（母体炭）中的含量，加上热解中含钙催化剂的选用，使生物炭具有较高的钙镁含量。钙、镁离子尤其是钙离子，对防止土壤碱化、减轻钠碱危害、改善土壤物理化学性状，都起到重要的积极作用。

1.2.1 钙离子代换钠离子 生物炭中的代换性钙离子能代换土壤胶体表面吸附的代换性钠离子，从而使碱土和碱化土壤的理化性质得到改善，土壤钠碱危害减弱直至消除。

1.2.2 苏打盐消除pH值降低 碱化土壤pH值高的原因一是土壤中Na2CO4和NaHCO3含量高，二是代换性钠的水解。施加生物炭，Na2CO4和NaHCO3（两者为碱性苏打盐）转变为CaCO3和Ca（HCO3）2（两者为中性钙盐）。苏打盐（Na2CO3+NaHCO3）的减少以及代换性钠被代换性钙所代换，致使碱土和碱化土壤的pH值降低。

1.2.3 判别土壤碱化的各项指标值均明显降低 碱化度、残余碳酸钠、钠离子与钙镁离子比值以及钠吸附比都是判别土壤碱化及碱化程度的指标。

（1）碱化度（ESP）。土壤胶体所吸附的代换性钠离子量占代换性阳离子总量的百分率，也称钠碱化度，是表征土壤是否碱化程度的重要指标。计算公式为：

ESP=×100%

ESP是表证土壤碱化及碱化程度的重要指标。ESP为 5%～10% 时土壤开始碱化；ESP在10%～15% 为碱化土；ESP>15% 为碱土。

（2）残余碳酸钠（RSC）。土壤溶液中CO32-和HCO3- 的总浓度（总碱度），减去可溶性Ca2+和Mg2+浓度，称为残余碳酸钠，也称残余碱度。

RSC=（CO32-+HCO3- ）-（Ca2++Mg2+）

根据RSC（cmo1・kg-1）的土壤碱化分级为：弱碱化土壤（0.06～0.17）；中度碱化土壤（0.17～0.25）；强度碱化土壤（0.25～0.40）；碱土（瓦碱，>0.40）。

（3）钠吸附比（SAR）。代换性钠离子被土壤胶体吸附的指标。

SAR=

（4）钠离子与钙镁离子比值（SDR）。

SDR=Na+/Ca2++Mg2+

当SDR≈1时，钠离子的吸附一般不发生；SDR≥4时，钠离子被土壤胶体强烈吸附；SDR>18时，土壤发生碱化。

从土壤碱化及其程度的以上4个判别公式中可以看出，由于施加生物炭提高了土壤中钙、镁离子含量，可以使土壤ESP、RSC、SDR和SAR值大大降低甚至出现负值，这就充分反映了生物炭对碱土和碱化土壤的全面改良效果。

2 生物炭对酸性和酸化土壤改良的作用机理

酸性土壤是低pH值土壤的总称，包括南方的红壤、赤红壤、棕壤等酸性土壤与近年来北方果园和保护地设施土壤，由于pH值逐年下降造成的酸化土壤。

我国南方的酸性土壤（pH值

酸性和酸化土壤的主要危害是低pH值和H+、A13+、Mn2+的毒害作用。我国南方地区和日本等国对酸性土壤改良的传统方法是施用生石灰（CaO）或熟石灰（Ca（OH）2）。

土壤含钙水平与土壤酸度密切相关，土壤的酸化造成了土壤钙的缺失。

生物炭富含钙且呈碱性，施加生物炭能起到调酸，增钙，提高土壤有机质和有机、无机养分的多重功效。生物炭是比石灰更加有效的土壤酸性中和剂，它既能中和土壤活性酸，也能中和土壤潜在酸。

生物炭中的Ca2+离子可以代换H+、A13+、Mn2+离子形成A1（OH）3和Mn（OH）2等并产生沉淀，从而消除了活性A13+和活性Mn2+的毒害。

土壤有机质是土壤中含碳有机化合物的总称。生物炭是含碳的有机聚合物，通常含碳在40%～75%。生物炭可以提高土壤有机碳含量水平，使土壤有机质、C/N比和CEC（阳离子代换量）明显提高。施加生物炭，在提高酸性土壤肥力的同时，也使土壤理化性状得到全面改善。生物炭对低CEC的酸性土壤改良效果更为显著。

3 生物炭对重金属污染土壤修复的作用机理

我国受重金属污染的耕地面积约1 000万hm2，固废堆存和毁田13.3万 hm2，两者相加1 013.3万hm2，占全国耕地总面积的8.44%。重金属的污染类型以无机型为主，有机型次之。

3.1 生物炭具有较大比表面积和微孔结构

生物炭具有较大的比表面积（平均为90 m2・g-1）。生物炭的粒径越小其比表面积越大，吸附能力越强。生物炭具有巨量微小孔隙，表面带有大量负电荷，对土壤和水中的重金属及有机污染物有较强的吸附和固定作用。

3.2 生物炭表面含有丰富的官能团

生物炭表面含有大量含氧官能团（羧基、羟基、羰基等），可以通过静电作用、离子交换作用和扩散作用吸附重金属离子。生物炭表面的含氧官能团还能显著提高土壤离子交换能力（CEC），可以进一步促使重金属离子从土壤中迁移到生物炭上，从而降低了土壤的环境风险。

3.3 生物炭促使重金属形态发生变化

（1）土壤pH值的影响。生物炭pH值呈碱性，施加生物炭，土壤pH值升高，进而改变了重金属的形态和表面活性。

（2）土壤有机质的影响。土壤有机质是土壤肥力的基础。有机质含有多种官能团，对重金属具有很强的吸附力和配位能力。生物炭的施入提高了土壤有机质含量。有机质所含的富里酸、胡敏酸和腐殖酸等，作为螯合剂与重金属离子相互结合形成螯合态而使重金属固化，并使重金属毒性降低甚至消除。

（3）重金属形态变化的影响。土壤中交换态、水溶态和有机结合态重金属的危害性要大于碳酸盐结合态和残渣态重金属。施加生物炭后，随着用量的增加，土壤pH值升高，使土壤中危害性大的交换态、水溶态和有机态重金属，变为危害性相对较小的碳酸盐结合态和残渣态重金属，致使重金属污染的土壤得以修复和改良。

4 生物炭对土壤农药残留和污染修复的作用机理

我国每年投入农田的农药总量为22～25 亿t（纯用量），但农药利用率仅为10%～30%，低于发达国家50%的水平，农药大部分流失到环境中造成土壤和水体（地表水、地下水）污染。

有机磷和有机氯农药是造成土壤污染的主要农药品种，在我国登记使用的30多种有机磷农药中，80%以上是剧毒农药。六六六和滴滴涕等有机氯农药虽然早已停止生产和使用，但至今在土壤中的检出率仍然很高。

生物炭是一类多孔、高比表面积的芳香碳聚合物，生物炭的pH值呈碱性，其孔隙度、表面极性、有机组成和矿物组分等具有的特性，使其能够有效地吸附有机污染物―农药，并降低其在土壤中的化学活性和毒性。

4.1 巨大的比表面积和微孔结构

比表面积和微孔结构是影响有机污染物吸附的重要因素。生物炭的巨大比表面积和复杂的微孔结构，有利于吸附并锁定污染物。农药分子一旦进入生物炭微孔，就会被牢牢地捕获在微孔之中而很难再次被解吸出来。土壤施加生物炭，增强了对农药的吸附，阻碍了土壤微生物与农药的接触，降低了农药在土壤中的化学活性和毒性。

生物炭对杀虫剂的吸附能力是土壤的2 000倍，即使土壤中只施加了少量生物炭（0.05%），也能有效降低有机污染物的毒害作用。

4.2 富含有机碳 提高土壤有机质含量

土壤有机质的含量决定了土壤对有机污染物的吸附能力。生物炭富含有机碳，施加生物炭，土壤有机质含量和土壤阳离子交换量（CEC）提高，对农药的吸附能力增强，致使农药在土壤中的化学活性和毒性降低。

4.3 土壤pH值提高

农药分为离子型和非离子型两大类。离子型农药受体系pH值的影响，pH值通过影响农药分子的电荷参数，影响农药在生物炭上的吸附。施加生物炭，提高了土壤pH值，不仅影响有机污染物的存在形态，而且能够促进生物炭对有机污染物的吸附。

4.4 生物炭的表面官能团

生物炭表面官能团可以与农药中有机物分子的官能团通过共价键、氢键等特殊作用力相结合，不仅有效地吸附了有机污染物，而且也影响到农药在土壤中的迁移。

4.5 生物炭对农药污染修复的综合效果

生物炭对土壤中农药残留的吸附能力随生物炭施加量的增加而增强。施加生物炭的土壤不仅对污染物的吸附能力增强，而且污染物解吸的不可逆性同时增强，从而达到了锁定污染物的效果。被生物炭吸附固定的残留农药，不会再被植物吸收利用，因此，阻碍了农药进入植物（食物）链的可能途径，从而保障了植（食）物的安全性。

参考文献：

[1]石元春.决胜生物质[M].北京：中国农业大学出版社，2011.

[2]孙红文.生物炭与环境[M].北京：化学工业出版社，2013.

[3]王遵亲.中国盐渍土[M].北京：科学出版社，1993.

[4]毛建华，赵伯居.促进生物炭工业化生产与土地利用推动21世纪农业“黑色革命”[J].天津农业科学，2016（1）：1-4.

第5篇：农药在土壤中的降解途径范文

关键词：土壤污染现状危害治理措施

一、土壤污染的定义

土壤污染是指进入土壤中的有害、有毒物质超出土壤的自净能力，导致土壤的物理、化学和生物学性质发生改变，降低农作物的产量和质量，并危害人体健康的现象。土壤污染源主要可分为：生活性污染源，生产性污染源和放射性污染源：工业、科研和医疗机构排放的液体或固体放射性废弃物。

二、土壤污染的特点

1、土壤污染具有隐蔽性和滞后性。土壤污染不同于大气、水和废弃物污染等污染比较直观，它要通过对土壤样品进行分析化验和农作物的残留检测来确定。土壤污染从产生污染到出现问题通常会滞后较长的时间，所以土壤污染问题不太容易受到重视。

2、土壤污染具有不可逆转性。受到重金属污染的土壤基本上得需要较长的时间才能降解恢复。

3、土壤污染的累积性。土壤污染不同于被污染的大气和水，不容易扩散和稀释，土壤污染是由于不断的积累而导致超标，土壤污染同时具有很强的地域性。

4、土壤污染难治理性。治理污染土壤通常成本较高，治理周期也很长。土壤污染仅依靠切断污染源的方法是行不通的，需要靠换土、淋洗土壤等方法才能解决问题。

三、当前我国土壤污染的现状与危害

目前，我国部分地区土壤污染非常严重，土壤污染类型呈现多样化，土壤污染途径多，原因复杂，控制难度大。每年由于土壤污染导致的农产品质量安全问题层出不求，严重影响了百姓的身体健康和社会稳定。土壤污染产生的危害主要表现为以下几种：

1、土壤污染导致的直接经济损失严重。当前相当一部分农产品的农药残留超标率高达16%-20%；每年有超过1000万t粮食因土壤污染而减产，造成了巨大的经济损失。

2、土壤污染对人体健康造成危害。土壤污染会使植物在体内积累污染物，并通过食物链富集到人体和动物体中，危害人体健康，引发癌症和其他疾病。

3、土壤受到污染后，含有较高重金属浓度的污染土容易在风力和水力作用下分别进入到大气和水体中，导致大气污染、地表水和地下水污染以及生态系统退化等多种生态环境问题。

四、导致土壤污染的原因

1、过量施用化肥和农药

化肥及农药的使用能大大提高粮食作物的产量，但是氮、磷等化学肥料的长期大量使用却能破坏土壤结构，造成土壤板结、耕地土壤退化、致使耕层变浅、耕性变差、保水肥能力下降、增加了农业生产成本，影响了农作物的产量和质量。

2、污水灌溉对土壤的污染

使用生活污水和工业废水灌溉农田是导致土壤污染的直接原因之一。重金属、酚、氰化物等许多有毒有害的物质来自于未经处理或未达到排放标准的工业污水，它们会将污水中有毒有害的物质带至农田，在灌溉渠中形成污染带。

3、大气污染对土壤的污染

大气中的氮氧化物、二氧化硫和颗粒物等有害物质，可以在大气中发生反应形成酸雨，通过降水和沉降而落到地面，导致土壤酸化。冶金工业排放的金属氧化物粉尘，由于重力作用会以降尘形式进入土壤中。

4、生物残体和牲畜排泄物对土壤的污染

利用禽畜饲养场的厩肥和屠宰场的废物作肥料，如果不进行物理和生化处理，则其中的寄生虫、病原菌和病毒等可导致土壤和水域污染，并通过水和农作物危害人群健康。

5、重金属元素引起的土壤污染

汽油中添加的防爆剂四乙基铅随废气排出污染土壤，造成铅污染；各种大量使用杀虫剂、杀菌剂、杀鼠剂和除草剂导致砷污染；铀矿开采和浓缩、钍矿开采、核实验、核废料处理、燃煤发电厂、磷酸盐矿开采及加工等是土壤辐射污染的来源。

五、我国土壤污染的治理措施

1、施用化学改良剂，增加土壤环境容量，增强土壤净化能力。

将石灰、碱性磷酸盐、氧化铁、碳酸盐和硫化物等化学改良剂施用到土壤中，加速有机物的分解，使重金属在土壤中固定，促使重金属在土壤及土壤植物体的迁移能力降低，并转化成为难溶的化合物，减少农作物的吸收，以减轻重金属对土壤中的毒害。

2、强化污染土壤环境管理与综合防治，大力发展清洁生产。

选择有代表性的污灌区农田和污染场地，开展污染土壤治理与修复；加强土壤污灌区的监测和管理，科学地进行污水灌溉；了解水中污染物的成分、含量及其动态，避免带有不易降解高残留污染物随机进入土壤；增施有机肥，提高土壤有机质含量；大力推广和发展清洁生产。

3、改变耕作制度，实行翻土和换土。

要采取铲除表土和换客土的方法来改变污染严重的土壤，对于轻度污染的土壤，采取深翻土或换无污染客土的方法。

4、采用农业生态工程措施

在污染土壤上繁殖非食用的种子、种植经济作物，从而减少污染物进入食物链的途径；或利用某些特定的动植物和微生物吸走或降解土壤中的污染物质，从而达到净化土壤的目的。

第6篇：农药在土壤中的降解途径范文

一、有机农业的发展趋势

由于人们对有机食品需求的不断增加，为全球有机农业生产和贸易提供了新的发展和市场机遇。目前，巴彦淖尔市化肥的利用率很低，氮肥的利用率30%~35％，磷肥的利用率20%~22%。化肥大量进入江湖中造成水体富营养化，会影响鱼类生存，如乌梁素海的污染。改用有机农业生产方式，既可以减少生产成本投入，不断增加农民收入，还可以减少环境污染，有利于恢复生态平衡，使人与自然和谐共处。发展有机农业，可以打破限制我国农产品出口的“绿色壁垒”。我国加入WTO后，农产品进行国际贸易受关税调控的作用愈来愈小，但对农产品的生产环境、种植方式和内在质量控制得却愈来愈严，即所谓非关税贸易壁垒。只有高质量的产品才可能打破这种壁垒。有机农业产品是一种国际公认的高品质、无污染环保产品。因此，发展有机农业可以很好地提高我国农产品在国际市场上的竞争力，增加外汇收入。

二、肥料污染模式

肥料是植物营养的重要来源，但不合理的使用会产生很多负面影响。由于肥料资源利用方式不合理，造成的环境污染和农产品质量变差已是不争的事实。目前肥料污染模式有以下几种：

1.灌水降水淋模式

施用在田间或土壤中的氮磷在灌水或降水的浸泡淋溶作用下，首先进入土壤，当土壤达到最大持水量时，则进一步下渗进入地下水。在没有排水条件的地区，这些淋失的化肥、农药就存在土壤和地下水中。由于河套灌区灌排体系比较完善，因此达到田间最大持水量后的下渗部分，通过农田排水沟进入地表水系，这是河套灌区肥料污染的主要模式。

2.地表水径流模式

分布在土壤表层的多种营养物质，在大气降水引起地表径流，一部分随水下渗进入土壤，另一部分随地表径流的冲刷溶解下渗直接进入地面水体。3.地下水浸溶出流模式由于降水或灌溉地下水位升高，非灌溉土壤或由于灌溉侧渗作用积存在非灌溉土壤中的氮、磷等营养物质，在地下水的浸泡作用下，通过排水进入地表水体。一般情况下这三种作用都存在，但以灌水淋溶模式为主。

三、肥料污染对农产品的影响

化肥特别是氮、磷肥的不合理施用，造成河流湖泊的富营养化，地下水硝酸盐含量超标，直接危害人畜健康。据中国农科院土肥所对京津唐地区14个县市的调查，该区农村和小城镇由于农用氮肥的大量施用而引起的地下水、饮用水硝酸盐污染问题十分严重。在调查的69个点中，有半数以上超过饮用水硝酸盐含量的最大允许量(50毫克/升)，其中高者达300毫克/升。另据对北京、上海、天津等7个城市的调查，123种主要蔬菜品种中，硝酸盐轻度污染以下的仅有34种，占27.6%；中、高和严重污染的占72.4%，其中达严重污染程度，按世界卫生组织和联合国粮农组织规定标准，己不允许食用的蔬菜品种有33个，占26.8%。我国居民消费量较大的几种主要蔬菜(尤其是叶菜、根菜)的硝酸盐含量己严重超标，对人类健康构成潜在威胁。过多施用某种化肥或施用方法不当，会破坏土壤的理化性状，破坏土壤的团粒结构和土壤营养结构的平衡，造成农作物产量增幅减缓、品质下降。粮食、瓜果、蔬菜中的化肥残留过量，不仅影响口感和营养价值，在人体中长期积累还会引起多种疾病，甚至遗传给后代。劣质的农产品不仅影响我国人民生活质量和食品安全，更严重削弱了我国农产品在国际市场上的竞争力，直接影响出口创汇。

四、减少肥料污染的措施

（一）政策措施

农业肥料污染是一项涉及到社会各个方面的系统工程，因此政府协调有关部门研究制定防治肥料污染的政策和规划，争取优惠政策，吸引社会各界力量参与肥料污染防治工作。

（二）管理措施

政府应根据制定的肥料污染防治政策和规划，指定专门的机构或部门负责农业肥料污染防治工作，并定期向政府报告政策和规划的执行情况，政府应对专门机构或部门进行督促检查。

（三）农业措施

1.实施节水灌溉工程河套灌区是以黄河为水源的大型自流灌区，年引黄河水53亿立方米，目前的灌溉面积为870万亩，亩均用水量610立方米，根据巴彦淖尔市灌溉总局提供的资料，目前河套灌区灌溉系数只有0.4，也就是说60%的水在进入农田之前就损失掉了，实际进入农田的水只有244立方米/亩。这些损失的水是在输水过程中通过下渗和蒸发损失掉了。针对这种情况，经过专家论证，决定在河套灌区实行节水灌溉工程。目前，已在各个灌域局进行试验，通过渠道衬砌、井灌、井渠双灌，井灌与渠灌相结合等工程措施实施节水灌溉。该项工程实施后，每年可减少引黄水量18~19亿立方米。地下水位可以降低0.4~0.6米。农田排水将由3~4亿立方米减少到1~2亿立方米。

2.大力发展节水农业节水农业是近年来，随着世界性水资源危机而发展起来的一项新型农业生产方式，它与传统的节约用水不同。节水农业就是要改变千百年来人们用水的传统习惯，把浇地变为浇作物，按作物的最佳需水量进行灌溉，用较少的水取得较高的产出效益，是节约农业用水，缓解水资源不足的有效途径，是转变农业增长方式，使传统农业向高产、优质、高效农业转变的重大战略举措，也是对传统农业灌溉方式的一场革命。

3.引进推广新型农业生产技术（1）推广使用长效肥和缓释肥，减少化肥流失量，提高肥料使用率。（2）广辟肥源，增施农家肥、有机肥，提倡秸秆还田改良土壤结构，提高土壤保肥保水能力，培肥地力，减少化肥使用（3）提倡推广无公害食品、绿色食品和有机食品。（4）推广使用生物农药，减少化学农药的使用量，保持农业生态的平衡。

4.大力推广测土配方施肥技术。实施测土配方施肥技术可显著提高化肥的增产效果和利用率，掌握土壤养分丰缺指标，调整氮、磷、钾的配比，适当的补充微肥用量，降低农作物中硝酸盐的含量，提高农作物品质。总之肥料污染说到底是肥与水的相互作用问题，有肥没水构不成污染，反之有水没肥也不会构成污染，因此要控制肥料污染，必须同时控制肥和水双管齐下，方能见效。两者相比水的控制是关键。

第7篇：农药在土壤中的降解途径范文

【关键词】川佛手；单因子指数法；加权平均综合指数法；层次分析法

目前，对于中药物的研究，已经有很多前人成果，有模糊评价法，神经网络等，而达州市有着丰富的药材资源，被誉为“川东药库”。本地气候适宜，土壤肥沃，水资源丰富，无工业污染。药农已从70年代开始在本地栽培药材，掌握了丰富的种植经验，并形成了药材种植意识，农村产业结构调整的新形势下，在当地政府的大力支持及科学技术不断的投入下，在达县金福中药材种植有限公司的带动下，已辐射药材种植面积到2.2万亩以上，其中川佛手[1]种植面积1.1万亩，并形成了一定的规模。而佛手主要功能是疏肝理气，和胃止痛。用于肝胃气滞，食少呕吐等。本文所用数据均来自达州市农业局有关统计数据。

1 模型思路

[2]本文主要从种植的重金属污染、农药污染、化肥污染三个方面进行研究。川佛手在种植时，质量安全风险主要是重金属污染，农药污染，化肥污染，通过污染指数模型及改进的层次分析法，来探讨污染状况与改进措施。

1.1 土壤重金属污染

重金属[3]是一类具有潜在危害的重要污染物。由于重金属在土壤植物系统中所产生的污染过程具有隐蔽性、长期性和不可逆性的特点，所以当重金属通过在土壤植物中迁移转化，经过食物链的积累和放大作用以后，对生物将产生更大的毒害作用。按照目前的国际标准，中药重金属污染主要包括铅、镉、汞、铬、砷等。我国药用植物及制剂进出口绿色行业标准限量指标：重金属总量≤20.0mg/kg，铅（Pb） ≤15.0 mg/kg，镉（ Cd） ≤0.3mg/kg，汞（Hg） ≤0.2mg/kg，铬（Cr） ≤10.0mg/kg，砷（As） ≤2.0mg/kg。

1.1.1 单因子污染指数法

依据土壤环境质量评价标准GB5618-1995，我们定义单因子污染指数，其公式为

1.1.2 加权平均综合指数法

1.1.2.1 计算方法

评价土壤重金属污染时，重金属污染因子的权重是影响评价结果的关键因素，利用层次分析法，根据重金属对人体健康危害的程度，计算重金属污染物在土壤环境质量评价中的权重，并将其应用于平均综合指数法，我们称之为加权平均综合指数法。并且污染指数定义为

1.1.2.2 重金属污染因子权重的确定

第二，利用构建的比较矩阵B，根据公式（5），求出判断矩阵C，如下式（7）。

1.2 化肥污染

川佛手在种植过程中会施加一定的化学肥料[6]以促进其生长，但化学肥料却在一定的程度上含有有损川佛手生长的物质、甚至有些化学肥料中的某些物质能够通过川佛手的根茎的渗透作用进入川佛手体内，影响其生长。另外，一些化学肥料运用在土壤中很可能会改变土壤的酸碱度，以致影响原本适合川佛手的生长环境。

土壤的环境质量评价方法很多，目前常见的主要有单因子评价法、模糊综合评价法、灰色聚类法和综合指数法，所以化肥污染的计算也可用公式（2），公式（3）的模型去求解。用公式（3），得到结果 =0.4607

1.3 农药污染

农药[7]在川佛手的种植环节必不可少。四川达州的天气相对适宜一些害虫的生长。这样对川佛手的生长同样也会产生影响。施加的农药可能会因为时间的问题而在川佛手体内有一定的残留，在人制造川佛手或则食用川佛手过程中对人体造成伤害。所以，准确评估农药的残留及其危害程度，对川佛手的药效有相对重要的作用。 目前我国大量使用的化学农药约有50多种，农药总施用量达131.2万吨（成药），平均每667施用931.3g。中国农药生产量居世界第二位，产品中杀虫剂占70%，杀虫剂中有机磷农药占70%，有机磷农药中高种占70%，致使大量农药残留，带来严重的土壤污染。对此，我们可以把农药中的成分，如有机磷农药、有机氯农药、氨基甲酸酶类、苯氧羧酸类等作为影响因素，其中权重为

=（0.4668，0.1603，0.2776，0.0953）计算结果中 Max= 4.0310，CR= 0.0115

2 建议

根据上述讨论，可知达州的污染指数都小于1，未被污染，适宜发展绿色中药材。不过有些指数快超标了，例如铬、有机磷农药，我们必须防患于未然，给予警示，针对这些即将超标的重金属，农药，化肥必须进行控制。根据文献[6]-[8]，我们提出了以下的改进建议：

2.1 控制重金属污染的措施

（1）加大大气污染治理和水污染治理的宣传力度，提升它们的防治科技水平，健全相关法律法规，减少它们中的重金属成分对土壤的间接污染。对常见的重金属汞、铅及其化合物污染控制虽已有可靠的工艺流程，但是砷、铬、镉及其化合物污染控制技术需要提高并且大力度创新。

（2）根据物理或物理化学的原理来治理土壤重金属污染，可以采用工程治理方法、淋洗法、热处理法、电解法等方法，综合防控土壤重金属污染；根据生物的某些生物习性来适应、抑制和改良重金属污染，可以采用动物治理、微生物治理、植物治理等方法控制重金属废弃物的污染，有效降低土壤中重金属含量。

（3）根据“重金属污染综合防治“十二五”规划，建立三大体系、解决一批问题，充分利用循环经济的理念与技术，对重金属废弃物进行吸收转化再利用，或者无害化处理。从根结上解决重金属污染对中药的不利影响。

2.2 控制农药污染的措施

（1）通过生物的作用将大分子有机物分解成小分子化合物，可以利用生物降解方法，包括动物降解、植物降解、微生物降解等；积极发展固相合成农药，实现反应的自动化，通过分混法和平行合成法，实现新农药的创制，重点发展高效、低毒、低残留及无公害新型农药；使农药在水体环境中达到中药材环保的要求。

（2）推广生物农药，减少化学农药，生物农药主要包括微生物农药、农用抗生素和生化农药三种；利用除草剂最低致死剂量使用技术，即用MLHD减少农药污染，精确施药；减少农药残留，禁止施用高毒、高残留农药，有效保证中药物的土壤的生态环境。

（3）调整农药的施用结构、使用方式及施用量，调整种植产业结构，逐步提高行业准入门槛，鼓励中药产业化、现代化研究；注重生物防治、物理防治与化学防治相结合，充分利用自然天敌，尽量减少化学农药用量；加大中药材的抗病虫害品种的研究，利用分子生物技术使药用植物增强抗病虫害能力，不再需要大量的各类农药，中药材将会成为低农残、高质量的绿色中药材。

（4）根据农药法律法规，建立与健全的土壤污染防治法律法规；控制农药包装废弃物，将生产企业与流通企业相互结合，政府增大干涉与扶持，进行有效包装，避免使农约包装废弃物内的残留物造成污染；建立绿色药材生产基地，对药材生产实施规范化质量管理（GAP），保障中药物卫生安全。

2.3 控制化肥污染的措施

（1）加强肥料养分资源的综合管理，以农家肥为主，使用无机肥料时，必须与有机肥料配合施用。建立科学的施肥制度，利用3S技术精确施肥。从而达到生产绿色中药物。

（2）提高养分资源的利用效率，使用科学的施肥技术，充分利用化学途径、物理途径和生物途径，创造良好的土壤条件，采取积极有效的水土保持措施。

对于有机肥，可以推广以沼气为纽带的“生态家园富民工程”，推进农村循环经济的发展，达到促进减少污染、保护中药材土壤质量与提高生活质量的三赢。

（3）依据模型的结论，如果加强并综合应用上述有关控制措施，达州可以占领“绿色药物”的市场优势，让中药物产业早日成为其支柱产业，使其早日实现环境保护、药物质量、经济发展和人民能拥有健康的四赢和谐城市。

参考文献

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[2]魏俊岭.亳州市典型中药材产地土壤肥力与环境质量评价[D].安徽农业大学，2012.

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[4]仲维科.我国农作物的重金属污染及其防止对策[J].农业环境保护，2001，20 （4）：270-272.

[5]GB 2762-2012.食品安全国家标准食品中污染物限量[S].

[6]杨丽娟，李天来，刘妤.长期施用有机肥和化肥对菜田土壤锌有效性的影响[J].土壤通报，2005，36（3）：395-397.

[7]陈苏敏，胡启山，郭鹏程，盛平.农药污染及其危害的有效防控[J].现代农业科技，2008，4：94-95.

[8]王昶，马少娜，魏大鹏，王敏.中药材中重金属污染分析以及防治措施[J].天津科技大学学报，2005，（20）3：12-16.

作者简介：吴 骁（1991―），女，四川广安人.学生，主要从事数学研究.

第8篇：农药在土壤中的降解途径范文

关键词：新环保法；视野；土壤污染防治；对策探析

最近几年，人们越发意识到了环境保护的重要性，尤其是土壤的保护问题，土壤可以为人们的生产生活提供基础支持，因此，土壤污染将会给人们的生产生活带来较大的负面影响，与水污染问题相比较，土壤污染问题往往会受到忽视，尽管我国已经运用法律条文内容对土壤资源提供了法律支持，但是，工业生产以及城市垃圾处理等因素的影响，导致土壤污染问题越发严重，而要想在此新环保法视野下，强化对土壤的治理，就要依据新环保法中的内容，制定土壤污染的防治方案，笔者则对新环保法视野下的土壤污染的对策进行了探究，详见下述。

一、对于我国土壤污染的实际状况分析

现阶段，我国的土壤污染状况较为严峻，诸多区域的土壤污染导致植物无法正常生长，极大的影响了人们正常的生产生活，可见，当前进行土壤污染防治已经是环境保护的必要措施，也是确保区域内的土壤可以被正常应用的重点内容。

我国部分地域试图应用土地覆膜技术来提高庄家的整体产量，但是，在覆膜之后，未能将这些塑料薄膜予以科学的处理，将会随之融入到土壤之中，进而引发土壤污染，此种情况下的土壤污染极难处理和解决，即便对土壤予以处理，还会导致土壤难以恢复到之前的水平，治理的周期也较长，同时也会提升土壤的应用成本[1]。

此外，农民为了更为高效的对庄稼进行种植，往往会通过喷洒农药的方式，尽可能的降低人力資源的消耗，但是，喷洒农药的方式，将会对土壤中的营养物质造成破坏，致使土地无法被切实的应用。同时，在种植庄稼的过程中，部分农民无法切实保障化肥的质量，劣质化肥将会进一步导致土壤受损，同时也会破坏土壤中的营养物质，致使土地不能被高效的应用。

除了上述因素之外，工业生产排放的污水也会造成土壤污染，通过水资源的途径加强了土壤污染，未经处理的污染水体，不仅会造成土壤污染，还会造成空气污染，对于人类的生存和发展是极为不利的[2]。

二、对于新环保法视野下颚土壤污染防治方式分析

（一）健全土壤监督制度体系

在当前新环保法背景下，人们的思维方式也有所转变，越发地注重环境保护的重要性，积极地强化土壤保护的力度。在此过程中，要想切实的对土壤予以保护，首先就要通过制度内容，对土壤污染情况予以监督和约束，促使土壤的应用更为高效和绿色。

运用法律规章以及体制的作用，对土壤污染行为予以监督，可以有效的确保土壤污染防治措施的落实，同时也会使人们从自我做起，避免日常生活中，对土壤造成污染。此外，政府也要发挥自身的引导性优势，对土壤污染问题予以切实的治理，强化土壤保护的力度，并推动土壤保护体制的构建，最终形成一个较为健全的体系和评价机制，从制度层面，杜绝土壤污染问题出现，在此过程中，还可以制定完善的应急预案措施，对土壤的应用进行全方位的监督，引导人们更为高效的应用土壤资源。

（二）科学的应用化肥农药

农民在种植庄稼的过程中，不可避免的会应用到化肥和农药，而基于这一问题所造成的土壤污染，则要根据实际情况，结合庄稼种植的具体特征，科学的应用农药和化肥，促使土壤的应用更为高效和科学[3]。

比如，在施肥时，可以重点运用动物粪便以及有机肥等，增加土壤中的营养。而对于给水体污染造成严重影响的工厂，所造成的土壤污染问题，政府部门也要将自己的职能体现出来，坚持服务人民，为人们提供一个更为优美的环境，可以通过法律的途径，将这些不达标工厂进行“彻底废除”，确保污水排水达标后，再进行生产，参考法律规章制度内容，对工厂的所有人进行经济处罚，运用这样的方式，对污水问题予以治理，间接地降低工业水体污染给土壤资源造成的污染。

（三）通过媒体途径，宣传土壤污染的危害

当前是信息化的时代，媒体在社会发展的过程中，起到了重要的引导作用，而新环保法的落实，也可以借助媒体的力量，进行积极地宣传，对土壤污染所造成的危害予以阐述和分析，而后再对新环保法中的内容进行自觉宣传，同时还要确保宣传手段的科学性和高效性，最终达到极佳的宣传效果。

一般情况下，媒体对法律条文进行宣传的过程中，都会应用受众乐于接受的方式来进行，受众在此氛围下，会潜移默化的受到新环保法条例的影响，并逐渐的意识到土壤保护的重要性，将会从自我做起，承担起相应的社会责任，进而为土壤污染治理提供切实的保障，间接地强化土壤污染治理效率[4]。

值得注意的是，媒体在接受这样的宣传内容时，应当本着公益性的原则，不应予以收费，其次，媒体理应承担环境保护的社会责任，强化人们土壤保护的思维和心理。并引发社会舆论，最终达到舆论监督的目的，提高对土壤资源的保护。

结束语：综上所述，新环保法的实施是一项需要长期解决的任务，它的落实具有较强的整合性以及协调性，和传统的环保法相比较，新环保的内容对其内容和诸多条款进行了更新，并更加强调人性化的管理，在此发展背景下，要想为人们的生产生活奠定良好的基础，就要将环境保护措施落实到实处，尤其是当前形势较为严峻的土壤污染问题亦是如此，要强化对土壤污染的治理，并遵循新环保中的内容，充分发挥政府部门的引导性作用和媒体途径的宣传作用，提高土壤污染的治理效率，推动环境保护目标的落实，促使社会发展与可持续发展理论相一致。

参考文献

[1]夏利亚，来俊卿.土壤重金属污染及防治对策[J].能源环境保护，2011，25（4）：54-55，58.

[2]王宏巍，张炳淳.新《环保法》背景下我国农业用地土壤污染防治立法的思考[J].环境保护，2014，42（23）：58-60.

[3]吴季友.北京市交通源颗粒物污染特征分析及管理对策研究[D].中国科学院大学，2012.

第9篇：农药在土壤中的降解途径范文

关键词： 灵芝； 传统种植； 大棚仿生； 雾化喷灌

中图分类号： S275.6文献标识码： A 文章编号： 1009-8631（2011）07-0116-01

灵芝，又名红芝，赤芝，灵芝草。具有治疗慢性支气管炎、支气管哮喘、白细胞减少症、冠心病、心律失常、急性病毒性肝炎、抗神经衰弱、糖尿病等功效[1，2]，同时具有抗肿瘤、保肝解毒、抗衰老、抗神经衰弱、抗过敏及美容等作用[3-6]。全世界有120多个种类，我国就有87个。我国栽培灵芝至少有400多年的历史。由于灵芝栽培技术含量高，难度大，而且受营养、温度、水分、空气、光照及酸碱度等条件的限制，不适宜在干旱地区特别是沙漠土壤中栽种[7-8]。

由笔者主持的榆林农业学校自选课题，灵芝在我国西北地区沙漠土壤当中栽培试验研究，从2005年开始到2008年结束，经过4年的艰苦工作，灵芝这种被专家预言在沙漠土壤中不能成活的稀有物种，终于在榆林农业学校的沙漠土壤中得以存活且喜获成功。该项目不仅获得了榆林市科学技术三等奖，还取得了大量的基础数据，为沙漠土壤的新型利用又开辟了一条途径，也为地处沙漠区域的农民进行农业集约化生产，调整农业产业结构带来了曙光。

1大棚灵芝喷灌系统

1.1试验地情况。该项目所选用的试验地位置坐落于榆林农业学校的实习果园，果园土壤类型为沙土，采用大棚仿生栽培法对灵芝的栽培成长进行研究。大棚采用三面向阳，一面靠厚土墙的传统大棚结构型式。喷管系统为固定管道式喷管系统，由干管、支管、毛管和喷头四部分组成。灌溉水源为榆林农业学校生活用水。

1.2试验设计方法。该系统是预先将供水干管埋设在冻土层以下40厘米的土壤地中，支管从大棚内两侧升起，与地面平行分成两组布设在大棚两侧的支架上，在大棚的另一端分别堵口。毛管从支管的下侧引出伸至距地面180cm处，雾化喷头安在毛管下端距地面约150cm处。棚内灵芝培养袋株距30cm，行距30cm，大棚占地面积宽260cm，长560cm，每个雾化喷头能喷洒的范围为直径140cm的全圆喷灌。

2微喷管技术在灵芝新品种引进及栽培试验研究中的应用

2.1传统栽培方法的不足。灵芝在生长的过程中最为关键的技术是控制好温度和湿度[7，8]。传统的栽培技术遇到的无法突破的瓶颈难题是灵芝生长的温度满足要求了，空气相对湿度低不能满足灵芝的生长要求;灌水后空气相对湿度增高可满足生长要求而气温则会太低不能满足要求。这种矛盾在很长时间内难以解决[7，8]。尤其在北方昼夜温差大，空气湿度小的大气候环境条件下很难控制。

2.2微喷管技术。微喷管技术在榆林灵芝新品种引进及栽培试验研究中的应用很好的解决了上述矛盾。白天榆林地区的气温升幅较大，棚内温度更高。当棚内温度超过灵芝子实体成长的上限温度28度时，打开喷灌控制阀门，在水压足够的情况下，所有雾化喷头就会同时喷出喷洒直径为140cm的平射雾气，在短短的几秒时间内，整个大棚就被浓浓的雾气所包围，形成的雾气浓度并不亚于灵芝野外生存所需的雾气浓度，空气相对湿度可达95%以上，在空气相对湿度增加的同时，棚内温度因为大棚外层覆盖层的短波光辐射作用虽然湿度增加但是温度变化不是很快，这样就会形成仿生大棚内高湿度和高温度的最适宜灵芝生长所需的生理环境。当大棚内的温度降到灵芝子实体成长的下限温度24度时，及时关掉喷灌控制阀门，喷灌系统停止产生雾气，空气相对湿度会逐渐升高，气温也会随之升高。当气温高过上限要求、空气相对湿度较低时，再打开控制阀门，如此重复操作，只要留心观察、及时开关控制阀门便可将温度和湿度很好地控制在灵芝生长所需的范围内。晚上对灵芝的管理基本上是任其自然生长不需要人为的干扰，只要将大棚的几层覆盖物盖好，不让热量外泄就行。因为白天大棚通过大棚外层覆盖物吸收的热量足够灵芝整晚的利用，大棚内由于白天一天的喷雾再加上晚上土壤的返潮棚内的空气相对湿度一般在90%以上，完全能达到灵芝正常生长所需的生理参数。

3喷灌降温保湿措施与传统地面灌溉降温保湿措施的研究对比

3.1传统方法。试验大棚骨架为铸铁结构，外层采用双层覆盖物保温遮荫措施。传统的灵芝栽培遮荫主要的是将砍伐来的树枝架空在灵芝的上面，利用树枝和树叶的湿度来降温保湿的，这种方法不仅无法禁止乱砍乱伐，降温保湿效果差，而且在大规模的生产中无法保证树枝随时需要随时供给。

传统的灵芝栽培土壤的保湿是与通过地面灌溉的方法来进行，而该项目的土壤保湿是通过水的雾化再落到地面上进行液化后保证土壤的湿度，这种水蒸气的液化不仅能使棚内温度不易瞬间降低，而且土壤不易板结硬化，经常保持土壤的松软，有利于土壤当中灵芝子实体的正常生理活动。传统的灌溉后最容易使土壤板结硬化，破坏土壤的松疏结构，不利于灵芝子实体的健康成长。

3.2喷灌降温保湿措施。经过雾化喷灌的大棚内温度、湿度的变化幅度小，比传统的地面灌溉持续的时间长，在很大程度上可节约劳力。尤其在炎热的中午，用雾化喷灌需2-3次，则大棚内的环境基本就达到了灵芝生长所需，而用地面灌溉需则4-5次，而且传统的灌溉浇水地面是保墒了，而空气相对湿度和温度无法得到保证。

4喷灌系统在大棚仿生栽培当中存在的问题和发展方向

该项目虽然较传统的栽培技术有了很大的提高，但是还存在一些弊端，主要表现为：

雾化系统是人为控制，自动化控制性差；雾化的时候大棚外层的覆盖物是处于封闭状态，通风效果差；雾化后的大棚覆盖物暂时不能移开，这段时间灵芝子实体易于形成畸形，有待于后期研究探讨改进。

参考文献：

[1] 赵友琴.灵芝和灵芝玉屏[J].上海中医药杂志，1985（2）：25-27.

[2] 梁祖霞.灵芝―古人心目中的仙草[J].开卷有益.求医问药，1997，（5）：12-13.

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[5] 汪新政.灵芝是降癌妙[J].中国食用菌，1996，（2）：40.

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