土壤环境3.ppt

第四节 化学农药对土壤的污染　　 土壤环境是受农药污染重要的场所。农药在土壤中长期残留累积的结果，致使农作物及农畜产品中出现微量的残留农药，污染了食品，危害人类的人体健康。 人们在30 年代先后开始了农药使用的时代。有关专家指出，世界粮食产量之半被各类病虫害糟蹋在农田或粮库里。 目前，世界范围年产农药约200 多万吨，种类数达500 之多（大量生产又广泛应用的约有50 种）。自40 年代广泛应用以来，累计已有数千万吨农药散入环境，大部分进入土壤。 广义地说，农药包括杀虫剂、杀菌剂、除草剂以及其他如杀螨剂、杀鼠剂、引诱剂、忌避剂、植物生长调节剂和配制农药的助剂等。施用农药确实能对农作物的增产增收起重要作用。 但世界范围内连年大量使用农药引起许多不良后果: 1.如药效随害虫抗药性不断增强而相对降低； 2.施用农药对抑制害虫的天敌也有毒杀作用，从而破坏了农业生态平衡。 3.更为重要的是由施用农药而引起环境污染，并通过食物链使农作物或食品中的残毒引入人体，危及人体健康。 农药的分类 我国目前生产的农药品种有百种以上，新的品种每年都在增加，根据农药的成分及用途，可分成以下几类： 杀螨剂 二硝甲酚、三硫磷等 杀菌剂 稻瘟净、多菌灵等 杀线虫剂 二溴乙烷、二溴氯丙烷等 除草剂 除草醚、西玛津、 2，4-D等 在我国农药生产中杀虫剂的种类和数量占绝大多数，也是使用范围最广的一类。 农药在土壤中的环境行为 控制农药环境行为的主要因素有三:即吸附、迁移和降解。 通过吸附过程，将使农药滞留在土壤中，减轻了因挥发引起大气污染和因淋溶引起地下水污染的程度； 通过挥发、淋溶、径流及作物吸收等迁移过程，会促使农药转移到其他环境要素中去； 通过降解过程，农药在土壤中逐渐转为小分子或简单分子化合物，乃至彻底无机化，转成为CO2、H2O 等。 农药的残留性又是上述这些过程的集中体现。从保持药效，药尽其用的角度看，农药应有相当的残留能力，但从无害化角度看问题，其在土壤中的滞留时间又不能太长。一些残留能力特别强的农药如汞、砷制剂已被淘汰使用，原因即在于此。 吸附 土壤对农药的吸附是影响农药在土壤中动态行为的最重要因素之一。农药被吸附的能力主要与其分子本身性质相关，其他有关因素还有土壤的性质、类型以及介质条件。 农药的分子结构、电荷特性和水溶能力是影响吸附的主要因素。 一般，几何尺寸大、伸展平直又有柔性的分子可与土壤胶粒表面以较大面积接触，吸附力也大； 其次，能离解为离子的农药被吸附力强； 相对说来，极性分子电性较弱，被吸附能力也相应见弱； 离子型或中性分子可在电场作用下暂时极化，就此被吸附在带电荷的土壤胶粒上，但这种吸附力较弱。 就土壤性质而言，影响吸附的主要因素是粘土矿物和有机质的含量、组成特征以及铝、硅氧化物和它们水合物的含量。土壤有机质和各种粘土矿物对非离子型农药吸附能力的顺序是： 有机质＞蛭石＞蒙脱土＞伊里石＞绿泥石＞高岭土。 迁移 土壤中的农药，在被土壤固相物质吸附的同时，还通过气体挥发和水的淋溶在土体中扩散迁移，因而导致大气、水和生物的污染。 大量资料证明，不仅非常易挥发的农药，而且不易挥发的农药（如有机氯），都可以从土壤、水及植物表面大量挥发。对于低水溶性和持久性的化学农药来说，挥发是农药进入大气中的重要途径. 农药随水的迁移形式有两种：一些在水中溶解度大的农药可直接随水迁移；一些难溶性农药主要附着于土壤颗粒表面进行水的机械迁移，最终进入江河水体。 降解 农药在土壤中的降解：农药在土壤中的降解，包括光化学降解、化学降解和微生物降解等。 （1）光化学降解：土壤表面接受太阳辐射能和紫外线光谱等能流而引起农药的分解作用。由于农药分子吸收光能，使分子具有过剩的能量，而呈“激发状态”。这种过剩的能量可以通过荧光或热等形式释放出来，使化合物回到原来状态，但是这些能量也可产生光化学反应，使农药分子发生光分解、光氧化、光水解或光异构化。其中光分解反应是其中最重要的一种，因为分解可能由光直接或间接获得。 （2）化学降解：化学降解以水解和氧化最为重要，水解是最重要的反应过程之一。有人研究了有机磷水解反应，认为土壤pH和吸附是影响水解反应的重要因素. （3）微生物降解：土壤中微生物对有机农药的降解起着重要的作用，土壤中的微生物（包括细菌、霉菌、放线菌等各种微生物），能够通过各种生物化学作用参与分解土壤中的有机农药。由于微生物的菌属不同，破坏化学物质的机理和速度也不同，土壤中微生物对有机农药的生物化学作用主要有：脱氯作用、氧化还原作用，脱烷基作用、水解作用、环裂解作用等。 　　土壤中微生物降解作用也受到土壤的pH、有机物、湿度、温度、通气状况、代换吸附能力等因素的影响。 残留性和危害性 农药污