易 敏,劉 楨,馮 靖,肖 金

(1.湖南省環(huán)境監(jiān)測中心站,湖南 長沙 410004;2.長沙市環(huán)境監(jiān)測中心站,湖南 長沙 410000)

環(huán)境污染對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響

易 敏1,劉 楨2,馮 靖1,肖 金1

(1.湖南省環(huán)境監(jiān)測中心站,湖南 長沙 410004;2.長沙市環(huán)境監(jiān)測中心站,湖南 長沙 410000)

農(nóng)業(yè)和農(nóng)村環(huán)境是人類生存、經(jīng)濟發(fā)展和社會安定的基礎和根本保證。但是,隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人口的增長,各種工業(yè)廢棄物和農(nóng)用化學物質(zhì)不斷地涌入農(nóng)業(yè)環(huán)境,使得農(nóng)業(yè)環(huán)境的污染負荷增加,農(nóng)業(yè)本身產(chǎn)生的污染問題也日益嚴重,農(nóng)業(yè)環(huán)境正面臨一系列嚴重的環(huán)境污染和生態(tài)破壞的問題。環(huán)境各個要素的污染都會影響正常的農(nóng)業(yè)生產(chǎn),主要介紹了大氣污染、水污染、土壤污染的基本特征及其對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響。

農(nóng)業(yè)環(huán)境;大氣污染;水體污染;土壤污染

農(nóng)業(yè)環(huán)境污染是指由于現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展,大量的工業(yè)廢棄物和農(nóng)用化學物質(zhì)進入到農(nóng)田、空氣和水體中,當其含量超過農(nóng)業(yè)環(huán)境本身的自凈能力時,就將導致農(nóng)業(yè)環(huán)境質(zhì)量下降,甚至破壞農(nóng)業(yè)生態(tài)平衡,使農(nóng)、畜產(chǎn)品產(chǎn)量下降、質(zhì)量變差或受毒物污染,通過食物鏈影響人類健康。

1 大氣污染對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響

大氣污染是指人類活動向大氣排放的污染物和由它轉(zhuǎn)化的二次污染物在大氣中的濃度達到有害程度的現(xiàn)象。人類自從用煤作燃料以后,大氣污染的現(xiàn)象就存在了。大氣污染物的種類很多,其理化性質(zhì)非常復雜,毒性也各不相同,主要來源為礦物染料(如煤和石油)燃燒和工業(yè)生產(chǎn)。對農(nóng)作物有危害的大氣污染物種類也很多,如二氧化硫、氮氧化物、氯氣、氯化氫、酸雨、氧化劑、氟化物、汽車尾氣、粉塵等。長期暴露在污染空氣中的動植物,由于其體內(nèi)外污染物很多,會造成其生長發(fā)育不良或生長受阻,甚至發(fā)病或死亡。

1.1 大氣主要污染源及來源

農(nóng)業(yè)大氣環(huán)境污染,以二氧化硫、氮氧化物等導致的酸雨和二氧化碳等導致的溫室效應危害最大,并且污染程度在加重,對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生了很大的影響。

對農(nóng)業(yè)影響較大的大氣污染物主要來源于工業(yè)和民用的染料燃燒、工業(yè)生產(chǎn)過程及交通工具等所排出的廢氣。工業(yè)所用的各種鍋爐、爐窯,民用的各種爐灶,都是以煤、石油和天然氣為燃料。這些燃料燃燒后排放的污染物主要有二氧化硫、氮氧化物、碳氫化合物、一氧化碳、苯并(a)芘及煙塵等。

在工業(yè)生產(chǎn)過程中,由原料進廠到成品出廠,每個環(huán)節(jié)都有可能排出有毒的大氣污染物,如硫酸廠、有色冶煉廠及煉鐵廠排出二氧化硫;電解鋁廠和磷肥廠排出氟化物;食鹽電解法制堿廠、鹽酸廠排出氯氣;煉油廠、石油化工廠排出二氧化硫、硫化氫、甲烷、苯并(a)芘等。

汽車、飛機和內(nèi)燃機等交通運輸工具主要以汽油、柴油為燃料,它們排出的廢氣有一氧化碳、氮氧化物、碳氫化合物及含鉛化合物等。

1.2 大氣污染物對農(nóng)作物的影響

1.2.1 污染物進入作物體的途徑

作物對各種物質(zhì)吸收的主要器官是根,其次是葉,但對于氣體物質(zhì)來說,則主要由葉吸收。葉子是作物與周圍空氣進行氣體交換的最活躍部分。

1.2.2 作物受害的類型

大氣污染物對作物的危害常用“傷害”和“損害”兩個詞?！皞Α笔侵缸魑飳Υ髿馕廴疚锼a(chǎn)生的可識別和可測量出的反應。“損害”則是對作物的預期利用或產(chǎn)量造成的可識別和可測量出的不利影響。有污染物引起的危害叫“傷害”,但要估計“損害”,則要取決于作物的產(chǎn)量和經(jīng)濟用途被降低的程度。作物某一階段出現(xiàn)的傷害不一定必然引起減產(chǎn)。

大氣污染物可以對作物產(chǎn)生兩種類型的危害。一是氣體針狀污染物(即有害氣體類)通過植物葉片上的氣孔進入植株體內(nèi),造成危害。這種危害包括破壞葉片內(nèi)的葉綠體,影響植物的光合作用、呼吸作用、受精作用、酶的活性等一系列代謝過程,以致影響生長發(fā)育、降低產(chǎn)量和改變品質(zhì)。二是顆粒污染物及含氟氣體,主要是以飄塵形式存在于空氣中的重金屬毒物及氟等,被作物吸附與吸收后,除了影響作物的生長外,還能殘留在農(nóng)產(chǎn)品中,造成糧、菜污染。

氣體狀污染物對作物的危害又分為能使植株產(chǎn)生特有傷害癥狀的可見危害和從外表看不到針狀的不可見危害?？梢娢：τ钟屑毙院吐晕：χ?。急性危害是指高濃度的有害氣體(大大超過了作物的忍受度)飄散到農(nóng)田中,使作物在較短的時間內(nèi)(1～2天甚至數(shù)小時)受害,葉片上迅速出現(xiàn)傷斑或其它癥狀,嚴重影響作物生長發(fā)育,造成減產(chǎn)或絕收。慢性危害是指作物在生長期間,由于長期接觸低濃度的空氣污染物,緩慢地出現(xiàn)輕微的受害癥狀,以至生長發(fā)育不良,引起減產(chǎn)。

不可見危害是指作物接觸較低濃度的大氣污染物后,盡管外表不出現(xiàn)任何傷害癥狀,但能影響作物的生理機能,甚至抑制作物生長,降低產(chǎn)量。

1.2.3 作物受害的癥狀

作物的受害癥狀主要表現(xiàn)在葉片上。當大氣污染物經(jīng)氣孔進入葉片組織后,就要破壞葉肉組織:海綿組織發(fā)生崩潰,形成一些不規(guī)則的空隙;柵欄組織收縮扭曲變形,葉片受害處因失水而收縮、變薄。

2 水污染對農(nóng)業(yè)環(huán)境的影響

隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和城市人口的增加,工業(yè)廢水和生活污水的排放量日益增加,大量污染物進入河流、湖泊、海洋和地下水等水體,使水和水體底泥的理化性質(zhì)或生物群落發(fā)生變化,造成水體污染。

2.1 灌溉水污染物的來源及種類

2.1.1 污染物的來源

工廠排放的廢水中含有各種有害的污染物質(zhì),大量的工業(yè)廢水排入江河湖泊和地下水,可以造成嚴重的污染。工業(yè)廢水是污染灌溉水污染物的最主要來源,特別是冶煉、機械、礦山、煉油、化工、造紙、皮革、印染、食品等工業(yè),不僅排放的廢水量大,而且所含的有毒成分十分復雜,這樣的廢水造成的污染對農(nóng)業(yè)危害最大。

灌溉水的污染除來自工業(yè)廢水之外,城市的生活廢水也是重要污染源之一。

農(nóng)業(yè)上大量施用農(nóng)藥和化肥(主要是氮肥),通過下滲或地表徑流,也可以污染地下或地面水源。

工業(yè)廢渣中的有害物質(zhì),還會通過雨水沖刷,滲入淺層地下水或流入河流。工業(yè)廢氣中的各種污染物也會隨降雨進入地面水體。

2.1.2 污染物的種類

灌溉水中的污染物可分為無機污染物、致病微生物、植物營養(yǎng)素、耗氧有機污染物和重金屬離子五類。有毒污染物是指對生物有明顯的毒性,但這只是相對而言,并不意味著其它污染物無毒。污染物毒性的大小不僅取決于其數(shù)量的多少,也取決于其存在的形態(tài)。

2.2 灌溉水污染對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響

灌溉水污染直接影響作物的生長發(fā)育,使農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量下降或品質(zhì)變劣。如用含三氯乙醛的污水灌溉苗期的小麥后,常常會造成大面積麥苗受害,產(chǎn)量下降,嚴重時甚至顆粒無收。

一些有毒物質(zhì)被作物吸收后,會在農(nóng)產(chǎn)品體內(nèi)殘留積累,最終對人體造成危害。灌溉水中的鉻、汞、砷等一類污染物加入農(nóng)田后,很容易被作物吸收,并向籽實中運轉(zhuǎn)、造成過量殘留。人類長期食用這樣的糧、菜后,會引起慢性中毒。

污染的灌溉水會使土壤受污染,土壤理化性質(zhì)變劣、肥力下降。一些重金屬毒物隨水體進入農(nóng)田后,大部分都要沉降到土壤里,造成污染,并進一步污染作物。灌溉水中的酸、堿及無機鹽類大量進入農(nóng)田,能使土壤發(fā)生酸化、鹽漬化或板結(jié)。

此外,灌溉水污染后,還能直接影響田間操作的農(nóng)民的健康,并能腐蝕灌溉系統(tǒng)的設備。

灌溉水污染對作物的危害除污染物的種類和濃度外,還受土壤條件及栽培管理措施等因素影響。土壤類型、土壤質(zhì)地及土壤氧化還原條件、土壤p H值不同,作物受害的情況也不同。

3 土壤污染對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響

土壤污染是指人類活動所產(chǎn)生的污染物進入土壤,當其含量超過土壤本身的自凈能力時,會使土壤的成分、性質(zhì)發(fā)生變化,降低農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量,并危害人體健康的現(xiàn)象。

3.1 土壤污染的來源和種類

3.1.1 土壤污染物的來源

土壤污染的有害物質(zhì)最初主要來源于各種工廠、礦山所排放的廢水、廢氣、廢渣及城市生活污水、垃圾、污泥等,其次則來源于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)本身所施用的各種化學農(nóng)藥及肥料等。

在灌溉和施肥時,有的地區(qū)長期引用污染了的灌溉水進行灌溉,有的將含有各種污染成分的城市污泥作為化肥施入農(nóng)田,這樣使污水或污泥中的各種污染物進入土壤。

在防治病蟲害時,施用的化學農(nóng)藥除了一部分被農(nóng)作物吸收及揮發(fā)、分解之外,其余大部分要落在地上,污染土壤。

工業(yè)三廢排入環(huán)境后,污染物經(jīng)過各種途徑遷移轉(zhuǎn)化,最后有很大一部分要進入土壤。

3.1.2 污染物的種類

污染土壤的主要化學物質(zhì)是重金屬類的無機污染物和一些人工合成的、高殘留性、毒性強的化學農(nóng)藥等有機污染物。除了化學污染物外,還有放射性元素和病原微生物。

無機污染物中有重金屬元素、氟化物、砷、硒及其它無機污染物。無機污染物中,那些溶解度高的物質(zhì)可隨滲漏水和地表徑流水流失,殘留在土壤中的很少。但重金屬毒物卻能在土壤里不斷蓄積——盡管重金屬在土壤中有時可以轉(zhuǎn)變成不溶態(tài),其對作物的毒性和吸收暫時受到抑制,但它畢竟沒有離開土壤環(huán)境。

有機污染物中有化學農(nóng)藥,酚、苯、醛、石油類、苯并(a)芘及其它各類有機污染物。其中大部分污染物進入土壤后,都能被土壤微生物較快地分解,只要停止向土壤中繼續(xù)排入,一般是不會造成積累的,但也有些有機毒物,如人工合成的有機氯農(nóng)藥等,因其化學性質(zhì)比較穩(wěn)定,在環(huán)境中分解速度較慢,因此在土壤中殘留時間較長,會引起土壤污染,但最終還是要被分解的。

3.2 土壤污染物對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響

3.2.1 重金屬污染對作物的影響

污染農(nóng)業(yè)環(huán)境的重金屬不僅會直接影響作物的生長發(fā)育,而且有時還導致農(nóng)產(chǎn)品污染,但不同的毒物各有側(cè)重,有些(如砷)則兼而有之。

銅、鋅等重金屬污染物在灌溉水或土壤達到一定濃度后,就要抑制作物的生長發(fā)育,使其降低產(chǎn)量。農(nóng)業(yè)環(huán)境中的鎘、汞等在一般含量水平下,不會直接危害作物的生長,但卻很容易在作物體內(nèi)及其可食部位殘留。作物受害除了與土壤及灌溉水中重金屬含量有關外,還受土壤本身的環(huán)境條件的影響,如土壤的p H值、土壤的氧化還原狀態(tài)、土壤中存在的化學物質(zhì)。土壤環(huán)境條件主要影響重金屬在土壤中的存在形態(tài)。當重金屬呈溶解狀態(tài)時,就容易被作物吸收,作物就容易受害。

3.2.2 化學農(nóng)藥污染對作物的影響

隨著農(nóng)業(yè)的發(fā)展,農(nóng)藥的應用范圍也在日益擴大,從植物病蟲害的防治,擴展到除草、植物生長調(diào)節(jié)等許多方面。農(nóng)藥在保護作物免受病、蟲、草害,使農(nóng)業(yè)獲得增產(chǎn)方面的確起到了很大作用。但是,農(nóng)藥所帶來的環(huán)境污染也是極其嚴重的。增產(chǎn)農(nóng)藥直接施用于作物體后,其中一部分不可避免地要附著在作物植株的表面,有的還能滲透到植物表皮的蠟質(zhì)層或組織內(nèi)部。土壤中的農(nóng)藥有的也會被作物的根吸收,運轉(zhuǎn)到植株體內(nèi)的其它部位。農(nóng)藥對作物所帶來的危害有直接和間接作用。直接危害是指使用農(nóng)藥不當時,農(nóng)藥對作物產(chǎn)生的藥害,農(nóng)藥對施藥者引起的中毒,散布或飛散的農(nóng)藥對人和家畜引起的中毒及使有益昆蟲、魚貝類、野生動植物受害等。間接危害是指農(nóng)藥在作物體及農(nóng)產(chǎn)品內(nèi)殘留,對土壤、水體和空氣造成污染,由此引起糧、菜、水果、肉、蛋、奶、水產(chǎn)品等污染,最終危害人體健康。

農(nóng)業(yè)環(huán)境不僅對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)民健康有著至關重要的影響,同樣也會波及城市環(huán)境。目前,國家和地方的環(huán)境管理體系對農(nóng)業(yè)環(huán)境污染的重視力度不夠,生態(tài)縣建設雖然在個別區(qū)域取得了可觀的環(huán)境效益,但從整體和長期上看,很難改變整個農(nóng)業(yè)環(huán)境污染的問題。農(nóng)業(yè)環(huán)境保護本身是一項公共事業(yè),沒有投資回報或投資回報率較小的領域,對社會資金缺乏吸引力。在此,政府必須承擔起主導作用,通過環(huán)境立法、增設農(nóng)業(yè)環(huán)境管理機構(gòu)、加大農(nóng)業(yè)環(huán)境保護投入力度等措施全面預防農(nóng)業(yè)環(huán)境污染。

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The Impact of Environment Pollution on Agricultural Production

Yi Min1,Liu Zhen2,Feng Jing1,Xiao Jin1
(1.Hunan Environmental Monitoring Centre,Changsha Hunan410004;2.Changsha Environmental Monitoring Centre,Changsha Hunan410000)

Agriculture and rural environment is the foundation and fundamental guarantee for human survival,economic development and social stability.With the development of economy and population growth,industrial waste and agricultural chemicals constantly flow into agricultural environment,agricultural environment’s pollution loads is increasing and the pollution problem is growing,thus agricultural environment is facing a series problems of environmental pollution and ecological damage.For the pollution of various elements of the environment will affect the normal agricultural production,this article focuses on the basic characteristics of atmospheric pollution,water pollution,soil pollution and their impacts on agricultural production.

agricultural environment;air pollution;water pollution;soil pollution

X503

A

1008-813(2010)03-0058-04

10.3969/j.issn.1008-813X.2010.03.017

2010-03-16

易敏(1981—)男,湖南株洲市人,2005年畢業(yè)于湖南師范大學資源與環(huán)境科學學院,湘潭大學化工學院在職研究生,助理工程師。