化学农药对环境的污染!

化学农药是保障我国粮食生产的重要农业物资。由于农药的使用,我国每年平均挽回农作物损失为:粮食2500 万t、棉花40 万t、蔬菜800 万t、果品330 万t,总值超过300 亿元。然而,农药也是一把双刃剑,它在保障人类获得丰厚农产品的同时;也给环境和生态带来了严重的污染与危害 。

我国每年化学农药使用面积在2.8 亿hm2 以上,施用量达50~60 万t,其中约80%的化学农药直接进入环境 。农药进入环境后不仅可以在大气、土壤、水等环境介质之间扩散,还会随着食物链的传递在不同生物体内富集,进而对整个生态系统的结构和功能产生危害,因此化学农药环境污染的防控任务十分艰巨。

  • 化学农药使用对环境的污染途径和特征

  • 化学农药施用后直接作用于防治对象的有效利用率很低,以喷施方式为例,杀虫剂和除草剂仅有2%和5%的药液作用于靶点,其余大部分药液或附着于植物体上,或渗入植株体内累积;或蒸发、散逸到空气中,或飘落进入土壤,或随地表径流流入河湖,或淋溶进入地下水,总之绝大部分进入环境。

    化学农药使用对大气的污染

    化学农药对大气的污染程度与范围主要取决于两个方面,一是施用农药的性质、施用量和施用方法,二是施药地区的大气环境状况(如风向、风速、温度和湿度等)。

    一般情况下化学农药的挥发存在以下规律 :①农药品种结构:农药蒸汽压越高,其挥发能力越强,使用后通过挥发作用进入到大气中的农药量就越大;②农药剂型:农药挥发、漂移污染大气的程度表现为烟剂>粉剂与水剂>乳油>粒剂;③施药方式:飞机喷施>地面喷施>地面撒施>穴施;④环境状况:风速越大,气温越高,挥发量也越大。

    化学农药使用对土壤的污染

    进入土壤的农药被粘土矿物或有机质吸附,其中有机质吸附的农药约占土壤总吸附量的70%~90%,成为导致土壤酸化、有机质含量下降等土壤质量恶化的重要因素。据测算,我国受化学农药污染的土壤面积高达667 万hm2,占可耕地面积的6.39% , 农田土壤中农药残留检出率较高,如上海地区2413 个土壤样点中农药滴滴涕的检出率高达98.12%,其中176 个样点的滴滴涕含量甚至超过国家土壤环境标准中的I 级标准。

    农药进入土壤后会发生物理、化学和生化等各种反应,除了土壤有机质含量、pH、湿度、温度、光照和微生物等环境因素对农药降解有影响,农药的类型、化学结构也是影响其土壤降解的重要因素,如有机氯类杀虫剂“滴滴涕”、“六六六”等则可在土壤中残留多年,而有机磷杀虫剂“敌敌畏”、“丁烯磷”等在土壤中的半衰期则只有几天,甚至更短。

    不同类型农药在土壤中的降解半衰期通常为含重金属农药>有机氯类农药>取代脲类、均三氮苯和大部分磺酰脲类除草剂>拟除虫菊酯类农药>氨基甲酸酯类农药、有机磷类农药;农药的化学结构、功能团类型等对农药土壤残留半衰期的影响规律一般是-NO2(>60 d)>-HSO3(16 d)>-OCH3(8 d)>-NH2(4 d)>-COOH,-OH(1 d),在苯环上带有两个取代基的农药,其降解半衰期则与取代基的种类和位置相关。

    化学农药使用对地表水和地下水的污染

    研究显示,目前我国地表水中化学农药残留状况的特征为,单一农药残留浓度较低,但残留农药品种多、检出频率高,部分水体中复合存在的残留农药已对水生生态系统产生危害。农药在地下水中的残留状况也不容忽视,河北省卢龙县地下水农药残留状况数据显示,100 个地下水样品中涕灭威(及其代谢物涕灭威砜)、甲拌磷和特丁硫磷的检出率分别达到12% 、11% 和4% 。

    相对地表水中的农药残留状况研究而言,我国对地下水中农药残留的数据资料较少,然而由于地下水在我国总供水量中占到两成,特别是在北方缺水地区地下水甚至占到供水量的一半以上,因此必须高度重视农药对地下水的污染控制管理,尤其是在降水丰富、地下水层较浅的地区要避免使用水溶性强,吸附性弱,降解半衰期长的农药品种 。

    化学农药使用对农作物的污染

    我国农作物和食品中化学农药残留问题严重,农业部曾对全国50 多个蔬菜品种、1293 个样品进行检测,结果显示蔬菜中农药残留合格率不到80%,甚至卫生部、农业部明文规定禁止使用的高毒农药都有相当比例的检出 。

    化学农药使用对环境生物的污染

    化学农药对环境非靶标生物的污染和暴露途径有:①施药过程中,通过经口或经皮途径对非靶生物的暴露;②施药后污染非靶生物栖息地,生物通过摄取受污染的食物、饮水,或接触到受污染的空气、土壤、水;③生物将颗粒型农药误认为是粗砂或种子而食入等;④食物链的传递,难降解、生物富集性强的农药可以在不同的生物体内逐级传递、浓缩。例如某水体中小于0.02 μg/L 的滴滴涕经吸附作用与食物链的生物富集作用,浓度在底泥中可达390 μg/L, 在虎斑鱼脂肪中达到5000 μg/L,而在食物链顶端生物鳄鱼的脂肪中则可高达34200 μg/L,通过食物链传递,生活在该地区的野生生物都暴露在“滴滴涕”农药的危害风险之下 。

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