土壤农药污染及修复技术

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1、土壤的农药污染及修复技术l我国土壤农药污染的现状目前，全球生产和使用的农药已达1300多种，其中广泛使用的约为250多种。我国已迈人世界农药生产大国。1990年农药产量为22．66万t，1994年农药产量为26．6万t，约占世界农药总产量的1／10。现在，我国每年大约要施用80-100多万t的化学农药，有机磷杀虫剂占40％，高毒农药占37．4％，有的化学性质稳定，存留时间长。这些农药无论以何种方式施用，均会在土壤残留，而且在我国农药的有效利用率低，据测定仅为20％～30％(发达国家的农药利用率达60％-70％)

2、。若按单位面积平均施药量计算，我国农药用量是美国的2倍多。大量的农药流失到土壤中，造成土壤环境的严重污染，影响了农业的可持续发展。据初步统计，全国至少有l300-1600万hm2耕地受到农药污染。有机磷和有机氯农药是造成土壤农药污染的主要种类。目前，世界上的有机磷农药商品达上百种，在我国使用的有机磷农药约30余种，使用量为20万t，其中80％以上是剧毒农药，如甲胺磷、甲基对硫磷、对硫磷、久效磷、敌敌畏等，其中甲胺磷的使用量一年就高达6．5万t。目前，我国有机磷农药占据农药主导地位的局面难以在短期内改变，仍将长期

3、使用。有机氯农药是造成土壤农药污染的另一大类。在瑞典通过的《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》需要首批控制的农药名单中有9种属于有机氯农药。我国有机氯农药的主要污染地区集中在华北和华东地区，在土壤、农产品、河流沉积物中都检测到了该类农药的残留。虽然随着时间的推移，这些禁用有机氯农药的残留在逐渐降低，但目前仍在使用的有机氯农药如三氯杀螨醇、五氯酚和五氯酚钠等，同样造成土壤、植物和水源的污染。其他土壤有机污染物还包括氨基甲酸酯类、有机氮类杀虫剂和磺酰脲类除草剂，这些种类的农药毒性较低，但因使用范围扩大，其对土壤

4、造成的污染亦不容忽视。近年来的研究发现，许多化学农药具有环境激素效应，其在土壤和植物体上的残留对人和动物内分泌系统产生干扰作用，影响生殖繁衍，造成雌性化、腺体病变和后代生命力退化。1998年，FAO曾经公布一系列具环境激素类效应的农药，包括除草剂11种、杀菌剂12种和杀虫剂30种，以及一些植物生长调节剂。这些农药在一些发达国家和地区已被禁用或限制使用，并成为该地域农副产品贸易的安检对象，成为发展中国家农副产品出口的一道新的绿色壁垒。2农药污染对土壤生态系统的影响2．1土壤农药污染对农作物的潜在影响主要是通过植物

5、根系的吸收被转运到植物组织或收获的产品中，农药在植物体内残留影响植物的生长，进入收获品中则影响农产品的质量和使用价值。2．2土壤农药污染对土壤生物的影响土壤生物主要包括细菌、真菌、原生动物和后生动物，它们是土壤性质及维持土壤生态系统平衡的关键。然而，大多数的农药对土壤生物都有一定的毒杀作用。例如，一些杀虫剂都对蚯蚓有较强的杀伤力，如对硫磷和多菌灵在培养14d的条件下，引起蚯蚓50％死亡的浓度分别是74．52mg／kg和4．27mg／kg。农药影响土壤微生物的种群和种群数量，由于微生物数量的变化，土壤中的氨化作用

6、、硝化作用、反硝化作用、呼吸作用以及有机质的分解、代谢和根瘤菌的固氮等过程受到不同程度的影响，使土壤生态系统的功能失调，系统中出现某些物质的积累或某些物质的匮乏，进一步影响到土壤生物的生长和代谢。3土壤农药污染物的降解土壤中农药的降解包括光化学降解、化学降解和微生物降解。下面作简单的介绍。3．1光化学降解农药在光照下可吸收光辐射进行衰变、降解。光解仅对少数稳定性较差的农药起明显的作用。例如，除草剂经光化学降解可生成盐酸甲胺：由于土壤中农药的光解多在表层进行，所以光化学降解在农药降解中的贡献较小。但光解作用使某些

7、农药降解变成易被微生物降解的中间体，从而加快农药的降解。3．2化学降解农药的化学降解可分为催化反应和非催化反应。非催化反应包括水解、氧化、异构化、离子化等作用，其中水解和氧化反应最重要。水解作用：如有机磷酯杀虫剂在土壤中发生水解反应：有机磷酸叔酯的水解反应可表示如下：氧化作用：有人曾经用氯代烃农药进行氧化试验，指出林丹、艾氏剂和狄氏剂在臭氧氧化或曝气作用下都能够被去除。实验证明，土壤无机组分作催化剂能使艾氏剂氧化成为狄氏剂；铁、钴、锰的碳酸盐及硫化物也能起催化氧化及还原反应。许多农药能降解氧化生成羧基、羟基。如

8、P，P’-DDT的脱氯产物P，P’-DDD可进一步氧化为P，P'-DDA：在农药的化学降解中，土壤中无机矿物及有机物能起催化降解作用，如催化农药的氧化、还原、水解和异构化。例如，碱性氨基酸类及还原性铁卟啉类有机物可催化有机磷农药的水解和DDT脱HCl；Cu2+能促进有机磷酯类农药的水解；黏粒表面的H＋或OH一能催化狄氏剂的异构化和阿特拉津及DDT的水解反应；土壤中游离氧以及H20等也能