环境污染对农业生产的影响

易 敏,刘 桢,冯 靖,肖 金

(1.湖南省环境监测中心站,湖南 长沙 410004;2.长沙市环境监测中心站,湖南 长沙 410000)

环境污染对农业生产的影响

易 敏1,刘 桢2,冯 靖1,肖 金1

(1.湖南省环境监测中心站,湖南 长沙 410004;2.长沙市环境监测中心站,湖南 长沙 410000)

农业和农村环境是人类生存、经济发展和社会安定的基础和根本保证。但是,随着经济的发展和人口的增长,各种工业废弃物和农用化学物质不断地涌入农业环境,使得农业环境的污染负荷增加,农业本身产生的污染问题也日益严重,农业环境正面临一系列严重的环境污染和生态破坏的问题。环境各个要素的污染都会影响正常的农业生产,主要介绍了大气污染、水污染、土壤污染的基本特征及其对农业生产的影响。

农业环境;大气污染;水体污染;土壤污染

农业环境污染是指由于现代工农业生产的发展,大量的工业废弃物和农用化学物质进入到农田、空气和水体中,当其含量超过农业环境本身的自净能力时,就将导致农业环境质量下降,甚至破坏农业生态平衡,使农、畜产品产量下降、质量变差或受毒物污染,通过食物链影响人类健康。

1 大气污染对农业生产的影响

大气污染是指人类活动向大气排放的污染物和由它转化的二次污染物在大气中的浓度达到有害程度的现象。人类自从用煤作燃料以后,大气污染的现象就存在了。大气污染物的种类很多,其理化性质非常复杂,毒性也各不相同,主要来源为矿物染料(如煤和石油)燃烧和工业生产。对农作物有危害的大气污染物种类也很多,如二氧化硫、氮氧化物、氯气、氯化氢、酸雨、氧化剂、氟化物、汽车尾气、粉尘等。长期暴露在污染空气中的动植物,由于其体内外污染物很多,会造成其生长发育不良或生长受阻,甚至发病或死亡。

1.1 大气主要污染源及来源

农业大气环境污染,以二氧化硫、氮氧化物等导致的酸雨和二氧化碳等导致的温室效应危害最大,并且污染程度在加重,对农业生产产生了很大的影响。

对农业影响较大的大气污染物主要来源于工业和民用的染料燃烧、工业生产过程及交通工具等所排出的废气。工业所用的各种锅炉、炉窑,民用的各种炉灶,都是以煤、石油和天然气为燃料。这些燃料燃烧后排放的污染物主要有二氧化硫、氮氧化物、碳氢化合物、一氧化碳、苯并(a)芘及烟尘等。

在工业生产过程中,由原料进厂到成品出厂,每个环节都有可能排出有毒的大气污染物,如硫酸厂、有色冶炼厂及炼铁厂排出二氧化硫;电解铝厂和磷肥厂排出氟化物;食盐电解法制碱厂、盐酸厂排出氯气;炼油厂、石油化工厂排出二氧化硫、硫化氢、甲烷、苯并(a)芘等。

汽车、飞机和内燃机等交通运输工具主要以汽油、柴油为燃料,它们排出的废气有一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物及含铅化合物等。

1.2 大气污染物对农作物的影响

1.2.1 污染物进入作物体的途径

作物对各种物质吸收的主要器官是根,其次是叶,但对于气体物质来说,则主要由叶吸收。叶子是作物与周围空气进行气体交换的最活跃部分。

1.2.2 作物受害的类型

大气污染物对作物的危害常用“伤害”和“损害”两个词。“伤害”是指作物对大气污染物所产生的可识别和可测量出的反应。“损害”则是对作物的预期利用或产量造成的可识别和可测量出的不利影响。有污染物引起的危害叫“伤害”,但要估计“损害”,则要取决于作物的产量和经济用途被降低的程度。作物某一阶段出现的伤害不一定必然引起减产。

大气污染物可以对作物产生两种类型的危害。一是气体针状污染物(即有害气体类)通过植物叶片上的气孔进入植株体内,造成危害。这种危害包括破坏叶片内的叶绿体,影响植物的光合作用、呼吸作用、受精作用、酶的活性等一系列代谢过程,以致影响生长发育、降低产量和改变品质。二是颗粒污染物及含氟气体,主要是以飘尘形式存在于空气中的重金属毒物及氟等,被作物吸附与吸收后,除了影响作物的生长外,还能残留在农产品中,造成粮、菜污染。

气体状污染物对作物的危害又分为能使植株产生特有伤害症状的可见危害和从外表看不到针状的不可见危害。可见危害又有急性和慢性危害之分。急性危害是指高浓度的有害气体(大大超过了作物的忍受度)飘散到农田中,使作物在较短的时间内(1～2天甚至数小时)受害,叶片上迅速出现伤斑或其它症状,严重影响作物生长发育,造成减产或绝收。慢性危害是指作物在生长期间,由于长期接触低浓度的空气污染物,缓慢地出现轻微的受害症状,以至生长发育不良,引起减产。

不可见危害是指作物接触较低浓度的大气污染物后,尽管外表不出现任何伤害症状,但能影响作物的生理机能,甚至抑制作物生长,降低产量。

1.2.3 作物受害的症状

作物的受害症状主要表现在叶片上。当大气污染物经气孔进入叶片组织后,就要破坏叶肉组织:海绵组织发生崩溃,形成一些不规则的空隙;栅栏组织收缩扭曲变形,叶片受害处因失水而收缩、变薄。

2 水污染对农业环境的影响

随着工农业生产的发展和城市人口的增加,工业废水和生活污水的排放量日益增加,大量污染物进入河流、湖泊、海洋和地下水等水体,使水和水体底泥的理化性质或生物群落发生变化,造成水体污染。

2.1 灌溉水污染物的来源及种类

2.1.1 污染物的来源

工厂排放的废水中含有各种有害的污染物质,大量的工业废水排入江河湖泊和地下水,可以造成严重的污染。工业废水是污染灌溉水污染物的最主要来源,特别是冶炼、机械、矿山、炼油、化工、造纸、皮革、印染、食品等工业,不仅排放的废水量大,而且所含的有毒成分十分复杂,这样的废水造成的污染对农业危害最大。

灌溉水的污染除来自工业废水之外,城市的生活废水也是重要污染源之一。

农业上大量施用农药和化肥(主要是氮肥),通过下渗或地表径流,也可以污染地下或地面水源。

工业废渣中的有害物质,还会通过雨水冲刷,渗入浅层地下水或流入河流。工业废气中的各种污染物也会随降雨进入地面水体。

2.1.2 污染物的种类

灌溉水中的污染物可分为无机污染物、致病微生物、植物营养素、耗氧有机污染物和重金属离子五类。有毒污染物是指对生物有明显的毒性,但这只是相对而言,并不意味着其它污染物无毒。污染物毒性的大小不仅取决于其数量的多少,也取决于其存在的形态。

2.2 灌溉水污染对农业生产的影响

灌溉水污染直接影响作物的生长发育,使农产品的产量下降或品质变劣。如用含三氯乙醛的污水灌溉苗期的小麦后,常常会造成大面积麦苗受害,产量下降,严重时甚至颗粒无收。

一些有毒物质被作物吸收后,会在农产品体内残留积累,最终对人体造成危害。灌溉水中的铬、汞、砷等一类污染物加入农田后,很容易被作物吸收,并向籽实中运转、造成过量残留。人类长期食用这样的粮、菜后,会引起慢性中毒。

污染的灌溉水会使土壤受污染,土壤理化性质变劣、肥力下降。一些重金属毒物随水体进入农田后,大部分都要沉降到土壤里,造成污染,并进一步污染作物。灌溉水中的酸、碱及无机盐类大量进入农田,能使土壤发生酸化、盐渍化或板结。

此外,灌溉水污染后,还能直接影响田间操作的农民的健康,并能腐蚀灌溉系统的设备。

灌溉水污染对作物的危害除污染物的种类和浓度外,还受土壤条件及栽培管理措施等因素影响。土壤类型、土壤质地及土壤氧化还原条件、土壤p H值不同,作物受害的情况也不同。

3 土壤污染对农业生产的影响

土壤污染是指人类活动所产生的污染物进入土壤,当其含量超过土壤本身的自净能力时,会使土壤的成分、性质发生变化,降低农作物的产量和质量,并危害人体健康的现象。

3.1 土壤污染的来源和种类

3.1.1 土壤污染物的来源

土壤污染的有害物质最初主要来源于各种工厂、矿山所排放的废水、废气、废渣及城市生活污水、垃圾、污泥等,其次则来源于农业生产本身所施用的各种化学农药及肥料等。

在灌溉和施肥时,有的地区长期引用污染了的灌溉水进行灌溉,有的将含有各种污染成分的城市污泥作为化肥施入农田,这样使污水或污泥中的各种污染物进入土壤。

在防治病虫害时,施用的化学农药除了一部分被农作物吸收及挥发、分解之外,其余大部分要落在地上,污染土壤。

工业三废排入环境后,污染物经过各种途径迁移转化,最后有很大一部分要进入土壤。

3.1.2 污染物的种类

污染土壤的主要化学物质是重金属类的无机污染物和一些人工合成的、高残留性、毒性强的化学农药等有机污染物。除了化学污染物外,还有放射性元素和病原微生物。

无机污染物中有重金属元素、氟化物、砷、硒及其它无机污染物。无机污染物中,那些溶解度高的物质可随渗漏水和地表径流水流失,残留在土壤中的很少。但重金属毒物却能在土壤里不断蓄积——尽管重金属在土壤中有时可以转变成不溶态,其对作物的毒性和吸收暂时受到抑制,但它毕竟没有离开土壤环境。

有机污染物中有化学农药,酚、苯、醛、石油类、苯并(a)芘及其它各类有机污染物。其中大部分污染物进入土壤后,都能被土壤微生物较快地分解,只要停止向土壤中继续排入,一般是不会造成积累的,但也有些有机毒物,如人工合成的有机氯农药等,因其化学性质比较稳定,在环境中分解速度较慢,因此在土壤中残留时间较长,会引起土壤污染,但最终还是要被分解的。

3.2 土壤污染物对农业生产的影响

3.2.1 重金属污染对作物的影响

污染农业环境的重金属不仅会直接影响作物的生长发育,而且有时还导致农产品污染,但不同的毒物各有侧重,有些(如砷)则兼而有之。

铜、锌等重金属污染物在灌溉水或土壤达到一定浓度后,就要抑制作物的生长发育,使其降低产量。农业环境中的镉、汞等在一般含量水平下,不会直接危害作物的生长,但却很容易在作物体内及其可食部位残留。作物受害除了与土壤及灌溉水中重金属含量有关外,还受土壤本身的环境条件的影响,如土壤的p H值、土壤的氧化还原状态、土壤中存在的化学物质。土壤环境条件主要影响重金属在土壤中的存在形态。当重金属呈溶解状态时,就容易被作物吸收,作物就容易受害。

3.2.2 化学农药污染对作物的影响

随着农业的发展,农药的应用范围也在日益扩大,从植物病虫害的防治,扩展到除草、植物生长调节等许多方面。农药在保护作物免受病、虫、草害,使农业获得增产方面的确起到了很大作用。但是,农药所带来的环境污染也是极其严重的。增产农药直接施用于作物体后,其中一部分不可避免地要附着在作物植株的表面,有的还能渗透到植物表皮的蜡质层或组织内部。土壤中的农药有的也会被作物的根吸收,运转到植株体内的其它部位。农药对作物所带来的危害有直接和间接作用。直接危害是指使用农药不当时,农药对作物产生的药害,农药对施药者引起的中毒,散布或飞散的农药对人和家畜引起的中毒及使有益昆虫、鱼贝类、野生动植物受害等。间接危害是指农药在作物体及农产品内残留,对土壤、水体和空气造成污染,由此引起粮、菜、水果、肉、蛋、奶、水产品等污染,最终危害人体健康。

农业环境不仅对于农业生产、农民健康有着至关重要的影响,同样也会波及城市环境。目前,国家和地方的环境管理体系对农业环境污染的重视力度不够,生态县建设虽然在个别区域取得了可观的环境效益,但从整体和长期上看,很难改变整个农业环境污染的问题。农业环境保护本身是一项公共事业,没有投资回报或投资回报率较小的领域,对社会资金缺乏吸引力。在此,政府必须承担起主导作用,通过环境立法、增设农业环境管理机构、加大农业环境保护投入力度等措施全面预防农业环境污染。

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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年毕业于湖南师范大学资源与环境科学学院,湘潭大学化工学院在职研究生,助理工程师。