土壤的化学农药污染及其防治

2.4.3　土壤的化学农药污染及其防治

化学农药是指能够防治植物病虫害、消灭杂草和调节植物生长的化学药剂。可以这么说，凡是用来保护农作物及其产品，使之不受或少受虫害、病菌及杂草的危害，促进植物发芽、开花、结果等化学试剂，都称为农药。自1939年瑞士科学家莫勒发明了DDT杀虫剂以来，农药的应用取得了很大进展，现在世界上施用的农药原药已达1000多种，农业上常用的有250余种，农药的年产量已超过200万吨以上。

施于土壤的化学农药，有的化学性质稳定，不断在土壤中累积，到一定程度，便会影响到作物的产量与质量，而成为污染物质。它们还可能通过各种途径，挥发、扩散、移动而转入大气、水体和生物体中，构成其他环境因素的污染，通过食物链对人类产生危害。南极动物体内发现有DDT存在是化学农药污染最好的例证。

1.农药的主要危害

世界上任何事物都是有利有弊的。农药在杀死病虫害的同时，也给人类赖以生存的环境带来危害。据文献报道，农药利用率一般为10%，约90%的农药残留在环境中，造成环境污染。

（1）农药对生物的危害

残留在土壤中的农药，对土壤生物、植物以及水中生物产生不用程度的危害。有研究表明，土壤动物种类和数量随着农药影响程度的加深而减少，因为农药可以抑制或者促进农作物或其它植物的生长，提早或推迟成熟期。土壤中的残留农药还可以通过扩散、迁移进入水体，影响水中生物的繁殖和生长，还导致鱼类不能食用。

（2）农药对人体的危害

农药对人体的危害是间接的，就是农药对环境造成污染，经食物链的逐步富集，最后进入人体，引起慢性中毒。高效剧毒的农药，毒性大，且在环境中残留的时间长，当人畜食用了含有残留农药的食物时，就会造成积累性中毒。

2.农药在土壤中的迁移和转化

化学农药在使用过程中，只有一部分附着于植物体上，大约有20%～50%进入土壤。残留于土壤中的农药，由于生物的作用，经历着转化和降解过程，形成具有不同稳定性的中间产物，或最终成为无机物。

（1）土壤对化学农药的吸附作用

土壤吸附化学农药的机理有物理吸附、物理化学吸附两种途径。

由于农药种类极多，性质各不相同，对土壤吸附有很大影响。一般农药的分子越大，越易被土壤吸附；农药在水中的溶解度强弱也对吸附有影响。

（2）化学农药在土壤中蒸发和迁移

大量资料表明，非常易挥发的农药及不易挥发的农药（有机氯），都可以从土壤、水及植物表面大量蒸发。对于低水溶性和持久性的化学农药来说，蒸发是它们进入大气的重要途径。通过蒸发作用而迁移的农药量比径流迁移和作物吸收等都要大。

化学农药在土壤中的蒸发不仅决定于农药本身的溶解度、蒸气压，接近地表空气层的扩散速度以及土壤温度、湿度和质地，而且与土壤含水量有密切关系。

（3）土壤对化学农药的降解作用

农药在土壤中的降解作用有：微生物降解、光化学降解、化学降解和土壤自由基降解等。由于土壤中的微生物种类繁多，即使被认为难降解的有机氯农药，最终也要被微生物所降解。微生物降解作用是影响农药最终在土壤中残留毒量大小的决定因素。微生物对农药的代谢作用，是土壤对农药彻底的、最主要的降解过程。但是，也不能认为微生物降解是万能的，而且有些代谢产物甚至比原型农药毒性更大。

（4）农药在土壤中的残留

农药是人工合成的有机化合物，与天然有机化合物相比，稳定性较强，不易被化学作用和生物化学作用分解，能在环境中较长期存在。农药在土壤中的残留量受到挥发、淋溶、吸附、生物与化学降解等多因素的影响。降解速度快的农药，在环境中残留时间短，称为低残留农药；降解速度慢的农药，在环境中残留时间长，称为高残留农药。农药在土壤中残留，可认为是土壤被污染的具体表现。残留农药可被粮食、蔬菜作物吸收，使之遭受污染，并可通过食物链危害人体健康。

3.土壤的农药污染来源

①将农药直接施入土壤或以拌种、浸种和毒谷等形式施入土壤。

②向作物喷洒农药时，农药直接落到地面上或附着在作物上，经风吹雨淋落入土壤。

③大气中悬浮的农药颗粒或以气态形式存在的农药经雨水溶解和淋溶，最后落到地面上。

④随死亡动植物残体或污水灌溉进入土壤。

4.土壤化学农药污染的防治策略

农药污染的防治途径是多方面的。目前对土壤环境化学农药污染的防治的主要措施有以下几方面：

（1）加强管理，增强环保意识

加强环保意识，建立并严格执行《农药管理法》，是防止农药污染的根本保证。《农药管理法》应包括：规定农药登记注册制度；禁用或限用剧毒、高残留性的农药品种；规定农药的安全使用标准；明确土壤残留性农药的使用规则；规定农药在农产品（包括食品）中的容许残留限量（最大允许含量）；设定农药的安全间隔期等。

（2）充分调动土壤本身的降解能力

要通过各种措施，调节土壤结构、有机质含量、土壤酸碱度、离子交换量、微生物种类等，增加土壤对农药的降解能力。

（3）大力开发高效、低毒、低残留安全农药

开发高效、低毒、低残留农药是农药发展和防止农药污染的新技术之一。安全农药既要急性毒性低，又要“无公害”，即有选择地抑制昆虫、微生物、植物等特有的酶系统，对人畜无害，或易被阳光或微生物分解，大量使用也不会污染环境。

（4）合理使用农药

要根据农药本身的性质、防治对象和对环境的影响，合理使用农药。具体要做到：对症下药，根据不同的病菌、害虫对不同药剂的敏感性选择杀菌、杀虫剂；适时适量用药，选择害虫发育中抵抗力量最弱的时期（幼虫或成虫期）用药；合理混用农药，有时混用农药可以提高防治效果，但应注意两种以上药剂混用产生分解的不能混用。

（5）改进农药制剂的剂型和喷洒技术

为了防止农药施用中由于挥发、漂移等造成的环境污染，延长残效，提高防治效果，减少用药量，当前世界各国都非常重视农药剂型及喷洒技术改进。例如，将粉剂改为粒剂或微粒剂可防止施用农药时农药飞扬；将乳剂改为微胶囊剂可以降低农药毒性和对环境的污染。

总之，农药污染的防治途径是多方面的，必须因时因地制宜。目前，有关土壤环境中农药污染的治理工作的成功经验还不多，有许多问题还有待于今后的进一步研究。