课程基本情况及主要教学内容
《农村环境保护》课程是根据中央广播电视大学关于培养目标和课程设置的规定为一村一名大学生专科开设的课程。课内学时90,5学分。
通过本课程的学习使学生基本掌握农村资源开发利用与持续发展,生态学的原理及其在农业发展中的应用与实践,农村能源利用与环境,废弃物处理与资源化利用,大气污染、水体污染、土壤污染与防治,农业环境监测与环境标准,清洁生产与绿色食品等内容。
为什么学习这门课程
随着农业经济的不断发展,农村环境保护工作也愈来愈显得十分重要。首先,人们生活水平提高,对食品组成结构要求也愈来愈提高,这就要求在农业生产中生产营养丰富,品质优良的粮食和蔬菜;其次农民对生存环境也有新的理解和要求,各种环保新意识的教育和法规的不断完善,农民需要自己生存的环境更清洁、更优雅,更文明。
我国是一个发展中国家,在农村经济发展和建设的过程中,也要借鉴其它行业发展过程中的经验教训,也要重视在农业发展中的环境保护,如果不注意环境问题,就会出现食品硝酸盐超标,食品重金属污染(Hg、Cd、Pb、Ni、Cu、Cr等),地下水污染(如硝酸盐等)。也会在农业生产过程中,对大气环境造成污染如温室气体排放等。因此,及时地、因地制宜地在农村进行环境保护工作,使农业生产走一条健康的道路,这是从事农村工作的广大干部和技术人员的职责,也是广大农民的义务。
第一章 绪论
主要教学内容
1)了解我国农村农业环境保护的现状、存在的问题。
2)掌握农业环境保护的研究内容和任务。
3)重点掌握农业环境保护的基本概念(环境、农业环境、农业环境保护的要素)和农业环境保护与农业持续发展。
农业环境是以农作物(或以农业生产)为主体的周围环境的各种要素的总和,它也可以由两部分组成即农业自然环境和农业的社会环境。而且以农业自然环境为主体。二者均是环境中一部分。农业环境的定义是:“农业生物赖以生存的大气、水源、土地、光、热、以及农业生产者劳动与生活的环境,包括广大农村、农区、牧区、林区等”。
目前我国的农业环境问题主要有以下几个方面:
1.污水灌溉;2.土壤退化;3.农药污染;4.畜禽粪便、生活垃圾;5.焚烧秸秆;6.社区—庭院垃圾;7.大量施用化肥造成蔬菜硝酸盐积累;8.乡镇企业污染;9.地膜对土壤的危害;10.非农业占地。
农业专家指出,要改变农业生产生态环境的现状,减少化肥施用量是重要方法。充分利用农村资源,以秸秆和畜禽粪便等有机废弃物为原料,可以生产生物有机肥和有机复混肥。肥料中含大量有机质、氮、磷、钾、微量元素和生理活性物质,可以提高产量10%以上,并显著改善品质。可作为基肥和追肥施用,从而减少化肥施用量,提高化肥利用率,并培肥土壤。
第二章 农业自然资源持续利用与保护
主要教学内容
1)了解我国资源利用过程的现状与存在问题。
2)掌握农业资源的基本概念、组成要素和特点。
3)重点掌握土地、水、生物和气候资源利用与农业可持续发展的关系以及在农业可持续发展中的作用。
1972年,联合国环境规划署对自然资源下了如下的定义:“所谓自然资源,是指在一定件条件下,能够产生经济价值以提高人类当前和未来福利的自然因素的总和。”
自然资源按其存在形态可分成三类:原生性自然资源和次生性自然资源,次生性自然资源又分为不可更新资源(非再生资)和可更新资源(再生资源)两类。
自然资源按开发利用可分为农业资源、矿产资源、工业资源等。农业资源包括水资源、土地资源、气候资源、生物资源等。
自然资源普遍性特点
1.自然资源的系统性
2.数量的有限性和潜力的无限性
3.资源的变动性
4.资源的多用性
5.资源的地域性和国际性
我国自然资源的特点
1.资源总量大,种类齐全,堪称资源大国
2.人均占有量低,资源相对紧缺
3.资源质量相差悬殊,低劣资源比重偏大
4.水、土资源与人口组合错位
5.能源南北差异悬殊
循环经济是一种生态经济,它模拟自然生态系统的流动方式,以资源的循环利用和高效利用为核心,实现特定资源的可持续利用和总体资源的永续利用,促进经济活动的生态化。
循环经济有三大原则:“减量化、再利用、再循环”,每一原则对循环经济的成功实施都是必不可少的。
缓解水资源紧缺的对策
1.给洪水以出路
其具体办法是:加强堤防和控制性工程建设,退田还湖(河)、疏浚河湖,给洪水以出路;加强分蓄洪区建设,退耕还林;在城市建设中,在采矿、修路等基本建设中 ,在倾到垃圾时,都不能侵占行洪河道。
2.建设节水型社会
3.依靠大自然的自我修复能力
4.发展绿色经济,严格排污权管理
防治荒漠化的对策
(1)保护现有植被,加强林草建设;(2)合理调配水资源,保障生态用水;(3)控制人口增长,实行生态移民;(4)改变畜牧业生产方式,减轻对草场的破坏;(5)调整产业结构;(6)改变能源结构,解决农村能源问题
防治荒漠化的主要方法和技术
(1)推进防治荒漠化工程 当前,我国荒漠化防治重点工程分三个层次:一是国家级重点荒漠化防治工程。二是区域性的荒漠化防治工程。三是示范区建设。
(2)防治沙质荒漠化主要方法 即植物防治沙、沙地造林种草、工程治沙和综合防沙治沙。
(3)荒漠化防治技术 目前,我国的植物固定流沙技术、干旱绿洲防护林技术、干旱半干旱地区径流造林技术、流动沙地飞播造林种草技术、铁路及公路防沙技术均达到国际先进水平。
第三章 生态学的原理及其应用
主要教学内容
1)了解我国生态农业发展的现状。
2)掌握我国生态农业的组成、特点和实践的意义。
3)重点掌握生态农业工程概念、内容及主要的生态农业技术组成和特点。
生态系统就是在一定空间中共同栖居着的所有生物与其环境之间由于不断地进行物质循环和能量流动而形成的统一整体,即一个生态学功能单位。根据人类对生态系统的干扰程度大小,又可分为自然生态系统(如森林、草原、湖泊和海洋等),半自然半人工生态系统(如农田、果园)和人工生态系统(如城市)。
任何生态系统都具有以下共同特性:
① 具有能量流动、物质循环和信息传递三大功能。
② 具有自动调节能力。
③ 是一种开放的动态系统。
一般来说,生态系统都包括下列4种主要组成成分。
(1)非生物环境;(2)生产者;(3)消费者;(4)分解者。
生态系统具有三大功能:能量流动、物质循环和信息传递。
能量是生态系统的动力,是一切生命活动的基础。光合作用是植物固定太阳能的唯一有效途径,能够通过光合作用制造食物分子的植物被称为“自养生物”,主要是绿色植物。
生态农业是一种持续发展的农业模式,是一条保护生态环境的有效途径。
生态农业的特点 1.多样性;2.综合性;3.生产效率高;4.稳定性;5.持续性;6.生态性(低耗、高效、少污)。
生态农业的建设内容
1.推进区域农业可持续发展的综合管理
2.调整优化农业结构
3.提高食物生产和保障食物安全
4.农业资源可持续利用
(1)保护、合理利用与增殖自然资源
(2)提高生物能的利用率和废物循环转化
(3)开发农村能源
5.农业生态环境保护
(1)防治污染,扭转生态恶化;(2)建立农业环境自净体系
生态农业系统的类型和模式
1.生物立体共生的生态农业系统
根据生物的类型、生境差异和生物因子的数量等可将此类生态农业系统以下各种类型和模式。(1)立体种植型;(2)立体养殖类型;(3)立体种养类型。
2. 物质循环利用的生态农业系统
根据系统内生产结构的物质循环方式,可分为以下几种类型。
(1)种植业内部物质循环利用类型;(2)养殖业内部物质循环利用类型;(3)种、养业结合的物质循环利用类型;(4)种、养、沼三结合的物质循环利用类型。
3.生物相克避害的生态农业系统
(1)以虫治虫的生态农业类型;(2)以禽鸟治虫的生态农业类型;(3)以菌治虫的生态农业类型。
4.主要因子调控的生态农业系统
5.区域整体规划的生态农业系统
生态农业的几种实用技术
所谓生态工程技术,就是综合应用生物学、生态学、经济学、环境科学、农业科学、系统工程学的理论,运用生态系统的物种共生和物质循环再生等原理,结合系统工程方法所设计的多层次利用的工艺技术。主要包括以下几种:
1.生态工程技术
(1)农业的立体种植、养殖技术;(2)食物链结构的工程技术。
2.能源开发技术
(1)沼气的产生及利用技术;(2)太阳能利用技术。
3.小流域综合管理技术
(1)水土流失治理技术;(2)小流域综合利用技术。
4.有害生物综合防治技术 所谓综合防治技术,就是根据病、虫、草危害作物的情况,综合地运用物理、化学、生物、农业等技术防除病、虫、草害。主要包括农业防治技术、生物防治技术、化学防治技术、物理防治技术。
5.农业废弃物资源化利用技术 农业废弃物主要是作物秸杆和动物粪便以及生物废杂物等,因农村能源紧张,大部分作物秸杆被作柴烧,使秸杆不能作饲料用或作肥料还田。只有通过农业废弃物资源化利用技术,才能解决农村的“燃料、饲料、肥料”的矛盾。
6.农业生产资料的生态化改造技术 (1)控释肥料;(2)新型农药;(3)降解地膜。
第四章 农村能源开发与环境
主要教学内容
1)了解农村能源类型及主要特点。
2)掌握各种生物质能源潜力。
3)重点各种生物质能源的利用技术。
4)重点掌握农村能源建设、节能技术在农业可持续发展。
农村能源是指农村的社会经济活动和农村居民所消费的能源。
农村能源分类
1.按管理分类 农村能源可分间接能源和直接能源两类。
(1)间接能源:一般指农用化学物资所包含的能,如化肥、农药、农用塑料制品等。
(2)直接能源:包含农业生产用能和农村人口生活用能。生产用能,通常指除人力、畜力以外的商品能,如煤、电、气,主要用于农牧渔业生产中的机械用能、农副产品加工用能、乡镇企业生产用能和农业运输用能等。
2.按形成条件的能源分类 最常见的是按形成条件的分类名称,即一次能源和二次能源。
中国农村能源建设方针
1983年国务院正式确定农村地区能源建设的方针是:因地制宜,多能互补,综合利用,讲求效益,简称“十六字方针”,以及“开发与节约并举”的能源建设方针。
沼气发酵的工艺条件
1.厌氧环境 产气阶段沼气池内氧化还原电位在-330mV以下。
2.温度 常温发酵温度不能低于8℃,最好保持在10℃以上。
3.营养平衡 碳氮比为C∶N=l5~30∶1,投少量微量营养元素,保持pH值接近中性,池内氨含量在0.01%~0.1%,如果氨浓度大于0.3%,会引起发酵菌中毒。
4.搅拌 常温沼气池必须随时搅拌 (中、高温池通热气时自动搅拌),以使沼气池温度、有机物浓度均匀,并及时排除废气,以利产气。
5.干物质浓度 按发酵温度有不同要求。常温发酵的干物质浓度:冬季10~12%;夏季6%左右;中温发酵5~15%。
6.接种物 有机物质厌氧分解产生甲烷的过程,一般由五种微生物菌群参加:有机物分解菌、发酵菌、产氢菌、产乙酸菌、产甲烷菌等。
7.适当的酸碱度 pH值在6.5~7.5之间(可用pH试纸测定),过高过低都会影响沼气发酵的顺利进行。如偏酸,可加入适量的石灰或草木灰调节;如偏碱,则加入鲜草、树叶和水调节。
8.水料比 发酵液的含水量以90~94%较适宜,干有机物质占6~10%,夏天可以稀一些,冬天可以浓一些。
我国建造的户用沼气池有多种结构,但各有其不同的适应性特点,近年发展起来的几种新型沼气池有:曲流布料沼气池、赤泥双面革多功能沼气池、铁罐沼气池、两步发酵多功能沼气池、溢流式小型高效户用沼气池、塞流式自循环小型沼气池、小型组合折流式沼气池等。
我国农村能源建设工作主要包括三个方面,一是节能技术的开发和利用,重点在节能灶具普及和“炕连灶”改建方面;二是农业废弃物能源转换和资源化利用,如秸秆气化、炭化、液化(制取乙醇),人畜粪便沼气发酵和综合利用等;三是开发新能源,如太阳能、风能、地热能和微水电等。
第五章 水污染及其防治
主要教学内容
1)了解我国水体污染的现状及主要问题。
2)掌握水体污染对农业生产的主要影响。
3)重点掌握防止水体污染的途径、方法(分别从点的污染源和面的污染源角度)。
4)重点掌握水体主要污染物的组成和性质。
5)重点掌握主要几种污水土地处理系统。
造成水体污染的原因可分为天然污染源和人为污染源;按污染源释放的有害物种类可分为物理性(如热和放射性物质)污染源、化学性(无机物和有机物)污染源、生物性(如细菌、病毒)污染源。另外按污染源分布和排放特征可分为点污染、面污染和扩散污染源。
我国水体污染防治对策
1.流域或区域进行水污染综合防治
2.工矿企业造成的水污染进行积极防治
3.城市污水加强治理
4.农村水污染治理
水体中的污染物可分为四大类,即“无机无毒物、无机有毒物、有机无毒物和有机有毒物”。无机无毒物主要指酸、碱及一些无机盐类和氮、磷等植物营养物质。无机有毒物主要指各种重金属(汞、镉、砷、铬、铅等)和氰化物、氟化物等。有机无毒物主要指在水环境中比较容易分解的有机化合物,如碳水化合物、蛋白质、脂肪和木质素等。有机有毒物主要指苯酚、多环芳烃和各种人工合成的具有积累性的稳定有机化合物,如农药等。有机污染物特征是耗氧,有毒物的特征是生物毒性。
水体富营养化及其危害
“富营养化”是湖泊分类与演化的概念。湖泊学家一致认为富营养化是水体衰老的一种表现。随着水体植物营养物含量的增加,将导致水生生物主要是各种藻类大量繁殖。藻类占据湖泊中越来越大的空间,有时甚至有填满湖泊的危险,这样便使鱼类生活的空间越来越缩小。随着水体富营养化的发展,藻类种类数逐渐减小,而个体数迅速增加,藻类过度旺盛的生长繁殖将造成水中溶解氧的急剧变化。藻类的呼吸作用和死亡藻类的分解作用耗氧,能在一定时间内使水体处于严重缺氧状态,从而严重影响鱼类的生存,问题严重时,常使鱼类大量死亡。
在自然界物质的正常循环过程中也有可能使某些湖泊由贫营养湖发展为富营养湖,进一步发展为沼泽和干地。
一般把比重大于5以上的金属叫重金属。在美国提出的优先污染物中,所列出的重金属为砷、镉、铬、铅、汞、铜、镍、锌、硒等,其中砷和硒等并不是金属,而是类金属。
农作物除在各器官积累重金属外,还在形态特征上,在生长发育上、产量上均表现出受害症状,常常可以从具体表现特征来判断作物受重金属危害的状况。
1.金属汞(Hg)
Hg对水稻和小麦的毒害主要表现在根部。根系的生长受抑制,呈褐色,数量减少,干物重下降。地上部分生长也受抑制,有效分孽降低。叶片浓绿,呈现贪青、晚熟。严重受害时,叶片发黄,以致整株植物枯萎。
2.金属镉(Cd)
低浓度Cd对植物生长略有刺激作用。浓度过高时植物受害。水稻受害后叶片失绿,叶尖干枯,叶片出现褐色斑点与条纹。小麦受Cd危害后,叶色发黄,出现灼烧状枯斑。叶脉发白,分孽减少,生长迟缓。严重受害时不开花结实,直至植株死亡。
3.铅(Pb)
低浓度时对作物危害的症状不明显,当土壤含铅量大于10O0mg/kg时,秧苗叶面出现条状褐斑,苗身矮小。分蘖苗减少,根系短而少,当土壤含铅量为400Omg/kg时,秧苗的叶尖及叶缘均呈褐色斑块,最后枯萎致死。
4.重金属铬(Cr)
小麦遭受Cr的毒害后,开始叶鞘出现褐斑,叶片上有缺绿斑点或铁锈黄斑,整个叶片呈黄绿色。经镜检可见叶脉周围的薄壁细胞受到破坏,根部变细,呈黄褐色,最后植株严重枯萎致死。受害较轻时症状不明显,仅生长发育受抑制。
5.类金属砷(As)
砷对农作物的营养生长具有明显的抑制作用,表现为生长不良、植株低矮,分孽减少、叶色浓绿。水稻受害后根系生长受抑制,呈铁黄色、抽穗期延迟,不结实率增加。严重则致死。
控制水体污染物排放量及减少污染源排放的废水量等,是控制水体污染的基本途径。如:①改革生产工艺,尽量改用不用水或少用水,尽量不用或少用易产生污染的原料、设备及生产工艺,如采用无水印染工艺,可消除印染废水的排放,采用无氰电镀工艺使废水中不含氰,和争取“零”排放等。②重复利用废水,尽量采用重复用水及循环用水系统,使废水排放量减至最小。如利用轻度污染的废水作为锅炉的水力排渣用水或作为炼焦炉的熄焦用水等。③回收有用物质,尽量使流失至废水中的原料和成品水分离,就地回收。这样做既可减少生产成本,增加经济效益,又可大大降低废水浓度,减轻污水处理负担。
第六章 大气污染与控制
主要教学内容
1)了解我国大气污染的现状和主要存在的问题。
2)掌握大气污染的一般概念,大气污染物来源。
3)重点掌握大气污染对土壤、水体、生物和人体健康的影响及防治措施。
4)重点掌握大气污染的主要组成与污染特点。
大气是由多种成分组成的混合气体。除去水汽和杂质的空气称为干洁空气(干燥清洁空气)。
大气层中空气质量的分布是不均匀的,总体看,海平面处的空气密度最大,随高度的增加,空气密度逐渐变小。在超过1000~1400km的高空,气体已非常稀薄,因此,通常是把从地球表面到1000~1400km作为大气层的厚度,超过1400km就是宇宙空间了。
大气在垂直方向上的温度、组成与物理性质也是不均匀的。根据大气温度垂直分布的特点,在结构上可将大气分为五层。
对流层、平流层、中间层、热成层(又称暖层)和散逸层。
大气污染通常是指由于人类活动和自然过程引起某种物质进入大气中,呈现出足够的浓度,达到了足够的时间并因此而危害了人体的舒适、健康和福利或危害了环境的现象。
按污染的范围大小,大气污染可分为:
(1)局部性大气污染 如某个工厂烟囱排气所造成的直接影响;
(2)区域性大气污染 如工矿区或其附近地区的污染,或整个城市的大气污染;
(3)广域性大气污染 是指更广泛地区,更广大地域的大气污染,在大城市及大工业区可以出现这种污染,最主要的污染是酸雨;
(4)全球性大气污染 指跨国界乃至涉及整个地球大气层的污染,如温室效应、臭氧层破坏等。
按污染物的化学性质及存在状况,大气污染可分为:
还原型大气污染(煤炭型);氧化型大气污染(汽车尾气型)
根据燃料性质和污染物的组成,大气污染可分为:
煤炭型大气污染;石油型大气污染;混合型大气污染;特殊型大气污染
特殊型污染是指有关工厂企业排放的特殊气体所造成的污染。这类污染常限于局部范围之内。
按污染源存在形式分 固定污染源和移动污染源。
按污染物的排放形式分 点源、线源和面源。
按污染物排放空间分 高架源和地面源。
按污染物排放的时间分 连续源、间断源和瞬时源。
按污染物发生类型分(最常用的方法) 工业污染源、农业污染源、生活污染源和交通污染源。
酸雨是指pH<5.6的雨、雪或其他降水,是大气污染的一种表现。
酸雨对环境的影响
(一)对水生生态系统的影响 酸雨对水生生态系统的危害最为严重。
(二)对陆生生态系统的影响 酸雨对陆生生态系统的影响表现在以下几个方面:
1.土壤酸化问题;2.森林破坏
(三)对各种材料的侵蚀作用
1.对建筑材料的侵蚀;2.对金属的侵蚀
(四)对人体的危害作用 酸雨对人体健康的影响是间接的。例如许多国家由于酸雨的溶侵作用,使地下水中Al、Cu等金属元素的浓度超出正常值的10~100倍,饮用这样的水必然对人体健康有害。此外,由于食物链的作用,如果食用受过酸性水污染的鱼类,则也可能对人的健康造成伤害。
大气污染对农业的危害首先表现在植物生产上。对植物生长危害较大的大气污染物主要是二氧化硫、氟化物和光化学烟雾。
二氧化硫对植物的危害,首先从叶背气孔周围细胞开始,逐渐扩散到海绵和栅栏组织细胞,使叶绿素破坏,组织脱水坏死,形成许多点状、块状或条状褪色斑点,受害部位与健康组织之间界限分明。受二氧化硫伤害的植物,初期主要在叶脉间出现白色伤斑,轻者只在叶背气孔附近,重者则从叶背到叶面均出现伤斑,这是二氧化硫危害的主要特征,后期叶脉也褪成白色,叶片脱水,逐渐枯萎。
氮氧化物对植物的毒性较其它大气污染物要弱,一般不会产生急性伤害,而慢性伤害能抑制植物的生长。危害症状表现为在叶脉间或叶缘出现形状不规则的水渍斑,逐渐坏死,而后干燥变成白色、黄色或黄褐色斑点,逐步扩展到整个叶片。对氮氧化物敏感植物有扁豆、番茄、莴苣、芥菜、烟草、向日葵等;抗性植物有柑桔、黑麦等。
大气中的氟化物主要是氟化氢和四氟化硅。它们对植物的危害症状表现为从气孔或水孔进入植物体内,但不损害气孔附近的细胞,而是顺着导管向叶片尖端和边缘部分移动,在那里积累到足够的浓度,并与叶片内钙质反应。生成难溶性氟化钙沉淀于局部,从而干扰酶的催化活性,阻碍代谢机制,破坏叶绿素和原生质,使得遭受破坏的叶肉因失水干燥变成褐色。当植物在叶尖、叶缘出现症状时,受害几小时便出现萎缩现象,同时绿色消退,变成黄褐色,二、三天后变成深褐色。对氟化物敏感的植物有玉米、苹果、葡萄、杏等;具抗性的植物有棉花、大豆、番茄、烟草、扁豆、松树等。
光化学烟雾中对植物有害的成分主要是臭氧、过氧乙酰硝酸酯(PAN)等。臭氧对植物的危害主要是从叶背气孔侵入,通过周边细胞、海绵细胞间隙,到达栅栏组织,使其首先受害,然后再侵害海绵细胞,形成透过叶片的密集的红棕色、紫色、褐色或黄褐色的细小坏死斑点。同时,植物组织机能衰退,生长受阻,发芽和开花受到抑制,并发生早期落叶、落果现象。对臭氧有抗性的植物有胡椒、银杏、甜菜、松柏等。
过氧乙酰硝酸酯(PAN)是光化学烟雾的剧毒成分,对植物的毒性很强。PAN危害植物的症状表现为叶子背面海绵细胞或下表皮细胞原生质被破坏,使叶背面逐渐变成银灰色或古铜色,而叶子正面却无受害症状。PAN还能够促进植物整株老化,抑制植物生长发育。对PAN敏感的植物有番茄、扁豆、莴苣、芥菜、芹菜、马铃薯等;对PAN抗性强的植物有玉米、棉花、黄瓜、洋葱等。
大气污染对人体健康的影响
大气中有害物质主要通过下述三个途径侵入人体造成危害:第一,通过人的直接呼吸而进入人体;第二,附着在食物或溶于水,随饮水、饮食而侵入人体;第三,通过接触或刺激皮肤而进入到人体,尤其是脂溶性物质更易从皮肤渗入人体。大气污染对人体的影响,首先是感觉上受到影响,随后在生理上显示出可逆性反应,再进一步就出现急性危害的症状。大气污染对人的危害大致可分急性中毒、慢性中毒、致癌三种。
城市大气污染综合防治
1.制定综合防治规划,实现“一控双达标”
2.调整工业结构,推行清洁生产
3.改善能源结构,大力节约能源
4.综合防治汽车尾气
5.完善城市绿化系统
6.加强城市大气环境质量管理
第七章 土壤污染及其防治
主要教学内容
1)了解我国土壤污染现状和存在哪些问题,什么原因。
2)掌握土壤污染的基本概念,污染物的来源、途径
3)重点掌握农用化学品(塑料薄膜、化肥、农药)对土壤的污染与危害。
4)重点掌握主要几种重金属(Hg、Cd、Cr、Pb、As)土壤污染特点和防治途径。
土壤环境的基本特点
1.土壤环境的物理学特性及其对污染物迁移的影响
(1)土壤孔性与污染物的迁移
(2)土壤质地与污染物的转化
2.土壤环境中的胶体物质对环境的影响
3.土壤环境中的络合-螯合平衡体系
4.土壤环境中的氧化还原平衡体系
5.土壤的酸碱平衡体系
6.土壤环境中的生物体系
土壤环境背景值是指未受或少受人类活动(特别是人为污染)影响的土壤环境本身的化学元素组成及其含量。它是成土因素综合作用下成土过程的产物,所以实质上是各自然成土因素(包括时间因素)的函数。
土壤的污染源可分为天然污染源和人为污染污染源。主要包括污水灌溉、固体废弃物利用、农药和化肥施用、大气沉降物和汽车尾气及燃煤等途径。
土壤重金属污染的防治措施
(一)施用改良剂
(二)调节土壤Eh和水浆管理
(三)客土和换土法 客土系指在现有的污染土壤上覆上一层未污染土壤。换土是指将受污染的土壤挖除至适当深度后再填入未污染土壤。两种方法对于改变土壤污染现状是非常显著的
化肥对土壤环境污染的控制
1.调整化学肥料结构 肥料结构不平衡,是影响肥效当季利用率低的主要原因之一。
2.普及平衡施肥技术,减少化肥用量 平衡施肥需在测土的基础上按作物需要配方,再按作物吸收的特点施肥,并不是仅靠化肥的配置结构所能奏效的。因此,它需要社会有良好的技术服务,并与使用者的良好科技素质相结合才行。
3.有机无机肥混合施用 施有机肥,不仅能改良土壤结构,提高作物的抗逆能力,同时还能补充土壤的钾、磷和优质氮源,如植物可直接利用的氨基酸。
4.科学施肥,减少化肥的损失 施肥技术不当,表现在轻视底肥,重视追肥,撒施和追肥期不当,是形成化肥损失、肥效降低的重要原因。采用深施技术是避免化肥损失的关键。
5.合理灌溉,减少化肥流失 灌溉技术的优劣与化肥流失关系很大。中国的灌溉技术以传统的地面漫灌为主,并在向管道灌溉、滴水灌溉等节水灌溉技术过渡,其中水的利用率与化肥的流失率很相关。地面漫灌引起土壤化肥流失的量是惊人的。
6.适当调整种植业结构,充分利用豆科作物的固氮肥源,减少化肥使用量。
农药污染的控制措施
(1)利用综合害虫防治系统以减少农药的施入量 综合防治是应用生态学为基础的害虫治理方法中的一种较新的方式,是一种把所有可利用的方法综合到一项统一的规划中的害虫治理方法。
(2)农药的安全合理使用 首先要对症下药,农药的使用品种和剂量因防治对象不同应所所不同
(3)制定农产品中的允许残留量标准 制定农药的每日容许摄入量(ADI),并根据人们取食习惯,制订出各种作物与食品中的农药最大残留允许量。
(4)制定施药安全间隔期 根据农药在农作物上允许残留量,可制定出某一农药在某种作物收获前最后一次施药日期,使作物上的农药残留量不超过规定残留标准。最后一次使用农药到作物收获之间相隔日期,称为安全间隔期。
(5)采用合理耕作制度,消除农药污染 农作物种类不同则对各种农药的吸收率也不同。
(6)发展开发新农药 高效、低毒、低残留农药是农药新品种的主要发展方向。
农田中废塑料制品污染的防治
1.从价格和经营体制上优化和改善对废塑料制品的回收与管理,并建立生产粒状再生塑料的加工厂,有利于废塑料的循环利用。
2.研制可控光解和热分解(50-60℃)等农膜新品种,以代替现用高压农膜,减轻农田残留负担。
3.尽量使用分子最小,生物毒性低相对易降解的塑料增塑剂,并加强其生化降解性能和农业环境影响的研究。
第八章 废弃物处理与资源化利用
主要教学内容
1)了解固体废弃物污染特点与存在问题。
2)掌握固体废弃物的来源、种类和性质。
3)重点掌握几种废弃物(秸秆、畜禽粪便、城市生活垃圾、污泥)的处理方法与资源化途径,包括不同种类堆肥方法、原理和技术要点,堆肥的颗粒化等。
固体废物(简称废物)是指在社会的生产、流通、消费等一系列活动中产生的一般不再具有原使用价值而被丢弃的以固态和泥状存在的物质,或者是提取目的组分废弃之不同的剩余物质。主要包括工业废弃物和生活废弃物。
固体废弃物分类方法很多,按组成可分为有机废物无机废物;按形态可分为固体(块状、粒状和粉状)的和泥状(污泥)等废物;按来源可分为工业废物、矿业废物、城市垃圾、农业废物和放谢性废物;按其危害状可分为有害废物和一般废弃物。但较多是以来源进行分类。
我国目前将固体废弃物为四大类:城市生活垃圾、一般工业固体废弃物、有害固体废弃物和其它。其中放射性固体废物和有害的固体废物不属于一般工业固体废物,属于专门管理类型。
我国是在80年代初期开始有限地进行资源化,并于80年代中期提出了“资源化、无害化和减量化”作为控制固体废物污染的技术政策。由于受资金、技术和其它原因使我国固体废物处理利用的发展趋势采用无害化为先导、资源化为目的,进行减量化。
无害化是指将固体废物通过工程处理,达到不损害人体健康,不污染周围环境。无害化处理的方法很多,如垃圾卫生填埋、高温堆肥、沼气发酵等。
减量化是通过适宜的手段减少固体废物的数量和容积。其具体做法是采用固体废物处理方法,即通过如堆肥、焚烧等处理方法达到减量化。另外一方面是采用在生产过程中减少固体废弃物的产生。
资源化是采取工艺措施从固体废物中回收有用的物质和能源或者通过一定的技术措施达到使固体废物重新利用的目的。
自然界中很多微生物具有氧化、分解有机物的能力。实践证明:利用微生物在一定温度、湿度和pH条件下,使有机物发生生物化学降解,形成一种类似腐植质土壤的物质,用作肥料和改良土壤,在热力学上是完全可能的,这种利用微生物降解城市有机固体废物的方法称为生物处理法,一般又称堆肥化。
城市垃圾处理和综合利用尽管有各种各样的方法,但总有一部分残渣必须排入环境,需要加以处置,所以填埋处置等最终处置是必不可少的处置方法,与其他几种处理处置技术相比较,填埋法的费用最低,因此是各国目前城市垃圾处理的主要方法之一。根据处置对技术要求上的差异,土地填埋处置可分为卫生土地填埋和安全土地填埋。前者适于处置一般生活垃圾,后者用于处置工业固体废物和有害有毒垃圾。
卫生填埋应是不产生二次污染的垃圾最终处理方法。卫生填埋主要有厌氧、好氧和半好氧三种填埋。目前因厌氧填埋操作简单,施工费用低,同时还可回收甲烷气体,因此被广泛采用。
卫生填埋主要有三种填埋方法:平面作业法、斜坡作业法、沟填作业法。
第九章 农业环境监测与环境标淮
主要教学内容
1)掌握农业环境监测的目的、意义、概念和原则。
2)了解采样、布点的原则和方法。
3)重点掌握环境监测的主要分析项目、方法、质量管理内容以及有那些环境标准。
所谓环境监测,就是利用多种科学方法和手段,监测和检测代表环境质量现状及发展变化趋势的各种数据,并用它解释环境现象,为环境管理和科研提供科学依据的全部过程。此过程应包括:资料研究和现场调查、优化布点、样品采集、运送保存、分析测试 (含质量保证和质量认证)、数据处理、综合评价等一系列活动。
农业环境监测是环境监测领域的重要组成部分,它借用环境监测的理论和方法,对农业生产环境的质量现状及变化规律和趋势进行监测活动。农业环境监测是政府行为。
农业生态监测,主要是对生态破坏和环境治理效果进行监测。
我国目前的环境监测方针为 “环境管理必须依靠环境监测,环境监测必须为环境管理服务”。从中可见,农业环境监测的目的同样是通过环境监测的“耳目”、“哨兵”和 “尺子”直接为农业环境管理服务,提供制定和执行有关法规标准的科学依据和技术监督,为政府的环境决策提供依据和技术支持。
农业环境监测,与环境监测一样,按管理目的分为常规监测、科研性监测和特种目的监测三种。
监测方案的内容包括:明确监测目标;有关资料的调研;设计方案框架;现场勘察;修订监测方案;方案论证与审批;拟订监测实施计划。
环境标准 是为了保护人群健康,防治环境污染,促进生态良性循环,合理利用资源,促进经济和社会发展,依照环境基准、环境保护法律和有关政策,对环境中有害成分、排放源的污染物的限量阀值和配套措施所作的技术规定。
我国现有环境标准按用途分类共六类:环境质量标准、污染物排放标准 (或名污染物控制标准)、环境基础标准、环境方法标准、环境标准物质标准和环保设备、仪器标准。
第十章 清洁生产与有机农产品
主要教学内容
1)了解中国的清洁生产的现状。
2)掌握清洁生产概念和如何进行清洁生产。
3)重点掌握绿色食品的概念及产地的环境条件及绿色食品的生产技术关键。
清洁生产在不同的发展阶段或者不同的国家有不同的叫法,例如“废物减量化”、“无废工艺”、“污染预防”等,但其基本内涵是一致的,即对产品和产品的生产过程采用预防污染的策略来减少污染物的产生。
清洁生产是人们思想和观念的一种转变,是环境保护战略由被动行为向主动行为的一种转变。1989 年联合国环境规划署在总结了各国开展的污染预防活动,并加以分析提高后,提出了清洁生产的定义,并得到国际社会的普遍认可和接受,其定义(1996)为:
“清洁生产是一种新的创造性的思想,该思想将整体预防的环境战略持续应用于生产过程、产品和服务中,以增加生态效率和减少对人类和环境的风险。
绿色食品必须同时具备以下条件:
1.产品或产品原料产地必须符合绿色食品生态环境质量标准
2.农作物种植、畜禽饲养、水产养殖及食品加工必须符合绿色食品的生产操作规程。
3.产品必须符合绿色食品质量和卫生标准
4.产品外包装必须符合国家食品标签通用标准,符合绿色食品特定的包装、装潢和标签规定。
绿色食品产地环境条件的调控
(1)土壤培肥与作物平衡施肥,即根据作物需要和土壤性状,合理配施有机、无机肥料。
(2)以沼气为纽带的农业废弃物资源化利用,即将工农业生产中的废弃物通过厌氧发酵的方式实现能量和物质的高效综合利用。
(3)食用菌生产与秸秆综合利用,以食用菌为纽带,实现秸秆的增值利用。
(4)污水净化和农业综合利用,利用农业措施(如土壤),既处理净化了污水,又将其中的养分加以回收利用。
(5)小流域综合治理。
(6)旱作农业技术等。
绿色食品种植业生产涉及的过程和操作主要包括:种苗选择,外源物质处理(浸种、包衣剂、生长素等),肥料使用,病虫害控制等。
绿色食品养殖业关键技术
养殖业的生产首先需要无污染、富营养的饲料。此外还必须控制饲料添加剂、畜禽舍的环境、动物繁殖以及卫生防疫等各个环节。
1.应选择适合当地条件的畜禽作为品种
2.根据牲畜的生活习性和需求进行圈养和放养
3.关于动物的繁殖方式
4.畜禽饲料应该是无污染方式下生产的饲料
5.饲料添加剂
6.养殖业中的疾病防治和药物使用是绿色食品畜产品生产非常关键的技术环节。
绿色食品加工业关键技术
绿色食品的加工包括谷物食品、淀粉及其制品、果蔬制品、肉食制品等。其技术规范包括原料、加工设备与环境、加工使用的添加剂和物品以及包装等。
1.加工原料应来自绿色食品生产系统,这是保证食品质量的关键措施。
2.应保持食品加工外部设施(库房、废物堆放场、老设备存放场、地面景观和停车场等)和内部设施 (加工、包装和库房等)的环境清洁。
3.建议采取生态和物理措施灭除苍蝇、老鼠、蟑螂和其它有害昆虫及其孳生条件。
4.食品添加剂是指为改善食品品质和色、香、味、形、营养价值以及为保存和加工工艺的需要而加入食品中的物质。
5.所有包装材料必须不受杀菌剂、防腐剂、熏蒸剂、杀虫剂等污染物的污染,而且应简便、实用,提倡使用可以回收和再利用的包装材料。
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