化肥对环境的污染及其防治

化肥对环境的污染及其防治摘要长期以来，农村滥施化肥，过量用肥现象相当普遍，不仅造成肥料利用率低下，生产成本加大，耕地地力下降，更严重的是污染环境，影响农产品质量安全，危及广大消费者的身体健康。从当前农业环境污染的基本现状、施肥对农业环境造成污染的主要原因等方面针对化肥对环境的污染进行了阐述，旨在控制和减少施肥对环境的污染，提高肥料利用率，减少肥料浪费，保持农村生态环境，保证农产品质量安全，实现农业可持续发展。关键词化肥；环境；危害；防治化肥是重要的农田物资，对提高作物产量起到很大作用。据发达国家统计，化肥对作物的贡献率达30%～50%，我国的研究证明贡献率约为30%。施肥是否科学合理，直接关系到环境污染问题。长期以来，过量施肥、单一施肥、偏施氮肥，导致土壤养分失衡、肥料利用率下降和农业环境污染。对此，必须采取措施加以解决。1化肥对环境的污染1.1化肥对大气的污染1.1.1化肥对大气的污染是因化肥本身易分解挥发及施用方法不合理造成的气态损失。常用的氮肥如尿素、硫酸铵、氯化铵和硫酸氢铵等铵态氮肥，在施用于农田的过程中，会发生氨的气态损失；施用后直接从土壤表面挥发成氨气、氮氧化物气体进入大气中；很大一部分有机、无机氮形态的硝酸盐进入土壤后，在土壤微生物反硝化细菌的作用下被还原为亚硝酸盐，同时转化成二氧化氮进入大气。此外，化肥在贮运过程中的分解和风蚀也会造成污染物进入大气。氨肥分解产生挥发的氨气是一种刺激性气体，会严重刺激人体的眼、鼻、喉及上呼吸道黏膜，可导致气管、支气管发生病变，使人体健康受到严重伤害。高浓度的氨也影响作物的正常生长。1.1.2破坏大气臭氧层。氮肥施入土中后，有一部分可能经过反硝化作用，形成了氮气和氧化亚氮，从土壤中逸散出来，进入大气。氧化亚氮到达臭氧层后，与臭氧发生作用，生成一氧化氮，使臭氧减少。由于臭氧层遭受破坏而不能阻止紫外线透过大气层，强烈的紫外线照射对生物有极大的危害，如使人类皮肤癌患者增多等。1.2化肥对土壤的污染1.2.1增加土壤重金属和有毒元素。重金属是化肥对土壤产生污染的主要污染物质，进入土壤后不仅不能被微生物降解，而且可以通过食物链不断在生物体内富集，甚至可以转化为毒性更大的甲基化合物，最终在人体内积累危害人体健康。土壤环境一旦遭受重金属污染就难以彻底消除。产生污染的重金属主要有Zn、Ni、Cu、Co和Cr。从化肥的原料开采到加工生产，总是给化肥带进一些重金属元素或有毒物质，其中以磷肥为主，我国目前施用的化肥中，磷肥约占20%，磷肥的生产原料为磷矿石，它含有大量有害元素F和As，同时磷矿石加工过程还会带进其他重金属，如Cd、Hg、As、F，特别是Cd。另外，利用废酸生产的磷肥中还会带有三氯乙醛，对作物会造成毒害。所以对用重金属含量高的磷矿石制造的磷肥要慎重使用，以免导致重金属在土壤中的积累。1.2.2导致营养失调，造成土壤硝酸盐累积。目前我国施用的化肥以氮肥为主，而磷肥、钾肥和复合肥较少，长期这样施用会造成土壤营养失调，加剧土壤P、K的耗竭，导致硝态氮累积。硝酸根本身无毒，但若未被作物充分同化可使其含量迅速增加，摄入人体后被微生物还原为亚硝酸根，使血液的载氧能力下降，诱发高铁血红蛋白血症，严重时可使人窒息死亡。同时，硝酸根还可以在体内转变成强致癌物质亚硝胺，诱发各种消化系统癌变，危害人体健康。1.2.3促进土壤酸化。长期施用化肥还会加速土壤酸化。这一方面与氮肥在土壤中的硝化作用产生硝酸盐过程相关，当氨态氮肥和许多有机氮肥转变成硝酸盐时，释放出H+，导致土壤酸化；另一方面，一些生理酸性肥料，比如磷酸钙、硫酸铵、氯化铵在植物吸收肥料中的养分离子后土壤中H+，增多，许多耕地土壤的酸化与生理性肥料长期施用有关。同时，长期施用KCl因作物选择吸收所造成的生理酸性的影响，能使缓冲性小的中性土壤逐渐变酸。同样酸性土壤施用KCl后，K+会将土壤胶体上的H+、Al3+交换下来，致使土壤溶液中H+、Al3+浓度迅速升高。此外，氮肥在通气不良的条件下，可进行反硝化作用，以氨气、氮气的形式进入大气，大气中的氨气、氮气可经过氧化与水解作用转化成硝酸，降落到土壤中引起土壤酸化。化肥施用促进土壤酸化现象在酸性土壤中最为严重。土壤酸化后可加速Ca、Mg从耕作层淋溶，从而降低盐基饱和度和土壤肥力。1.2.4降低土壤微生物活性。土壤微生物是个体小而能量大的活体，它们既是土壤有机质转化的执行者，又是植物营养元素的活性库，具有转化有机质、分解矿物和降解有毒物质的作用。施用不同的肥料对微生物的活性有很大影响，我国施用的化肥中以氮肥为主，而磷肥、钾肥和有机肥的施用量低，这会降低土壤微生物的数量和活性。1.3化肥对水体的污染1.3.1对地表水的污染。农业生产中使用的氮肥、磷肥，会随农田排水进人河流湖泊，水田中施用化肥会随排水直接进入水源；旱田施用过多的氮肥、磷肥，会随人为灌溉和自然界暴雨冲刷造成地表径流进入水体，使地表水中营养物质逐渐增多，造成水体富营养化，水生植物及藻类大量繁殖，消耗大量的氧，致使水体中溶解氧下降，水质恶化，生物生存受到影响，严重时可导致鱼类死亡，形成的厌氧性环境使好氧性生物逐渐减少甚至消失，厌氧性生物大量增加，改变水体生物种群，从而破坏了水环境，影响人类的生产生活。1.3.2化肥对地下水的污染。主要是化肥施用于农田后，发生解离形成阳离子和阴离子，一般生成的阴离子为硝酸盐、亚硝酸盐、磷酸盐等，这些阴离子因受带负电荷的土壤胶体和腐殖质的排斥作用而易向下淋失；随着灌溉和自然降雨，这些阴离子随淋失而进入地下水，导致地下水中硝酸盐、亚硝酸盐及磷酸盐含量增高。硝氮、亚硝氮的含量是反映地下水水质的一个重要指标，其含量过高则会对人畜直接造成危害，使人类发生病变，严重影响身体健康。2劣化农作物品质，危及食品链安全近年来，由于化肥造成农产品内硝酸盐、亚硝酸盐残留，危及人类食品安全的问题越来越引起人们关注。硝酸盐和亚硝酸盐统称为硝态氮，硝态氮是对人体有害的物质，主要有2大危害：一是硝酸盐容易还原成亚硝酸盐。亚硝酸盐可将人体血液中的低铁血红蛋白氧化为高铁血红蛋白，使之失去输氧能力造成人体缺氧。二是亚硝酸盐与某些有机物结合，形成亚硝胺，是一种致癌的化学物质。由于肥料带入食品中的硝态氮危及到食物链安全，引起了国际社会和各国政府的高度重视。3防治措施3.1强化环保意识，加强土壤肥料的监测管理目前，大多数人还没有意识到化肥对环境和人体健康造成的潜在危险。因此，应加强教育，提高群众的环保意识，使人们充分意识到化肥污染的严重性，调动广大公民参与防治土壤化肥污染的积极性。注重管理，严格化肥中污染物质的监测检查，防止化肥带入土壤过量的有害物质。制定有关有害物质的允许量标准，用法律法规来防治化肥污染。3.2增施有机肥有机肥是我国传统的农家肥，包括秸秆、动物粪便、绿肥等。施用有机肥能够增加土壤有机质、土壤微生物，改善土壤结构，提高土壤的吸收容量，增加土壤胶体对重金属等有毒物质的吸附能力。各地可根据实际情况推广豆科绿肥，比如实行引草入田、草田轮作、粮草经济作物带状间作和根茬肥田等形式种植。另外，作物秸秆本身含有较丰富的养分，比如稻草含有0.5%～0.7%的氮、0.1%～0.2%的磷、1.5%的钾以及硫和硅等。因此，推行秸秆还田也是增加土壤有机质的有效措施，从发展来看，绿肥、油菜、大豆等作物秸秆还田前景较好，应加以推广。3.3推广配方施肥技术配方施肥技术是综合运用现代化农业科技成果，根据作物需肥规律、土壤供肥性能与肥料效应，在以有机肥为主的条件下，产前提出施用各种肥料的适宜用量和比例及相应的施肥方法。推广配方施肥技术可以确定施肥量、施肥种类、施肥时期，有利于土壤养分的平衡供应，减少化肥的浪费，避免对土壤环境造成污染，值得推广。3.4施用硝化抑制剂硝化抑制剂又称氮肥增效剂，能够抑制土壤中铵态氮转化成亚硝态氮和硝态氮，提高化肥的肥效和减少土壤污染。由于硝化细菌的活性受到抑制，铵态氮的硝化变缓，使氮素较常时间以铵的形式存在，减少了对土壤的污染。3.5改进施肥方法氮肥深施，主要是指铵态氮肥和尿素肥料。据农业部统计，在保持作物相同产量的情况下，深施节肥的效果显著：氮铵深施可提高利用率31%～32%，尿素可提高5.0%～12.7%，硫铵可提高18.9%～22.5%。磷肥按照旱重水轻的原则集中施用，可以提高磷肥的利用率，减少对土壤的污染。此外，对于施肥造成的土壤重金属污染，可采取施用石灰、增施有机肥、调节土壤氧化还原电位等方法降低植物对重金属元素的吸收和积累，还可以采用翻耕、客土深翻和换土等方法减少土壤重金属和有害元素。4参考文献[1]董海燕，侯纯标.农村环境污染现状及对策[J].中国科技信息，2005（20）：98.[2]李海峰.土壤化肥污染的防治技术[J].河北农业科技，2006（10）：12.[3]李培香.农业环境污染防治技术[M].北京：中国农业出版社，2006.