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導(dǎo)語：在農(nóng)業(yè)土壤治理的撰寫旅程中，學習并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
關(guān)鍵詞：土壤面源；化學污染；防治對策；研究
農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量與安全問題，引起了社會廣泛關(guān)注。導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量不佳的因素很多，其中生產(chǎn)環(huán)境，即水、土、氣、生等方面的污染是重要因素，而農(nóng)村土壤面源污染是其中最主要的因素。因此，開展農(nóng)村土壤面源污染防治，建設(shè)“凈土”、生產(chǎn)無公害“綠色食品”，具有與建設(shè)“和諧社會”同等重要的戰(zhàn)略意義。
農(nóng)業(yè)面源化學污染是指在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動中，氮素和磷素等營養(yǎng)物質(zhì)，農(nóng)藥、重金屬以及其他有機和無機污染物質(zhì)，土壤顆粒等沉積物，從非特定的地點，以不同的形式對大氣、土壤和水體等三個面源形成的化學污染，本文主要研討農(nóng)業(yè)土壤面源的化學污染。由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動的廣泛性和普遍性，加上農(nóng)業(yè)土壤面源污染涉及范圍廣、隨機性大、隱蔽性強、不易監(jiān)測、難以量化、控制難度大，因此，農(nóng)業(yè)土壤面源污染已成為目前影響農(nóng)村生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的重要污染源，其發(fā)展趨勢令人擔憂。
一、農(nóng)業(yè)土壤面源污染因素及現(xiàn)狀
近年來，隨著工礦企業(yè)的發(fā)展和人們?nèi)粘Ｉ钪惺褂萌栈a(chǎn)品的普及與增多，“三廢”排放的處理不完全到位已對農(nóng)業(yè)面源造成越來越嚴重的化學污染；同時，在廣大農(nóng)村的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，化肥、農(nóng)藥的不合理施用以及畜禽糞便的不科學處理，也是造成農(nóng)業(yè)土壤面源化學污染的主要因素。
（一）使用化肥造成的污染
據(jù)2006年對永州市化肥使用及污染情況的調(diào)查表明：當前主要使用的化肥種類有氮肥、磷肥、鉀肥和復(fù)合肥。氮肥有碳銨，尿素。磷肥有過磷酸鈣。鉀肥有硫酸鉀，氯化鉀。復(fù)合肥有二銨，硝酸磷肥，三元復(fù)合肥等。永州市年化肥施用量達18萬噸以上，按播種面積計算，每公頃達500多公斤，遠遠超過發(fā)達國家為防止化肥對水體造成污染而設(shè)置的每公頃220公斤的安全上限。而且在實際生產(chǎn)中，化肥的平均利用率僅40%左右，化肥的大量施用，使氮素明顯過剩，加劇了農(nóng)業(yè)面源的富營養(yǎng)化程度。大量盲目施用化肥對土壤造成的污染主要表現(xiàn)為：一是土壤酸化。土壤pH值平均從原來的6.0下降到5.5，特別是蔬菜土壤酸化現(xiàn)象嚴重，許多pH值降到5.0以下。二是土壤養(yǎng)分含量不平衡。特別是大棚蔬菜土壤中氮、磷、鉀元素含量過多，會產(chǎn)生肥料鹽害，抑制作物對鈣、鎂、錳、硼、鋅等中量和微量元素的吸收。據(jù)調(diào)查，永州市部分蔬菜出現(xiàn)鈣、鎂、硼等中、微量元素缺乏現(xiàn)象。特別是大白菜、包心菜，常常出現(xiàn)缺鈣“燒心”現(xiàn)象，嚴重影響產(chǎn)量和質(zhì)量。
（二）使用農(nóng)藥造成的污染
據(jù)對農(nóng)藥的使用及污染情況調(diào)查，當前農(nóng)藥使用品種較多、亂、雜，約有30余個品種，其中殺蟲劑主要有對硫磷、科鋒殺蟲星、高效氯氰菊酯、甲拌磷、辛硫磷、水胺硫磷等，殺菌劑主要有克露、病毒A、植病靈、疫霉靈、粉銹寧、代森錳鋅等，除草劑有撲草凈等。永州市每年農(nóng)藥使用量達300噸以上，除30%-40%被作物吸收外，大部分進入了水體、土壤及農(nóng)產(chǎn)品中，使耕地及農(nóng)產(chǎn)品遭受了不同程度的污染。據(jù)調(diào)查，2003年永州市施用農(nóng)藥面積為2337萬畝次，施用總量為5199.2噸（純量，下同），其中殺蟲劑為736.0噸，殺菌劑為180.7噸，除草劑為246.3噸，生物制劑農(nóng)藥為57.2噸。每公頃（即每15畝）水田平均施用農(nóng)藥為3.59千克。目前農(nóng)藥施用上存在以下四個突出問題：施藥量大；盲目施藥比較普遍；農(nóng)藥殘留過高；嚴重污染環(huán)境。據(jù)對粉劑型農(nóng)藥噴施利用率調(diào)查，僅10%左右的農(nóng)藥附著在植株表面，若是液體，也僅有20%左右附著在表面，只有1%-4%藥劑接觸目標害蟲。其余40%-60%的藥劑降落到地面，5%-30%的藥劑漂浮于空氣中，大部分農(nóng)藥都回到土壤和水中，嚴重污染了環(huán)境，誤殺了許多水生動物和有益生物。
（三）排放畜禽糞便的污染
隨著結(jié)構(gòu)調(diào)整的不斷深入，規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖業(yè)迅速發(fā)展，帶來了嚴重的畜禽糞便污染問題，成為當前農(nóng)村面源的主要污染源之一。永州市十一個縣區(qū)有1000多家大中小型養(yǎng)殖場，加上農(nóng)戶庭院的畜禽養(yǎng)殖欄，畜禽飼養(yǎng)量達1900余萬只（頭），年產(chǎn)畜禽糞便達120多萬噸，這些中畜禽糞便大多是露天存放或隨地排泄，既污染生活環(huán)境又污染農(nóng)業(yè)土壤面源。
（四）鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)排放廢水廢渣的污染
改革以來，鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的異軍突起，有力地加快了農(nóng)村就業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)值結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化的進程，使中國農(nóng)民奔小康已經(jīng)成為和正在成為指日可待的現(xiàn)實。然而，在帶來巨大經(jīng)濟效益、社會效益的同時，它對環(huán)境和資源的危害也越來越大。鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)對土壤面源的污染集中在造紙、食品、印染、建材和土法采礦煉礦等少數(shù)產(chǎn)業(yè)里。例如，造紙的廢水排放、水泥工業(yè)的粉塵排放、磚瓦和陶瓷業(yè)的煙塵和氟化物排放等。由于鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)的污染治理水平較低、環(huán)境管理較差，導(dǎo)致污染源愈加嚴重。
二、土壤污染的特點
（一）隱蔽性和滯后性
對于人的直觀感覺，土壤污染比大氣污染、水體污染更加隱蔽。大氣污染、水污染和廢棄物污染等問題一般都比較直觀，通過感官就容易發(fā)現(xiàn)。而土壤污染則不同，它往往要通過對土壤樣品進行分析化驗和農(nóng)作物的殘留檢測，甚至通過研究對人畜健康狀況的影響才能確定。因此，土壤污染從產(chǎn)生污染到出現(xiàn)問題通常會滯后較長的時間。如日本20世紀70年生因鎘污染所引起的“痛痛病”，經(jīng)過了10-20年之后才被人們所認識。
（二）聚集性和區(qū)域性
污染物質(zhì)在大氣和水體中，一般都比在土壤中更容易遷移，而土壤污染比較集中在某一范圍，這使得污染物質(zhì)在土壤中并不像在大氣和水體中那樣容易擴散和稀釋，因此容易在土壤中不斷積累而超標。同時也使土壤污染具有很強的地域性，往往污染源越近的地方，污染程度就越嚴重。
（三）不可逆性和長效性
根據(jù)物質(zhì)不滅定律，超過環(huán)境容量或自然降解能力的污染是一直累積在環(huán)境中的。積累在污染土壤中的難降解污染物則很難靠稀釋作用和自凈化作用來消除。例如重金屬對土壤的污染基本上是一個不可逆轉(zhuǎn)的過程，許多有機化學物質(zhì)的污染也需要較長的時間才能降解。例如，被某些重金屬污染的土壤可能要100-200年時間才能夠恢復(fù)。
（四）治理的艱難性
土壤污染一旦發(fā)生，僅僅依靠切斷污染源的方法則往往很難恢復(fù)，目前治理土地污染要靠換土、填埋、淋洗土壤等方法才能解決問題，其他治理技術(shù)可能見效較慢。因此，治理污染土壤通常工程量大、成本較高、治理周期較長。
三、土壤化學污染的防治對策
（一）加強防污染宣傳，提高公眾的環(huán)保和健康意識
通過廣泛深入的宣傳，使每個公民真正認識到土壤污染危害最終將危害自身以及子孫后代的嚴重性。
（二）加大政府對土壤污染的監(jiān)控力度
1996年8月，為進一步落實環(huán)境保護基本國策，實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，國務(wù)院在《關(guān)于加強環(huán)境保護若干問題的決定》中要求：明確目標，實行環(huán)境質(zhì)量行政領(lǐng)導(dǎo)負責制；突出重點，認真解決區(qū)域環(huán)境問題；嚴格把關(guān)，堅決控制新污染；限期達標，加快治理老污染；采取有效措施，禁止轉(zhuǎn)嫁廢物污染；維護生態(tài)平衡，保護和合理開發(fā)自然資源；完善環(huán)境經(jīng)濟政策，切實增加環(huán)境保護投入；嚴格環(huán)保執(zhí)法，強化環(huán)境監(jiān)督管理；積極開展環(huán)境科學研究，大力發(fā)展環(huán)境保護產(chǎn)業(yè)；加強宣傳教育，提高全民環(huán)境意識。為貫徹落實上述《決定》，政府部門還應(yīng)制訂一套完整詳細的政策法規(guī)和監(jiān)督管理體系，鼓勵企業(yè)建立“三廢”循環(huán)處理系統(tǒng)，嚴禁工業(yè)和城鎮(zhèn)未經(jīng)處理的“三廢”直接排放或傾倒，對那些嚴重污染環(huán)境又不治理的企業(yè)則應(yīng)加強監(jiān)督，勒令停產(chǎn)，強制整頓。
（三）綜合利用“三廢”，開展農(nóng)業(yè)生態(tài)建設(shè)
企業(yè)要與國際接軌，加強科研力量，開展對工業(yè)廢水、廢氣、廢渣的生物治理和綜合利用，變廢為寶。
實踐證明，發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)是實現(xiàn)我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。通過實施“三廢”無害化處理、農(nóng)藥殘留降解、化肥面源污染控制、監(jiān)測體系建設(shè)等工程，廣泛采用農(nóng)業(yè)防治、物理防治、生物防治等先進適用技術(shù)，盡快改變農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境污染加劇的狀況，控制農(nóng)業(yè)面源污染，最終達到農(nóng)產(chǎn)品的無害化，建立起可持續(xù)發(fā)展的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。
（四）深化科學施肥意識和提高施肥水平，保持土壤養(yǎng)分平衡
大力開展以增加有機肥投入為主要內(nèi)容的“沃土工程”，推廣平衡配套施肥技術(shù)，嚴格控制肥料總量，推廣施用控釋肥、專用肥、有機無機復(fù)合肥、BB肥等專用肥，改變施肥方法，不在暴雨前施用化肥，做到淺水勤灌，減少稻田排水次數(shù)和在作物需肥最佳時期施用化肥等措施，減少肥料損失，提高肥料利用率。
推廣平衡施肥，增施磷鉀肥。據(jù)紹興市第二次土壤普查資料匯總，水田養(yǎng)分總的特點是缺磷、少鉀、氮中等，微量元素不平衡。微量元素除硼普遍缺乏外，其余都屬正常。因此，根據(jù)“因缺補缺”的原理，增施磷鉀肥，以滿足作物生長需要及保持土壤養(yǎng)分平衡。
世界各國還逐步認識到提高肥料利用率的最有效措施之一是研究新型緩／控釋肥料。緩／控釋肥料最大的特點是養(yǎng)分釋放與作物吸收同步，簡化施肥技術(shù)，實現(xiàn)一次性施肥滿足作物整個生長期的需要，肥料損失少，利用率高，對土壤面源污染小。
（五）調(diào)整農(nóng)藥結(jié)構(gòu)，施用高效低毒低殘留的無公害農(nóng)藥
目前，農(nóng)藥平均只有20%-30%被農(nóng)作物吸收，大部分以大氣沉降和雨水沖刷的形式，進入土壤、大氣、水體和農(nóng)產(chǎn)品中，造成農(nóng)業(yè)面源污染，影響農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量。
各地都要建立病蟲測報站，對當?shù)刂饕∠x害進行預(yù)測預(yù)報并利用廣播、電視等宣傳工具，及時把病蟲發(fā)生情況、防治方法及時送到農(nóng)戶手中；及時調(diào)整農(nóng)藥結(jié)構(gòu)，禁止銷售施用甲胺磷及其它劇毒農(nóng)藥，在此基礎(chǔ)上大力推廣施用高效低毒低殘留的新型農(nóng)藥及生物制劑等無公害農(nóng)藥。
（六）水旱輪作、改善土壤理化性狀
農(nóng)田每年春夏季長期灌水種稻，僅少部分在秋冬季排水種植旱作。由于漬水時間長，土壤理化性狀變差。采用水旱輪作，促進土壤水旱交替，增強通氣性，有利于還原性毒害物質(zhì)的消除，改善土壤微生物活動條件，促進有機質(zhì)礦化和更新，調(diào)節(jié)土壤養(yǎng)分。據(jù)試驗報道，通過“二旱一水”（即大麥-玉米-晚稻）種植比“一旱二水”（即大麥-早稻-晚稻）土壤容重減小，非毛管孔隙度增加，耕性變好。目前，種植結(jié)構(gòu)調(diào)整和效益農(nóng)業(yè)發(fā)展極大地有利于農(nóng)田水旱輪作制度的實現(xiàn)，冬作可發(fā)展油菜、蠶豌豆、蔬菜等，春夏季可發(fā)展鮮食玉米、鮮食大豆及瓜類等經(jīng)濟作物。
四、結(jié)語
由于各方面的原因，當前農(nóng)業(yè)面源污染較為嚴重，據(jù)近年來的調(diào)查檢測，由于農(nóng)業(yè)面源污染，造成部分地方生產(chǎn)的稻谷、蔬菜、水果中的硝酸鹽、農(nóng)藥和重金屬等有害物質(zhì)殘留量超標，威脅著人們的身體健康，急需采取有效措施，加以控制。
就永州市而言，由于施用化肥、農(nóng)藥的量偏大，土壤退化，加之氮磷流失導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化，畜禽污染物排放點多面廣，收集困難，治理成本大，農(nóng)業(yè)面源污染問題還十分突出。特別是在城鎮(zhèn)化、工業(yè)化集中的區(qū)域，水環(huán)境偏差，一些灌溉農(nóng)田的河道被污染嚴重，直接影響農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量安全。
農(nóng)業(yè)面源污染整治迫在眉睫。各級農(nóng)業(yè)部門應(yīng)以科學發(fā)展觀為指導(dǎo)，緊緊圍繞生態(tài)市建設(shè)和全面提高糧食、蔬菜等綜合生產(chǎn)能力為重點，認真開展耕地質(zhì)量調(diào)查，全面推進測土配方施肥工作，實施化肥減量增效，減少農(nóng)業(yè)面源污染，提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)，增強農(nóng)產(chǎn)品市場競爭力，為農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收提供服務(wù)。
參考文獻：
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關(guān)鍵詞 重金屬污染；農(nóng)作物；影響；應(yīng)對措施
中圖分類號 X52 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2013）15-0247-01
重金屬是指比重在4.0以上（大概60種）或比重在5.0以上（45種）的元素，而對于農(nóng)田土壤中重金屬污染，主要是指具有生物毒性且對農(nóng)作物易造成污染的鉛、鎘、銅、鋅、鎳、鉻等重金屬[1-5]。一般情況下，重金屬是以環(huán)境可適的濃度廣泛分布于自然界中。但隨著社會的發(fā)展以及人類活動的加劇，包括對采礦、廢氣排放、污水灌溉和使用重金屬制品等活動的日益增多，造成鉛、汞、鎘、鈷等生物毒性顯著的重金屬元素及其化合物進入大氣、水、土壤中，隨著時間的推移，在生物體中存留、積累和遷移，從而引起更嚴重的污染問題，對環(huán)境造成不可逆的危害[6-9]。
1 農(nóng)作物污染來源
1.1 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動中農(nóng)藥及化肥的使用
農(nóng)藥及化肥的使用保證了農(nóng)作物的產(chǎn)量，但與此同時也帶來了環(huán)境污染的負面效果。其中由于農(nóng)田長期、廣泛地使用農(nóng)藥，已異化了害蟲、草的耐藥性，進而促使農(nóng)藥的藥量不斷加大，造成惡性循環(huán)，對環(huán)境、農(nóng)作物以及人類都造成了更深層次的傷害。與此同時，為了追求更高的農(nóng)作物產(chǎn)量，大量并且更加頻繁地使用化肥，造成了重金屬在農(nóng)作物體內(nèi)的富集，使得重金屬含量不斷攀升。如汞主要來自含汞的廢水和不恰當?shù)墓喔龋k、鉛污染主要來自農(nóng)用塑料薄膜中的熱穩(wěn)定劑等，銅、鋅污染主要來源于有機肥、化肥和農(nóng)藥的使用。馬耀華等人通過對上海地區(qū)菜園土的研究發(fā)現(xiàn)：經(jīng)過一個種植期的施肥后，農(nóng)作物體內(nèi)的鎘含量從0.10 mg/kg攀升至0.32 mg/kg。
1.2 工業(yè)污染
工業(yè)污染對于農(nóng)作物的危害形式則體現(xiàn)在2個方面：一是工業(yè)、礦業(yè)廢水以及棄渣的排放。工業(yè)污水和工業(yè)棄渣是重金屬的重要載體。尤其是對于一些金屬冶煉廠等高污染企業(yè)，廢渣、廢水中的重金屬含量極高，若未經(jīng)處理就隨意堆放或直接混入土壤則會對生態(tài)環(huán)境造成非常大的危害。二是工礦企業(yè)排放的煙塵上吸附著大量的重金屬，導(dǎo)致重金屬以氣溶膠的形式進入大氣，經(jīng)過大氣的降水等形式的干濕沉降進入到土壤中去，從而對農(nóng)作物造成污染。因此，在農(nóng)業(yè)土壤中，工礦企業(yè)周圍的土壤中重金屬含量一般會較其他地區(qū)高很多，因而污染也嚴重很多。
1.3 大氣污染
李其林等人通過研究表明：鉛、鎘、汞、砷與大氣污染有直接的關(guān)系。如鉛可來源于汽車含鉛汽油燃燒后排放的尾氣、輪胎中添加的鋅以及發(fā)動機及車體零部件中的銅經(jīng)過磨損后進入環(huán)境中等。Viard et al發(fā)現(xiàn)造成公路兩側(cè)表層土壤和植物發(fā)生重金屬污染的主要途徑是機動車釋放的重金屬微粒在近路側(cè)發(fā)生沉降。Garcia et al通過對公路兩側(cè)土壤和植物中鉛、鎘、鋅、銅等含量的測定，認為道路兩側(cè)重金屬污染的主要來源是機動車，并提出在公路長期運營前提下路側(cè)土壤會發(fā)生顯著的重金屬累積等觀點。Nabul et al通過研究認定高速公路兩側(cè)土壤和葉菜類蔬菜中存在重金屬累積和污染。劉廷良等研究發(fā)現(xiàn)，路兩旁的土壤中鋅的重要來源即為汽車輪胎添加劑中的鋅。目前，我國城市化進程迅速推進，機動車等交通工具數(shù)量激增，因此其排放至大氣中的污染物質(zhì)也日益增加，從而導(dǎo)致重金屬在道路附近的農(nóng)業(yè)土壤中累積。生物毒性顯著的重金屬元素如鉛、鎘等，隨著公路運營過程而長期存在，對人體健康安全存在著潛在影響。
2 重金屬對農(nóng)作物的危害機理
土壤酶是土壤中一種生物化學反應(yīng)的生物催化劑。在多數(shù)情況下，土壤酶是以復(fù)合體的形式吸附在土壤膠體顆粒表面，只有部分會溶解于土壤的溶液中。在土壤中的各種生物化學反應(yīng)過程都有土壤酶參加，如動植物殘體和微生物殘體的分解過程，腐殖質(zhì)的分解及其合成有機化合物的水解與轉(zhuǎn)化過程，還有某些無機化合物的還原、氧化反應(yīng)等等。土壤酶的活性能夠反映出某一種土壤在特定狀況下生物化學過程的相對強度。因此，測定相應(yīng)酶的活性，可以間接了解某種物質(zhì)在土壤中的轉(zhuǎn)化情況。
依據(jù)相關(guān)研究可知，土壤酶活性的大小與重金屬的污染程度存在一定的相關(guān)性。土壤中的許多酶大部分是由微生物分泌的，并且它們和微生物共同參與土壤中物質(zhì)與能量的循環(huán)。Kandeler et al通過對土壤中13種酶的研究發(fā)現(xiàn)，與土壤中碳循環(huán)有關(guān)的酶受到重金屬的抑制較小，而與土壤氮、磷、硫循環(huán)有關(guān)的酶受到重金屬抑制作用比較明顯。同時，Kuperman et al的研究成果指出：隨著重金屬濃度的增加，幾乎所有的土壤酶活性明顯降低了10～50倍。生物酶一般為蛋白質(zhì)，而重金屬可與蛋白質(zhì)發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，使得蛋白質(zhì)變性沉淀，因而酶也就失去活性。有研究者將在金屬冶煉廠及化工廠等高污染企業(yè)附近的受到重金屬污染的土壤與未被污染的土壤相比，土壤中脫氫酶、蛋白酶、堿性磷酸酶及硫酸酯酶的活性均受到了明顯的抑制。
3 重金屬對農(nóng)作物危害的表現(xiàn)形式
對于重金屬元素含量超標的地區(qū)則會引起植物生理功能的紊亂、營養(yǎng)不均衡，最終使植物枯萎甚至死亡。此外，汞、砷能夠有效地減弱和抑制土壤中硝化、氨化細菌活動，影響氮元素的供應(yīng)。重金屬在農(nóng)田土壤系統(tǒng)中的污染過程具有隱蔽性、長期性和不可逆性的特點，不容易被人所發(fā)現(xiàn)，這樣會使危害更加嚴重，農(nóng)田重金屬污染不僅會使土壤中的肥力下降，導(dǎo)致農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量減少，而且會通過食物鏈最終危害人類的健康。重金屬還會對生殖障礙造成影響，影響胚胎的正常發(fā)育，威脅兒童和成人的身體健康等。
4 應(yīng)對措施
4.1 化學方法
治理重金屬污染的化學方法可歸納為2種。一是土壤解毒劑的研發(fā)與應(yīng)用。土壤解毒劑是一種以凝灰?guī)r為主要材料的合成硅，它除含有鈣和硅這2種元素之外，還含有少量的鐵、錳、鎂及鉀等，可對土壤中殘留的農(nóng)藥進行無害化處理，同時農(nóng)藥在分解后的產(chǎn)物又能促進細菌的繁殖，對被重金屬污染的土壤起到一個輕度進化的作用。二是檸檬酸的研制。美國能源部下屬的Brookhaven National Laboratory的科學家發(fā)明了一種檸檬酸。該種酸能夠有效地從土壤和垃圾中分離出生物毒性顯著的重金屬污染物，并隨之將其轉(zhuǎn)變成為有具有可利用價值的物質(zhì)。該種新方法幾乎可以清除土壤和垃圾中所有的具有顯著生物毒性的重金屬鎘、鉛、鋅、銅以及放射性物質(zhì)比如鈾、鉑、鉆、艷、鍶等。經(jīng)過該種檸檬酸的處理后，土壤中具顯著生物毒性的重金屬可大大減少。
4.2 生物技術(shù)
利用生物方法凈化土壤這一農(nóng)作物的生長載體中的復(fù)合污染，在現(xiàn)如今對于土壤污染防治與修復(fù)，生物修復(fù)技術(shù)得到廣泛的推崇。日本往原公司研制出利用生物技術(shù)迅速凈化土壤復(fù)合污染的技木，即在污染的土壤中混入肥料和微量的無害酸，從而使受到污染而失去活性的土壤恢復(fù)固有的呼吸作用。然后通過迅速消耗土壤中的氧而形成強烈的還原效應(yīng)，達到治理污染修復(fù)農(nóng)作物生長環(huán)境的目的。
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關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)面源；水環(huán)境；污染；治理
1引言
面源污染相對點源污染又可被稱為非點源污染。根據(jù)美國《清潔水法修正案》的定義，面源污染是指污染物以微量、分散、廣域的形式進入地表和地下水體。顧名思義，農(nóng)業(yè)面源污染就是指在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)村生活過程所形成的面源污染,它是所有面源污染重是最為嚴重且分布最廣的污染。大部分農(nóng)業(yè)污染都是面源污染，還有一小部分污染屬于點源污染。本論文重點研究的是農(nóng)業(yè)面源污染，并只考慮進入水體以內(nèi)的水質(zhì)污染，專指由于降雨沖擊與淋溶作用,以降雨為載體，在地表徑流及地下滲漏過程將污染物帶入水體而導(dǎo)致的受納水體污染。
2農(nóng)業(yè)面源污染特征
(1)隱蔽性、分散性。點源污染很集中，與之相反，面源污染具有隱蔽并分散的特性。由于一些自然條件狀況的不同，面源污染會顯示時間上的不均與性及空間異質(zhì)性，這些自然條件包括污染范圍內(nèi)天氣、濕度、地形地貌、溫度、土地利用情況等。(2)不確定性、隨機性。農(nóng)業(yè)面源污染還具有不確定性及隨機性的特點，對進入污染系統(tǒng)中的面源污染的不確定性及隨機性進行研究是一項非常有前途的課題。如進行農(nóng)作物生產(chǎn)時，進入受納水體的的過量化肥含量與溫度、降雨密度、大小、濕度及土地類型等自然條件有密切關(guān)聯(lián)。(3)空間異質(zhì)性、不易監(jiān)測性。由于在污染區(qū)域內(nèi)農(nóng)業(yè)面源污染的污染物一般不只一種，且這些污染物之間會相互交叉污染，再加上自然條件如水文條件、氣象條件、地形地貌等會對污染物的流向產(chǎn)生很大的影響，所以面源污染一旦發(fā)生，很難對其中的某種污染物的排放量進行定量檢測，即農(nóng)業(yè)污染具有不易監(jiān)測性。當然理論上，農(nóng)業(yè)面源污染是可以進行監(jiān)測和識別的，只是監(jiān)測成本和識別成本非常高。隨著科技的進步，近些年來，越來越多的高科技技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)面源污染的監(jiān)測和識別中，如利用遙感（RS）和地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)對受污水體進行模型模擬并提供數(shù)據(jù)支持。結(jié)合高新技術(shù)對農(nóng)業(yè)面源污染進行動態(tài)監(jiān)測也是未來研究的一個方向。
3農(nóng)業(yè)面源水污染防治技術(shù)
3.1生態(tài)攔截技術(shù)
研究發(fā)現(xiàn)，絕大部分的農(nóng)業(yè)面源污染物是通過雨水徑流進入受納水域的。若建立生物攔截系統(tǒng)防止污染物進入水體，可高效率攔截氮、磷等污染物進入受納水體。這種技術(shù)也稱為生態(tài)攔截技術(shù)，它是控制農(nóng)業(yè)面源污染最有效且最重要手段之一。在國外這項技術(shù)主要通過寬廣的生物隔離帶來實現(xiàn)，如加拿大的“草地-樹木過濾帶系統(tǒng)”就是通過生物隔離帶控制氮磷進入水體，并且效果很顯著，污染物含量大大減少。在我國，楊林章等根據(jù)太湖的實際情況提出用由工程部分和植物部分共同組成的“生態(tài)攔截型溝渠系統(tǒng)”治理農(nóng)業(yè)面源污染，該系統(tǒng)通過減緩水流流速促進水體中含有的顆粒進行沉降，從而有助系統(tǒng)中的植物部分對由溝底、水體及溝壁中出來的養(yǎng)分進行攔截和吸收，最終實現(xiàn)有效控制農(nóng)業(yè)面源污染。實驗顯示該系統(tǒng)對污染水體中的總磷和總氮的去除率分別達到40.2%和48.1%。目前為止，高效利用氮磷的機制還不清晰；農(nóng)田生態(tài)溝渠的規(guī)劃和設(shè)計標準尚不成熟；水生經(jīng)濟植物品種的篩選工作還沒開展；很多防治技術(shù)還沒有得到大范圍推廣試用，如空間配置技術(shù)、浮床植物殘體的再利用技術(shù)及浮床植物的肥藥管理技術(shù)等。未來，這些方面都可成為科研者的研究重點，為我國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展做出更大的貢獻。
3.2生活垃圾及農(nóng)業(yè)廢物處理技術(shù)
作為我國農(nóng)村主要的固體廢棄物，畜禽養(yǎng)殖廢棄物、農(nóng)作物秸稈及生活垃圾等還有其獨特的資源價值?，F(xiàn)在農(nóng)村生態(tài)環(huán)境建設(shè)就將資源化農(nóng)村固體廢棄物當成重點的研究項目。作為農(nóng)業(yè)面源污染的主要來源，畜禽糞便已經(jīng)成為需優(yōu)先處理的污染源，特別是發(fā)達區(qū)域或環(huán)境容量差的區(qū)域。畜禽糞便在傳統(tǒng)的中國農(nóng)業(yè)中是優(yōu)質(zhì)的農(nóng)家肥，作為中國農(nóng)業(yè)數(shù)千年來發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，它不僅可以給農(nóng)作物生長提供養(yǎng)分，還可以改善土壤物理化學性質(zhì)。目前，農(nóng)肥化是畜禽糞便資源化的主要途徑，其中的固體部分經(jīng)發(fā)酵后成為優(yōu)質(zhì)有機肥，然后通過還田實現(xiàn)資源的循環(huán)利用，而目前液體部分主要通過排入污水處理系統(tǒng)或厭氧發(fā)酵生產(chǎn)沼氣，或與其它的固體廢棄物進行聯(lián)合發(fā)酵等方式進行資源化處理，但目前沼液的安全處置是個亟待解決的問題。作為農(nóng)村的主要固體廢棄物，農(nóng)作物秸稈目前的資源化率比較低，部分地區(qū)尤其在我國的東部地區(qū)采用焚燒的方式已導(dǎo)致嚴重的環(huán)境問題。目前，農(nóng)作物秸稈的處理主要還是采用部分還田或全量還田的方式。由于成分和來源復(fù)雜，目前生活垃圾的主要處理方式是“村收集−鎮(zhèn)轉(zhuǎn)運−縣集中處理”。大部分生活垃圾被集中焚燒或填埋處理，很少的一部分與畜禽養(yǎng)殖廢棄物、農(nóng)作物秸稈等一起進行了堆肥處理。其中，如何減少高溫堆肥過程中氮的損失是目前研究者重點關(guān)注的問題。
3.3農(nóng)業(yè)用肥改進控制N、P流失率
通過施加土壤改良劑可以有效控制N、P的流失。由于低廉的成本、良好的吸附性和生物親和性,生物質(zhì)炭受到科研者的重視，用于控制農(nóng)田營養(yǎng)鹽釋放。姬紅利等人將坡耕地土壤及滇池設(shè)施農(nóng)業(yè)土壤作為研究對象,通過添加土壤消毒劑和土壤改良劑來研究土壤改良劑對土壤解吸過濾液過程中TP和TDP值的影響。實驗研究表明:徑流雨水中TP及TDP值在投加改良劑后明顯降低，能有效控制P的流失問題。但其經(jīng)濟性及環(huán)境風險還需進一步進行研究。
4農(nóng)業(yè)面源水污染治理展望
農(nóng)業(yè)面源污染的一系列特性，如污染源多樣性及隨時性等，使它對我國農(nóng)業(yè)及農(nóng)村發(fā)展產(chǎn)生非常嚴重的危害。治理農(nóng)業(yè)面源污染，可以從以下幾個方面入手：加強對農(nóng)戶的技術(shù)支持；制定并完善相關(guān)的法律法規(guī)；對農(nóng)戶采用綠色農(nóng)業(yè)補貼等經(jīng)濟激勵手段；重建農(nóng)業(yè)技術(shù)宣傳等服務(wù)機構(gòu)。
參考文獻：
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[關(guān)鍵詞]鹽堿地；利用現(xiàn)狀；調(diào)查分析
目前，通過鹽堿地水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)促進區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展方面的帶動示范效應(yīng)良好，如河北滄州約有320萬畝鹽堿荒地，其中草木不生的重鹽堿地約120萬畝，占可耕種土地面積的33.4%，水資源匱乏，生產(chǎn)條件比較惡劣，地域性經(jīng)濟基礎(chǔ)薄弱。中國水產(chǎn)科學研究院東海水產(chǎn)研究所在當?shù)赝茝V鹽堿水質(zhì)改良和鹽堿地水產(chǎn)養(yǎng)殖技術(shù)，得到了各級地方政府、主管部門的重視和大力扶持，被列為政府的辦實事工程之一。通過“科技引路、示范帶動、基地連農(nóng)戶”等方式，短短幾年內(nèi)，滄州地區(qū)掀起了鹽堿地水產(chǎn)養(yǎng)殖的并帶動形成了新的產(chǎn)業(yè)，如滄州市國家級貧困縣海興縣約有100余戶農(nóng)民，通過鹽堿地水產(chǎn)養(yǎng)殖，走上了脫貧致富的道路，尤其前小里寨村摘掉了貧困村的帽子，人均收入達2000元左右。2007年度滄州市萬畝鹽堿地水產(chǎn)養(yǎng)殖示范區(qū)還被列為農(nóng)業(yè)部水產(chǎn)健康養(yǎng)殖示范區(qū)。目前，通過鹽堿地水產(chǎn)養(yǎng)殖，綜合開發(fā)20萬畝鹽堿地，遍及河北省滄州市12個縣市，近100個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，養(yǎng)殖者約4000余人，養(yǎng)殖戶1000余戶，此外還帶動了當?shù)仫暳?、苗種、冷藏、運輸、水產(chǎn)貿(mào)易等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，鹽堿地水產(chǎn)養(yǎng)殖新增產(chǎn)值約占了滄州市漁業(yè)經(jīng)濟比例的10%，新增產(chǎn)值近10億元。
1.遼寧省鹽堿地的現(xiàn)狀
遼寧省有鹽堿地1500多萬畝，但50%的鹽堿地還未被開發(fā)利用，這些鹽堿地多在沿?；虻屯萜皆貐^(qū)。為合理利用鹽堿地，遼寧省引進篩選出多個耐鹽堿樹種花卉，通過研究植物的耐鹽極限，培育出很多耐鹽樹種。目前，在鹽生植物利用研究方面，已成功提取出10多種植物精油，食用鹽生植物也進入產(chǎn)品開發(fā)階段。在鹽堿地上造林，是世界性難題。在盤錦，昔日只長堿蓬草的鹽堿地生長著整齊的新疆楊、翠綠的側(cè)柏和金葉榆，如今的盤錦被各種植被點綴得色彩紛呈。鹽堿地綠化其實并不難，摸清水鹽運動規(guī)律，用水利措施淡水洗鹽，降低土壤含鹽量和酸堿度；臺田定植，相對降低地下水位，能使樹木生長得到保障；客土轉(zhuǎn)換可以提高樹木的成活率，鋪設(shè)河沙、爐灰渣和雜草等隔離層能改善樹木根系的生長環(huán)境，還可以采取化學改良措施中和土壤鹽堿，用有機肥改良培肥地力等。植樹造林是對鹽堿地的生物改良，森林可降低地下水位、控制土壤返鹽，改善生態(tài)環(huán)境。但像客土轉(zhuǎn)換現(xiàn)在并不提倡，我們不能為了改良一塊地而去破壞另一塊地。為保護土地原生態(tài)，對于鹽堿地今后的主要研究方向是如何更好地利用。從農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的觀念看，對鹽堿地改良利用的研究，任務(wù)重、難度大，因為已開發(fā)的鹽堿地由于工業(yè)發(fā)展、化肥施用、水資源不足等影響，又會出現(xiàn)次生鹽漬化。有專家表示，目前，在鹽堿地利用上，還存在技術(shù)和投入不足的問題。
2.鹽堿地開發(fā)價值分析
目前，我國耕地面積僅為18億2700萬畝，守住18億畝耕地底線的形勢十分嚴峻。在保護好現(xiàn)有耕地的同時，開發(fā)潛在的土地資源和鹽堿地（水）資源，成為我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的重大戰(zhàn)略需求。通過開發(fā)利用荒廢鹽堿地，可以使鹽堿地（水）治理戰(zhàn)略由單純工程治理向區(qū)域生態(tài)綜合治理轉(zhuǎn)變，充分利用國土資源，發(fā)展農(nóng)村經(jīng)濟，實現(xiàn)生態(tài)、經(jīng)濟、社會效益統(tǒng)一，對保障國家糧食安全和國家生態(tài)環(huán)境安全具有重要的戰(zhàn)略意義。發(fā)展鹽堿地漁業(yè)是農(nóng)業(yè)綜合治理鹽堿地的重要途徑。鹽堿地形成主要因素之一就是地下水位高。通過挖池抬田，降低水位，抬田種植，池塘養(yǎng)魚，走以漁農(nóng)結(jié)合綜合治理鹽堿地的路子，可以使種植業(yè)無法耕作的低洼鹽堿地得到較有效的利用，從根本上解決鹽堿水的出路問題。實踐表明，目前建立的“上糧下魚”、“上草下蝦”等以漁為主的多元化鹽堿地立體種養(yǎng)殖高效利用模式，把漁業(yè)利用與農(nóng)業(yè)土壤降鹽堿、種植業(yè)有機結(jié)合起來，不僅提高了水、土、光、生物等自然資源的利用效率，緩解土地次生鹽堿化程度，而且擴大了耕地面積，在穩(wěn)定和加強糧食生產(chǎn)的同時，最大限度地優(yōu)化資源配置，形成了新的生產(chǎn)力。這是綜合治理與利用低洼鹽堿地，實現(xiàn)漁糧結(jié)合、同步發(fā)展的重要途徑。發(fā)展鹽堿地漁業(yè)是我國漁業(yè)可持續(xù)發(fā)展的迫切需求。我國是水產(chǎn)養(yǎng)殖大國，水產(chǎn)養(yǎng)殖對保障糧食安全意義重大。水產(chǎn)品，特別是養(yǎng)殖水產(chǎn)品是保障農(nóng)產(chǎn)品有效供給的重要組成部分。目前我國漁業(yè)生產(chǎn)可利用資源日益萎縮，現(xiàn)有宜漁水面也不可能無限擴展，而水產(chǎn)品的社會需求不斷增加，迫切需要開辟漁業(yè)生產(chǎn)新領(lǐng)域。因此，現(xiàn)階段是發(fā)展鹽堿地水產(chǎn)養(yǎng)殖的有利時機，利用我國豐富的鹽堿水域開展水產(chǎn)養(yǎng)殖，可以拓寬漁業(yè)發(fā)展領(lǐng)域，增加水產(chǎn)品的產(chǎn)量，提供價廉物美的動物蛋白，對于實現(xiàn)水產(chǎn)養(yǎng)殖和生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展，具有重要現(xiàn)實意義。發(fā)展鹽堿地漁業(yè)是促進農(nóng)民增收的有利措施。農(nóng)民增收是“三農(nóng)”問題的核心，農(nóng)業(yè)是農(nóng)民增收的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，農(nóng)產(chǎn)品是農(nóng)民收入的基本來源。在我國土地鹽堿化嚴重的地區(qū)大多生態(tài)環(huán)境惡劣，經(jīng)濟基礎(chǔ)薄弱，農(nóng)業(yè)缺乏新的增長點。發(fā)展鹽堿地漁業(yè)，拓寬了農(nóng)業(yè)的發(fā)展空間，挖掘了農(nóng)業(yè)（資源）潛力，可以有效提高農(nóng)業(yè)效益，促進貧困地區(qū)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，將鹽堿地（水）資源轉(zhuǎn)化為具有明顯特色的區(qū)位經(jīng)濟優(yōu)勢，還可帶動飼料、苗種、加工、冷藏、運輸、水產(chǎn)貿(mào)易等相關(guān)產(chǎn)業(yè)，可以說發(fā)展鹽堿地漁業(yè)是促進農(nóng)民快速增收現(xiàn)實有效的措施。
3.開發(fā)鹽堿地的對策與建議
經(jīng)過十余年的發(fā)展，雖然我國鹽堿地水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)已經(jīng)取得了一定成效，也有較好的前景和發(fā)展空間，但作為新興事物和產(chǎn)業(yè)，尚處于初步發(fā)展階段，目前仍然存在諸多不足和局限，尤其是其開發(fā)前景和潛在效益尚未引起各方關(guān)注和重視。因此，為推進鹽堿地漁業(yè)開發(fā)持續(xù)深入開展，提出如下建議：一是摸清我國宜漁鹽堿水域資源狀況的“家底”，科學制定鹽堿地水產(chǎn)養(yǎng)殖的發(fā)展規(guī)劃，把“以漁改堿”作為我國鹽堿地開發(fā)利用的一項重要戰(zhàn)略措施來抓。二是在現(xiàn)有基礎(chǔ)上建立鹽堿地標準化生產(chǎn)技術(shù)，并推廣示范形成各類鹽堿水體的養(yǎng)殖技術(shù)，特別是生態(tài)綜合養(yǎng)殖技術(shù)，使鹽堿地水產(chǎn)養(yǎng)殖向標準化、規(guī)?；l(fā)展；建立信息平臺，開展咨詢服務(wù)，為各地開展鹽堿地水產(chǎn)養(yǎng)殖提供技術(shù)支撐。三是繼續(xù)加強相關(guān)基礎(chǔ)研究，同時以我國鹽堿水資源漁業(yè)開發(fā)為重點和突破口開展共性技術(shù)研究。內(nèi)容主要包括我國主要鹽堿水資源高效開發(fā)利用、不同鹽堿水質(zhì)改良關(guān)鍵技術(shù)和綜合調(diào)控技術(shù)體系，漁農(nóng)高效開發(fā)利用模式及技術(shù)體系，抗逆增養(yǎng)殖品種篩選、移植馴化及選育，鹽堿水域病害防治技術(shù)體系，鹽堿脅迫下水生生物適應(yīng)、調(diào)節(jié)和抗逆機理等相關(guān)研究。
參考文獻
關(guān)鍵詞：底泥重金屬 污染現(xiàn)狀 變化趨勢
The "eleventh five-year plan" period haimen main river of the sediment of heavy metal pollution survey
Zhang haifeng
（Environmental monitoring station haimen, Haimen Jiangsu226100）
Abstract:Based on the main river sediment heavy metals in haimen monitoring results, and points out that the analysis of the present situation and inland river sediment pollution change trend, to improve the production condition inland sediment quality mainly provides useful advice
Keywords: SedimentHeavy metalPollution situation Change trend
研究表明，受污染的水-沉積物系統(tǒng)中，液態(tài)和固態(tài)之間存在著非常復(fù)雜的物理、化學和生物學過程，它們的相關(guān)變化依賴于水環(huán)境條件和沉積物的來源和構(gòu)成。由于水體中的重金屬元素污染物不易降解，大部分會迅速地由液相轉(zhuǎn)入固相中，即迅速的結(jié)合到懸浮物和沉積物中。結(jié)合于懸浮物中的重金屬元素在被水流搬運的過程中，當負荷超過搬運能力時，最終轉(zhuǎn)入沉積物中，導(dǎo)致沉積物中重金屬元素的含量比相應(yīng)液相中重金屬元素的含量高出很多倍。累積在底泥中的重金屬元素不是固定不變的，在一定條件下，重金屬元素會再次進入水體中造成二次污染，是一個潛在的二次污染源。沉積物具有反映水系統(tǒng)狀況的意義，是水體污染的指示劑，其環(huán)境質(zhì)量在很大程度上反映著水體的污染狀況。因此對底泥中重金屬元素的調(diào)查與研究具有什么重要的意義。
1、 底泥監(jiān)測概況
1.1概況
“十一五”期間，海門市對主要河流海門河、通啟河、通呂河、圩角河開展了內(nèi)河底質(zhì)監(jiān)測，共布設(shè)了5個監(jiān)測斷面，底泥監(jiān)測斷面與河流水質(zhì)常規(guī)采樣點位一致，分別為通啟河常樂閘斷面、通呂河貨隆大橋斷面、通啟河海洪大橋斷面、海門河?xùn)|洲大橋斷面、圩角河秀山大橋斷面。監(jiān)測頻次為每年一次，主要監(jiān)測項目為總砷、總汞、總鉻、總鎘、總鉛、總銅6個項目。
1.2樣品采集
底泥監(jiān)測點采用GPS確定采樣點具置，采用抓斗式采樣器采集樣品。
1.3樣品預(yù)處理
采樣后樣品置于樣品袋中密封保存，運至實驗室。將樣品中剔除雜物，采用自然風干的方法對底泥進行脫水處理，磨碎后再進行分篩制備，并測定底泥樣品中的含水量。
1.4樣品分析方法
樣品分析方法見表1
表1底泥監(jiān)測項目分析方法
監(jiān)測項目 分析方法及標準
總砷 《土壤質(zhì)量 總汞、總砷、總鉛的測定原子熒光法 第2部分：土壤中總砷的測定》（GB/T22105.2-2008）
總汞 《土壤質(zhì)量 總汞、總砷、總鉛的測定原子熒光法 第1部分：土壤中總汞的測定》（GB/T22105.1-2008）
總鉻 《土壤質(zhì)量 總鉻的測定火焰原子吸收分光光度法》HJ491-2009
總鎘 《土壤質(zhì)量 鉛、鎘的測定石墨爐原子吸收分光光度法》GB/T17141-1997
總鉛 《土壤質(zhì)量 鉛、鎘的測定石墨爐原子吸收分光光度法》GB/T17141-1997
總銅 《土壤質(zhì)量 銅的測定火焰原子吸收分光光度法》GB/T17138-1997
2.評價方法與評價標準
2.1評價方法
底質(zhì)中各污染物單項評價中污染指數(shù)計算公式：
式中： ――污染指數(shù)；――污染物實測值； ――污染物評價標準。
底質(zhì)綜合評價采用內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)：
式中：――底質(zhì)綜合污染指數(shù)； ――各單項指標中最高值；
――各單項指標的均值。
底質(zhì)變化趨勢定量分析采用spearman秩相關(guān)系數(shù)法，秩相關(guān)系數(shù)rs計算方法如下：
式中:di=Xi-Yi；
Xi－時間周期1到周期N按濃度值從小到大排列的序號；
Yi－按時間順序排列的序號；
N－時間周期數(shù)（如5年、5月等）
當rs＞W(wǎng)p則表明變化趨勢有顯著意義，如果rs是負值，則表明在評價時段內(nèi)有關(guān)統(tǒng)計量指標變化呈下降趨勢或好轉(zhuǎn)趨勢；如果rs為正值，則表明在評價時段內(nèi)有關(guān)統(tǒng)計量指標變化呈上升趨勢或加重趨勢；當rs≤Wp則表明變化趨勢沒有顯著意義：說明在評價時段內(nèi)底泥變化穩(wěn)定或平穩(wěn)。
2.2評價標準
由于國內(nèi)沒有統(tǒng)一明確的底泥評價標準，本文評價標準以南通市1987年農(nóng)業(yè)土壤背景調(diào)查結(jié)果為參照值，標準見表2。分級標準見表3。
表2 農(nóng)業(yè)土壤中部分元素評價標準單位：毫克/千克
元素 汞 砷 鉛 鎘 鉻 銅
含量 0.113 5.86 25.3 0.557 57.1 27.5
表3 底質(zhì)分級標準
污染等級 污染狀況 綜合污染指數(shù)
Ⅰ 安全 Ph≤1.0
Ⅱ 輕污染 1.0＜Ph≤5.0
Ⅲ 中污染 5.0＜Ph≤10
Ⅳ 重污染 10＜Ph≤20
Ⅴ 嚴重污染 20＜Ph
3、現(xiàn)狀評價與趨勢分析
3.1底泥現(xiàn)狀
2010年全市主要內(nèi)河底質(zhì)均受到不同程度的污染，污染等級為Ⅱ級，屬輕污染。全市內(nèi)河底質(zhì)的鉻、鉛、砷和銅全部超過標準，鎘和汞的污染也較為普遍。各項監(jiān)測結(jié)果見表4.
按綜合污染指數(shù)由大到小排列，海門市內(nèi)河底泥污染程度由重到輕依次為海門河>圩角河>通呂河>通啟河>。
表42010年海門市內(nèi)河底質(zhì)監(jiān)測評價結(jié)果表單位：毫克/千克
區(qū)域 項目 綜合污染指數(shù) 污染等級 污染狀況
汞 砷 鉛 鎘 鉻 銅
通啟河 0.080 8.95 28.8 0.11 68.2 21.6 1.26 Ⅱ 輕污染
通呂河 0.090 9.50 29.4 0.15 66.5 23.9 1.34 Ⅱ 輕污染
海門河 0.090 11.90 30.7 0.19 64.7 21.2 1.61 Ⅱ 輕污染
圩角河 0.090 10.90 30.6 0.10 74.3 21.5 1.50 Ⅱ 輕污染
3.2變化趨勢
“十一五”期間，全市內(nèi)河底泥監(jiān)測評價結(jié)果見表5，采用秩相關(guān)系數(shù)法對內(nèi)河底泥綜合污染指數(shù)進行趨勢分析（表6、圖1），結(jié)果表明：
通啟河底泥綜合污染指數(shù)無變化，底泥質(zhì)量無變化，砷、鎘和銅濃度總體上呈下降趨勢，其它污染物濃度基本呈震蕩式變化趨勢。
通呂河底泥綜合污染指數(shù)呈不顯著上升趨勢，底泥質(zhì)量無明顯變化，底泥中各污染物濃度基本呈震蕩式變化趨勢。
海門河底泥綜合污染指數(shù)不顯著上升趨勢, 底泥質(zhì)量無明顯變化，底泥中各污染物濃度基本呈震蕩式變化趨勢。
圩角河底泥綜合污染指數(shù)呈不顯著上升趨勢，底泥質(zhì)量無明顯變化，鉛和鉻濃度總體上呈上升趨勢，銅濃度呈下降趨勢，其它污染物基本呈震蕩式變化趨勢。
表5 2006～2010年內(nèi)河底質(zhì)監(jiān)測結(jié)果單位：毫克/千克
區(qū)域 年份 項目 綜合污染指數(shù) 污染級別
汞 砷 鉛 鎘 鉻 銅
通啟河 2006 0.040 0.49 30.2 0.22 81.8 34.8 1.15 Ⅱ
2007 0.090 11.2 30.1 0.61 44.6 25.6 1.56 Ⅱ
2008 0.090 9.61 32.2 0.56 45.6 28.4 1.39 Ⅱ
2009 0.070 9.41 24.2 0.14 62.8 26.8 1.31 Ⅱ
2010 0.080 8.95 28.8 0.11 68.2 21.6 1.26 Ⅱ
通呂河 2006 0.020 0.82 32.4 0.23 72.6 33.4 1.05 Ⅱ
2007 0.100 7.71 39.9 0.71 35.6 23.0 1.35 Ⅱ
2008 0.100 9.97 31.0 0.42 39.2 28.8 1.41 Ⅱ
2009 0.080 9.35 28.6 0.13 66.7 25.6 1.32 Ⅱ
2010 0.090 9.50 29.4 0.15 66.5 23.9 1.34 Ⅱ
海門河 2006 0.080 0.41 31.6 0.27 72.7 34.7 1.08 Ⅱ
2007 0.110 9.92 20.7 0.53 43.4 25.0 1.39 Ⅱ
2008 0.100 8.85 34.5 0.58 43.2 30.4 1.32 Ⅱ
2009 0.080 8.94 26.8 0.17 57.0 24.7 1.25 Ⅱ
2010 0.090 11.90 30.7 0.19 64.7 21.2 1.61 Ⅱ
圩角河 2006 0.050 0.52 28.7 0.31 73.0 37.4 1.12 Ⅱ
2007 0.080 12.20 25.6 0.56 35.2 27.8 1.65 Ⅱ
2008 0.100 9.95 27.4 0.73 46.3 27.4 1.44 Ⅱ
2009 0.070 8.79 27.7 0.10 64.2 22.3 1.23 Ⅱ
2010 0.090 10.90 30.6 0.10 74.3 21.5 1.50 Ⅱ
表62006～2010年內(nèi)河底質(zhì)綜合污染指數(shù)趨勢分析
年份 通啟河 通呂河 海門河 圩角河
2006 1.15 1.05 1.08 1.12
2007 1.56 1.35 1.39 1.65
2008 1.39 1.41 1.32 1.44
2009 1.31 1.32 1.25 1.23
2010 1.26 1.34 1.61 1.50
rs 0 0.2 0.6 0.3
趨勢判斷 無變化 上升 不顯 上升 不顯 上升 不顯
圖12006-2010年海門市主要河流底泥綜合污染指數(shù)趨勢圖
4、結(jié)果分析
關(guān)鍵詞：鎘污染：生物鈍化：土壤修復(fù)：
中圖分類號： TE08 文獻標識碼： A
引言：鎘是在土壤中移動性很強的一種重金屬，很容易被植物吸收，從而進入食物鏈，危及人的身體健康。根據(jù)《全國土壤污染狀況調(diào)查公報》我國土壤總的超標率為16. 1 %，從土地利用類型看，耕地土壤點位超標率最大，為19. 4%，與此同時，鎘的點位超標率為7. 0 %，顯著高于其他污染因子。與之相對應(yīng)，農(nóng)作物鎬污染問題已經(jīng)受到廣泛的關(guān)注，一項針對南方受重金屬污染農(nóng)田的調(diào)查表明該區(qū)域有70 %的水稻籽粒出現(xiàn)鎘污染，通過農(nóng)產(chǎn)品經(jīng)人體攝入將構(gòu)成嚴重的健康風險，上述報道引發(fā)了公眾對食品安全的極度擔憂。
一、鎘污染來源
（一）、工礦企業(yè)點源
涉及鎬的工礦企業(yè)包括采礦、冶煉、金屬加工、電鍍、蓄電池生產(chǎn)等，所排放的鎘染物
通過廢水、廢氣、固體廢物排放等不同途徑進入農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)。周建民等川對大寶山礦山周邊農(nóng)田土壤調(diào)查發(fā)現(xiàn)，由于長期通過降雨淋溶，農(nóng)田土壤中呈現(xiàn)以多金屬復(fù)合污染，其中鎘的平均濃度高達2. 453 mg/kg，遠高于土壤環(huán)境二級標準值(0.3 mg/kg)，通過進一步的形態(tài)研究發(fā)現(xiàn)，鎘的可提取態(tài)含量較高，意味著其生物可利用性將更高。胡霓紅等調(diào)查了珠三角主要工業(yè)區(qū)周邊蔬菜產(chǎn)地土壤重金屬的含量，發(fā)現(xiàn)232份土壤樣品中，鎘的超標率達45. 06% ,污染情況最為嚴重，從空間分布上看，東莞地區(qū)受污染的樣品比例最大，與該地區(qū)電子電鍍、印染企業(yè)較多有關(guān)。
（二）、電子廢棄物拆解
廉價充足的貨源，廣闊的需求市場和巨大的經(jīng)濟效益，刺激了電子廢棄物拆解業(yè)的繁榮，據(jù)報道，廣東省清遠市的龍?zhí)伶?zhèn)與石角鎮(zhèn)每年拆解的廢舊電子電器達150萬噸，從業(yè)人口8萬多人，年加工產(chǎn)值約180億元。許多家庭式的小作坊主要通過焚燒、破碎、酸洗等方式提取重金屬，廢液直接排放、廢渣隨意傾倒，造成了拆解區(qū)及周邊土壤嚴重污染。通過采集拆解區(qū)周邊33個農(nóng)田土樣進行分析發(fā)現(xiàn)，污染最為嚴重的重金屬為鎬，超標率高達78. 8%，經(jīng)過相關(guān)性分析，其與拆解作坊土壤中的鎘有明顯的同源性。
（三）、污水灌溉
工業(yè)廢水及城市污水含有較高的N, P等營養(yǎng)物質(zhì)，經(jīng)處理達標的污水用于灌溉，不但可以充分利用這些營養(yǎng)物質(zhì)，還可以減少廢水的入河排放量，緩解水資源壓力，為此國家專門制定了其灌溉用水標準。但受限于環(huán)境管理水平，實際用于農(nóng)田灌溉的水源往往未嚴格達標，長期使用這些未達標污水灌溉，造成了污灌區(qū)土壤重金屬超標。有學者對陜西關(guān)中灌區(qū)農(nóng)業(yè)土壤調(diào)查，長期污灌是造成灌區(qū)重金屬普遍較高的主要原因。西安市某典型期污灌區(qū)農(nóng)田土壤中，鎘的富集最為顯著，其污染超標程度也最為突出，并隨著污灌年限越長、離灌區(qū)越近，農(nóng)田土壤重金屬的污染水平和環(huán)境風險越高
二、鎘在土壤中的賦存形態(tài)
福在土壤中的賦存形態(tài)包括離了交換態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)、鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)、有機結(jié)合態(tài)和殘渣態(tài)、離子交換態(tài)(含水溶態(tài))。主要通過靜電和熱運動等效應(yīng)吸附在k土、腐殖質(zhì)及其他成分上，最易受土壤理化性質(zhì)改變而釋放氣體、中形成碳酸鹽沉淀，也會受土壤pH值影響而分解釋放。
鐵錳氧化物通過吸附或共沉淀作用與其形成結(jié)合態(tài)。當土壤氧化還原電位(Eh值)下降或水體缺氧時，?？赡軙会尫懦鰜?。土壤中的有機物質(zhì)以絡(luò)合、鰲合及吸附等方式與福結(jié)合。與土壤腐殖酸中小分了有機酸結(jié)合的鎘離了性質(zhì)較活潑，而與有機質(zhì)中芳構(gòu)化程度高的大
分了量組分結(jié)合的福則相對較穩(wěn)定。殘渣態(tài)的福多存在于硅酸鹽、原生和次生刁’一物等土壤晶格中。它來白土壤礦物，性質(zhì)穩(wěn)定，在土壤的正常環(huán)境下不易被釋放，在土壤生態(tài)系統(tǒng)中對食物鏈的影響最小
三、鎘的生物可利用度及其影響因素
重金屬在土壤中的生物可利用度是指其被生物吸收利用或?qū)ι锂a(chǎn)生毒害的能力[17]。土壤修復(fù)的最終目標之一就是降低污染物的生物可利用度，從而減少其對土壤以及農(nóng)作物的危害。影響土壤中福的生物可利用度的因素有很多，主要包括土壤pH、氧化還原電位(Eh值)、有機質(zhì)、共存重金屬及微生物等。
四、生物鈍化
生物鈍化技術(shù)是指微生物能通過帶電荷的細胞表面(尤其是細胞壁)吸附重金屬離了，或利用其代謝產(chǎn)物與重金屬結(jié)合產(chǎn)生沉淀，也能直接把重金屬作為必要的營養(yǎng)元素吸收，將其富集在細胞內(nèi)的不同部位，使重金屬的移動性降低。因此，利用微生物將重金屬固定于土壤中，減少其對環(huán)境的危害，是修復(fù)重金屬污染土壤的一個有效途徑。生物鈍化技術(shù)在過去多用于含重金屬廢水的處理，隨著城市化和工業(yè)化的快速發(fā)展，重金屬污染土壤問題日益突出并引起了廣泛關(guān)注。}對微生物、重金屬和土壤體系之問的相互作用進行了分析，提出了生物鈍化技術(shù)可用于修復(fù)重金屬污染土壤的觀點。等研究了細菌ZAN-044 ,放線菌R27和擔了菌紅緣層孔菌對福的吸附能力。，在福濃度較低(1 mg/L)和pH值較高值為)的條件下，細菌ZAN-044對福的吸附率為69 %，比其他兩個菌種更適合福污染耕地土壤的修復(fù)。此外，污染物(福)的狀態(tài)，尤其是濃度，決定了修復(fù)污染土壤的微生物的選擇。我國近兒年才開始對生物鈍化技術(shù)展開研究，在微生物的篩選和鈍化機理的研究等方面取得了一定進展。劉紅娟
等研究了一株蠟樣芽胞桿菌對福的富集能力和作用機理，結(jié)果表明，該菌株在福濃度低于20mg/L時能夠正常生長，其對福的富集能力主要體現(xiàn)在細胞內(nèi)外的沉積作用。畢娜等從沈陽張士灌區(qū)土壤中篩選出兩株革蘭氏陰性細菌，研究了這些菌株對二價鎘的吸附能力及影響因素。目前生物鈍化技術(shù)對福污染土壤的修復(fù)還處于實驗室研究階段，對其修復(fù)機理還沒有完整統(tǒng)一的認識。因此，有必要對生物鈍化機理進行深入研究，以實現(xiàn)大面積的污染場地治理。
根據(jù)微生物的細胞鈍化重金屬的位置不同及與重金屬的結(jié)合方式不同，可以將生物鈍化的途徑分為微生物沉淀、微生物吸附和微生物攝取。
一些微生物體內(nèi)的無機磷酸鹽易與重金屬發(fā)生沉淀反應(yīng)。微生物產(chǎn)生無機磷酸鹽的方式有兩種:一些細菌通過產(chǎn)生磷酸鹽供體釋放無機磷酸鹽，如檸檬酸桿菌分泌的酸性磷酸酶催化磷酸甘油水解，使大量無機磷酸鹽產(chǎn)生并富集在細胞表面;一些細菌則白身存在磷酸鹽并能夠加快磷酸鹽循環(huán)，使無機磷酸鹽不斷產(chǎn)生。在好氧環(huán)境中，細菌持續(xù)合成多磷酸鹽，為其生長代謝提供能源物質(zhì);在厭氧環(huán)境中，多磷酸鹽被降解并產(chǎn)生。而且，金屬離了存在的厭氧條件能夠促進多磷酸鹽分解產(chǎn)生游離態(tài)的無機磷酸鹽
五、微生物攝取
一些重金屬離了能與微生物細胞內(nèi)的金屬硫蛋白和多膚結(jié)合，并在細胞內(nèi)沉淀固定。如福能與金屬硫蛋白和多膚的膚鏈上的組氨酸和半膚氨酸等氨基酸殘基結(jié)合，減輕或解除其對土壤的毒害作用。一些金屬離了透過微生物的細胞膜進入細胞內(nèi)，微生物通過區(qū)域化作用將其分布在液泡等代謝緩慢的區(qū)域，轉(zhuǎn)變成為低毒的形式。如真菌木霉、小刺青霉和深黃被包霉通過區(qū)域化作用對福、汞有很強的攝取能力用活性啤酒酵母吸附二價鎘，發(fā)現(xiàn)酵母細胞內(nèi)部的液泡中形成大量福的磷酸鹽沉淀，而酵母細胞的細胞壁上沒有沉淀物，這是由于酵母細胞中的磷酸酶將二價鎘運輸?shù)郊毎麅?nèi)，將二價鎘在細胞內(nèi)累積。
結(jié)束語
需要強調(diào)指出的是:鈍化過程只是通過各種作用降低了重金屬在土壤中的生物可利用度，并未將重金屬從土壤中徹底去除。因此，一旦土壤環(huán)境理化特性發(fā)生變化，被鈍化的重金屬離了會被重新釋放出來，即重新活化。此外要特別注重各類鈍化劑聯(lián)用，或生物鈍化技術(shù)與其他修復(fù)技術(shù)聯(lián)合，最終降低土壤中有毒有害重金屬污染物的含量，這應(yīng)當是生物鈍化技術(shù)研究和應(yīng)用中需要關(guān)注的重要方向。
參考文獻
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【2】馬榕.重視磷肥中重金屬福的危害[J]磷肥與復(fù)肥，2002,
關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)發(fā)展探析
一、生物技術(shù)給農(nóng)業(yè)發(fā)展帶來機遇
廣義上講，生物技術(shù)是利用有機體、死細胞、活細胞以及細胞內(nèi)含物，采用特殊的過程生產(chǎn)出特殊的產(chǎn)品應(yīng)作到農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥以及環(huán)境修復(fù)治理中，尤其是70年代基因工程的出現(xiàn)，它能改變、取代物種的基因。
生物技術(shù)在農(nóng)作物中已有廣泛的應(yīng)用。最初通過遺傳工程獲得而進入市場的作物是：玉米、大豆和棉花。它們經(jīng)轉(zhuǎn)基因后具有抗除草劑和棉鈴蟲的能力。這種玉米、大豆和棉花從Bt細菌獲得基因，經(jīng)遺傳改良后具有防蟲害的能力。利用Bt細菌獲得經(jīng)遺傳改良的作物的潛力是相當大的。例如：美國有200萬hm2的Bt棉花，澳大利亞有40萬hm2，兩者各相當于2.5億美元價值。如果將Bt玉米引種在美國1000萬hm2的土地上，只要增產(chǎn)5%，就意味著能增加3.5億美元收入。這項技術(shù)進一步促進了Bt制劑控制蟲害在商業(yè)上的應(yīng)用。除此之外，還有許多經(jīng)轉(zhuǎn)入特定基因的玉米品種，這些品種能同時抗除草劑和一些蟲害。
生物技術(shù)在畜牧業(yè)上應(yīng)用所獲得的益處與在農(nóng)作物上相似。一方面，生物技術(shù)有助于提高畜禽的生命力以及消滅競爭者。促進畜禽生長的物質(zhì)有生長激素以及促進其生長的調(diào)節(jié)劑，這些物質(zhì)可由基因工程而獲得。如利用鼠類基因（該基因能促進角蛋白的形成）能獲得了經(jīng)遺傳改良的綿羊，這種綿羊比普通棉羊產(chǎn)毛量能提高6%左右。另一方面，生物技術(shù)在提高農(nóng)作物產(chǎn)量、質(zhì)量的同時，有助于提高畜牧業(yè)的生產(chǎn)力發(fā)展水平。例如，通過控制飼料作物體內(nèi)碳水化合物含量可提高畜牧業(yè)生產(chǎn)力；利用基因調(diào)控技術(shù)可以提高包括豆科作物在內(nèi)一些作物的蛋白質(zhì)含量，減少飼料作物中難消化的木質(zhì)素含量等。達比等人已生產(chǎn)出一種轉(zhuǎn)基因三葉草，可應(yīng)用于澳大利亞綿羊牧場。該基因來自向日葵，經(jīng)轉(zhuǎn)基因的三葉草能制造富含氨基酸的蛋白質(zhì)，該蛋白質(zhì)經(jīng)食物鏈進入綿羊體內(nèi)，進而能提高產(chǎn)毛量。
生物技術(shù)給人類帶來的益處也包括在生態(tài)和環(huán)境兩個方面。利用生物技術(shù)提高現(xiàn)有農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力可以減低農(nóng)業(yè)向原始的、自然、半自然生態(tài)系統(tǒng)擴張的要求，因此，它有助于有人類保存、保護地球上僅有的自然生態(tài)系統(tǒng)及其資源，有助于人們未來再利用其中的基因資源開發(fā)新的產(chǎn)品。
生物技術(shù)已用于生產(chǎn)抗蟲害、抗除草劑作物。正如前面所述，一些轉(zhuǎn)基因棉花、玉米、大豆等具有抗蟲害、抗除草劑的能力。1995年人們可以在市場上購買到轉(zhuǎn)基因馬鈴薯，這種馬鈴薯能產(chǎn)生水晶蛋白，而水晶蛋白對科倫那多馬鈴薯甲蟲有毒害作用。這些轉(zhuǎn)基因作物能減少殺蟲劑的用量，降低殺蟲劑及其殘留物對食物鏈、水體造成污染，從而有利于保護生態(tài)環(huán)境。
在許多農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)，土壤氮素可利用量是制約農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力提高的一個重要因子。而一高科技農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)使用人造氮肥是以犧牲生態(tài)環(huán)境為代價的。制造氮肥要利用大量能源，據(jù)統(tǒng)計，英聯(lián)邦農(nóng)場平均投入的能源大約有50%來自肥料。由施用肥料而產(chǎn)生的溫度氣體（二氧氣化碳、氮氧化合物等）不可避免地促進地球氣候變暖。除此之外，農(nóng)業(yè)土壤的氮素流失是水體富營養(yǎng)化的主要原因。
生物技術(shù)的利用能為這些問題的解決提供潛在的、真正有價值的幫助。
同樣，人們可以利用真菌來提高土壤養(yǎng)分的有效性。溫萊指出：特定的真菌類能促進土壤養(yǎng)分的釋放，從而促進作物生長；真菌也能通過分解有機物質(zhì)（例如纖維素等）釋放出糖類，促進固氮菌的生長。進一步提高土壤養(yǎng)分有效性的可能，包括獲得轉(zhuǎn)基因細菌和真菌，以進一步增強它們制造養(yǎng)分和釋放土壤養(yǎng)分的能力。轉(zhuǎn)基因作物的最終目標是使作物本身能夠自行固氮，避免、減少使用人造肥料，從而減少對生態(tài)環(huán)境的破壞。這在目前尚不可能，但在將來卻有望實現(xiàn)這個目標。二、利用生物技術(shù)發(fā)展農(nóng)業(yè)應(yīng)注意克服的問題
從經(jīng)濟角度上講，生物技術(shù)帶來的不利并不明顯，然而，它會引起發(fā)達國家與發(fā)展中國家貧富差距進一步擴大。因為，生物技術(shù)公司主要集中在發(fā)達國家，發(fā)達國家可以通過輸出生物技術(shù)產(chǎn)品而獲得利潤。與此同時，發(fā)展中國家由于技術(shù)、及其產(chǎn)品還遠沒有被廣泛接受。
生物技術(shù)可能引起生產(chǎn)方式和人類健康的退變。這種情獎品可能會隨著需要特定處理的轉(zhuǎn)基因作物的出現(xiàn)而產(chǎn)生，特別是抗除草劑的轉(zhuǎn)基因作物出現(xiàn)。農(nóng)民必須從同一公司購買種子和除草劑，否則除草劑起不了作用。同樣的問題也可能在需人造肥料的轉(zhuǎn)基因作物上出現(xiàn)，這些轉(zhuǎn)基因作物會取代傳統(tǒng)的依靠有機肥的作物，后者在發(fā)展中國家是很普遍的，并且也有利于環(huán)境保護。生物技術(shù)在食品上的應(yīng)用對發(fā)展中國家的農(nóng)民也會造成許多困難。生物技術(shù)也會對人類的健康制造麻煩。近年來在英國已有這方面的報道。特別是當能引發(fā)人體過敏反應(yīng)的基因轉(zhuǎn)入農(nóng)作物時，例如，堅果能引發(fā)人體過敏反應(yīng)，若它的基因被導(dǎo)入其他作物，則有可能其他作物也會引起人體過敏。為了預(yù)防起見，轉(zhuǎn)基因作物產(chǎn)品必須經(jīng)免疫測定篩選后才能利用。
生物技術(shù)也可能引發(fā)環(huán)境問題。人們利用生物技術(shù)生產(chǎn)出抗旱、耐鹽、抗病蟲害作物同時，也導(dǎo)致生物多樣性遭受嚴重破壞，甚至導(dǎo)致一些物種滅絕。這一結(jié)果是由于生物技術(shù)促進農(nóng)作物向它原本不適應(yīng)的地域擴張而造成的。生物技術(shù)同樣加速土壤侵蝕和沙漠化。農(nóng)業(yè)，尤其是耕作農(nóng)業(yè)的擴張會增加除草劑、殺蟲劑、人造肥料的使用，農(nóng)業(yè)中不斷投入的能源促進全球變暖。與此同時，氮素生物化學循環(huán)的改變也加劇了水體的富營養(yǎng)化，直接影響人類和動植物的生存。
論文摘要：隨著世界人口的增長，農(nóng)業(yè)將經(jīng)歷具有重大意義的革新。毫無疑問，生物技術(shù)作為科學和技術(shù)在這場變革中將起到關(guān)鍵性的作用。原則上講，生物技術(shù)本身有能力幫助人們提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力和保護環(huán)境，但在實踐中，生物技術(shù)作為環(huán)境保護的人其作用相對來說是微乎其微的。人們對它在環(huán)境保護以及促進人類進步中的作用仍將拭目以待。
一、生物技術(shù)給農(nóng)業(yè)發(fā)展帶來機遇
廣義上講，生物技術(shù)是利用有機體、死細胞、活細胞以及細胞內(nèi)含物，采用特殊的過程生產(chǎn)出特殊的產(chǎn)品應(yīng)作到農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥以及環(huán)境修復(fù)治理中，尤其是70年代基因工程的出現(xiàn)，它能改變、取代物種的基因。
生物技術(shù)在農(nóng)作物中已有廣泛的應(yīng)用。最初通過遺傳工程獲得而進入市場的作物是：玉米、大豆和棉花。它們經(jīng)轉(zhuǎn)基因后具有抗除草劑和棉鈴蟲的能力。這種玉米、大豆和棉花從Bt細菌獲得基因，經(jīng)遺傳改良后具有防蟲害的能力。利用Bt細菌獲得經(jīng)遺傳改良的作物的潛力是相當大的。例如：美國有200萬hm2的Bt棉花，澳大利亞有40萬hm2，兩者各相當于2.5億美元價值。如果將Bt玉米引種在美國1000萬hm2的土地上，只要增產(chǎn)5%，就意味著能增加3.5億美元收入。這項技術(shù)進一步促進了Bt制劑控制蟲害在商業(yè)上的應(yīng)用。除此之外，還有許多經(jīng)轉(zhuǎn)入特定基因的玉米品種，這些品種能同時抗除草劑和一些蟲害。
生物技術(shù)在畜牧業(yè)上應(yīng)用所獲得的益處與在農(nóng)作物上相似。一方面，生物技術(shù)有助于提高畜禽的生命力以及消滅競爭者。促進畜禽生長的物質(zhì)有生長激素以及促進其生長的調(diào)節(jié)劑，這些物質(zhì)可由基因工程而獲得。如利用鼠類基因（該基因能促進角蛋白的形成）能獲得了經(jīng)遺傳改良的綿羊，這種綿羊比普通棉羊產(chǎn)毛量能提高6%左右。另一方面，生物技術(shù)在提高農(nóng)作物產(chǎn)量、質(zhì)量的同時，有助于提高畜牧業(yè)的生產(chǎn)力發(fā)展水平。例如，通過控制飼料作物體內(nèi)碳水化合物含量可提高畜牧業(yè)生產(chǎn)力；利用基因調(diào)控技術(shù)可以提高包括豆科作物在內(nèi)一些作物的蛋白質(zhì)含量，減少飼料作物中難消化的木質(zhì)素含量等。達比等人已生產(chǎn)出一種轉(zhuǎn)基因三葉草，可應(yīng)用于澳大利亞綿羊牧場。該基因來自向日葵，經(jīng)轉(zhuǎn)基因的三葉草能制造富含氨基酸的蛋白質(zhì)，該蛋白質(zhì)經(jīng)食物鏈進入綿羊體內(nèi)，進而能提高產(chǎn)毛量。
生物技術(shù)給人類帶來的益處也包括在生態(tài)和環(huán)境兩個方面。利用生物技術(shù)提高現(xiàn)有農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力可以減低農(nóng)業(yè)向原始的、自然、半自然生態(tài)系統(tǒng)擴張的要求，因此，它有助于有人類保存、保護地球上僅有的自然生態(tài)系統(tǒng)及其資源，有助于人們未來再利用其中的基因資源開發(fā)新的產(chǎn)品。
生物技術(shù)已用于生產(chǎn)抗蟲害、抗除草劑作物。正如前面所述，一些轉(zhuǎn)基因棉花、玉米、大豆等具有抗蟲害、抗除草劑的能力。1995年人們可以在市場上購買到轉(zhuǎn)基因馬鈴薯，這種馬鈴薯能產(chǎn)生水晶蛋白，而水晶蛋白對科倫那多馬鈴薯甲蟲有毒害作用。這些轉(zhuǎn)基因作物能減少殺蟲劑的用量，降低殺蟲劑及其殘留物對食物鏈、水體造成污染，從而有利于保護生態(tài)環(huán)境。
在許多農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)，土壤氮素可利用量是制約農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力提高的一個重要因子。而一高科技農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)使用人造氮肥是以犧牲生態(tài)環(huán)境為代價的。制造氮肥要利用大量能源，據(jù)統(tǒng)計，英聯(lián)邦農(nóng)場平均投入的能源大約有50%來自肥料。由施用肥料而產(chǎn)生的溫度氣體（二氧氣化碳、氮氧化合物等）不可避免地促進地球氣候變暖。除此之外，農(nóng)業(yè)土壤的氮素流失是水體富營養(yǎng)化的主要原因。
生物技術(shù)的利用能為這些問題的解決提供潛在的、真正有價值的幫助。
同樣，人們可以利用真菌來提高土壤養(yǎng)分的有效性。溫萊指出：特定的真菌類能促進土壤養(yǎng)分的釋放，從而促進作物生長；真菌也能通過分解有機物質(zhì)（例如纖維素等）釋放出糖類，促進固氮菌的生長。進一步提高土壤養(yǎng)分有效性的可能，包括獲得轉(zhuǎn)基因細菌和真菌，以進一步增強它們制造養(yǎng)分和釋放土壤養(yǎng)分的能力。轉(zhuǎn)基因作物的最終目標是使作物本身能夠自行固氮，避免、減少使用人造肥料，從而減少對生態(tài)環(huán)境的破壞。這在目前尚不可能，但在將來卻有望實現(xiàn)這個目標。
二、利用生物技術(shù)發(fā)展農(nóng)業(yè)應(yīng)注意克服的問題
從經(jīng)濟角度上講，生物技術(shù)帶來的不利并不明顯，然而，它會引起發(fā)達國家與發(fā)展中國家貧富差距進一步擴大。因為，生物技術(shù)公司主要集中在發(fā)達國家，發(fā)達國家可以通過輸出生物技術(shù)產(chǎn)品而獲得利潤。與此同時，發(fā)展中國家由于技術(shù)、及其產(chǎn)品還遠沒有被廣泛接受。
生物技術(shù)可能引起生產(chǎn)方式和人類健康的退變。這種情獎品可能會隨著需要特定處理的轉(zhuǎn)基因作物的出現(xiàn)而產(chǎn)生，特別是抗除草劑的轉(zhuǎn)基因作物出現(xiàn)。農(nóng)民必須從同一公司購買種子和除草劑，否則除草劑起不了作用。同樣的問題也可能在需人造肥料的轉(zhuǎn)基因作物上出現(xiàn)，這些轉(zhuǎn)基因作物會取代傳統(tǒng)的依靠有機肥的作物，后者在發(fā)展中國家是很普遍的，并且也有利于環(huán)境保護。生物技術(shù)在食品上的應(yīng)用對發(fā)展中國家的農(nóng)民也會造成許多困難。生物技術(shù)也會對人類的健康制造麻煩。近年來在英國已有這方面的報道。特別是當能引發(fā)人體過敏反應(yīng)的基因轉(zhuǎn)入農(nóng)作物時，例如，堅果能引發(fā)人體過敏反應(yīng)，若它的基因被導(dǎo)入其他作物，則有可能其他作物也會引起人體過敏。為了預(yù)防起見，轉(zhuǎn)基因作物產(chǎn)品必須經(jīng)免疫測定篩選后才能利用。
生物技術(shù)也可能引發(fā)環(huán)境問題。人們利用生物技術(shù)生產(chǎn)出抗旱、耐鹽、抗病蟲害作物同時，也導(dǎo)致生物多樣性遭受嚴重破壞，甚至導(dǎo)致一些物種滅絕。這一結(jié)果是由于生物技術(shù)促進農(nóng)作物向它原本不適應(yīng)的地域擴張而造成的。生物技術(shù)同樣加速土壤侵蝕和沙漠化。農(nóng)業(yè)，尤其是耕作農(nóng)業(yè)的擴張會增加除草劑、殺蟲劑、人造肥料的使用，農(nóng)業(yè)中不斷投入的能源促進全球變暖。與此同時，氮素生物化學循環(huán)的改變也加劇了水體的富營養(yǎng)化，直接影響人類和動植物的生存。
關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)面源污染；數(shù)據(jù)挖掘；聚類算法
中圖分類號： TP301 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2014）25-5988-03
1 概述
長期以來，我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)為了提高產(chǎn)量，大量使用化肥、農(nóng)藥等投入品，引發(fā)了嚴重的農(nóng)業(yè)面源污染，破壞了農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境，制約了農(nóng)業(yè)經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展，引起了我國政府的高度重視，并在《國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十一個五年規(guī)劃綱要》明確提出要“防治農(nóng)藥、化肥和農(nóng)膜等面源污染”[1]。農(nóng)業(yè)面源污染，又稱農(nóng)業(yè)非點源污染，也稱農(nóng)業(yè)擴散性污染，是指在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動中，氮素和磷素等營養(yǎng)物質(zhì)、農(nóng)藥以及其它有機或無機污染物通過農(nóng)田的地表徑流和農(nóng)田滲漏造成水環(huán)境的污染，主要包括化肥污染、農(nóng)藥污染、畜禽養(yǎng)殖污染[2]。農(nóng)業(yè)面源污染的特點是面廣、分散、隱蔽、來源多、增長快、處理率低。
聚類分析是多元統(tǒng)計分析方法中的一種，是非監(jiān)督模式識別的一個重要分支。聚類是按照事物的某些屬性，把事物聚集成簇，使簇內(nèi)的對象之間具有較高的相似性，而不同簇的對象之間的相似程度較差。采用數(shù)據(jù)挖掘的聚類技術(shù)從現(xiàn)有的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中關(guān)于化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜的投入以及畜禽污染物排泄的數(shù)據(jù)中獲取相關(guān)知識，以加強對農(nóng)業(yè)面源污染的形成原因進行更加全面的認識，輔助快速而有效的控制面源污染，便于農(nóng)業(yè)面源污染的預(yù)防和治理。
2 材料與方法
2.1 數(shù)據(jù)來源
數(shù)據(jù)來源于2013年中國農(nóng)村統(tǒng)計年鑒[4]和2012年中國農(nóng)業(yè)年鑒[5]。針對造成農(nóng)業(yè)土壤污染的污染面源，選取化肥使用密度、農(nóng)藥使用密度、農(nóng)膜使用密度、地膜使用密度、農(nóng)用柴油使用密度和畜禽糞尿排泄密度六項項指標進行測算，其中化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜、地膜和柴油使用密度這 5 項指標分別用農(nóng)作物單位耕地面積的化肥使用量、農(nóng)藥使用量、農(nóng)膜使用量、地膜使用量和柴油使用量來表示。畜禽糞尿排泄密度用農(nóng)作物單位面積的畜禽糞尿排放量表示， 其中畜禽糞尿排放量用畜禽年末出欄數(shù)量和年排泄系數(shù)[6]的乘積來表示，處理后的數(shù)據(jù)如表1所示。
2.2 聚類技術(shù)Kmeans算法
聚類通常指一個類簇內(nèi)的實體是相似的，不同類簇的實體不相似；一個類簇是測試空間中點的會聚，同一類簇的任意兩個點間的距離小于不同類簇的任意兩個點間的距離。類簇可以描述為一個包含密度相對較高的點集的多維空間中的連通區(qū)域 [7]。聚類算法的選取主要取決于所研究數(shù)據(jù)的類型、聚類的目的和應(yīng)用等。聚類算法大致上可分為層次聚類算法、劃分式聚類算法、基于密度的聚類算法、基于網(wǎng)格的聚類算法、基于模型的聚類算法等[8]。
Kmeans算法是一種基于劃分的聚類算法，它通過不斷的迭代過程來進行聚類，當算法收斂到一個結(jié)束條件時就終止迭代過程輸出聚類結(jié)果。該算法的基本流程：先指定需要劃分的簇的個數(shù)k值；然后隨機地選擇幾個初始數(shù)據(jù)對象點作為初始的聚類中心；第三，計算其余的各個數(shù)據(jù)對象到這個初始聚類中心的距離，把數(shù)據(jù)對象劃歸到距離它最近的那個中心所處在的簇類中；最后，調(diào)整新類并且重新計算出新類的中心，如果兩次計算出來的聚類中心未曾發(fā)生任何的變化，那么就可以說明數(shù)據(jù)對象的調(diào)整已經(jīng)結(jié)束，也就是說聚類用的準則函數(shù)是收斂的，算法結(jié)束[9]。
2.3 數(shù)據(jù)處理
利用Weka軟件，采用Kmeans聚類算法，對表1的數(shù)據(jù)進行聚類處理，得到的挖掘結(jié)果如下所示：
kMeans
Number of iterations： 3
Within cluster sum of squared errors： 4.435785382426557
Missing values globally replaced with mean/mode
Cluster centroids：
Attribute Full Data ① 第1類包含15個省份，這些省份單位面積畜禽糞尿排放密度（均值20167.0667）很高，而其他污染面源使用密度較低。
② 第2類包含12個省份，這些省份農(nóng)用化肥使用密度很高（均值646.275），農(nóng)藥使用密度（均值22.3725）偏高，地膜使用密度（均值96.0375）偏低，其余污染面源均在全國平均水平。
③ 第3類包含4個省份，這一區(qū)域單位面積畜禽糞尿排放密度（均值15811.5）明顯偏低，而其他污染面源使用密度都非常高。
3 結(jié)果分析
分析聚類Kmeans算法聚類結(jié)果，我們可以得出以下結(jié)論：
第一類的15個省份，分別是山西，內(nèi)蒙古，遼寧，吉林，黑龍江，重慶，四川，貴州，云南，，陜西，甘肅，青海，寧夏，新疆，具有畜禽養(yǎng)殖污染嚴重以及單位面積農(nóng)農(nóng)資投入量較低的特點。該區(qū)域畜牧業(yè)發(fā)達，種植業(yè)欠發(fā)達，畜禽糞尿排放密度高于其它地區(qū)，屬于畜禽養(yǎng)殖重污染區(qū)域。
第二類的13個省份，包括北京，天津，河北，江蘇，安徽，江西，山東，河南，湖北，湖南，廣東，廣西，具有化肥使用密度偏高和畜禽養(yǎng)殖污染較低的特點，該類區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有一定規(guī)模，畜牧業(yè)也有一定發(fā)展，屬于農(nóng)資污染偏高，畜禽養(yǎng)殖偏低區(qū)域。
第三類的4個省份，分別是上海，浙江，福建，海南，具有畜禽養(yǎng)殖污染明顯偏低以及單位面積農(nóng)資使用密度突出的特點。該類區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模大，農(nóng)資投入量很高，各類農(nóng)資單位面積使用量遠超全國平均水平，屬于農(nóng)資污染嚴重區(qū)域。
4 結(jié)論
農(nóng)業(yè)面源污染具有污染源多樣性、非特定性、不確定性等特點，已經(jīng)對我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化和農(nóng)村發(fā)展產(chǎn)生嚴重的影響，因此進一步提高對農(nóng)業(yè)面源污染認識，了解其形成原因，輔助快速而有效的控制面源污染具有重大意義。采用數(shù)據(jù)挖掘聚類技術(shù)Kmeans算法對各省份的農(nóng)業(yè)面源污染數(shù)據(jù)進行聚類處理，將全國各地區(qū)以農(nóng)資和畜禽養(yǎng)殖污染程度為標準分為三個區(qū)域，從分析結(jié)果中我們了解到了各地農(nóng)業(yè)面源污染形成的原因，從而對其面源污染進行預(yù)警，便于農(nóng)業(yè)面源污染的預(yù)防和治理，從根源上控制農(nóng)業(yè)面源污染。
參考文獻：
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