化肥對環(huán)境的污染及其防治

李寶剛　譚　超　何容信

摘要長期以來，農(nóng)村濫施化肥，過量用肥現(xiàn)象相當普遍，不僅造成肥料利用率低下，生產(chǎn)成本加大，耕地地力下降，更嚴重的是污染環(huán)境，影響農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全，危及廣大消費者的身體健康。從當前農(nóng)業(yè)環(huán)境污染的基本現(xiàn)狀、施肥對農(nóng)業(yè)環(huán)境造成污染的主要原因等方面針對化肥對環(huán)境的污染進行了闡述，旨在控制和減少施肥對環(huán)境的污染，提高肥料利用率，減少肥料浪費，保持農(nóng)村生態(tài)環(huán)境，保證農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞化肥；環(huán)境；危害；防治

中圖分類號X592文獻標識碼A文章編號 1007-5739（2009）04-0193-02

化肥是重要的農(nóng)田物資，對提高作物產(chǎn)量起到很大作用。據(jù)發(fā)達國家統(tǒng)計，化肥對作物的貢獻率達30%～50%，我國的研究證明貢獻率約為30%。施肥是否科學合理，直接關(guān)系到環(huán)境污染問題。長期以來，過量施肥、單一施肥、偏施氮肥，導致土壤養(yǎng)分失衡、肥料利用率下降和農(nóng)業(yè)環(huán)境污染。對此，必須采取措施加以解決。

1化肥對環(huán)境的污染

1.1化肥對大氣的污染

1.1.1化肥對大氣的污染是因化肥本身易分解揮發(fā)及施用方法不合理造成的氣態(tài)損失。常用的氮肥如尿素、硫酸銨、氯化銨和硫酸氫銨等銨態(tài)氮肥，在施用于農(nóng)田的過程中，會發(fā)生氨的氣態(tài)損失；施用后直接從土壤表面揮發(fā)成氨氣、氮氧化物氣體進入大氣中；很大一部分有機、無機氮形態(tài)的硝酸鹽進入土壤后，在土壤微生物反硝化細菌的作用下被還原為亞硝酸鹽，同時轉(zhuǎn)化成二氧化氮進入大氣。此外，化肥在貯運過程中的分解和風蝕也會造成污染物進入大氣。氨肥分解產(chǎn)生揮發(fā)的氨氣是一種刺激性氣體，會嚴重刺激人體的眼、鼻、喉及上呼吸道黏膜，可導致氣管、支氣管發(fā)生病變，使人體健康受到嚴重傷害。高濃度的氨也影響作物的正常生長。

1.1.2破壞大氣臭氧層。氮肥施入土中后，有一部分可能經(jīng)過反硝化作用，形成了氮氣和氧化亞氮，從土壤中逸散出來，進入大氣。氧化亞氮到達臭氧層后，與臭氧發(fā)生作用，生成一氧化氮，使臭氧減少。由于臭氧層遭受破壞而不能阻止紫外線透過大氣層，強烈的紫外線照射對生物有極大的危害，如使人類皮膚癌患者增多等。

1.2化肥對土壤的污染

1.2.1增加土壤重金屬和有毒元素。重金屬是化肥對土壤產(chǎn)生污染的主要污染物質(zhì)，進入土壤后不僅不能被微生物降解，而且可以通過食物鏈不斷在生物體內(nèi)富集，甚至可以轉(zhuǎn)化為毒性更大的甲基化合物，最終在人體內(nèi)積累危害人體健康。土壤環(huán)境一旦遭受重金屬污染就難以徹底消除。產(chǎn)生污染的重金屬主要有Zn、Ni、Cu、Co和Cr。從化肥的原料開采到加工生產(chǎn)，總是給化肥帶進一些重金屬元素或有毒物質(zhì)，其中以磷肥為主，我國目前施用的化肥中，磷肥約占20%，磷肥的生產(chǎn)原料為磷礦石，它含有大量有害元素F和As，同時磷礦石加工過程還會帶進其他重金屬，如Cd、Hg、As、F，特別是Cd。另外，利用廢酸生產(chǎn)的磷肥中還會帶有三氯乙醛，對作物會造成毒害。所以對用重金屬含量高的磷礦石制造的磷肥要慎重使用，以免導致重金屬在土壤中的積累。

1.2.2導致營養(yǎng)失調(diào)，造成土壤硝酸鹽累積。目前我國施用的化肥以氮肥為主，而磷肥、鉀肥和復合肥較少，長期這樣施用會造成土壤營養(yǎng)失調(diào)，加劇土壤P、K的耗竭，導致硝態(tài)氮累積。硝酸根本身無毒，但若未被作物充分同化可使其含量迅速增加，攝入人體后被微生物還原為亞硝酸根，使血液的載氧能力下降，誘發(fā)高鐵血紅蛋白血癥，嚴重時可使人窒息死亡。同時，硝酸根還可以在體內(nèi)轉(zhuǎn)變成強致癌物質(zhì)亞硝胺，誘發(fā)各種消化系統(tǒng)癌變，危害人體健康。

1.2.3促進土壤酸化。長期施用化肥還會加速土壤酸化。這一方面與氮肥在土壤中的硝化作用產(chǎn)生硝酸鹽過程相關(guān)，當氨態(tài)氮肥和許多有機氮肥轉(zhuǎn)變成硝酸鹽時，釋放出H+，導致土壤酸化；另一方面，一些生理酸性肥料，比如磷酸鈣、硫酸銨、氯化銨在植物吸收肥料中的養(yǎng)分離子后土壤中H+，增多，許多耕地土壤的酸化與生理性肥料長期施用有關(guān)。同時，長期施用KCl因作物選擇吸收所造成的生理酸性的影響，能使緩沖性小的中性土壤逐漸變酸。同樣酸性土壤施用KCl后，K+會將土壤膠體上的H+、Al3+交換下來，致使土壤溶液中H+、Al3+濃度迅速升高。此外，氮肥在通氣不良的條件下，可進行反硝化作用，以氨氣、氮氣的形式進入大氣，大氣中的氨氣、氮氣可經(jīng)過氧化與水解作用轉(zhuǎn)化成硝酸，降落到土壤中引起土壤酸化?；适┯么龠M土壤酸化現(xiàn)象在酸性土壤中最為嚴重。土壤酸化后可加速Ca、Mg從耕作層淋溶，從而降低鹽基飽和度和土壤肥力。

1.2.4降低土壤微生物活性。土壤微生物是個體小而能量大的活體，它們既是土壤有機質(zhì)轉(zhuǎn)化的執(zhí)行者，又是植物營養(yǎng)元素的活性庫，具有轉(zhuǎn)化有機質(zhì)、分解礦物和降解有毒物質(zhì)的作用。施用不同的肥料對微生物的活性有很大影響，我國施用的化肥中以氮肥為主，而磷肥、鉀肥和有機肥的施用量低，這會降低土壤微生物的數(shù)量和活性。

1.3化肥對水體的污染

1.3.1對地表水的污染。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用的氮肥、磷肥，會隨農(nóng)田排水進人河流湖泊，水田中施用化肥會隨排水直接進入水源；旱田施用過多的氮肥、磷肥，會隨人為灌溉和自然界暴雨沖刷造成地表徑流進入水體，使地表水中營養(yǎng)物質(zhì)逐漸增多，造成水體富營養(yǎng)化，水生植物及藻類大量繁殖，消耗大量的氧，致使水體中溶解氧下降，水質(zhì)惡化，生物生存受到影響，嚴重時可導致魚類死亡，形成的厭氧性環(huán)境使好氧性生物逐漸減少甚至消失，厭氧性生物大量增加，改變水體生物種群，從而破壞了水環(huán)境，影響人類的生產(chǎn)生活。

1.3.2化肥對地下水的污染。主要是化肥施用于農(nóng)田后，發(fā)生解離形成陽離子和陰離子，一般生成的陰離子為硝酸鹽、亞硝酸鹽、磷酸鹽等，這些陰離子因受帶負電荷的土壤膠體和腐殖質(zhì)的排斥作用而易向下淋失；隨著灌溉和自然降雨，這些陰離子隨淋失而進入地下水，導致地下水中硝酸鹽、亞硝酸鹽及磷酸鹽含量增高。硝氮、亞硝氮的含量是反映地下水水質(zhì)的一個重要指標，其含量過高則會對人畜直接造成危害，使人類發(fā)生病變，嚴重影響身體健康。

2劣化農(nóng)作物品質(zhì)，危及食品鏈安全

近年來，由于化肥造成農(nóng)產(chǎn)品內(nèi)硝酸鹽、亞硝酸鹽殘留，危及人類食品安全的問題越來越引起人們關(guān)注。 硝酸鹽和亞硝酸鹽統(tǒng)稱為硝態(tài)氮，硝態(tài)氮是對人體有害的物質(zhì)，主要有2大危害：一是硝酸鹽容易還原成亞硝酸鹽。亞硝酸鹽可將人體血液中的低鐵血紅蛋白氧化為高鐵血紅蛋白，使之失去輸氧能力造成人體缺氧。二是亞硝酸鹽與某些有機物結(jié)合，形成亞硝胺，是一種致癌的化學物質(zhì)。由于肥料帶入食品中的硝態(tài)氮危及到食物鏈安全，引起了國際社會和各國政府的高度重視。

3防治措施

3.1強化環(huán)保意識，加強土壤肥料的監(jiān)測管理

目前，大多數(shù)人還沒有意識到化肥對環(huán)境和人體健康造成的潛在危險。因此，應(yīng)加強教育，提高群眾的環(huán)保意識，使人們充分意識到化肥污染的嚴重性，調(diào)動廣大公民參與防治土壤化肥污染的積極性。注重管理，嚴格化肥中污染物質(zhì)的監(jiān)測檢查，防止化肥帶入土壤過量的有害物質(zhì)。制定有關(guān)有害物質(zhì)的允許量標準，用法律法規(guī)來防治化肥污染。

3.2增施有機肥

有機肥是我國傳統(tǒng)的農(nóng)家肥，包括秸稈、動物糞便、綠肥等。施用有機肥能夠增加土壤有機質(zhì)、土壤微生物，改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤的吸收容量，增加土壤膠體對重金屬等有毒物質(zhì)的吸附能力。各地可根據(jù)實際情況推廣豆科綠肥，比如實行引草入田、草田輪作、糧草經(jīng)濟作物帶狀間作和根茬肥田等形式種植。另外，作物秸稈本身含有較豐富的養(yǎng)分，比如稻草含有0.5%～0.7%的氮、0.1%～0.2%的磷、1.5%的鉀以及硫和硅等。因此，推行秸稈還田也是增加土壤有機質(zhì)的有效措施，從發(fā)展來看，綠肥、油菜、大豆等作物秸稈還田前景較好，應(yīng)加以推廣。

3.3推廣配方施肥技術(shù)

配方施肥技術(shù)是綜合運用現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)科技成果，根據(jù)作物需肥規(guī)律、土壤供肥性能與肥料效應(yīng)，在以有機肥為主的條件下，產(chǎn)前提出施用各種肥料的適宜用量和比例及相應(yīng)的施肥方法。推廣配方施肥技術(shù)可以確定施肥量、施肥種類、施肥時期，有利于土壤養(yǎng)分的平衡供應(yīng)，減少化肥的浪費，避免對土壤環(huán)境造成污染，值得推廣。

3.4施用硝化抑制劑

硝化抑制劑又稱氮肥增效劑，能夠抑制土壤中銨態(tài)氮轉(zhuǎn)化成亞硝態(tài)氮和硝態(tài)氮，提高化肥的肥效和減少土壤污染。由于硝化細菌的活性受到抑制，銨態(tài)氮的硝化變緩，使氮素較常時間以銨的形式存在，減少了對土壤的污染。

3.5改進施肥方法

氮肥深施，主要是指銨態(tài)氮肥和尿素肥料。據(jù)農(nóng)業(yè)部統(tǒng)計，在保持作物相同產(chǎn)量的情況下，深施節(jié)肥的效果顯著：氮銨深施可提高利用率31%～32%，尿素可提高5.0%～12.7%，硫銨可提高18.9%～22.5%。磷肥按照旱重水輕的原則集中施用，可以提高磷肥的利用率，減少對土壤的污染。

此外，對于施肥造成的土壤重金屬污染，可采取施用石灰、增施有機肥、調(diào)節(jié)土壤氧化還原電位等方法降低植物對重金屬元素的吸收和積累，還可以采用翻耕、客土深翻和換土等方法減少土壤重金屬和有害元素。

4參考文獻

[1] 董海燕，侯純標.農(nóng)村環(huán)境污染現(xiàn)狀及對策[J].中國科技信息，2005（20）：98.

[2] 李海峰.土壤化肥污染的防治技術(shù)[J].河北農(nóng)業(yè)科技，2006（10）：12.

[3] 李培香.農(nóng)業(yè)環(huán)境污染防治技術(shù)[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2006.