環(huán)境材料在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及其環(huán)境治理中的應(yīng)用

張譯文

（西南林業(yè)大學(xué) 云南昆明 650224）

環(huán)境材料在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及其環(huán)境治理中的應(yīng)用

張譯文

（西南林業(yè)大學(xué) 云南昆明 650224）

我國作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大國，環(huán)境問題的種類和嚴(yán)重程度也有著很大區(qū)別，所以在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及農(nóng)業(yè)環(huán)境治理中應(yīng)用環(huán)境材料的類型也比較多樣，主要運(yùn)用在鹽堿地的土壤改良、土壤污染治理和農(nóng)業(yè)的抗旱缺水中。環(huán)境材料因?yàn)槠涮攸c(diǎn)近年內(nèi)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境治理中得到了越來越廣泛的運(yùn)用，本文對環(huán)境材料在不同的農(nóng)業(yè)環(huán)境治理中的應(yīng)用進(jìn)行了具體分析，探究了環(huán)境材料所發(fā)揮出的具體效用。

環(huán)境材料；農(nóng)業(yè)生產(chǎn)；環(huán)境治理

1 環(huán)境材料和農(nóng)業(yè)環(huán)境問題

環(huán)境材料又稱生態(tài)材料或是環(huán)境功能材料，這個(gè)概念首次出現(xiàn)是在20世紀(jì)90年代，是日本東京大學(xué)山本良一教授提出的，環(huán)境材料包括新開發(fā)的環(huán)境材料和傳統(tǒng)的現(xiàn)有材料兩種，其概念是那些在加工、制造、使用和再生過程中的人類所需材料，其使用功能最大化但是環(huán)境負(fù)荷最低。環(huán)境材料的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面，（1）先進(jìn)性，就是指各自最主要的功能性；（2）環(huán)境的協(xié)調(diào)性，在材料的生產(chǎn)過程中，能夠降低對資源以及能源的消耗，減少溫室氣體的排放，同時(shí)對廢棄物的循環(huán)再利用起到了很大的作用，符合21世紀(jì)對于新材料性能方面的要求；（3）具有舒適性，即經(jīng)濟(jì)性，具有美觀舒適的外形以及較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)實(shí)用性。循環(huán)再生材料、高分子材料、地環(huán)境復(fù)合材料等等都屬于環(huán)境材料，目前在環(huán)保、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和工業(yè)等領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用。

2 在鹽堿地的土壤改良中，環(huán)境材料的相關(guān)應(yīng)用

2.1 鹽堿地的危害

我國非常常見又十分嚴(yán)重的農(nóng)業(yè)環(huán)境問題之一就是土壤鹽堿化，在我國，鹽堿地分布廣泛、面積大，現(xiàn)有的鹽堿化土地占耕地面積的比重約為20%，大多數(shù)位于西部的內(nèi)陸干旱和半干旱地區(qū)，同時(shí)還有濱海地區(qū)。當(dāng)土壤表層的易溶性鹽分大于百分之零點(diǎn)六時(shí)就能稱之為鹽土，鹽堿化了的土壤會(huì)因?yàn)辂}分濃度過高而造成植物的吸水困難，或是植物在土壤中吸入的某種高濃度離子過多，在植物的體內(nèi)大量積累使植物承受“單鹽毒害”。另外，植物體內(nèi)鹽分過多會(huì)使其出現(xiàn)一系列的生理代謝失調(diào)狀況，對光合作用造成不利影響，低鹽濃度有助于呼吸而高鹽濃度阻礙呼吸，加速了植物的蛋白質(zhì)分解以及植物的死亡。

2.2 環(huán)境材料與鹽堿地的改良

有很多方法可以改良鹽堿地，比方說，物理措施、水利措施、化學(xué)措施以及生物措施等等，其中采用環(huán)境材料進(jìn)行土壤改良是比較新的現(xiàn)代化化學(xué)措施，循環(huán)經(jīng)濟(jì)以及現(xiàn)代化工的發(fā)展推動(dòng)了這種措施的廣泛應(yīng)用。目前，用于改良鹽堿地的環(huán)境材料有兩類，一類是起替換作用的加鈣環(huán)境材料，例如石灰石、氧化鈣、煤矸石和石膏等；另一類是起化學(xué)作用的加酸環(huán)境材料，例如硫磺、腐殖酸、硫酸鋁以及酸性肥料等。

3 在土壤重金屬污染治理中，環(huán)境材料的相關(guān)應(yīng)用

3.1 土壤重金屬污染的危害

土壤重金屬污染常常是由于工業(yè)與城市污染以及農(nóng)業(yè)施肥和污水灌溉等引起的，城市化和工業(yè)化的加速使得土壤重金屬污染更為嚴(yán)重。我國約有2500×104hm2的土地是受到重金屬污染的，約占總農(nóng)田面積的1/5。過量的重金屬在土壤中會(huì)滯留在土壤耕作層，對植物生長有非常嚴(yán)重的影響，同時(shí)土壤中的重金屬在土壤中會(huì)滯留很長時(shí)間，也不容易被微生物分解，時(shí)間久了，水以及種植在土壤中的植物就成為重金屬危害傳遞的介質(zhì)，給人類的健康帶來不利的影響，然而治理與恢復(fù)難度也是十分大的。

3.2 在土壤重金屬污染治理中，環(huán)境材料的應(yīng)用

重金屬污染土壤的修復(fù)技術(shù)分為四種，分別是生物措施、物理化學(xué)措施、化學(xué)改良措施和工程措施，其中包含微生物菌劑以及植物，以化學(xué)固化修復(fù)技術(shù)和生物修復(fù)技術(shù)應(yīng)用最為廣泛。

從大的范圍上來講，化學(xué)固化修復(fù)是化學(xué)修復(fù)技術(shù)之一，往土壤里加重金屬鈍化劑和重金屬固化劑，使土壤和土壤里的重金屬的理化性質(zhì)發(fā)生改變，這樣土壤中的重金屬的遷移能力和生物有效性會(huì)因?yàn)槲胶统恋矶档?。粘土礦物、磷酸鹽、無機(jī)礦物、有機(jī)堆肥和微生物等都是常見的重金屬穩(wěn)定固化修復(fù)材料。其中有機(jī)材料和礦物材料可以對重金屬發(fā)揮良好的穩(wěn)定效應(yīng)，這些有機(jī)質(zhì)可以對土壤中的Cr6+進(jìn)行還原，變?yōu)镃r3+從而降低其毒性，同時(shí)讓重金屬生成硫化物沉淀。而沸石、磷酸鹽和含鐵礦物等材料優(yōu)點(diǎn)是便于獲得、價(jià)格低廉并且高效，對重金屬污染土壤的控制和修復(fù)作用明顯。高分子保水材料是目前新發(fā)現(xiàn)的一種環(huán)境材料，對重金屬有較好的固化作用，實(shí)驗(yàn)證明高分子化合物一方面可以讓重金屬對植物污染的作用降低，所以作物不會(huì)過多的吸收重金屬；另一方面可以對土壤結(jié)構(gòu)進(jìn)行改良、轉(zhuǎn)化養(yǎng)分并且直接給作物的根系提供水分。

4 環(huán)境材料應(yīng)用于農(nóng)業(yè)抗旱節(jié)水中

農(nóng)業(yè)的發(fā)展離不開水源，我國每年有約4×1011m3的水用于農(nóng)業(yè)活動(dòng)，約占總用水量的70%，而其中90%的水都用于農(nóng)田灌溉。對于農(nóng)業(yè)灌溉用水來說有三個(gè)問題最為顯著，（1）水資源欠缺，干旱問題十分嚴(yán)重制約了農(nóng)業(yè)灌溉的面積；（2）不能科學(xué)合理的利用那部分已被開發(fā)利用的水資源，出現(xiàn)了十分嚴(yán)重的浪費(fèi)情況，例如寧夏回族自治區(qū)以及內(nèi)蒙古自治區(qū)依舊運(yùn)用農(nóng)田漫灌的灌溉方式，灌溉水利用率僅有40%左右，而發(fā)達(dá)國家的利用率在90%左右；（3）水資源的污染情況非常嚴(yán)重。在農(nóng)業(yè)抗旱節(jié)水中應(yīng)用的環(huán)境材料主要有土壤保水劑與作物葉面抗蒸騰劑，這些都屬于物理性材料的范疇。

5 結(jié)語

材料學(xué)和環(huán)境學(xué)的檢查結(jié)合醞釀出了環(huán)境材料，但是將其應(yīng)用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境治理中還有很多問題。伴隨著可持續(xù)發(fā)展理論的逐漸發(fā)展和循環(huán)經(jīng)濟(jì)理論的逐步深化，人們對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及環(huán)境治理會(huì)更加重視，自然也會(huì)更好地發(fā)揮出環(huán)境材料在其中的作用。

[1]黃占斌,孫在金.環(huán)境材料在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及其環(huán)境治理中的應(yīng)用[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2013,01∶88-95.

[2]譚志堅(jiān),王朝云,易永健,汪洪鷹,李懋,周晚來,譚石勇.可生物降解材料及其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].塑料科技,2014,02∶83-89.