據世界監測研究所(WorldwatchInstitute)估算,如果鹽漬化與水澇二者使世界水澆地減產1%,則每年減產的糧食就達100多萬噸。

解決次生鹽漬化與水澇的技術問題並不複雜。例如,通過改進灌溉技術,采用噴溉乃至滴灌等方法以減少水分的損失,挖掘低於潛水麵的排水溝以排除土壤積水,對已發生鹽漬化的土壤定期施用大水洗鹽,在地下鋪設多孔的排水管排除含鹽土壤水等,都是行之有效的辦法。不過在采用這些改良措施時也常遇到一些困難,一是資金的籌措和投入產出比是否合算的問題,另一個是洗鹽水的出路問題。如果洗鹽水排到蒸發池中蒸發,則對周圍環境影響較小,但如果洗鹽水直接排入河流或湖泊中去,實質上是把鹽分轉移給下遊的農戶。因此,在對這類土地進行改良時,尚需製定統一的規劃。

4.土地和危險廢棄物人類在生產與生活過程中產生許多廢棄物,其最終歸宿有三:一是被焚燒,使固態、液態以及一些氣態的廢棄物變成氣體和較少的灰燼,這種方法常產生大氣汙染;二是傾倒入海洋中,包括直接傾倒入海和河流攜入的廢棄物,造成海洋汙染;三是堆放在土地上,這是最方便、最便宜的方法,因而也是最大量采用的方法,包括固體廢棄物的地表和地下堆埋以及廢水的土地處理在內。上述種種方法均已實施了千百年,然而,直至二三十年以前人類才發現廢棄物的不恰當處理已給我們的環境帶來了災難性的問題。本節所述及的是廢棄物——主要是危險廢棄物給土地資源所帶來的問題。

廢水的土地處理,最常見的是用於灌溉,過去存在著病原微生物傳播的問題,現在又加上重金屬、有機化學品和放射性的汙染,給汙水灌溉帶來較大的影響。一些西方國家利用汙水灌溉風景用的草地和高爾夫球場等,對人體直接影響不大,但若使用未經處理的汙水灌溉大田或園田,則必須對其產物的殘毒進行檢測,否則會造成人、畜的急性或慢性中毒和致癌、致畸變等惡果。這裏不擬對汙水灌溉問題作詳細的闡述。

廢棄物,包括生活垃圾和工業垃圾,其堆置與處理已日益成為工業化國家所麵臨的難題。一個國家或城市的經濟水平越高,其廢棄物的數量也越大。有關資料表明,象加爾各答、卡拉奇和雅加達等低收入國家的大城市,每人每天產生的垃圾量為0.5—0.6千克;中等收入國家和地區的大城市,如開羅、馬尼拉和香港,為0.5—0.85千克;而工業化國家的大城市,如紐約則達到1.80千克(表7.4)。即使按中等發達的水平推算,百萬人口城市每天產生的垃圾數量也達500—580噸。另有資料表明,上海市每年產生的固體垃圾達1300萬噸,該市總人口為1200萬人,每年人均產生的垃圾在1噸以上,合每人每天2.97千克,或全市每天3.56萬噸,大大超過發達國家的水平,這可能是把工業垃圾統計在內的緣故。城市垃圾的組成很複雜。工業化發達國家城市垃圾以低密度、低含水量為特點,有機物較少而紙張、塑料、玻璃和金屬含量很高,大多有回收利用價值,或經處理後成為燃料。其中玻璃的回收利用最好,從1979年到1984年,歐洲每年回收的玻璃從130萬噸增加到270萬噸。荷、奧、比、法、德和瑞士等國所回收利用的玻璃占25%—50%,不僅減少了垃圾的數量,還節約了用以製造玻璃的大量原料和能源。發展中國家城市垃圾的特點則是高密度和高含水量,包括大量蔬菜廢棄物和其他易腐敗的物質以及糞便。這種垃圾適合於堆肥和生產沼氣。

表7.4一些城市垃圾的生產率

城市垃圾的一個共同特點是或多或少地含有有毒或有害成分。這些成分往往來自一些化學物品,現在每年大約有1000種新的化學物品加入大約7萬種日用化學品的行列。到1986年為止,從天然產物中分離出來和合成的化學複合物已達500多萬種。雖然大多數仍然留在實驗室內,但是已有相當多通過各種生理和病理試驗後進入市場。據統計,1979年市場上銷售的化學物品中,就有農藥1500種、醫藥4000種和食品添加劑5500種。此外,在工業、農業、燃料和日用消費品中也含有許多化學品。

這些化學品多數是有毒的,但一般不出現急性症狀,慢性症狀也不明顯。正因為這樣,它們才能通過有關部門的認可,得以進入市場。這些物質使用以後大多隨同其他廢棄物堆置在垃圾場中,其中有一些可能相互發生化學反應,生成某些毒性較強的產物,對環境造成汙染。

農藥與土壤汙染

自第二次世界大戰以來,化學農藥在確保農業生產和保護人類健康方麵起到了巨大的作用。目前全世界每年的農藥總產量已超過500萬噸,並且仍以每年5%的速度在增長。盡管如此,化學農藥仍然遠遠不能滿足客觀需要。

農藥發展之所以如此迅速,是與其在保證農業增產方麵所起的作用分不開的。在農作物和家畜所處的環境中,大約有5萬種真菌,能引起1500種病害;全世界大約有3萬種雜草,其中1800種以上可造成經濟上的損失;此外,還有1萬種昆蟲能產生各種危害。據估計,如果不使用農藥,全世界糧食總產量的50%將會被各種病、蟲和雜草所吞噬。使用了農藥,則可挽回其損失的15%。全世界因病、蟲、草害造成的損失,估計每年達800億美元。據我國有關部門統計,我國由於防治病、蟲、草害,每年可挽回糧食損失150—200億公斤,皮棉500—600萬擔,瓜、果、煙、茶等經濟作物因使用農藥而獲得的經濟效益更為顯著。鑒於上述原因,目前人類實際上已處於不得不使用農藥的地步,尤其在一些用藥水平低的亞、非、拉國家,為解決糧食問題,農藥用量將有較大的增加。在一些發達的國家,農藥用量也有增加的趨勢。

另外,農藥在衛生保健方麵所起的作用也很大。如在1955年至1965年的10年間,由於使用合成殺蟲劑所挽救的病人,單就瘧疾而言就達1500萬人,遠遠超過了抗菌素所挽救的人。

目前,國外已作為商業注冊和得到專利保護的農藥品種有1200餘種,其中約有500種投入市場,藥劑類型達6萬種。

隨著人口增加,糧食產量也要相應增加。增產糧食的主要途徑無疑是提高單位麵積產量。而提高單產的重要技術措施就是使用農藥。

表7.5是世界各地區糧食單位麵積產量與用藥的關係。

農藥的巨大效益是無可懷疑的,但是,隨著農藥的大量的使用,也引起了一些不良後果。在60年代,人們認識到了DDT等有機氯農藥不僅對害蟲有殺傷作用,同時對害蟲的天敵及傳粉昆蟲等益鳥益蟲也有殺傷作用,因而打亂了生物界的相互製約和相互依賴的相對平衡,引起新害蟲的猖獗。另外,長期使用同類型農藥,使害蟲產生抗藥性,也增加了防治藥量和防治次數,大大增加了防治經費。據國外初步調查,目前已產生抗藥性的害蟲有300種左右,其中農業害蟲占100餘種。

除上述不良後果外,還存在一個更為重要的問題,即農藥汙染問題。對人體健康和生物界產生直接或間接的危害。

本節將介紹農藥的分類、農藥引起的環境問題和農藥在土壤環境中的遷移、降解及殘留。

一、農藥的分類

農藥在廣義上指農業上使用的藥劑。包括殺蟲劑、殺菌劑、除草劑等,還包括農業上使用的化肥等其它化學品。狹義上指防治危害植物及農林產品的昆蟲、病菌、雜草、蜱蟎、鼠類等的藥劑以及能調節植物生長的藥劑和使這些藥劑效力增加的輔助劑、增效劑等。

目前,在市售的約500種農藥中,農業上常用的有250種左右,其中包括100種殺蟲劑,50種除草劑,50種殺菌劑,20種殺線蟲劑和30種其它化合物。

防治病、蟲、雜草等的化學物質大都由工廠製備,也有極少數天然地存在於植物體中,或從微生物中培育而得。前者如常用的DDT、六六六、樂果、敵百蟲等,通稱為化學農藥;後者如除蟲菊素、魚藤酮等,通稱為植物性農藥;此外,如春雷黴素、井崗黴素等,通稱生物性農藥。

病、蟲、雜草等有害生物,不論在形態、行為、生理代謝等方麵均有很大差異。因此,農藥的防治對象也有所不同。根據防治對象的不同,農藥可分為:殺蟲劑、殺蟎劑、殺菌劑、殺線蟲劑、除莠劑、殺鼠劑、殺軟體動物劑、植物生長調節劑和其它藥劑等(表7.6)。

按農藥化學組成成分可分為:有機氯農藥、有機磷農藥、有機汞農藥、有機砷農藥和氨基甲酸脂農藥以及苯酰胺農藥和苯氧羧酸類農藥等。

表7.5各國平均畝用藥量與糧食產量比較表

由於農藥本身的性質不同,有的農藥僅能防治一類對象,而有的可防治幾類對象,在選用農藥時應加注意。

二、農藥與環境問題

在農業上使用農藥進行化學防治病、蟲、雜草等危害,具有見效快、防治麵廣、防治效果高等優點。但同時,農藥也存在著汙染環境的問題,對人類造成一定的威脅。

首先,農藥使用方法存在著很大的缺陷,常用的噴灑方法隻有少量農藥作用於殺害目標。如用飛機噴灑時,隻有25%—50%的農藥落在防治區域的農田中,其餘都散布於防治區域外,農藥對環境的汙染途徑可用圖7.2概括說明。

表7.6農藥的分類

農藥對環境的汙染是多方麵的,包括大氣、水體、土壤和作物。進入環境的農藥在環境各要素間遷移、轉化並通過食物鏈富集,最後對生物和人體造成危害。