農業環境污染的調查與鑒別方法

姚富鵬　陳一清　龍　睿　鄒　霖

摘要農業和農村環境是人類生存、經濟發展和社會安定的基礎和根本保證；但是，隨著經濟的發展，人口進一步增長，各種工業廢棄物和農用化學物質不斷地涌入農業環境，使得農業環境的污染負荷增加和農業本身產生的污染問題日益嚴重，農業環境污染糾紛已成為基層農業、環保部門所面對的一個重要問題。就如何調查、鑒別農業生產受到了環境污染，從大氣、灌溉水、土壤3個方面進行了闡述。

關鍵詞農業；環境污染；調查；鑒別

中圖分類號X50文獻標識碼A文章編號 1007-5739（2009）02-0181-02

農業環境受污染后，污染物對作物可以產生化學作用和物理作用。化學作用表現為污染物進入植物細胞中與內含物起化學反應，發生一系列變化，或是累積在作物內；物理作用指的是污染物堵塞氣孔或侵入植株體內，填塞細胞間隙，引起機械損傷。上述作用的結果是影響作物的生長發育，造成產量下降，或使農產品中帶有殘留毒素，失去其經濟食用價值。

污染物主要通過空氣、灌溉水、土壤及直接接觸等多種途徑來影響作物。空氣中的有害氣體與作物接觸后，主要影響作物的產量，改變農產品品質；空氣中的顆粒狀污染物除了沉降到土壤外，還可以粘附在植株體上或被作物吸收，造成糧食、蔬菜污染。灌溉水被污染時，污水流入農田可以直接與作物接觸，對作物造成各種影響。污水中的有害物質沉積到土壤中，又將污染土壤。有的污水還能破壞土壤結構，引起土壤肥力下降。施用化學農藥時，有一部分農藥可以不經其他環境途徑直接沾附在作物體上，除了可能對作物產生藥害外，還會通過沾附與吸收的途徑進入農產品中，造成農藥殘留污染。

不論是空氣、灌溉水污染，還是施用農藥和肥料，大部分污染物最后都要進入土壤，經過不斷積累，導致土壤污染。土壤污染后，不僅影響作物生長、污染農產品，而且土壤中的污染隨水流失后，還會給地面水和地下水帶來污染。

1作物受空氣污染危害的調查與鑒別

引起大氣污染的物質主要來自2個方面，一是自然界各種過程中產生的，即所謂的“自然源”，主要指火山噴發、森林火災等會釋放出有害物質。二是人類生產和生活活動過程中產生的，即所謂的“人工源”。廣泛而又嚴重地引起大氣污染的大氣污染源主要是“人工源”。所以一般所說的大氣“污染源”通常是指“人工源”。重要的大氣污染源可分為工業企業污染源、交通運輸污染源、農業污染源。

大氣污染對農作物的致害特征主要包括以下幾方面：一是有明顯的方向性，主要分布在污染源的下風向。二是受害程度表現為距污染源越近受害越高，越遠受害越輕，受害范圍以污染源為中心呈放射扇面狀分布。三是大氣污染主要是使上部葉片、葉尖受害，出現點狀、條狀、塊狀斑點癥狀，根系較少受害。

由于作物受空氣污染危害產生的癥狀與病蟲害、旱害、凍害、微量元素缺乏、施肥不足、農藥危害和自然衰老等癥狀有相似之處，易混淆，所以在判斷作物受害原因時，必須做全面調查。內容包括調查基本情況，如危害發生的時間、地點，受害面積、程度，污染物情況，當地污染歷史，發生危害時的氣象情況。另外，要進行田間現場調查，如受害作物的種類、分布規律，作物生長狀況、受害癥狀。然后進行實驗室分析鑒定。必要時還要對非污染區進行調查，以便作對照，同時做人工熏氣實驗，最后經綜合分析，才能做出正確的判斷。

1.1田間調查

為找出作物受害原因，首先要進行田間現場調查。作物受空氣污染危害有以下幾個特點：

（1）作物受害往往限定在一定的地區范圍內，這個范圍與空氣污染物的擴散范圍相一致，多半呈帶狀分布。

（2）離污染源越近的地方，作物的受害程度越嚴重。但煙囪很高時，受害最嚴重之處是距離煙囪高度的10~20倍遠的地方，而不是緊靠煙囪附近的地方。

（3）受害地區有明顯的方向性。受害嚴重的地區多位于污染源的下風向處（指發生污染時的風向）。

（4）同一受害地區，往往是多種植物（包括作物、樹木和其他野生植物等）同時受害，這和病害及其他災害只影響某一種或幾種作物的特點是不同的。

（5）作物受害的癥狀及發生部位大致是一定的。

（6）傷害在較短的時間內發生，癥狀也多在較短的時間內出現。新的癥狀很少是在較長時間內一個一個慢慢出現。

（7）氣體擴散后，如果遇到高大的障礙物，如建筑物、喬木樹叢、山丘等，則被遮蔽處的作物和其他植物一般受害較輕或不受害。

從以上7方面特點可以初步判斷作物受害是否來自于空氣污染。

如果已確定是因空氣污染造成危害后，要確定造成作物受害的是哪種污染物，還必須了解附近工廠排放有害氣體的種類和數量，同時要掌握不同作物對不同污染物的抗性資料和傷害癥狀資料，即哪些作物對哪些空氣污染物敏感，不同作物受不同的空氣污染物危害后，產生的癥狀有何特點（包括癥狀出現的部位、形狀和顏色）。根據受害作物的種類和出現的典型癥狀，可以初步鑒別出污染物的種類。

1.2測定葉片和空氣中污染物含量

（1）作物葉片的測定。某些空氣污染物經氣孔進入作物體內后，大部分積累在被吸收部位或其附近。對這部分含量進行測定也可作為判斷作物是否因空氣污染而受害的依據。但這種方法只適用于一部分污染物，如氟化氫、二氧化硫、氯氣及重金屬等，因這些污染物在作物葉片內的含量范圍都是比較固定的。其他污染物，如氧化煙霧、二氧化氮、碳氫化合物等則不用這種方法。

采集作物樣品時，要注意在污染區內采集包括有受害癥狀的、無受害癥狀的同一種類及品種作物上的相同葉齡和葉位的葉片。每個采樣點采200~300g樣品裝入聚乙烯塑料袋中。在非污染區內也采集2~3個地點的相同種類、品種、部位、葉齡的健康葉片作為對照樣品。樣品采回后，如果有泥沙、塵土及其他污染物質附在葉面上時，可將一部分樣品用水輕輕地沖洗干凈，作為水洗樣品。方法是取一定量（一般為50g），用一定量（一般為300mL）的蒸餾水洗滌，將洗滌后的水溶液作為水洗溶液進行加熱、蒸發、濃縮后再進行測定。水洗樣品測得的數據為進入葉片內的污染物含量。

采來的葉片樣品（即非水洗樣品）和水洗樣品要盡早放入鼓風干燥箱內，先在90~100℃下烘30min，再在60~70℃下干燥數小時，然后粉碎，過1mm篩，裝入廣口瓶內作為待分析樣品保存。

作物樣品分析測定的主要項目是氟、硫、氯和重金屬等。如果葉片中某一污染物質的含量顯著高于清潔區，就有可能是空氣污染。

（2）空氣樣品的測定。直接測定空氣中污染物質的含量也是判斷作物是否因有害氣體造成危害的依據之一。但由于作物的急性危害大部分是由于工廠突然排放高濃度有害氣體所致，當作物出現傷害癥狀時，高濃度的有害氣體已經被稀釋擴散。這樣測得的結果就不能代表當時的實際濃度。不過在低濃度有害氣體長期對作物作用的情況下，這種測定還是十分重要的。

污染物質在空氣中的存在形式、濃度不同，以及所采用的分析方法的靈敏度不同，采集空氣樣品的方法也不同。普遍采用的是動力采樣法，如溶液吸收法，即將大量的空氣通過液體吸收劑或固體吸附劑，將欲分析的物質吸收、吸附或阻留，使原來在空氣中濃度較小的物質得到濃縮，然后再進行測定。還有填充柱采樣法、低溫冷凝濃縮法等；另一類采樣方法是直接采樣法，當空氣中被測組分濃度較高，或所用的分析方法靈敏度很高時，可選用直接采取少量氣體樣品的采樣法。如注射器采樣法、塑料袋采樣法、固定容器采樣法等。

2灌溉水污染的調查

2.1調查的目的與要求

（1）判斷某水源能否用于灌溉。如果農業上需要利用某一水源進行灌溉，首先要深入細致地調查是否有各類污水排入，然后對水質進行分析測定，將結果與灌溉水質標準進行比較，就可初步判斷出該水源能否用于灌溉。

（2）判斷作物受害的原因。當發現某一地塊里作物受害后（包括生長發育受危害或農產品受毒物污染），為判斷受害的原因是否來自灌溉水，首先，要調查受害作物的分布情況。如果只在污水灌溉區內發現有受害現象，而在清水灌區內無此現象時，則可初步確定受害是因灌溉水污染所致。其次，要對受害作物進行癥狀調查，將受害癥狀與各種已知毒物對作物所產生的癥狀進行比較，則可初步找出污染物的種類。另外，對受害地塊的灌溉水、土壤和作物中的污染物還要進行分析測定，并與清水灌區作比較，這樣得出的結論更符合實際情況。

（3）查出造成農業受害的污染源。當發現作物受害是由于灌溉水污染所造成之后，就要較快找出排放使作物受害的污染物的有關工廠，以便及時采取措施，制止污染。這種調查首先要了解排放這種污染物的都是哪些工廠？工廠排水口污染物的濃度是多少？其次要了解污染物從工廠排出后到農田這一段距離內的消長變化情況。如果工廠廢水是排入河道的，則廢水進入河道處及其上、下游等處也應該進行調查。

2.2水樣的采集與保存

（1）采樣時間。一般應在整個灌溉季節隨時采樣。考慮到氣象條件等因素會影響水質，采樣最好選在晴天、水質比較穩定的時候進行。

如果調查水質污染的動態變化情況，則在一年四季要多次采樣，具體次數根據水源的季節變化特點和與水源污染有關的工廠企業排污特點而定。如果灌溉水源為地面河水，則在河流的封凍期、汛期、枯水期和平水期都要采樣；如果直接引用工業廢水或城市污水灌溉，由于污水的成分和含量經常發生變化，不僅一年內要經常采樣測定，而且在一晝夜之內也應定時連續采集污水樣品，分別進行測定。

（2）采樣地點。對以地面水（包括河流、湖泊、水庫、池塘等）、地下水作為灌溉水源的，應設在水源取水口處。對以工業廢水和城市污水作為灌溉水源的，如屬自流灌溉的，應選在渠首；如屬固定或臨時機械提灌的，應選在提水站出水口；如果在灌入農田前設有污水處理場或簡易的土氧化塘、污水沉淀池等專門設施的，應選在這些設施的出水口處。如果不單是作為灌溉水污染調查，而是作為一般河流、湖泊等自然水體污染調查時，則布置采樣點要根據各河流、湖泊的具體情況來定。河流的采樣點應選在支流與主流匯合之前和匯合口點的下游、兩條河水已充分混合的地方。

（3）采樣方法。一般水體水深超過3m時，各斷面上下布置2個采樣點，3m以內時可只取表層水樣。表層水樣應該采集水面20~50cm處的水。

3土壤污染調查及土壤環境質量評價

3.1評價標準的依據

（1）土壤背景值是評價土壤環境質量（特別是否有污染源）的重要參考依據。土壤背景值是指在一定地區范圍內，在沒有人為污染的情況下，一定類型土壤中某些元素的自然含量平均值，也稱為土壤自然本底值。這種背景值由于限于一定地區范圍內，所以也叫區域土壤背景值。

在沒有人為污染和自然污染的情況下，土壤中污染物的含量在自然含量范圍內一般不至發生危害。如果土壤中污染物的含量超過了背景含量，說明其中可能有人為影響而引起積累。由于人為影響進入土壤中的物質與自然狀態下存在于土壤中的物質在形態與性質上是不同的，因此，它們所產生的危害也是不同的。

（2）土壤污染對作物及整個農田生態系統的影響是評價土壤環境質量（特別是土壤污染程度）的主要依據。作物是人和家畜的主要食物和飼料來源，土壤則是作物的生長基地。由于土壤污染可以影響作物的生長發育，給人類帶來經濟上的損失（產量下降），或是通過土壤-作物系統，污染農產品，給人、畜健康帶來危害。因此，反映土壤與作物之間關系的主要標志是作物的產量及農產品中有毒物質的含量。對于不同的污染物，這種危害與影響的情況也不同。

3.2評價前調查

（1）土壤及其環境特征的調查。主要應調查了解被評價地區的地貌類型、土壤類型、成土母質、土壤理化特性、土壤粘土礦物類型、土壤微生物群落等；收集當地的水文、氣象資料。還要調查土地利用情況和農業生產情況。

（2）污染源調查。要確定區域土壤污染物質的主要來源、污染物質的種類和性質，了解土壤污染的過程和特征。具體內容是：是否受附近工業廢氣及公路汽車排氣影響？是否利用污水灌田？是否施用含毒污泥肥料？農藥、化肥的使用情況,有無發生過危害作物事件？造成農田土壤污染的是哪些工廠排放的何種污染物？排放量如何？是否采取了治理措施？

（3）區域土壤背景值的調查。選取的斷面首先需避開工業污染源，也盡可能避免農藥、化肥等農用化學物的影響，選擇沒有受到污染物影響的點作為土壤背景斷面。

3.3土壤污染布點采樣方法

（1）應以事故發生地為中心，在事故發生地及其周圍一定距離內的區域按一定間隔圓形布點采樣，并根據污染物的特性在不同深度采樣，同時采集未受污染區域的樣品作為對照樣品。必要時，還應采集在事故附近的作物樣品。

（2）在相對開闊的污染區域采取垂直深10cm的表層土。一般在10m×10m范圍內，采用梅花形布點方法或根據地形采用蛇形布點方法（采樣點不少于5個）。

（3）將多點采集的土壤樣品除去石塊、草根等雜物，現場混合后取1～2kg樣品裝在塑料袋內密封。

（4）對于所有采集的樣品，應分類保存，防止交叉污染。現場無法測定的項目，應立即將樣品送至實驗室。

4參考文獻

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