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)境材料因為其特點近年內(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)境材料的特點主要體現(xiàn)在以下三個方面，（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六時就能稱之為鹽土，鹽堿化了的土壤會因為鹽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滯留在土壤耕作層，對植物生長有非常嚴(yán)重的影響，同時土壤中的重金屬在土壤中會滯留很長時間，也不容易被微生物分解，時間久了，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因為吸附和沉淀而降低。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)點是便于獲得、價格低廉并且高效，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，實驗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，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)境治理會更加重視，自然也會更好地發(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,2013,01∶88-95.

[2]譚志堅,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.