农药及固体废弃物.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,环境概论Introduction to Environment,第10讲,农药困境固体废物和危险废物,农药广义的定义是指用于预防、消灭或者控制危害农业、林业的病、虫、草和其他有害生物以及有目的地调节植物、昆虫生长的化学合成或者来源于生物、其他天然物质的一种物质或者几种物质的混合物及其制剂。是指在农业生产中，为保障、促进植物和农作物的成长，所施用的杀虫、杀菌、杀灭有害动物（或杂草）的一类药物统称。特指在农业上用于防治病虫以及调节植物生长、除草等药剂。,根据原料来源可分为有机农药、无机农药、植物性农药、微生物农药。此外，还有昆虫激素。根据防治对象，可分为杀虫剂、杀菌剂、杀螨剂、杀线虫剂、杀鼠剂、除草剂、脱叶剂、植物生长调节剂等。,农药危害,农药流失,到环境中，将造成严重的环境污染，有时甚至造成极其危险的后果。,污染大气、水环境，造成土壤板结。,流失到环境中的农药通过蒸发、蒸腾，飘到大气之中，飘动的农药又被空气中的尘埃吸附住。并随风扩散。造成大气环境的污染。大气中的农药，又通过降雨，这些农药又流入水里，从而造成水环境的污染，对人、畜，特别是水生生物（如鱼、虾）造成危害。同时，流失到土壤中的农药，也会造成土壤板结。,增强,病菌,、害虫对农药的抗药性,长时间使用同一种农药，最终会增强病菌、害虫的抗药性。以后对同种病菌、害虫的防治必须不断加大农药的用药量不然不能达到消灭病菌、害虫的目的。形成恶性循环。,杀伤有益生物,绝大多数农药是无选择地杀伤各种生物的，其中包括对人们有益的生物，如,青蛙,、,蜜蜂,、鸟类和,蚯蚓,等。这些益虫、益鸟的减少或灭绝，实际上减少了害虫的天敌，会导致害虫数量的增加而影响农业生产。,野生生物,和畜禽中毒,野生生物及畜禽吃了沾有农药的食物，会造成它们急性或慢性中毒。最主要的是农药影响,生物的生殖,能力，如很多鸟类和家禽由于受到农药的影响，产蛋的重量减轻和蛋壳变薄，容易破碎。许多野生生物的灭绝与农药的污染有直接关系。,农药对人体健康的危害,目前，人工合成的化学农药约,500,余种，这些农药的广泛使用，不仅造成环境的污染，同时对人体健康造成危害。,有机磷农药,；有机氯农药。,阻碍作物根系的深孔和对土壤的水分吸收造成弱苗、死苗、倒伏和减产,残留碎片还会随着农作物的桔秆和饲料进入牛、羊等家禽的食物之中，家畜误服残膜碎片后，可导致家畜的肠、胃功能失调、膘情下跌，甚至死亡,燃烧残片会造成二次大气污染,有些残膜被吹到田边地角、水沟、池塘、河流中，或挂到树上，造成环境公害。,农药发展史,天然植物农药及无机农药时期（,18601945,年前后）,这一时期生产的农药主要是以天然植物或矿物为原料，经过简单加工而制造出来的。特别是以矿物为原料来加工农药，这些农药大多数是无机化合物，也叫第一代农药。在这一时期作为商品生产和使用杀虫剂有除虫菊粉、鱼藤精、硫酸铜、硫磺、砷酸铅、氟铝酸钠等；杀菌剂有波尔多液、石硫合剂等；除草剂有,天然植物及无机农药（第一代农药）的特点是：,（,1,）大多数是天然产物,或者是经过简单的加工而制得的农药。,（,2,）杀虫、防病或除草的作用对象都很单一,例如，砷制剂和氟制剂都只有胃毒作用，仅对咀嚼式害虫有效；铜制剂和硫磺制剂是在病菌还没有接触到寄生植物，或在病菌侵入寄生之前作为保护剂使用的；而化钠等除草剂的作用完全是灭生性的，对农作物没有选择性。,（,3,）药效低、使用量大,如砷酸铅、硫酸铜（配制波尔多液）等用量高达,7.515 kg/hm2,每公顷,(15,亩,),用的农药公斤数,按有效成分计,下同,。无机除草剂的用量更大，早期用除草时，竟高达,40-60 kg/hm2,。故这一时期又被称为低效农药时期。,（,4,）多数农药多动物的急性口服毒性大，对禽鸟和鱼类亦有毒害,但是，这类农药的诞生在大田作物、果树、蔬菜等病虫草害的防治方面发挥了十分重要的作用。有些农药品种，如硫酸铜、石硫合剂、波尔多液等由于使用安全、防治效果好，基本上没有残留污染，而且不易诱发病虫产生抗性，至今仍作为重要的农药商品在农业生产中大量应用。,有机合成农药时期（,19451975,年前后）,以,DDT,、六六六为代表，农药的应用开始进入以有机合成农药为主的时期。人们把有机农药称为第二代农药。在这期间无论是杀虫剂、杀菌剂，还是除草剂、世界农药市场上都出现了大批活性很高的有机化合物品种，逐步取代过去使用的一些有机化合物，使化学农药进入一个新的发展阶段。它们是以有机、有机磷和氨基甲酸酯类化合物为代表的一些高效生物活性化合物，这些农药品种应用范围广、见效快、使用方便，对农业的高产、稳产、优质起到了重要的作用。,这一时期农药的特点是：,（,1,）作用对象多样化,对病、虫、草等有害生物常具有多种除杀作用。例如，有机磷、有机和氨基甲酸酯类杀虫剂中，有的对害虫同时具有触杀作用和胃毒作用，有的兼有熏蒸或内吸作用，且杀虫谱广，持效期长；杀菌剂多作物不仅有保护作用，而且对某些病菌兼有铲除作用或内吸治疗作用；除草剂中一些品种对农作物有较好的选择性，可以杀死某些杂草而对庄稼无害。,（,2,）药效高,以杀虫剂为例，有机类的用量为,1.5-3kg/hm2;,有机磷类的为,0.75-1.5 kg/hm2;,氨基甲酸酯类的为,0.15 kg/hm2,左右,;,杀菌剂中的二硫代氨基甲酸盐类,(,如代森锌、代森锰等和二甲酰亚胺类（如克菌丹、灭菌丹等）的每公顷用量在,1.5kg,左右，药效比无机类杀虫剂和杀菌剂提高,5-10,倍。除草剂中，如,2,，,4-D,的用量为,0.75-2.25 kg/hm2;,除草醚为,1.95-2.1 kg/hm2,其用量约为无机除草剂的,1/10,。因此这一时期的农药又称为高效农药期间。,（,3,）化学性质稳定，容易产生残留毒性，长期大量使用会给环境带来污染,有些杀虫剂高毒，在生产和使用上不安全；有些化合物具有杀虫广谱性，严重地伤害了天敌，导致了害虫的在猖獗。所以从,20,世纪,70,年代起，一些农药，如六六六、,DDT,等已在不少国家停用或限制使用，人们提出要寻找和开发高效、低毒、低残留的农药新品种。,“,超高效,”,农药阶段（,1975,年前后至今）,从,20,世纪,60,年代开始，人们从菊科植物体中提取出了具有杀虫活性的化合物，经过结构鉴定，然后模拟合成了拟除虫菊酯类杀虫剂。这类化合物比有机磷类和氨基甲酸酯类等高效杀虫剂的药效又高出,5-10,倍。与此同时，在杀菌剂中的三唑铜、甲霜灵等，这些药剂每公顷只需,0.13-0.25kg,，约为代森锌、克菌丹等用量的,1/6-1/12,；除草剂中的禾草灵，每公顷用量仅为,0.90-1.07kg,，比,70,年代前后那些高效除草剂的药效高出,5-10,倍。故有人称它们为,“,超高效,”,农药,又叫第三代农药。目前，农药已进入到,“,超高效,”,时代，但产品仍以有机化合物为主，而且化学结构比过去的复杂的多。为了使其对有害生物有更大的杀伤力，在制造工艺上采用了（过去没有的）对不同异构体的拆分、差向异构、立体选择合成等一系列高难度技术。由于这类农药在大田的用量很少，其毒性、残留、污染等问题大大地减轻了，有些甚至可以对环境几乎没有什么影响。所以这个,“,超高效,”,农药阶段，必然会持续一个较长的时期。但是它们既然对病菌、害虫、杂草等有更高的杀伤作用，故对哺乳动物仍然或多或少地会造成伤害，并不能完全解决它们对人、畜的毒害和环境污染的问题。,以上三个阶段都是以农药对有害生物杀伤力的高低来划分的。虽然它们在药效上有低效、高效或,“,超高效,”,之分，但实质上并没有根本的差异，皆属于杀生性农药。随着人们对农药作用认识的深入，特别是可持续发展的观念引进到植物保护领域之后，人们对农药的认识有了更大的变化，而且预测今后农药商品的发展，必定走向一个,“,非杀生性,”,的新时期。,“,非杀生性,”,农药,“,非杀生性,”,农药从对人类安全和保护环境的角度出发，着重挖掘天然活性物质，进而人工合成仿生农药及其类似物，研究和筛选有特异性生理活性的物质，从而达到能够控制或改变有害生物的生活习性、形态、生长、繁殖规律等，使其对农作物等造成的危害限制在允许的限度内，而不一定要把它们杀死。目前正在研究开发的昆虫激素、性信息素、新拒食剂、黑色素生物化合物抑制剂、以及转基因的抗虫植物等，都属于,“,非杀生性,”,农药范畴。,“,非杀生性农药,”,与过去各阶段的农药本质上完全不同，它标志着农药发展进入到了一个崭新的时代，有人称为农药发展史上的第四阶段。这类农药具有以下特点：,对目标有害生物具有选择性，对非目标生物具有安全性；,有效剂量很低，可使毒剂进入环境的量降至较低的水平；,仅对目标有害生物有效，随后即适度的降解。,因而，,“,非杀生性农药,”,既能够有效地防治农作物病、虫、草、鼠害等，又大大降低农药的残毒量，增加了对环境和人、畜等的安全性，显示出极为广阔的发展前景。,未来农药的发展将遵循,“,安全、经济、有效、使用方便,”,的原则，化学农药将向更加安全的方向发展，而生物农药则向经济有效的方向发展，两者共同的发展方向是良好的剂型和简便的使用技术。,农药详细分类,1.,杀虫剂,A,有机磷类 磷酸酯、一硫代磷酸酯、二硫代磷酸酯、膦酸酯、磷酰胺、硫代磷酰胺、焦磷酸酯（马拉硫磷）,B,氨基甲酸酯,类,N,甲基氨基甲酸酯类、二甲基氨基甲酸酯（西维因）,C,有机氮,类 脒类、沙蚕毒类、脲类,D,拟除虫菊酯,类 光不稳定性拟除虫菊酯、光稳定性拟除虫菊酯,E,有机氯类（氯代烃类，如,DDT,）,F,有机氟类,G,无机杀虫剂 是以天然矿物质为原料的无机化合物,H,植物性杀虫剂,I,微生物杀虫剂,J,昆虫生长调节剂,K,昆虫行为调节剂,l,生物源类杀虫剂,2.,除草剂,（,1,）选择性除草剂：除草剂对不同种类的,苗木,，抗性程度也不同，此,药剂,可以杀死杂草，而对苗木无害。如,盖草能,、,氟乐灵,、扑草净、西玛津、,果尔,除草剂等。（,2,）,灭生性除草剂,：除草剂对所有植物都有毒性，只要接触绿色部分，不分,苗木,和杂草，都会受害或被杀死。主要在播种前、播种后出苗前、,苗圃,主副道上使用。如,草甘膦,等。,农药的优点,1,、疾病的控制,2,、提高作物产量，农民增收，,农药对缓解人口与粮食的矛盾中发挥了重要作用。,农药存在的问题,1,、,遗传性演变,，物种体内出现遗传性农药，增强,病菌,、害虫对农药的抗药性,解决方法：无农药应用，避免重复使用相同的农药,2,、,造成生态系统的不平衡，产生了新的有害生物,危害：持久性、累积性、放大性（食物链顶端物种体内积累的毒性物质含量多，如,DDT,的积累，生物浓集作用）,3,、,农药中有毒物质在环境中的转移，对于人类健康造成的影响,（短期农药的影响，食品与农药残留的处理）,短期农药的影响案例点：博帕尔灾难（,40,吨的甲基异氰酸盐气体释放，,60,万人处在危险之中，,2500,人立即死亡，,50,000-60,000,有严重的健康问题）,农药的长期影响（潜在的更高的患癌症的风险，不育症，流产,/,出生缺陷，帕金森氏症的潜在风险较高，内分泌干扰物）,危害后果严重：农药对大气、土壤、水体、生态环境、生物多样性、对人体健康。,解决方案,1,、开发环境友好农药,新农药的开发和研制的出发点是保护人类的环境、健康和自然生态，充分利用害虫体内的特性物质,(,目标作用酶,),的差异性，提高农药作用的专一性，有效地保护有益生物、控制有害生物。,新农药开发的目标转向易降解、低残留、高活性以及对环境有益生物比较安全的方向。许多针对性强、高效甚至超高效农药不断面世。,2,、加强管理与科学使用农药,限制使用农药的条件包括适用作物、防治对象、施用量、方法、时期以及土壤、气候、条件等。,3,、栽培的方法控制害虫数量,（如在适当的时间进行播种，施肥和灌溉，作物轮作）,4,、生物控制,（使用自然发生的疾病，寄生虫病，或捕食者控制害虫）、,信息素和激素,（天然及合成激素诱导发育异常）、,生育控制,5,、基因调控,（利用转基因（,GM,）植物,案例点：,BT,，它的潜力和存在的问题,转基因玉米产生的,Bt,毒素,潜在的问题可能会影响非目标物种，如黑脉金斑蝶,检疫）,6,、综合虫害管理,7,、辐照食物（主要用于肉类，杀死许多微生物）,8,、相关立法,固体废弃物,固体,废弃物,是指人类在生产、消费、生活和其他活动中产生的固态、半固态废弃物质（国外的定义则更加广泛，动物活动产生的废弃物也属于此类），通俗地说，就是“垃圾”。主要包括固体颗粒、垃圾、炉渣、污泥、废弃的制品、破损器皿、残次品、动物尸体、变质食品、人畜粪便等。有些国家把废酸、废碱、废油、废有机溶剂等高浓度的液体也归为固体废弃物。,固体废物处理,卫生填埋场,与卫生填埋场相关的问题,甲烷气体的产生,地表水,/,地下水污染,不是一个长期的补救的方法。,即使当它关闭时，也有相当大的成本,塑料问题,轮胎问题,（由不可回收材料制成，可燃烧）,焚化，焚化类型,（大批量焚化，模块化，垃圾衍生）,与焚烧有关的问题,（总是有一些空气污染，大量的灰尘，经常争议的选址）,固体废弃物的处理,三个目标：,1,）减少,减少废物的数量：源头减量,污染防治法“（,1990,年）,非物质化,2,）重复使用,（纸、玻璃、铝、铝以外的金属、塑料）,3,）回收纸,综合废物处理,危险废物的类型,二恶英（二恶英）,多氯联苯（,PCBs,）,放射性物质,核武器,试验的沉降物,核燃料循环的“三废”排放,医疗照射引起的放射性污染,放射性发光表盘、,夜光表,以及彩色电视机产生,x,射线,危险废物管理,现有的清理有毒废物：超级基金计划,危险污染物的生物治疗（植物修复，生物修复）,垃圾卫生填埋,垃圾中含有的灰渣、砖瓦、陶瓷等物质以及垃圾处理后产生的各种残渣，必须通过填埋方式进行处理。填埋必须符合卫生填埋标准：填埋物的含水量小于,20%30%,，无机成分大于,60%,，密度大于,0.5t/m3,。,垃圾焚烧处理,焚烧垃圾时会产生一些有害气体（如,HCl,、,HF,、,NOx,、,SO2,等）、有机物和炉渣。如果将他们直接排放到环境中，同样会导致污染，因此有必要将垃圾送进焚烧炉进行集中处理。垃圾焚烧发电技术不但解决了垃圾露天焚烧带来的环境污染问题，同时有效地利用了垃圾所含的能量，可谓一举两得。,“电子垃圾”,处理不当危害极其严重，特别是电视、电脑、手机、音响等电子产品，含铅、镉、水银、六价铬、聚氯乙烯塑料、溴化阻燃剂等大量有毒有害物质。有资料显示，每一台电视机或电脑显示器中的阴极射线管平均含有,4,至,8,磅铅。而铅一旦进入土壤会严重污染水源，最终将危害人类、植物和微生物，还会对儿童的脑发育造成极大的影响。,在国外，电子产品的拆解是专业性很强、技术含量很高的工作，而中国的拆解作坊里往往是用硫酸把其他成分腐蚀掉而留下贵金属，在钞票源源不断进入非法拆解者的腰包的同时，酸液等大量有害物质也源源不断被排入河流、渗入地下，造成很持久的污染。”,电子废弃物处理基本流程,预拆解,合格品,有毒元件,贵金属元件,破碎,分选,一般元件,铁 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