小議農(nóng)業(yè)水體污染及電催化氧化水技術(shù)應(yīng)用

1、小議農(nóng)業(yè)水體污染及電催化氧化水技術(shù)應(yīng)用民營科技2011年第1o期資源?生態(tài)?環(huán)境小議農(nóng)業(yè)水體污染及電催化氧化水技術(shù)應(yīng)用魏秀珍(九江市環(huán)境科學(xué)研究院.江西九江332000)摘要:主要論述了農(nóng)業(yè)水污染的主要形式,以及污染對環(huán)境,人類健康帶來的不利影響,表明了對農(nóng)業(yè)水污染的防治的作用.同時,介紹了在農(nóng)業(yè)水污染處理中的電催化氧化水處理技術(shù),希望能為農(nóng)業(yè)水污染的處理提供一些借鑒和參考作用.關(guān)鍵詞:農(nóng)業(yè);水污染;處理技術(shù)從我國的基本國情來說,我國是一個農(nóng)村人口占到70%的農(nóng)業(yè)大國,且農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化程度較低.美國著名的化學(xué)家和環(huán)保主義者蕾切爾?卡遜在上個世紀60年代所關(guān)注的農(nóng)業(yè)污染問題在今天的中國仍然具有極為現(xiàn)

2、實的指導(dǎo)意義.對我國大多數(shù)流域污染情況尋根求源就會發(fā)現(xiàn),干流和支流沿岸的農(nóng)藥化肥及其它農(nóng)業(yè)廢棄物肆意地向水體拋棄是構(gòu)成水環(huán)境惡化的重要原因之一,而且往往正是這些不經(jīng)任何處理就排向江河湖海的大量農(nóng)業(yè)污染物在很大程度上造成對水體的毒化問題.每年農(nóng)業(yè)上農(nóng)藥的使用量為幾百萬噸,造成大量農(nóng)藥進入水環(huán)境.因而,對農(nóng)業(yè)產(chǎn)生的水體污染治理任重道遠.筆者主要對農(nóng)業(yè)水污染的形式進行分析,并介紹了一項很有潛力的農(nóng)業(yè)水污染治理技術(shù)電催化氧化水處理技術(shù),以期為農(nóng)業(yè)水污染的防治提供參考.1農(nóng)業(yè)和水污染據(jù)相關(guān)統(tǒng)計,全球每年生產(chǎn)300萬一700萬噸農(nóng)藥.近年來,化學(xué)品的使用劑量逐年降低,但每種藥品活性組分的毒性成分種類卻越來

3、越多.幾百萬噸的農(nóng)業(yè)化學(xué)品主要用來培育蘑菇等真菌,除草和消滅害蟲,其活性化學(xué)組分的種類多達幾百種.農(nóng)業(yè)化學(xué)品對生物及人類有毒害作用,因而它的使用受到國家特殊限制并有嚴格的評估程序,其目的是保護土壤和水資源環(huán)境.集水區(qū)或水體下游的農(nóng)業(yè)用地,其水資源環(huán)境備受關(guān)注,尤其是水體中化學(xué)污染物的最高含量.如美國河流中三嗪和氯乙酰苯胺兩類物質(zhì)是需要經(jīng)常監(jiān)測的.農(nóng)藥濃度的時時監(jiān)測有助于人類掌握土壤和水體中非靶體生物的毒害水平,以便協(xié)調(diào)地表水的使用和地表飲用水的供給.但定量地衡量進入地表及水體的農(nóng)藥比例并設(shè)計有效的減弱措施有一定難度.典型的農(nóng)業(yè)化學(xué)品點源污染包括運輸過程中的農(nóng)場和貯存設(shè)備所發(fā)生的意外泄漏.這類點

4、源污染通過污水處理系統(tǒng)就能達到排污目的,但農(nóng)藥會滲入附近的土壤或通過污水處理廠進入水環(huán)境.點源污染會造成下游出口農(nóng)業(yè)化學(xué)品高濃度,但卻不是農(nóng)業(yè)化學(xué)品污染的主要形式.非點源污染,即農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活過程中,氮和磷素等營養(yǎng)物質(zhì),農(nóng)藥以及其他有機或無機污染物質(zhì),通過農(nóng)田地表徑流,農(nóng)田排水和地下滲漏形成的水環(huán)境污染,是農(nóng)產(chǎn)品污染的主要形式.因流失而引起的農(nóng)藥損失主要決定于土壤的水力性質(zhì)(滲透性,水流模式),地形和氣象條件,與化合物的特性如在土壤中的吸附行為關(guān)系不大.相對于取代農(nóng)藥或改變使用時機,限制農(nóng)業(yè)化學(xué)品使用將是比較有效地減弱藥品流失的措施.在非農(nóng)業(yè)區(qū),排水系統(tǒng)和污水系統(tǒng)也因農(nóng)藥的使用而使水體污染日益嚴

5、重,其傳播途徑為含農(nóng)藥雨水進行的大氣循環(huán).從農(nóng)業(yè)對環(huán)境影響的全景來看,農(nóng)藥在減弱生態(tài)變化和維持生物多樣性方面是至關(guān)重要的因素.農(nóng)藥使用過程中可能引起的中毒對農(nóng)業(yè)工作者而言也是相當危險的.盡管中毒現(xiàn)象在北美和歐洲是有爭議的,但是在發(fā)展中國家中毒事件屢見不鮮,數(shù)據(jù)統(tǒng)計每年農(nóng)藥中毒人數(shù)約300萬,意外死亡人數(shù)約2萬人.除了維持生態(tài)環(huán)境以外,發(fā)展中國家農(nóng)業(yè)活動的目的是滿足人口的食物需求以及為政府維護食品安全.隨著城鎮(zhèn)化和工業(yè)化進程的不斷加速,農(nóng)業(yè)所引起的水質(zhì)量問題也日趨嚴重.近幾年,單位面積內(nèi)耕地的農(nóng)藥用量正逐年增加.而在發(fā)展中國家,農(nóng)藥的監(jiān)測能力及其危害性的評估技術(shù)還相當有限.另外,由于經(jīng)濟欠發(fā)達,

6、持久有機氯化物農(nóng)藥因其相對比較便宜而且有效仍被廣泛應(yīng)用,因而農(nóng)業(yè)水體污染的治理任重道遠.2電催化氧化水處理技術(shù)電催化氧化水技術(shù)是水處理領(lǐng)域內(nèi)的一項新興技術(shù),被眾多國內(nèi)外學(xué)者應(yīng)用于有機廢水的處理當中,并研究對其有機物的降解機理和影響降解效率的因素,使該技術(shù)得到了不斷發(fā)展.2.1原理農(nóng)藥污水含有高濃度的有機物,用傳統(tǒng)的物理法及生物法難以有效凈化.電化學(xué)氧化技術(shù)的原理:污染物在電極上發(fā)生直接電化學(xué)反應(yīng)或利用電極表面產(chǎn)生的強氧化性活性物質(zhì)使污染物發(fā)生氧化還原轉(zhuǎn)變即間接電化學(xué)轉(zhuǎn)化.直接電化學(xué)轉(zhuǎn)化通過陽極氧化可使有機污染物轉(zhuǎn)化為無害物,過程伴隨生成0的副反應(yīng),因而電流效率降低,但通過改變電極材料和控制電位

7、可減少副反應(yīng)的發(fā)生.間接電化學(xué)轉(zhuǎn)化是通過電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的氧化還原劑使污染物轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì).目前,電催化氧化技術(shù)處理難降解有機物未能工業(yè)化的難點在于2個時間問題:一是電催化的效率如何提高;另一個是電極壽命問題.因而,開展有關(guān)電極材料,結(jié)構(gòu)和制備方法的研究,對于該技術(shù)的工業(yè)化有重要意義.2.2應(yīng)用農(nóng)藥的廣泛使用,在提高農(nóng)作物產(chǎn)量的同時也給人類健康帶來了威脅.農(nóng)藥污染水的排放已嚴重破壞了生態(tài)環(huán)境,農(nóng)藥的殘留毒性問題越來越受到人們的關(guān)注.vlyssides等在圓柱形rri基體的表面鍍了一層0.22mm的鉑合金(長14.0cm,直徑1.5em)當作陽極,將陽極放人不銹鋼圓筒(長14.0em,直徑8.0e

8、m),電極間充人nac1電解質(zhì)溶液,即構(gòu)成電解槽.將此裝置用于廢水中殺蟲劑甲基對硫磷的降解.試驗以0.152mol/l甲基對硫磷水溶液為研究對象,電解槽容積6l,電解時間120min,電流密度0.56mcm2,電解溫度45時,獲得了對硫磷降解率82%,有機碳降解率66%的效果,試驗還確定了降解的最終產(chǎn)物為蟻酸,乙酸和三硫化四磷,并提出了可能的機理.bfimecombe等研究了利用玻碳電極處理水中的阿米曲拉殺蟲劑(2,4一二甲基苯基甲酰胺類),考察了ph和溶劑對電化學(xué)過程的影響,并檢測出主要的降解中間體.結(jié)果顯示,當ph>3時阿米曲拉降解為2,4一二甲基苯基甲酰胺和2,4一二甲基苯胺的速度

9、較快;阿米曲拉能夠在乙醇,甲醇,乙腈和二甲亞砜溶劑中穩(wěn)定降解為2,4一二甲基苯基甲酰胺.結(jié)語農(nóng)業(yè)水污染問題應(yīng)得到足夠重視,特別是像我國這樣的農(nóng)業(yè)大國,對農(nóng)業(yè)水污染治理上更是任重道遠.一方面要加強農(nóng)業(yè)的生態(tài)建設(shè),改革農(nóng)業(yè)運作方式,另一方面也要積極采用行之有效的技術(shù)手段對農(nóng)業(yè)產(chǎn)生的水污染問題加以解決,通過這些手段共同促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)地區(qū)的長期可持續(xù)發(fā)展.(上接64頁)施工方案設(shè)計的內(nèi)容包括了養(yǎng)護施工的順序,主要施工方法的確定等.養(yǎng)護施t的順序的確定應(yīng)考慮工作量的大小,工期要求,施t技術(shù)措施和施工方法等,以便在宏觀上控制整個工程.養(yǎng)護施工的順序安排得好,可加快進度,這對受時間約束較強的養(yǎng)護作業(yè)來說有重要意義.4.3實行養(yǎng)護定額管理養(yǎng)護定額,作為確定養(yǎng)護作業(yè)人t,材料及機械消耗量的計算依據(jù),對控制養(yǎng)護成本有著重要的作用.隨著養(yǎng)護工作進一步市場化的推進,養(yǎng)護管理單位完善自己的養(yǎng)護工,料,機消耗定額規(guī)范;控制不同地區(qū),呱絲.不同路段,不同時段和不同養(yǎng)護工作量,具有決定的參照依據(jù)作用.實行養(yǎng)護定額管理,以區(qū)分不同養(yǎng)護作業(yè)的成本報價,降低非生產(chǎn)性支出,讓養(yǎng)護經(jīng)費有效地使用在養(yǎng)護的公路上;