科普:水污染对农业的影响
农村可利用水资源不但变少,而且常受到污染。
受污染的水从各种途径对农业生产发生影响,主要表现是:
对农作物生育产生直接影响,使产量降低;
污染物对土壤产生影响,间接影响农作物生育;
对农产品品质产生影响,降低其食用价值,间接影响人畜健康。
(一)氮过量危害
作物生育必须吸收大量氮素,但灌溉水中若含氮过多,可造成作物的营养失调,导致徒长、倒伏,抗逆性差,易发生病害,成熟不良等问题,从而使作物减产,品质恶化。
(二)有机物的危害
水中的有机污染物种类很多,它们的共同点是容易分解。
污水中的有机物进入农田后,有机物分解迅速,分解过程消耗大量氧气,分解过程中生成的氢、甲烷等气体及醋酸、丁酸等有机酸和醇类等中间产物中相当部分对水稻有毒害。同时因氧化还原电位的降低,生成的过量亚铁和硫化氢使水稻的养分吸收和体内代谢过程受抑制,导致减产。
1ppm化学耗氧量,能使水田氧化还原电位降低6-7毫伏,氧化还原电位过分降低,招致水稻的还原障碍,直接影响水稻的产量。
各种有机污染的废水中,有机物引起的还原和氮素过量发生的农业问题,经常是联系在一起的。有机质在灌溉水中的指标,COD、BOD均可表示,为测定方便,常用COD指标。据认为,水田灌溉水铵氮在3-5ppm以下,COD在5ppm以下较为安全。
(三)油分的危害
各种矿物油和动植物油进入农田后,能引起土壤障碍和对植物的直接危害。在水田,油分飘浮在水面,水稻组织浸在油层中,油分渗入组织,使其呈半透明状态,因而体内水分代谢发生障碍,叶尖卷曲,数日后低位叶尖端变褐色,心叶黄白色,使植株枯萎。
油分在土壤中残留,引起慢性障碍。石油不仅影响农作物的生长发育,还会被作物吸收残留在植物体内,使粮食、蔬菜变味,所谓“油味饭”就是引用炼油厂含石油浓度高,而未经处理的废水灌溉稻田的结果。
(四)盐分的危害
含盐量高的各种废水对作物的危害主要由高浓度的盐分所造成,其中氯化钠最为常见。高浓度的含盐污水危害水稻后,能在短时间内使全部叶子失水干枯致死;低浓度的含盐污水危害水稻时,首先表现叶色变浓,接着下部叶片枯萎,分蘖受到抑制。稻根在短时间高浓度盐害情况下,由于铁的浓淀,颜色变深;生长期受低浓度盐度时,稻根逐渐变成黑色且腐烂。
(五)酸碱危害
各种工业企业的排水,常含较强的酸性或碱性,如造纸厂的废水碱性很强,硫化物矿排水,水泥、水坝施工现场排水等均含大量的酸、碱。水稻受碱性危害时,叶色浓绿,地上部生长受抑制,引起缺锌症状,生育停滞,叶片出现赤枯状斑点。因铁、锰、铜等重金属溶解度大为降低,对于某些营养元素不足的土壤,导致营养缺乏症状发生。在酸过强情况下,水田土壤表面呈赤褐色,为铁、铝溶出的结果,在这种情况下,水稻吸收铁过多,会产生营养障碍,大量的活性铝对植物根的生育有抑制作用。
(六)重金属的危害
各种金属矿山、冶炼厂、电镀厂等的废水中,含有铜、锌、镉、镍等重金属或砷及其它元素,这些废水使农作物受害的事故较多,引起相当严重的公害问题,对人体健康有不良影响。
一般重金属对作物的危害,表现症状相似。水稻表现症状主要可在根部观察,一般在新根部观察,一般均表现为新根伸长受抑制,主根尖端发生枝根,根系呈带刺的铁丝网状。重金属浓度较高时,从成熟初期到中期,叶片迅速卷曲,表现青枯症状,受害严重的植株枯死。这种青枯症状,铜、镍表现显著,而钴、锌、锰明显程度依次降低。
此外,也可见叶脉间黄白化现象,特别是新叶叶脉间易见缺绿,至叶片展开时全叶呈黄绿色,尤以钴浓度较高时为显著。受重金属危害的植株至收获时影响更为严重,水稻产量与培养液浓度的关系,影响的强度次序是铜>镍>钴>锌>锰。
(七)酚、氰的危害
工业废水中的重要有害成分是酚。酚类化合物种类很多,引起重视的主要是挥发性的一元酚,特别是苯酚和甲酚。酚的来源比较广,焦化厂、城市煤气厂、炼油厂和石油化工厂等的排放废水含有大量的酚。
高浓度的酚影响农作物生长发育,使其植株变矮,根系发黑,叶片狭小,叶色灰暗,阻碍植物对水分养分的吸收和光合作用的进行,产量大大降低,严重时庄稼干枯颗粒无收。高浓度的酚在植物体内积累,产品食味恶化,带酚味,品质下降,特别是蔬菜作物影响更大。
由于苯酚对植物毒性小,影响生育程度需较高的浓度。据试验,玉米在灌溉水100毫克/升,蕃茄在200毫克/升以上,开始造成减产。
氰化物对动物有很强毒性,而高等植物对氰化物有一定同化能力,毒性相对弱。氰化物进入氮代谢系统后生成天冬氨酸,它是植物体内的正常代谢产物,所以在作物的生长早期可用含氰废水灌溉。而在后期灌溉,则有可能将氰化物转入人体,对人体造成危害。高浓度氰化物对植物表现不良影响,如用100毫克/升氰化钠灌溉油菜,出苗后三天死亡率达85%,同样浓度水培菜豆幼苗,仅二天就引起失水死亡。氰化物对植物的毒性,主要由于氢氰酸是一种呼吸抑制剂。