农产品安全与环境

一、作物清洁生产的概念Cleaner Production
        答：1.农产品清洁生产是建立在现代生态农业技术基础上，实现农业可持续发展的一种生产方式。
        2. 《清洁生产促进法》中的定义：清洁生产是指不断采取改进设计、使用清洁的能源和原料、采用先进的工艺技术与设备、改善管理、综合利用等措施，从源头削减污染，提高资源利用效率，减少或者避免生产、服务和产品使用过程中污染物的产生和排放，以减轻或者消除对人类健康和环境的危害。
        3用集安全、优质、营养为一体的农产品(粮油、蔬菜等）是人们日常生活的基本需求。然而，环境污染以及传统农业生产技术和管理方面的局限性使农产品含有对人体有毒、有害的物质。如何在农产品生产过程中减免这些有害物质或将其控制在安全标准以内，是农产品清洁生产的核心科学问题。
        4. 在1996年时UNEP对清洁生产重新定义为：　清洁生产是一种新的创造性思想，该思想将整体预防的环境战略持续应用于(作物)生产过程、产品和服务中，以增加生态效率和减少人类及环境的风险。　
        --对生产过程，要求节约原材料和能源，淘汰有毒原材料，减少降低所有废弃物的数量和毒性。--对产品，要求减少从原材料提炼到产品最终处置的全生命周期的不利影响。--对服务，要求将环境因素纳入设计和所提供的服务中。
        二、作物清洁生产的基本环节
        答：农业清洁生产是由三个环节构成：一是使用原材料的清洁生产，二是生产过程的清洁生产，三是产品的清洁生产。///////清洁生产的定义包含了两个全过程控制：生产全过程和产品整个生命周期全过程。////////对生产过程而言，清洁生产包括节约原材料和能源，淘汰有毒有害的原材料，并在全部排放物和废物离开生产过程以前，尽最大可能减少它们的排放量和毒性。对产品而言，清洁生产旨在减少产品整个生命周期过程中从原料的提取到产品的最终处置对人类和环境的影响。（正确理解全员行动是搞好作物生产的工作的前提；领导有力、责任到人是有序推行清洁生产工作的基本保证；预防为主无低消费是实施清洁生产的基本指导思想；深入调查精心筛选是保证清洁生产工作的重要环节；制定规划按章操作是改进工作促进生产的关键所在；技术创新立项攻关是推动清洁生产的重要手段）
        三、影响作物内在品质的环境因素
        答：1大气污染：虽然一些植物对大气污染物有很强的抵抗能力，在一定的限度内可以吸收大量的污染物，但是若污染程度超过了一定的限度，即超出了植物的生理忍耐程度，能干扰细胞酶的活性，杀死组织，造成一系列的生理病变。这些污染物质在作物、蔬菜产品中积累，直接危害人体健康。
               大气污染对植物的危害可分为可见性伤害和不可见性伤害。可见性伤害根据植物受害程度分为急性型、慢性型和混合型三种类型。不可见伤害是由于植物吸收低浓度污染物而使生理、生化方面受到不良影响。虽然叶片表现不会出现明显的受害症状，但会造成植物不同程度的减产，或影响产品的质量。
               大气污染物中对植物影响较大的是 S02 、氟化物、氧化剂和乙烯。氮氧化物也会伤害植物，但毒性较小。氯、氨和氯化氢等虽会对植物产生毒害，但一般是由于事故泄漏引起的，危害范围也不大。
        2水源污染：受污染的水体从各种途径对作物、蔬菜生长产生影响，主要表现是：对作物、蔬菜生育产生直接影响，使产量降低；水体中的污染物对土壤产生影响，间接影响作物、蔬菜的发育；对蔬菜产品品质产生影响，降低其食用价值，间接影响人畜健康。作物生产基地水源污染的污染源和污染物主要来源于工业废水和城市生活污水。溶于水的有毒物质，被根系吸收，进入植物体内，导致代谢失调，品质下降；或毒素大量积累，并通过食物链转移进入人畜体内造成危害。另外，医院排出的污水含有各种沙门杆菌、各种毒素、大肠杆菌、寄生性蛔虫等致病菌，也会对作物、蔬菜造成污染。
        3土壤污染：
        土壤对植物必需的重金属与非必需的重金属在剂量-反应关系上有着。土壤中出现重金属或类金属污染时，常常有两种或两种以上重金属同时存在，元素之间也存在多种形式的联合作用，对植物产生复杂的共同效应。
        四、土壤常见的重金属污染及其防治对策
        答：固体废物污染型土壤是指被丢弃的固体状物质和泥状物质对土壤的污染，其污染特征属点源性质，主要是造成土壤的重金属污染，常见重金属污染主要有Pb、Hg、Cd、Cr、As等。
        防治措施：1。土壤受污染后, 蓄积在土壤中的有害物质能迁移到水、空气和植物中, 最终进入人体。土壤污染一旦形成, 就会造成长远的影响, 而且难以消除。因此, 我们应以“预防为主”, 积极做好土壤的保护工作。////////2。土壤污染的防护要采取综合措施, 首先要控制和消除土壤的污染源, 同时对已经污染的土壤采取措施, 消除土壤中的污染物或控制污染物迁移转化, 使其不能进入食物链。////////3。生物防治土壤污染物质可通过生物降解或植物吸收而净化土壤。如羊齿铁角蕨属的一种植物, 有较强的吸收土壤重金属能力, 对土壤中镉的吸收率可达到10% , 连种多年可使土壤镉含量降低50%。////////4。施加抑制剂轻度污染的土壤, 施加某种抑制剂, 可改变污染物在土壤中的迁移转化, 减少作物吸收, 如使用石灰可增加土壤PH, 使铜、锌、汞、镉等金属或氢氧化物沉淀。据实验, 施用石灰后稻米含镉量可降低30%。碱性磷酸盐可与土壤中的镉形成磷酸镉沉淀, 对消除镉污染具有重要意义。///////5。增施有机肥有机胶体和粘土矿物胶体, 对土壤中重金属和农药有一定吸附力。因此增加土壤有机质, 改良砂性土壤, 能促进土壤对土壤有毒物的吸附作用, 增加土壤容量, 提高土壤的自净能力。////////6。加强水浆管理水稻土壤的氧化还原状态可影响水稻土中重金属的迁移转化。淹水可明显抑制水稻对镉、铜、铅、锌的吸收, 落干将促进水稻的吸收。//////7。客土、深翻被重金属严重污染的土壤, 若面积不大, 可用客土换土法, 对换出土壤要妥善处理, 防止次生污染。亦可将污染土壤翻到下层, 深埋程度以不污染作物而定。//////////8。防治对策：大大减少含 Hg 农药的生产使用，许多国家已不再生产，并禁止在农业上使用。
        五、农药、化肥的使用及其存在的问题
        答：农药既是现代农业生产中不可缺少的生产资料，又是一类对环境有害的有毒化学品，因此在农药的生产、储运、销售和使用过程中如何处理好这对矛盾，是保证农业持续发展和保护生态环境的重大课题。
        1农药使用不合理：（1）农药使用不合理的方式和方法：①打“保险药”②盲目加大用药量和增加用药次数③长时间使用同一种或同一类机制的农药④用药不对路⑤错过防治期 ⑥对水量不足⑦用药方法不对///// （2）农药使用不合理造成的不良后果：①防治对象产生抗药性②破坏生态平衡③病虫草害更加猖獗④ 环境污染
        2农药使用不安全：（1）农药使用不安全的方式和方法：①随意放置②运输破损③滥用农药④习惯用高毒农药和高浓度⑤错用农药⑥使用残效期长的农药⑦自我保护意识差⑧不注意施药器具保养⑨不清洗喷药器具。（2）使用过程中的安全事故：①对人畜的毒害②对被保护的植物③对天敌和其他有益生物的影响④对环境的污染
        农产品残留超标农药对土壤的污染：农药包含各种各样的化学物质，其中多数为有机化合物。少数是有机一无机化合物或纯矿物质。个别组成中含有Hg、Zn、Cu、Fe等重金属。在所施用的农药中，最终总有一部分沉淀在土壤中。
        农药对生物（主要是人）的影响及危害：由于自然界的农药残留积累，必然会影响到生活在其中的各种生物，这些残留和积累的农药通过食物链和药剂残留引起生物各种生理生化变化，从而导致生物种群组成和数量的变化，破坏了生态平衡。
        农药防治措施：①加强管理。土壤环境保护主要靠管理，而管理能否实施又主要靠国家的立法。②大力开发高效、低毒、安全性农药。③ 采用综合措施防治病虫害。有计划、有步骤、协调地运用各种防治技术。④ 改进农药制剂剂型和喷洒技术。
        化肥：
        化肥的不正确使用及其对土壤肥力的影响与土壤的污染：
        随着农业生产的发展，耕地面积的扩大，复种指数的提高，优质高产品种的推广和栽培技术的改进，化肥需要量日益增加。致使土壤变酸或变碱，改善或恶化土壤的农业化学性质和物理性质，促进离子的交换吸收或促使其置换进土壤溶液中，促进或阻止阳离子（生命元素和有毒元素）的化学吸收，促进土壤腐殖质的矿化或合成；增强或削弱土壤或肥料中其他营养元素的效应，活化或固定土壤中的营养元素，引起营养元素间的拮抗或协同作用，从而明显地影响其吸收和在植物体内的代谢。
        不正确的使用方法：1。偏施问题：在实际生产中, 常常有人误解为化肥就是氮肥、磷肥, 只要大量施用氮、磷肥就能增产，这是不对的。其实应该是土壤缺乏某些元素时, 就增施相应元素的肥料, 不能以大量元素肥料代替中量或微量元素肥料。///////2。盲目施用肥料问题：由于化肥在农作物增产方面的效果非常明显， 所以使很多人误解为不论施用什么化肥都一定能增产。这也是使用化肥的一个误区。根据最小养分律学说, 我们在施肥时, 首先要摸清具体条件下，哪种养分相对于农作物需要量相差最多就先要满足这种养分。////////3。肥料配合施用问题：农作物施肥由单纯施用有机肥到化肥与有机肥相结合，是农业施肥的重大发展。目前生产中出现偏施、单施化肥的现象越来越严重。有机肥养分丰富且富含有机质，对改良土壤培肥地力有重要作用。有机肥的优越性是化肥所没有的。另外，应当指出的是，肥料的配合也包括各种化肥间配合，这种配合方式的增产效果也好于单施某种化肥。/////////4。化肥对土壤的影响问题施用化肥会引起土壤板结，肥力下降, 这也是使用化肥的一个误区。化肥的种类很多，只要各种化肥适宜配合施用，不会降低土壤肥力也不会引起土壤性质恶化。/////////5。.水源污染土质恶化严重：由于农田大量使用化肥，已造成对水源的严重污染。化肥的重金属元素污染，镉（Cd）是土壤中重要的污染元素。肥料中Cr、Pb元素以及As元素含量也较高。/////////6。农业投入与产出比逐年下降///////7。农作物产量上升品质下降： 由于化肥的大量使用，尤其是氮肥的使用，农作物所需的中、微量元素及其它养分得不到及时地补充，使农产品的营养成分下降，水果中的含糖量降低，蔬菜中的维生素降低，粮食的蛋白质及淀粉含量降低，蔬菜的亚硝酸盐含量升高。由于这些问题的存在,使我国农副产品的出口受到很大的影响。/////////8。进口化肥冲击国产化肥：目前我国的化肥总产量已达30000kt (纯养分) ，是世界上最大的化肥生产国。但化肥产量高，品种少，化肥的有效成分含量低，肥料利用率低，发达国家化肥种类多，进口肥料技术含量高，有效成分含量高，专用肥多，常量元素和中量元素比例合理，有机肥与无机肥配制适当，肥料利用率高。进口肥料的这些特点使其在我国大受欢迎。近年来进口化肥呈现逐年增加的趋势。
        六、作物中农药的残留规律
        答：作物的农药残留是指农药使用后残存于作物中的农药原体、有毒代谢物、降解物和杂质的总称，残存的数量称为残留量。作物的残留农药，一方面来自施药后农药对作物的直接污染，另一方面主要来自作物对污染环境中农药的吸收。
        影响作物的农药残留水平（更具体地讲是影响其残留降解速度的因素）可分为三类：农药的理化性质及农药施用方法、作物种类、环境因素。农药常以粉粒、水滴和雾滴的形式落于作物上。农药最初是以物理方式沉积于作物表面的，其归属主要决定于农药特性及所在作物的形态生理特点。如吸附性强的农药容易黏附在作物的体表，而亲脂性农药容易溶人植物表皮的蜡质层，内吸性农药不仅能渗透进植物表皮蜡质层，还能进人植物组织内部，被作物吸收、输导，分布在植株各部分中。环境中的农药受环境因素的影响，将会发生水解、光降解等化学变化，使其分子结构发生变化，转化为新的降解产物或代谢物。作物对环境中农药的吸收，不仅包括对农药原体的吸收，也包括对这部分代谢物或降解产物的吸收。一些性质较稳定的农药可以长期存在于环境介质中，一般来说，这是一个无害化的过程，主要表现为农药原体及其代谢产物数量的减少和毒性的下降，最后形成无害的或基本无害的化合物。但值得注意的是，一些农药的代谢转化产物具有较高的毒性。
        作用于作物的农药虽然可受到外界环境条件的影响，或在作物体内酶系的作用下，发生代谢转化逐渐被降解消失，但速度差别很大，性质稳定的农药降解消失是缓慢的。这样使作物在收割时往往还带有微量的残留。当作物体表及体内的农药原体、有毒代谢物、降解物和杂质的总量达到或超过农药的最大允许残留量时，将导致作物的农药残留污染。
        七、作物有害元素残留规律
        答：1．环境中的有害元素与植物的吸收：不同元素具有不同的物理化学特性，溶解性、稳定性等各方面都存在着很大的差异。而不同的生物也具有各自不同的生物学生长特性，对于各种元素的吸收、积累能力也各有差异。因此不同的元素尤其是有害元素在作物中的残留规律有所不同，植物在不同生育期接触重金属，受到的危害也是不同的。
            土壤中重金属元素对作物生长和残留的影响，会受到不同作物品种、污染重金属元素的种类和形态、栽培农业措施以及土壤黏粒含量、有机质含量和 pH 等物理化学性质的制约，致使土壤中的重金属含量与作物中的含量的相关性不高。
        2．不同作物对有害元素的吸收的差异性：同一种类的植物对不同的重金属元素富集能力不同，不同种类作物对重金属的吸收富集能力不同。一般叶菜类如菠菜、芹菜等对重金属有较强的富集能力。不同重金属元素在作物中的积累水平也不同，这可能与作物的生理功能有关。除作物的生理特征差异外，造成作物中重金属积累差异的主要原因是土壤中重金属的污染程度。
        3．不同元素在作物中吸收的差异性：重金属元素在作物体内吸收和运输的机制，与各元素在植物体内的吸收机制及生物化学过程密切相关。重金属元素被农作物吸收的难易程度随着种类不同而有所差异：被粮食吸收的程度为As<Cd<Hg<Pb<Mn<Cr<Cu<Zn，被蔬菜吸收的程度为As<Cd<Hg<Mn<Pb<Cr<Zn<Cu。不同种类蔬菜之间也略有差异。由于受到新陈代谢方式的影响，农作物容易吸收的重金属元素为Zn和Cu。而相比之下，Zn元素特别容易被粮食吸收，Cu元素特别容易被蔬菜吸收。不同的蔬菜种类及同一种类的不同器官，由于外部形态及内部结构不一，吸收重金属元素的生理生化机制各异，故其重金属元素的累积量差异较大。