肥料对环境的污染fertilizer pollution onenvironment

肥料在积制、制造和施用过程中的残留物影响环境质量下降的现象。这些残留物的排放、转移、富集等给环境——主要是水质、土壤和大气带来污染，不仅影响作物生长发育，而且通过“食物链”危害动物和人体健康。
化学肥料的污染 首先，化学肥料中包括原料中存在的未被分离出去的杂质和生产化肥时所形成的有害物质，包括镉(Cd)、砷(As)、汞(Hg)、铬(Cr)、镍(Ni)、铅(Pb)等无机元素和含氮(N)、含硫(S)、含氯(Cl)等有机化合物；其次，化肥在施用过程中，由于作物对养分的选择吸收，把肥料中的杂质或副成分残留在土壤中，或者由于肥料的物理化学反应，使养分转化形成难溶态物质累积在土壤中，使土壤遭受污染；第三，多数化肥易遭淋溶随汇流进入江河湖泊，或随降雨把肥料带入水体，使水体富营养化缺氧腐臭，或使水质中的硝酸盐、氟(F)、氯等化合物的含量超标。
氮肥的污染 第一，氮肥生产过程中产生的污染物如尿素中的缩二脲、胍，硫酸铵中的磺酸，石灰氮中的三聚氰酰胺，在制造硝酸和硝酸铵时产生的一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO₂)气体以及利用硫酸作原料生产硫酸铵时所产生的二氧化硫及硫酸烟雾等，这些物质有的直接危害作物的生长和发育，有的污染大气，危害动、植物的健康；第二，氮肥的利用率低，用¹⁵N研究证明，作物对氮肥的利用率只有30%～60%，大部分的氮素由于氨的挥发，反硝化作用和硝酸盐的淋溶而污染大气和水质。氮肥污染造成的危害是：❶大量施用氮肥必然增加作物尤其是蔬菜作物中硝酸态氮的含量，同时由于硝态氮的淋失而污染地面水和地下水，并通过饮水、饲料和食物进入动物和人体，在消化系统中被还原成为亚硝酸，亚硝酸能与血红蛋白结合影响血液中氧的运输，更严重的是硝酸盐与亚硝酸盐均能产生致癌化合物——亚硝基胺；
❷长期施用氯化铵或硫酸铵，由于作物选择吸收NH₄⁺离子，而使肥料中的SO^2-₄、Cl^-离子等副成分在土壤积累而导致土壤酸化，活性铝、铁、锰增加，钙、镁离子淋溶，从而破坏土壤结构和养分平衡；
❸氮肥在土壤中经过硝化和反硝化作用，使氮转化成气态氮(N₂、N₂O)逸放到大气层中而破坏臭氧层，使地球上的紫外线辐射强度增大，其结果不仅作物受害，人、畜皮肤癌增多，甚至使气候异常，造成大面积的自然灾害；
❹氮肥分解的氨，由于挥发作用，常使作物氨中毒，产量降低，严重的可导致作物死亡。
磷、钾肥的污染 用酸处理含氟磷矿粉时，会产生氟化氢(HF)或四氟化硅(SiF₄)。四氟化硅和空气中的水蒸气起反应形成氟化硅酸(H₂SiF₆)污染大气，因此，用含氟磷灰石制造磷酸或磷肥的过程中如不采取措施则其中的氟将有40%挥发到大气中。一般磷肥中也含有2.0%～4.0%的氟化物。大量施用磷肥，会增加土壤和作物中氟的含量，过量的氟不仅可造成作物减产或死亡，而且抑制动物发育和生育，并使人、畜易患斑釉齿和氟骨病。据浙江农业大学的研究，三龄期春蚕食用含氟30毫克/千克以上的桑叶，多中毒死亡。磷肥中还含有许多重金属，如镉、铬、汞、镍、铅、铈(Ce)、钒(V)等，这些重金属在土壤中的移动性小，不易被水淋溶和被微生物降解，随着磷肥的长期施用而在土壤中积累。过量的重金属进入作物体内，将引起生理功能的紊乱和元素间的失调，如镉干扰磷的代谢，镉、铅影响光合作用和蒸腾作用，铬阻碍水分及营养元紊向地上部输送，汞减弱和抑制土壤硝化细菌、铵化细菌的活动等。过量的重金属对动物和人体的危害也很大。此外，用含有三氯乙醛和三氯乙酸等废硫酸生产的过磷酸钙，因含有三氯乙酸也会给环境带来危害。长期施用氯化钾(KCl)和硫酸钾(K₂SO₄)，其副成分SO^2-₄和Cl^-易使土壤板结和酸化，甚至造成铝(A1)对作物的毒害。钾与镁(Mg)等有颉颃作用，钾肥用量过高，会影响土壤中镁、钙(Ca)和硼(B)的平衡。作物对微量元素的需要量很少，而且多数微量元素是重金属，施用过量在土壤中积累也会造成动、植物中毒或养分失调。特别是微量元素矿区和工厂附近的废渣、废水和废气所引起的微量元素污染都是不容忽视的。
有机肥料的污染 在有机肥料中，主要是畜禽粪尿、人粪尿、垃圾杂质或其堆积物分解产物的污染。粪尿含有大量有机物，氮、磷等营养成分，病原性微生物和病毒等。畜舍、厕所、粪缸、厩肥堆积、贮存，在施肥过程中，由于降雨或随灌溉水将其中的可溶性有机物、硝态氮、氮化物、磷酸盐及病菌、虫卵等随流水带入地表水或地下水而污染水质。有机肥料在积制和施用过程中，管理不当，同样有氮的挥发损失和反硝化作用；粪尿在一定条件下，会招致蚊蝇等有害昆虫的繁殖而传播疾病；粪尿等还具有恶臭成分，如硫化氢、醇类、酚类、醛类、酮类、氨、吲哚、对氮苯等，污染空气，使人感受不快，对家畜生理也有一定的影响。垃圾是多种生产和生活遗弃的固体废物的总称。随着生产和人口的发展，各种垃圾的排放、堆积对土壤、水源、大气等环境因子已日益造成威胁，尤以垃圾中的重金属、石棉、氟化物、氰化物等，易造成对环境和人畜健康的直接危害。
废弃物肥料的污染 主要是废水、污泥和废渣的污染。废水简单可分为工业废水和生活污水两大类。工业废水由于企业种类和生产过程的不同，所排放的废水成分复杂，差异很大，一般的特点是，易浮物质含量高，需氧量大，pH变幅大，含有低燃易挥发性气体及有害成分，如含有酚、苯、石油、硫化物、氰化物及汞、镉、铅、铬、砷等。生活污水的特点是：含氮、硫、磷、有机质等对作物有用的成分多，但在嫌气细菌作用下，易产生恶臭和还原性物质，如硫化氢、硫醇、3-甲基氮杂茚，并含有大量洗涤剂、氯化钠和多种致病微生物。说明污水含有一定的肥分，也含有大量有害成分，污水利用合理，可以肥田，否则必然会危害环境。
利用污泥作肥料已很普遍。污泥包括工业污水沉降等形成的污泥，下水道污泥及河、塘、湖泊和水库底淤泥等。污泥来源不同，成分变化很大，但受工业发展的影响，使各种污泥中都含有数量不等的重金属和有害物质等，如汞、镉、铅、镍、砷、氟、多酚类、苯类、氰类、碱性杂环化合物以及病毒、病菌、虫卵等致病源，直接在蔬菜和牧草上施用，可能传播病虫害；如长期施用含过量重金属的污泥，可能导致土壤受重金属的污染而难以恢复，多数工业废渣含有一定数量的重金属，不合理的施用同样污染环境。
防治措施 肥料对环境的污染是多方面的，应根据不同污染物采取不同的防治措施：❶从肥料生产和积制过程中加强管理。选择良好的肥料生产工艺；建立污染控制系统，对废弃排放物要做定期的样品排放标准检验，一般排放气体中，氮的氧化物在200毫克/千克以下，氟的浓度在15毫克/千克，氯在30毫克/千克以下，氯化氢在80毫克/千克以下；矿山、选矿矿渣、尾渣、废水最好进行综合利用或回收副成分，并严格排放位置；有机肥料在积制贮存过程中要防止养分有害物质的流失和挥发；改善化肥产品的物化性状，如应用包膜肥料，硝化抑制剂、脲酶抑制剂等，防止氮的损失和污染。
❷从肥料施用角度防治污染。平衡施肥，调整肥料结构、协调养分比例，严格掌握肥料施用量和正确的施肥方法，提高肥料利用率；污水农用须先处理，严格掌握水质标准和灌溉定额；污泥、垃圾和有机肥料可通过堆沤或无害化处理后施用。
❸从宏观角度防治污染。加强山、水、田、林、牧的综合治理，减少水土流失，提高土壤的保肥性能，降低肥料流失而造成的污染；加强生物防治，通过生物降解或植物吸收来净化环境，如通过蚯蚓等生物或种植非食用植物来排除已被重金属污染的土壤和水质。