設施農業(yè)土壤環(huán)境質量演變規(guī)律、環(huán)境風險與管理對策

目錄

序言

前言

第1章 緒論 1

1.1設施農業(yè)內涵及發(fā)展概況 1

1.1.1設施農業(yè)的定義 1

1.1.2設施農業(yè)的發(fā)展歷程 2

1.1.3設施農業(yè)的發(fā)展形式 3

1.1.4國內外設施農業(yè)發(fā)展現狀 4

1.1.5 國內外設施農業(yè)發(fā)展趨勢 7

1.2設施農業(yè)環(huán)境管理的內涵和特征 9

1.2.1 設施農業(yè)環(huán)境管理的概念及產生背景 9

1.2.2設施農業(yè)環(huán)境管理研究的理論基礎 10

1.2.3設施農業(yè)環(huán)境管理與農業(yè)和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展 12

1.3設施農業(yè)研究區(qū)的選擇和區(qū)域概況 15

1.3.1我國設施農業(yè)生產發(fā)展概況 15

1.3.2我國不同設施農業(yè)生產區(qū)域概況 18

參考文獻 23

第2章 設施農業(yè)土壤環(huán)境質量狀況與演變規(guī)律 25

2.1 設施農業(yè)土壤基本性質演變狀況 25

2.1.1物理性質 25

2.1.2化學性質 27

2.1.3土壤養(yǎng)分含量 30

2.1.4生物指標 33

2.2設施農業(yè)土壤環(huán)境質量演變狀況 35

2.2.1 土壤可溶性氮的時空演變 35

2.2.2土壤磷素昀時空演變 37

2.2.3土壤鹽分的時空演變 39

2.3設施農業(yè)土壤中農藥的消解及其積累特征 39

2.3.1 農藥在土壤中的消解特征 39

2.3.2農藥在土壤中的積累特征 47

2.4設施農業(yè)土壤中酞酸酯的積累特征 52

2.4.1我國土壤中酞酸酯的積累現狀 52

2.4.2典型設施農業(yè)區(qū)土壤酞酸酯的積累特征 54

2.4.3農膜使用方式對土壤酞酸酯積累的影響 57

2.5設施農業(yè)土壤中重金屬的積累特征 60

2.5.1全國設施農業(yè)土壤重金屬累積的空間分布狀況 60

2.5.2南方典型塑料大棚設施土壤重金屬積累特征 61

2.5.3北方典型日光溫室設施土壤重金屬積累特征 67

2.6設施農業(yè)土壤中抗生素的積累特征 70

2.6.1 我國農田土壤抗生素污染狀況 70

2.6.2設施農業(yè)土壤抗生素污染狀況調查 71

2.6.3設施與非設施農業(yè)土壤抗生素污染比較 74

2.6.4不同種植年限下設施土壤抗生素的積累規(guī)律 75

參考文獻 77

第3章 設施農業(yè)土壤中污染物的來源與污染清單 82

3.1設施農業(yè)重點投入農藥清單 82

3.1.1常用農藥環(huán)境優(yōu)先控制品種風險評價原則 82

3.1.2常用農藥環(huán)境優(yōu)先控制品種風險評價標準 82

3.1.3常用農藥環(huán)境優(yōu)先控制品種風險評價計算公式 84

3.1.4常用農藥環(huán)境優(yōu)先控制品種風險評估清單 85

3.2設施農業(yè)士壤中養(yǎng)分的來源與污染清單 87

3.3設施農業(yè)農膜及酞酸酯的來源與污染清單 88

3.4設施農業(yè)土壤中重金屬的來源與污染清單 90

3.4.1 設施農業(yè)土壤重金屬的來源分析 90

3.4.2設施農業(yè)土壤和肥料中重金屬的污染清單分析 92

3.5設施農業(yè)土壤中抗生素的來源與污染清單 95

3.5.1 設施農業(yè)土壤抗生素的來源分析 95

3.5.2設施農業(yè)土壤抗生素的污染清單 99

3.5.3設施農業(yè)土壤中抗生素的污染負荷 102

參考文獻 105

第4章 設施農業(yè)土壤環(huán)境質量演變的生態(tài)效應與風險評估 108

4.1設施農業(yè)土壤環(huán)境質量演變對土壤生態(tài)功能的影響 108

4.1.1設施農業(yè)農藥重復施用對土壤微生物功能和結構的影響 108

4.1.2設施農業(yè)農藥重復施用對土壤遺傳毒性的影響 116

4.1.3設施農業(yè)農藥在土壤中的環(huán)境行為及風險 117

4.1.4設施農業(yè)抗生素污染對土壤功能和結構的影響 119

4.1.5設施農業(yè)土壤抗生素污染的微生物抗性響應 124

4.1.6設施農業(yè)土壤重金屬累積趨勢預測 127

4.2設施農業(yè)土壤壞境質量演變對作物產量和品質的影響 130

4.2.1 土壤養(yǎng)分高量施用對蔬菜產量和品質的影響 130

4.2.2農藥高頻高量施用對蔬菜品質的影響 140

4.2.3設施農業(yè)農膜和酞酸酯污染的植物生態(tài)效應與閾值 146

4.2.4設施農業(yè)土壤重金屬積累對農產品安全的影響 162

4.3設施農業(yè)土壤環(huán)境質量演變對水環(huán)境質量的影響 167

4.3.1 設施農業(yè)肥料高投入對水環(huán)境的氮磷污染風險 167

4.3.2基于水體安全的土壤抗生素污染的評價指標與體系 174

4.4設施農業(yè)土壤環(huán)境質量演變對土壤動物和人體健康影響 175

4.4.1 農藥施用對土壤動物健康的影響 175

4.4.2設施農業(yè)土壤酞酸酯污染的動物健康影響效應 177

4.4.3設施農業(yè)農膜與酞酸酯污染的人體健康風險評估 187

4.4.4設施農業(yè)重金屬積累的人體健康風險評估 190

參考文獻 196

第5章 設施農業(yè)土壤環(huán)境質量管理對策 199

5.1 發(fā)達國家的先進經驗 199

5.1.1 大力發(fā)展無土栽培 199

5.1.2強化污染源頭控制，促進設施農業(yè)環(huán)境保護 199

5.1.3制定農產品質量標準，加強蔬菜嚴品質量追蹤 200

5.2我國設施農業(yè)發(fā)展現狀及問題分析 201

5.2.1 典型設施農業(yè)基地的社會狀況 202

5.2.2典型設施農業(yè)基地的經濟狀況 203

5.2.3典型設施農業(yè)基地的管理現狀 204

5.3我國設施農業(yè)農用投人品使用和管理狀況 206

5.3.1設施農業(yè)農藥使用和管理狀況 206

5.3.2設施農業(yè)肥料使用和管理狀況 208

5.3.3設施農業(yè)農膜使用和管理狀況 213

5.4我國設施農業(yè)土壤環(huán)境質量問題產生的原因 216

5.4.1設施農業(yè)農用投人品高投入成為普遍現象 217

5.4.2經營粗放、環(huán)境保護意識較薄弱、污染控制技術相對落后 218

5.4.3法律法規(guī)缺失、環(huán)境質量標準不適應管理需求 219

5.4.4生產整體規(guī)劃缺乏、監(jiān)管監(jiān)測職責不明、體系機制缺失 221

5.5 我國設施農業(yè)土壤環(huán)境管理框架體系的建立 222

5.5.1 土壤環(huán)境管理要素 222

5.5.2土壤環(huán)境管理措施 223

5.6設施農業(yè)農用投人品安全使用與環(huán)境管理對策 227

5.6.1 農藥安全使用與土壤環(huán)境管理對策 227

5.6.2腮料安全使用與土壤環(huán)境管理對策 230

5.6.3農膜安全使用與土壤環(huán)境管理對策 234

5.7設施農業(yè)土壤環(huán)境質量標準體系的建立和完善 236

5.7.1設施農業(yè)土壤環(huán)境質量標準的完善 236

5.7.2設施農業(yè)土壤環(huán)境質量評價標準體系框架 247

5.8設施農業(yè)土壤污染綜合防控對策和技術體系 254

5.8.1 土壤污染防控技術研究 254

5.8.2土壤污染防控對策和技術體系的構建 283

參考文獻 296

第6章 設施農業(yè)土壤環(huán)境質量演變、風險評估與環(huán)境管理研究展望 298

參考文獻 300 2100433B

本書是作者 10 多年來開展我國設施農業(yè)土壤環(huán)境質量演變規(guī)律、環(huán)境風險與管理對策研究工作的全面總結。針對我國設施農業(yè)生產中農藥、肥料、農膜等農用投入品長期、高強度使用的特點，系統(tǒng)介紹設施農業(yè)土壤中農藥、氮磷養(yǎng)分、農膜、酞酸酯、重金屬、抗生素等積累對土壤環(huán)境質量的影響及其演變規(guī)律，分析設施農業(yè)土壤中污染物的來源與污染清單，評價不同污染物的生態(tài)效應和環(huán)境風險。在此基礎上，建立我國設施農業(yè)土壤環(huán)境管理框架體系。這些研究成果對認識我國設施農業(yè)土壤環(huán)境質量演變、環(huán)境風險以及制定設施農業(yè)土壤污染防控和環(huán)境管理對策等，具有重要的學術價值和參考意義。

設備故障率的演變分為三個時期：

Ⅰ期，一般稱之為初期故障期， 這時故障的原因主要由于設計、制造不良，保管、運輸不慎。所以， 設備在運轉初期故障較高，經過運轉、跑合、調整、維修，故障率將 逐步下降并趨于穩(wěn)定。

Ⅱ期，稱之為偶發(fā)故障期，此時設備的零部件均未達到使用壽命，不易發(fā)生故障， 但由于操作失誤等原因，在一部分 零件上積累了超過設計強度的應力，導致了事故的發(fā)生。此時期的 故障處于一種不可預測的狀態(tài)，并且隨著時間的流逝，故障基本保持一定比例而無規(guī)則地發(fā)生。

Ⅲ期，稱之為磨損故障期，此時期由于零部件的磨損、腐蝕以及疲勞等原因，造成 故障率上升。這時，如加強維修，及時更換即將到達壽命的零部件，則可降低故障率。但維修費用過高時，則應考慮設備更新。

《環(huán)境風險源識別與監(jiān)控》緊密圍繞國家環(huán)境事故風險控制需求，從風險源識別、風險源監(jiān)控、風險源管理三個方面著手，系統(tǒng)的闡述了環(huán)境風險源識別技術、重點環(huán)境風險源動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)、環(huán)境風險源綜合管理體制及機制框架構建。

《環(huán)境風險源識別與監(jiān)控》還對著者開發(fā)的技術和方法應用實踐情況進行了系統(tǒng)介紹。可以為環(huán)境風險源識別、監(jiān)控、管理提供有力的指導。

《環(huán)境風險源識別與監(jiān)控》系統(tǒng)介紹了近年來課題組在環(huán)境風險源識別、監(jiān)控與管理實踐方面的研究成果。全書共8章：第1章概述了環(huán)境風險源識別與監(jiān)控技術及發(fā)展趨勢；第2章基于歷史突發(fā)環(huán)境污染事件的詳細分析，歸納了環(huán)境風險源識別、分級的影響要素；第3章系統(tǒng)介紹了環(huán)境風險源分類、識別與分級的技術原理與方法；第4章介紹了重點環(huán)境風險源監(jiān)控技術體系，包括監(jiān)控指標、監(jiān)控布點、移動風險源監(jiān)控技術、監(jiān)控系統(tǒng)構建及監(jiān)控技術規(guī)范等；第5章闡述了環(huán)境風險源綜合管理體系，提出了風險源管理與風險防控策略；第6章選擇我國典型沿江化工園區(qū)、重點城市區(qū)域及大型飲用水源地為示范對象，介紹了環(huán)境風險源識別與監(jiān)控技術在各地的應用案例；第7章和第8章分別介紹了環(huán)境風險源分級管理軟件和動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)軟件的系統(tǒng)構架、設計及各模塊功能等，并展示了系統(tǒng)界面。

第1章 環(huán)境風險源識別與監(jiān)控技術發(fā)展趨勢

1．1 國內外環(huán)境風險源識別、監(jiān)控與管理技術進展

1．1．1 環(huán)境風險源識別與分級技術進展

1．1．2 重點環(huán)境風險源監(jiān)控技術

1．1．3 環(huán)境風險綜合管理進展

1．2 國內外研究存在的主要問題

1．3 國內外技術發(fā)展趨勢與需求

第2章 突發(fā)性環(huán)境風險源要素解析

2．1 突發(fā)環(huán)境事件風險系統(tǒng)構成分析

2．2 突發(fā)環(huán)境事件特征研究

2．2．1 歷史環(huán)境污染事件案例統(tǒng)計

2．2．2 環(huán)境污染事件案例分析

2．3 突發(fā)環(huán)境事件的影響要素分析

2．3．1 風險源固有屬性要素

2．3．2 環(huán)境風險釋放與傳播要素

2．3．3 風險控制要素

2．3．4 環(huán)境風險受體敏感性要素

第3章 目重大環(huán)境風險源識別技術

3．1 環(huán)境風險源分類方法

3．1．1 按環(huán)境受體分類

3．1．2 按風險源物質狀態(tài)分類

3．1．3 按風險源的移動性分類

3．1．4 按風險源所屬行業(yè)進行分類

3．1．5 按風險源所處的場所分類

3．1．6 按敏感受體水源地分類

3．2 重大環(huán)境風險源初步識別方法

3．2．1 環(huán)境風險物質的篩選

3．2．2 環(huán)境風險物質臨界量的確定

3．2．3 環(huán)境風險物質與I臨界量清單

3．2．4 初步篩選程序

3．3 重大環(huán)境風險源定量分級原理及方法

3．3．1 環(huán)境風險源源強分析

3．3．2 事故危害范圍預測

3．3．3 環(huán)境污染事件危害后果評估

3．3．4 事故發(fā)生概率

3．3．5 風險值計算及級別劃分

3．4 環(huán)境風險源風險矩陣分級方法

3．4．1 整體思路

3．4．2 企業(yè)工藝過程與風險管理水平

3．4．3 企業(yè)環(huán)境風險分級

3．5 企業(yè)環(huán)境風險評價方法——德國清單法

3．5．1 清單法簡介

3．5．2 清單法的實施步驟

3．5．3 企業(yè)預警和危險防護計劃的制訂與安全報告

3．5．4 安全水平的量化

第4章 重點環(huán)境風險源監(jiān)控技術

4．1 重點環(huán)境風險源監(jiān)控指標體系構建

4．1．1 監(jiān)控指標體系概述

4．1．2 重點環(huán)境風險源監(jiān)控指標

4．1．3 監(jiān)控報警

4．2 重點環(huán)境風險源監(jiān)控布點

4．2．1 確定重點環(huán)境風險源監(jiān)控布點原則

4．2．2 選定重點環(huán)境風險源監(jiān)控布點方法

4．2．3 優(yōu)化環(huán)境風險源監(jiān)控點位

4．3 移動環(huán)境風險源監(jiān)控技術

4．3．1 移動環(huán)境風險源動態(tài)監(jiān)控技術系統(tǒng)研究

4．3．2 移動環(huán)境風險源分類與監(jiān)控指標體系構建

4．3．3 移動環(huán)境風險源監(jiān)控設備

4．4 重點環(huán)境風險源監(jiān)控系統(tǒng)構建

4．4．1 重點環(huán)境風險源監(jiān)控系統(tǒng)總體設計

4．4．2 監(jiān)控系統(tǒng)信息采集與傳輸

4．4．3 監(jiān)控系統(tǒng)的數據庫與網絡架構系統(tǒng)

4．4．4 監(jiān)控系統(tǒng)的管理應用

4．4．5 監(jiān)控系統(tǒng)性能要求分析

4．5 重點環(huán)境風險源監(jiān)控技術規(guī)范

4．5．1 編制思路

4．5．2 技術規(guī)范主要內容

4．5．3 適用范圍

4．5．4 監(jiān)控系統(tǒng)的構成

4．5．5 監(jiān)控參數的選取

4．5．6 監(jiān)控布點原則的確定

4．5．7 監(jiān)控系統(tǒng)傳輸層技術要求

4．5．8 監(jiān)控軟件平臺功能設計

4．5．9 其他

4．6 重點環(huán)境風險源監(jiān)控技術庫

4．6．1 監(jiān)控技術庫總體設計

4．6．2 監(jiān)控技術方法優(yōu)選

4．6．3 監(jiān)控技術庫構建

4．6．4 監(jiān)控儀器選擇原則及性能要求

4．6．5 監(jiān)控設備配置方案

4．6．6 監(jiān)控技術庫工具包

第5章 突發(fā)性環(huán)境風險源綜合管理體系研究

5．1 環(huán)境風險管理原則

5．2 環(huán)境風險管理體系的體制、機制與法制框架構建

5．2．1 我國現有環(huán)境風險管理的不足之處

5．2．2 我國環(huán)境風險源管理的體制框架

5．2．3 我國環(huán)境風險管理的機制框架

5．2．4 我國環(huán)境風險源管理的法律框架

5．3 環(huán)境風險源分類分級管理與防范

5．3．1 加強環(huán)境風險源管理．降低環(huán)境風險因子數量

5．3．2 提高環(huán)境風險因子控制水平

5．3．3 增強區(qū)域對環(huán)境污染事件的防御能力

第6章 環(huán)境風險源識別與監(jiān)控技術應用示范

6．1 典型沿江化工園區(qū)環(huán)境風險源識別與監(jiān)控技術示范

6．1．1 典型化工園區(qū)風險源識別與分級

6．1．2 重點環(huán)境風險源監(jiān)控方案

6．2 重點城市環(huán)境風險源識別監(jiān)控與管理技術示范

6．2．1 某重點城市環(huán)境風險源識別與分級

6．2．2 重點環(huán)境風險源及環(huán)境受體監(jiān)控方案

6．3 特大城市江河型飲用水源風險監(jiān)控技術應用

6．3．1 飲用水源地監(jiān)控指標體系的建立

6．3．2 某飲用水源環(huán)境風險源及風險受體監(jiān)控技術方案

第7章 環(huán)境風險源識別與分級軟件開發(fā)

7．1 基于源強分析的環(huán)境風險源識別系統(tǒng)

7．1．1 系統(tǒng)總體框架

7．1．2 系統(tǒng)運行環(huán)境和配置需求

7．1．3 系統(tǒng)基礎功能介紹

7．1．4 環(huán)境風險源的分類分級

7．1．5 環(huán)境風險分級模型管理

7．2 基于風險矩陣的環(huán)境風險源識別系統(tǒng)

7．2．1 系統(tǒng)概述

7．2．2 系統(tǒng)總體框架

7．2．3 系統(tǒng)運行環(huán)境和配置要求

7．2．4 系統(tǒng)基礎功能介紹

7．2．5 環(huán)境風險評估與管理

第8章 環(huán)境風險源動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)軟件開發(fā)

8．1 系統(tǒng)概述

8．2 系統(tǒng)運行環(huán)境和配置要求

8．3 系統(tǒng)架構

8．4 系統(tǒng)基礎功能操作介紹

8．5 固定環(huán)境風險源的監(jiān)控

8．6 移動環(huán)境風險源監(jiān)控

8．7 應急管理

8．8 系統(tǒng)管理

參考文獻

附錄1 風險源識別與監(jiān)控研究歷史環(huán)境污染事件案例

附錄2 縮略詞 2100433B