设施农业土壤环境质量演变规律、环境风险与管理对策

目录

序言

前言

第1章 绪论 1

1.1设施农业内涵及发展概况 1

1.1.1设施农业的定义 1

1.1.2设施农业的发展历程 2

1.1.3设施农业的发展形式 3

1.1.4国内外设施农业发展现状 4

1.1.5 国内外设施农业发展趋势 7

1.2设施农业环境管理的内涵和特征 9

1.2.1 设施农业环境管理的概念及产生背景 9

1.2.2设施农业环境管理研究的理论基础 10

1.2.3设施农业环境管理与农业和环境可持续发展 12

1.3设施农业研究区的选择和区域概况 15

1.3.1我国设施农业生产发展概况 15

1.3.2我国不同设施农业生产区域概况 18

参考文献 23

第2章 设施农业土壤环境质量状况与演变规律 25

2.1 设施农业土壤基本性质演变状况 25

2.1.1物理性质 25

2.1.2化学性质 27

2.1.3土壤养分含量 30

2.1.4生物指标 33

2.2设施农业土壤环境质量演变状况 35

2.2.1 土壤可溶性氮的时空演变 35

2.2.2土壤磷素昀时空演变 37

2.2.3土壤盐分的时空演变 39

2.3设施农业土壤中农药的消解及其积累特征 39

2.3.1 农药在土壤中的消解特征 39

2.3.2农药在土壤中的积累特征 47

2.4设施农业土壤中酞酸酯的积累特征 52

2.4.1我国土壤中酞酸酯的积累现状 52

2.4.2典型设施农业区土壤酞酸酯的积累特征 54

2.4.3农膜使用方式对土壤酞酸酯积累的影响 57

2.5设施农业土壤中重金属的积累特征 60

2.5.1全国设施农业土壤重金属累积的空间分布状况 60

2.5.2南方典型塑料大棚设施土壤重金属积累特征 61

2.5.3北方典型日光温室设施土壤重金属积累特征 67

2.6设施农业土壤中抗生素的积累特征 70

2.6.1 我国农田土壤抗生素污染状况 70

2.6.2设施农业土壤抗生素污染状况调查 71

2.6.3设施与非设施农业土壤抗生素污染比较 74

2.6.4不同种植年限下设施土壤抗生素的积累规律 75

参考文献 77

第3章 设施农业土壤中污染物的来源与污染清单 82

3.1设施农业重点投入农药清单 82

3.1.1常用农药环境优先控制品种风险评价原则 82

3.1.2常用农药环境优先控制品种风险评价标准 82

3.1.3常用农药环境优先控制品种风险评价计算公式 84

3.1.4常用农药环境优先控制品种风险评估清单 85

3.2设施农业士壤中养分的来源与污染清单 87

3.3设施农业农膜及酞酸酯的来源与污染清单 88

3.4设施农业土壤中重金属的来源与污染清单 90

3.4.1 设施农业土壤重金属的来源分析 90

3.4.2设施农业土壤和肥料中重金属的污染清单分析 92

3.5设施农业土壤中抗生素的来源与污染清单 95

3.5.1 设施农业土壤抗生素的来源分析 95

3.5.2设施农业土壤抗生素的污染清单 99

3.5.3设施农业土壤中抗生素的污染负荷 102

参考文献 105

第4章 设施农业土壤环境质量演变的生态效应与风险评估 108

4.1设施农业土壤环境质量演变对土壤生态功能的影响 108

4.1.1设施农业农药重复施用对土壤微生物功能和结构的影响 108

4.1.2设施农业农药重复施用对土壤遗传毒性的影响 116

4.1.3设施农业农药在土壤中的环境行为及风险 117

4.1.4设施农业抗生素污染对土壤功能和结构的影响 119

4.1.5设施农业土壤抗生素污染的微生物抗性响应 124

4.1.6设施农业土壤重金属累积趋势预测 127

4.2设施农业土壤坏境质量演变对作物产量和品质的影响 130

4.2.1 土壤养分高量施用对蔬菜产量和品质的影响 130

4.2.2农药高频高量施用对蔬菜品质的影响 140

4.2.3设施农业农膜和酞酸酯污染的植物生态效应与阈值 146

4.2.4设施农业土壤重金属积累对农产品安全的影响 162

4.3设施农业土壤环境质量演变对水环境质量的影响 167

4.3.1 设施农业肥料高投入对水环境的氮磷污染风险 167

4.3.2基于水体安全的土壤抗生素污染的评价指标与体系 174

4.4设施农业土壤环境质量演变对土壤动物和人体健康影响 175

4.4.1 农药施用对土壤动物健康的影响 175

4.4.2设施农业土壤酞酸酯污染的动物健康影响效应 177

4.4.3设施农业农膜与酞酸酯污染的人体健康风险评估 187

4.4.4设施农业重金属积累的人体健康风险评估 190

参考文献 196

第5章 设施农业土壤环境质量管理对策 199

5.1 发达国家的先进经验 199

5.1.1 大力发展无土栽培 199

5.1.2强化污染源头控制，促进设施农业环境保护 199

5.1.3制定农产品质量标准，加强蔬菜严品质量追踪 200

5.2我国设施农业发展现状及问题分析 201

5.2.1 典型设施农业基地的社会状况 202

5.2.2典型设施农业基地的经济状况 203

5.2.3典型设施农业基地的管理现状 204

5.3我国设施农业农用投人品使用和管理状况 206

5.3.1设施农业农药使用和管理状况 206

5.3.2设施农业肥料使用和管理状况 208

5.3.3设施农业农膜使用和管理状况 213

5.4我国设施农业土壤环境质量问题产生的原因 216

5.4.1设施农业农用投人品高投入成为普遍现象 217

5.4.2经营粗放、环境保护意识较薄弱、污染控制技术相对落后 218

5.4.3法律法规缺失、环境质量标准不适应管理需求 219

5.4.4生产整体规划缺乏、监管监测职责不明、体系机制缺失 221

5.5 我国设施农业土壤环境管理框架体系的建立 222

5.5.1 土壤环境管理要素 222

5.5.2土壤环境管理措施 223

5.6设施农业农用投人品安全使用与环境管理对策 227

5.6.1 农药安全使用与土壤环境管理对策 227

5.6.2腮料安全使用与土壤环境管理对策 230

5.6.3农膜安全使用与土壤环境管理对策 234

5.7设施农业土壤环境质量标准体系的建立和完善 236

5.7.1设施农业土壤环境质量标准的完善 236

5.7.2设施农业土壤环境质量评价标准体系框架 247

5.8设施农业土壤污染综合防控对策和技术体系 254

5.8.1 土壤污染防控技术研究 254

5.8.2土壤污染防控对策和技术体系的构建 283

参考文献 296

第6章 设施农业土壤环境质量演变、风险评估与环境管理研究展望 298

参考文献 300 2100433B

本书是作者 10 多年来开展我国设施农业土壤环境质量演变规律、环境风险与管理对策研究工作的全面总结。针对我国设施农业生产中农药、肥料、农膜等农用投入品长期、高强度使用的特点，系统介绍设施农业土壤中农药、氮磷养分、农膜、酞酸酯、重金属、抗生素等积累对土壤环境质量的影响及其演变规律，分析设施农业土壤中污染物的来源与污染清单，评价不同污染物的生态效应和环境风险。在此基础上，建立我国设施农业土壤环境管理框架体系。这些研究成果对认识我国设施农业土壤环境质量演变、环境风险以及制定设施农业土壤污染防控和环境管理对策等，具有重要的学术价值和参考意义。

设备故障率的演变分为三个时期：

Ⅰ期，一般称之为初期故障期， 这时故障的原因主要由于设计、制造不良，保管、运输不慎。所以， 设备在运转初期故障较高，经过运转、跑合、调整、维修，故障率将 逐步下降并趋于稳定。

Ⅱ期，称之为偶发故障期，此时设备的零部件均未达到使用寿命，不易发生故障， 但由于操作失误等原因，在一部分 零件上积累了超过设计强度的应力，导致了事故的发生。此时期的 故障处于一种不可预测的状态，并且随着时间的流逝，故障基本保持一定比例而无规则地发生。

Ⅲ期，称之为磨损故障期，此时期由于零部件的磨损、腐蚀以及疲劳等原因，造成 故障率上升。这时，如加强维修，及时更换即将到达寿命的零部件，则可降低故障率。但维修费用过高时，则应考虑设备更新。

《环境风险源识别与监控》紧密围绕国家环境事故风险控制需求，从风险源识别、风险源监控、风险源管理三个方面着手，系统的阐述了环境风险源识别技术、重点环境风险源动态监控系统、环境风险源综合管理体制及机制框架构建。

《环境风险源识别与监控》还对著者开发的技术和方法应用实践情况进行了系统介绍。可以为环境风险源识别、监控、管理提供有力的指导。

《环境风险源识别与监控》系统介绍了近年来课题组在环境风险源识别、监控与管理实践方面的研究成果。全书共8章：第1章概述了环境风险源识别与监控技术及发展趋势；第2章基于历史突发环境污染事件的详细分析，归纳了环境风险源识别、分级的影响要素；第3章系统介绍了环境风险源分类、识别与分级的技术原理与方法；第4章介绍了重点环境风险源监控技术体系，包括监控指标、监控布点、移动风险源监控技术、监控系统构建及监控技术规范等；第5章阐述了环境风险源综合管理体系，提出了风险源管理与风险防控策略；第6章选择我国典型沿江化工园区、重点城市区域及大型饮用水源地为示范对象，介绍了环境风险源识别与监控技术在各地的应用案例；第7章和第8章分别介绍了环境风险源分级管理软件和动态监控系统软件的系统构架、设计及各模块功能等，并展示了系统界面。

第1章 环境风险源识别与监控技术发展趋势

1．1 国内外环境风险源识别、监控与管理技术进展

1．1．1 环境风险源识别与分级技术进展

1．1．2 重点环境风险源监控技术

1．1．3 环境风险综合管理进展

1．2 国内外研究存在的主要问题

1．3 国内外技术发展趋势与需求

第2章 突发性环境风险源要素解析

2．1 突发环境事件风险系统构成分析

2．2 突发环境事件特征研究

2．2．1 历史环境污染事件案例统计

2．2．2 环境污染事件案例分析

2．3 突发环境事件的影响要素分析

2．3．1 风险源固有属性要素

2．3．2 环境风险释放与传播要素

2．3．3 风险控制要素

2．3．4 环境风险受体敏感性要素

第3章 目重大环境风险源识别技术

3．1 环境风险源分类方法

3．1．1 按环境受体分类

3．1．2 按风险源物质状态分类

3．1．3 按风险源的移动性分类

3．1．4 按风险源所属行业进行分类

3．1．5 按风险源所处的场所分类

3．1．6 按敏感受体水源地分类

3．2 重大环境风险源初步识别方法

3．2．1 环境风险物质的筛选

3．2．2 环境风险物质临界量的确定

3．2．3 环境风险物质与I临界量清单

3．2．4 初步筛选程序

3．3 重大环境风险源定量分级原理及方法

3．3．1 环境风险源源强分析

3．3．2 事故危害范围预测

3．3．3 环境污染事件危害后果评估

3．3．4 事故发生概率

3．3．5 风险值计算及级别划分

3．4 环境风险源风险矩阵分级方法

3．4．1 整体思路

3．4．2 企业工艺过程与风险管理水平

3．4．3 企业环境风险分级

3．5 企业环境风险评价方法——德国清单法

3．5．1 清单法简介

3．5．2 清单法的实施步骤

3．5．3 企业预警和危险防护计划的制订与安全报告

3．5．4 安全水平的量化

第4章 重点环境风险源监控技术

4．1 重点环境风险源监控指标体系构建

4．1．1 监控指标体系概述

4．1．2 重点环境风险源监控指标

4．1．3 监控报警

4．2 重点环境风险源监控布点

4．2．1 确定重点环境风险源监控布点原则

4．2．2 选定重点环境风险源监控布点方法

4．2．3 优化环境风险源监控点位

4．3 移动环境风险源监控技术

4．3．1 移动环境风险源动态监控技术系统研究

4．3．2 移动环境风险源分类与监控指标体系构建

4．3．3 移动环境风险源监控设备

4．4 重点环境风险源监控系统构建

4．4．1 重点环境风险源监控系统总体设计

4．4．2 监控系统信息采集与传输

4．4．3 监控系统的数据库与网络架构系统

4．4．4 监控系统的管理应用

4．4．5 监控系统性能要求分析

4．5 重点环境风险源监控技术规范

4．5．1 编制思路

4．5．2 技术规范主要内容

4．5．3 适用范围

4．5．4 监控系统的构成

4．5．5 监控参数的选取

4．5．6 监控布点原则的确定

4．5．7 监控系统传输层技术要求

4．5．8 监控软件平台功能设计

4．5．9 其他

4．6 重点环境风险源监控技术库

4．6．1 监控技术库总体设计

4．6．2 监控技术方法优选

4．6．3 监控技术库构建

4．6．4 监控仪器选择原则及性能要求

4．6．5 监控设备配置方案

4．6．6 监控技术库工具包

第5章 突发性环境风险源综合管理体系研究

5．1 环境风险管理原则

5．2 环境风险管理体系的体制、机制与法制框架构建

5．2．1 我国现有环境风险管理的不足之处

5．2．2 我国环境风险源管理的体制框架

5．2．3 我国环境风险管理的机制框架

5．2．4 我国环境风险源管理的法律框架

5．3 环境风险源分类分级管理与防范

5．3．1 加强环境风险源管理．降低环境风险因子数量

5．3．2 提高环境风险因子控制水平

5．3．3 增强区域对环境污染事件的防御能力

第6章 环境风险源识别与监控技术应用示范

6．1 典型沿江化工园区环境风险源识别与监控技术示范

6．1．1 典型化工园区风险源识别与分级

6．1．2 重点环境风险源监控方案

6．2 重点城市环境风险源识别监控与管理技术示范

6．2．1 某重点城市环境风险源识别与分级

6．2．2 重点环境风险源及环境受体监控方案

6．3 特大城市江河型饮用水源风险监控技术应用

6．3．1 饮用水源地监控指标体系的建立

6．3．2 某饮用水源环境风险源及风险受体监控技术方案

第7章 环境风险源识别与分级软件开发

7．1 基于源强分析的环境风险源识别系统

7．1．1 系统总体框架

7．1．2 系统运行环境和配置需求

7．1．3 系统基础功能介绍

7．1．4 环境风险源的分类分级

7．1．5 环境风险分级模型管理

7．2 基于风险矩阵的环境风险源识别系统

7．2．1 系统概述

7．2．2 系统总体框架

7．2．3 系统运行环境和配置要求

7．2．4 系统基础功能介绍

7．2．5 环境风险评估与管理

第8章 环境风险源动态监控系统软件开发

8．1 系统概述

8．2 系统运行环境和配置要求

8．3 系统架构

8．4 系统基础功能操作介绍

8．5 固定环境风险源的监控

8．6 移动环境风险源监控

8．7 应急管理

8．8 系统管理

参考文献

附录1 风险源识别与监控研究历史环境污染事件案例

附录2 缩略词 2100433B