用碳氢核肥
农作物疯狂生长

碳氢科学1200问之008组:从土壤污染悲剧到二氧化碳灾难_光碳核肥_碳氢冲施肥,新型肥料

2019年全球PCB产业持续成长,市场机会与挑战并存

展望2019年全球PCB产业将持续成长,随着5G、车用、物联网、人工智能等新应用蓬勃发展,迎来更多市场机会与挑战。 其中高频PCB为刚性需求,PCB实现高频关键在于高频的覆铜板材料(如聚四氟乙烯(PTFE)、碳氢(Hydrocarbon)等和PCB厂商自身制程。PCB产业挑战则为原

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图一土壤与食品污染已经严重威胁到中华民族的生死存

071.土壤的年龄阶段是怎么划分的?怎么理解土壤成因的时间因素?

答:土壤的年龄阶段和土壤成因的时间因素是:

土壤的发育时间:在酷热、严寒、干旱和洪涝等极端环境中及坚硬岩石上形成的残积母质上,可能需要数千年的时间才能形成土壤发生层。在沙丘土中,典型灰壤的发育需要1000~1500年。

(二)土壤的绝对年龄:土壤发育时间的长短称为土壤年龄。从土壤开始形成时起直到目前为止的年数称为绝对年龄。例如,北半球现存的土壤大多是在第四纪冰川退却后形成和发育的。高纬地区冰碛物上的土壤绝对年龄一般不超过一万年,低纬未受冰川收用地区的土壤绝对年龄可能达到数十万年至百万年,其起源可追溯到第三纪。

(三)土壤的相对年龄:由土壤的发育阶段和发育程度所决定的土壤年龄称为相对年龄。在适宜的条件下,成土母质首先在生物的作用下进入幼年土壤发育阶段,这一阶段的特点是土体很薄,有机质在表土积累,化学-生物风化作用与淋溶作用很弱,剖面分化为A层和C层,土壤的性质在很大程度上还保留着母质的特征。随着B层的形成和发育,土壤进入成熟阶段,这一阶段有机质积累旺盛,易风化的矿物质强烈分解,在淀积层中粘粒大量积聚,土壤肥力和自然生产力均达到最高水平。

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图二土壤层次剖面图

(四)土壤的老年阶段:经过相当长的时间以后,成熟土壤出现强烈的剖面分化,出现E层,并使A层和B层的特征发生显著差异,有机质累积过程减弱,矿物质分解进入最后阶段,只有抗风化最强的矿物残留在土体中,淀积层中粘粒积聚形成粘盘,土壤进入老年阶段,这一阶段土壤的肥力和自然生产力都明显降低。

072.怎么理解土壤成因的人类因素?

答:在五大自然成土因素之外,人类生产活动对土壤形成的影响亦不容忽视,主要表现在通过改变成土因素作用于土壤的形成与演化。

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图三中国癌症高发区在世界排名

(一)人类通过改变地表生物状态影响土壤成因:人类以改变地表生物状况的影响最为突出。典型例子是农业生产活动,它以稻、麦、玉米、大豆等一年生草本农作物代替天然植被,这种人工栽培的植物群落结构单一,必须在大量额外的物质、能量输入和人类精心的护理下才能获得高产。

(二)人类通过耕耘改变土壤结构影响土壤成因:人类通过耕耘改变土壤的结构、保水性、通气性;通过灌溉改变土壤的水分、温度状况;通过农作物的收获将本应归还土壤的部分有机质剥夺,改变土壤的养分循环状况;再通过施用化肥和有机肥补充养分的损失,从而改变土壤的营养元素组成、数量和微生物活动等。最终将自然土壤改造成为各种耕作土壤。人类活动对土壤的积极影响是培育出一些肥沃、高产的耕作土壤,如水稻土等;

(三)人类违反自然成土过程规律影响土壤成因:人类由于违反自然成土过程的规律,人类乱砍乱伐,乱扔垃圾、以及对有毒化学制剂的超量使用,水源污染,土壤污染,一些破坏良田土层的错误做法,造成了土壤退化如肥力下降、水土流失、盐渍化、沼泽化、荒漠化。

073.土壤污染是怎么造成的?中国土壤的污染状况是什么?

答:中国土壤污染及其污染状况是:

什么是人类土壤污染:凡是妨碍土壤正常功能,降低作物产量和质量,还通过粮食、蔬菜、水果等间接影响人体健康的物质,都叫做土壤污染物。当土壤中含有害物质过多,超过土壤的自净能力,就会引起土壤的组成、结构和功能发生变化,微生物活动受到抑制,有害物质或其分解产物在土壤中逐渐积累,通过“土壤→植物→人体”,或通过“土壤→水→人体”间接被人体吸收,达到危害人体健康的程度,就是土壤污染。

(二)土壤污染的形成因素:由于人口急剧增长,工业迅猛发展,固体废物不断向土壤表面堆放和倾倒,有害废水不断向土壤中渗透,大气中的有害气体及飘尘也不断随雨水降落在土壤中,导致了土壤污染。

(三)有机污染与无机污染:土壤污染物的来源广、种类多,大致可分为无机污染物和有机污染物两大类。无机污染物主要包括酸、碱、重金属(铜、汞、铬、镉、镍、铅等)盐类、放射性元素铯、锶的化合物、含砷、硒、氟的化合物等。有机污染物主要包括有机农药、酚类、氰化物、石油、合成洗涤剂、3-4-苯并以及由城市污水、污泥及厩肥带来的有害微生物等。

(四)中国土壤污染现状是:目前我国受镉、砷、铬、铅等重金属污染的耕地面积近2000万公顷,约占总耕地面积的1/5,其中工业“三废”污染耕地1000万公顷,污水灌溉的农田面积已达330多万公顷。例如:某省曾对47个县和郊区的259万公顷耕地(占全省耕地面积的五分之二)进行过调查。其结果表明,75%的县已受到不同程度的重金属污染的潜在威胁,而且污染趋势仍在加重。

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图五中国东部地区癌症高发区

074.中国土壤污染物可分为哪三类?

答:中国土壤污染物可分为三类。分别是:

(一)第一类是各类病原体:包括肠道致病菌、肠道寄生虫(蠕虫卵)、破伤风杆菌、霉菌和病毒等。它们主要来自做肥料的人畜粪便和垃圾。或直接用生活污水灌溉农田,都会使土壤受到病原体的污染。这些病原体能在土壤中生存较长时间,如痢疾杆菌能在土壤中生存22~142天,结核杆菌能生存一年左右,蛔虫卵能生存315~420天,沙门氏菌能生存35~70天。

(二)第二类是有毒化学物:如镉、铅等重金属以及有机氯农药等。它们主要来自工业生产过程中排放的废水、废气、废渣以及农业上大量施用的农药和化肥

(三)第三类是放射性物:它们主要来自核爆炸的大气散落物,工业、科研和医疗机构产生的液体或固体放射性废弃物,它们释放出来的放射性物质进入土壤,能在土壤中积累,形成潜在的威胁。由核裂变产生的两个重要的长半衰期放射性元素是90锶(半衰期为28年)和137铯(半衰期为30年)。空气中的放射性90锶可被雨水带入土壤中。因此,土壤中含90锶的浓度常与当地降雨量成正比。

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图六工业排放引起的重金属污染

075.怎么理解土壤生态环境?

答:土壤是岩石圈表面的疏松表层,其生态环境意义在于:

(一)是陆生植物生活的基质和陆生动物生活的基底:土壤不仅为植物提供必需的营养和水分,而且也是土壤动物赖以生存的栖息场所。土壤的形成从开始就与生物的活动密不可分,所以土壤中总是含有多种多样的生物,如细菌、真菌、放线菌、藻类、原生动物、轮虫、线虫、蚯蚓、软体动物和各种节肢动物等,少数高等动物(如鼹鼠等)终生都生活在土壤中。据统计,在一小勺土壤里就含有亿万个细菌,25克森林腐植土中所包含的霉菌如果一个一个排列起来,其长度可达11千米。可见,土壤是生物和非生物环境的一个极为复杂的复合体,土壤的概念总是包括生活在土壤里的大量生物,生物的活动促进了土壤的形成,而众多类型的生物又生活在土壤之中。所以土壤被称为世界上最重要的能源,生活在地球上所有的陆生生物和一部分海洋生物都直接或间接地被土壤所影响着。

(二)土壤是土壤植物和土壤动物重要的生态因子:植物的根系与土壤有着极大的接触面,在植物和土壤之间进行着频繁的物质交换,彼此有着强烈影响,因此通过控制土壤因素就可影响植物的生长和产量。对动物来说,土壤是比大气环境更为稳定的生活环境,其温度和湿度的变化幅度要小得多,因此土壤常常成为动物的极好隐蔽所,在土壤中可以躲避高温、干燥、大风和阳光直射。由于在土壤中运动要比大气中和水中困难得多,所以除了少数动物(如蚯蚓、鼹鼠、竹鼠和穿山甲)能在土壤中掘穴居住外,大多数土壤动物都只能利用枯枝落叶层中的孔隙和土壤颗粒间的空隙作为自己的生存空间。

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图七化学农业引起的水源和面源污染

(三)土壤是所有陆地生态系统的基底或基础:土壤中的生物活动不仅影响着土壤本身,而且也影响着土壤上面的生物群落。生态系统中的很多重要过程都是在土壤中进行的,其中特别是分解和固氮过程。生物遗体只有通过分解过程才能转化为腐殖质和矿化为可被植物再利用的营养物质,而固氮过程则是土壤氮肥的主要来源。这两个过程都是整个生物圈物质循环所不可缺少的过程。

076.土壤污染危害有什么特点?

答:土壤污染危害具有隐蔽性、滞后性、积累性、不可逆转性和难以治理性的等特点。

(一)土壤污染的隐蔽性和滞后性:大气污染、水污染和废弃物污染等问题一般都比较直观,通过感官就能发现。而土壤污染则不同,它往往要通过对土壤样品进行分析化验和农作物的残留检测,甚至通过研究对人畜健康状况的影响才能确定。因此,土壤污染从产生污染到出现问题通常会滞后较长的时间。如日本的“痛痛病”经过了10~20年之后才被人们所认识。

(二)土壤污染的高度累积性:污染物质在大气和水体中,一般都比在土壤中更容易迁移。这使得污染物质在土壤中并不象在大气和水体中那样容易扩散和稀释,因此容易在土壤中不断积累而超标,同时也使土壤污染具有很强的地域性。

(三)土壤污染的不可逆转性:重金属对土壤的污染基本上是一个不可逆转的过程,许多有机化学物质的污染也需要较长的时间才能降解。譬如:被某些重金属污染的土壤可能要100~200年时间才能够恢复。

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2019年全球PCB产业持续成长,市场机会与挑战并存

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,光碳核肥,

图八全国土壤污染状况调查公告

(四)土壤污染的很难治理性:如果大气和水体受到污染,切断污染源之后通过稀释作用和自净化作用也有可能使污染问题不断逆转,但是积累在污染土壤中的难降解污染物则很难靠稀释作用和自净化作用来消除。

077.为什么说二氧化碳是碳氧化合物?

答:二氧化碳(carbondioxide)是一种碳氧化合物,化学式为CO2,化学式量为44.0095,常温常压下是一种无色无味或无色无嗅而略有酸味的气体,也是一种常见的温室气体,还是空气的组分之一(约占大气总体积的0.03%,在物理性质方面,二氧化碳的熔点为-78.5℃,沸点为-56.6℃,密度比空气密度大(标准条件下),微溶于水。

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图九工业排放引起的空气污染

在化学性质方面,二氧化碳的化学性质不活泼,热稳定性很高(2000℃时仅有1.8%分解),不能燃烧,通常也不支持燃烧,属于酸性氧化物,具有酸性氧化物的通性,因与水反应生成的是碳酸,所以是碳酸的酸酐。

078.二氧化碳的传统制取方法是什么?都有哪些用途?

答:二氧化碳一般可由高温煅烧石灰石或由石灰石和稀盐酸反应制得,主要应用于冷藏易腐败的食品(固态)、作致冷剂(液态)、制造碳化软饮料(气态)和作均相反应的溶剂(超临界状态)等。

079.为什么说二氧化碳从278ppm到400ppm是人类历史上的灾难?

答:空气中的二氧化碳含量从278ppm提高到400ppm是人类历史上的一场灾难。原因是:

天然温室效应:大气中的二氧化碳等温室气体在强烈吸收地面长波辐射后能向地面辐射出波长更长的长波辐射,对地面起到了保温作用。

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图十工业排放与化学农业交叉形成酸雨

(二)增强温室效应:自工业革命以来,由于人类活动排放了大量的二氧化碳等温室气体,使得大气中温室气体的浓度急剧升高,结果造成温室效应日益增强。据统计,工业化以前全球年均大气二氧化碳浓度为278ppm(1ppm为百万分之一),而2012年是全球年均大气二氧化碳浓度为393.1ppm,到2014年4月,北半球大气中月均二氧化碳浓度首次超过400ppm。

(三)全球气候变暖:大气温室效应的不断加剧导致全球气候变暖,产生一系列当今科学不可预测的全球性气候问题。国际气候变化经济学报告中显示,如果人类一直维持现在的生活方式,到2100年,全球平均气温将有50%的可能会上升4℃。

(四)岛国面临淹没:如果全球气温上升4℃,地球南北极的冰川就会融化,海平面因此将上升,全世界40多个岛屿国家和界人口最集中的沿海大城市都将面临淹没的危险,全球数千万人的生活将会面临危机,甚至产生全球性的生态平衡紊乱,最终导致全球发生大规模的迁移和冲突。

080.浅谈二氧化碳对人体建康的危害?

答:研究表明,低浓度的二氧化碳没有毒性,高浓度的二氧化碳则会使动物中毒。二氧化碳对人体建康的危害表现在:

(一)二氧化碳浓度提高对动物健康的危害:空气中二氧化碳浓度低于2%时,对人没有明显的危害,超过这个浓度则可引起人体呼吸器官损坏,即一般情况下二氧化碳并不是有毒物质,但当空气中二氧化碳浓度超过一定限度时则会使肌体产生中毒现象,高浓度的二氧化碳则会让人窒息。动物实验证明:在含氧量正常(20%)的空气中,二氧化碳的浓度越高,动物的死亡率也越高。同时,纯二氧化碳引起动物死亡较低氧所致的死亡更为迅速。此外,有人认为:在低氧的情况下,8%~10%浓度的二氧化碳即可在短时间内引起人、畜死亡。

(二)二氧化碳使动物中毒的基本原理:高浓度二氧化碳本身具有刺激和麻醉作用,且能使肌体发生缺氧窒息。

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图十一化学农业造成面源污染引起的空气污染

(三)二氧化碳使动物中毒的三种症状:

轻度:一般出现头晕、头痛、肌肉无力、全身酸软等不适之感。

中度:头晕将有倒地之势,胸闷,鼻腔和咽喉疼痛难忍,呼吸紧促,胸部有压迫及憋气感;剧烈性头痛、耳鸣、肌肉无力、皮肤发红、血压升高,脉快而强。

重度:突然头晕无法支持而倒地,憋气、呼吸困难、心悸、神志不清、昏迷、皮肤口唇和指甲青紫、血压下降、脉弱至不能触及,瞳孔散大。对光反射消失,全身松软,声门扩大,相继呼吸心跳停止而至死亡,急性期过后有的可留有嗜睡及记忆力减退等症状。

科技部《碳氢核肥制备关键技术与产业化应用》国家科技成果评价委员会

碳氢科学碳氢农业碳氢核肥系列科普知识1200问编辑委员会顾问

赵永志:农业部耕地质量建设与管理专家指导组专家

北京市土壤肥料工作站站长/研究员

赵同科:北京市农林科学研究院研究员

张能玲:中国科学院微生物研究所教授

贺纪正:中国科学院生态环境研究中心研究员

曹卫东:中国农业科学院资源区划所研究员

李栋:中国农业大学工学院教授/博导

汪立君:中国农业大学食品学院教授/博导

田有国:农业部农业科技推广服务中心研究员/处长

方雯霞:中国检验检疫科学研究院高级农艺师

李临西:科技部火炬计划中心研究员

周卫:中国植物营养与肥料学会研究员

季恒宽:科技部中国高科技产业化研究会高级工程师

发布:中国国际碳氢核肥国际产业联盟有限公司

中国国际碳氢农业科学研究院

山东碳汇农业科技有限公司

地址:北京市朝阳区望京西路48号院金隅国际A座12A05号

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