<p>山 東 農(nóng) 業(yè) 科 學(xué) 2016， 48( 12) : 111 116 Shandong Agricultural SciencesDOI: 1014083/j issn1001 4942201612025收稿日期 : 2016 07 01基金項(xiàng)目 : 山東省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目 ( 2015GNC111008) ; 公益性行業(yè) ( 農(nóng)業(yè) ) 科研專(zhuān)項(xiàng) ( 201503105) ; 山東省自主創(chuàng)新及成果轉(zhuǎn)化專(zhuān)項(xiàng) ( 2014ZZCX01105) ; 濟(jì)南市 2015 年科學(xué)技術(shù)發(fā)展計(jì)劃第二批項(xiàng)目 ( 201502030) ; 山東省科技惠民計(jì)劃項(xiàng)目 ( 2013kjhm010307)作者簡(jiǎn)介 : 李倩 ( 1984 ) ， 女 ， 博士 ， 工程師 ， 研究方向?yàn)檗r(nóng)業(yè) 、環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)化 。E mail: liqian sdis cn殘膜污染防治與可降解地膜生態(tài)環(huán)境影響評(píng)價(jià)李倩1， 安潔1， 石寶翠1， 周經(jīng)綸2， 王麗紅2， 明照岳2( 1 山東省標(biāo)準(zhǔn)化研究院 ， 山東 濟(jì)南 250014; 2 山東天壯環(huán)?？萍加邢薰?， 山東 濟(jì)南 250100)摘 要 : 地膜作為重要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料 ， 在我國(guó)使用量十分巨大 。2014 年全國(guó)地膜使用量達(dá)到 144 萬(wàn)噸 ， 比 1992 年增長(zhǎng)了近 3 倍 ， 年均增長(zhǎng)率約為 6%; 新疆 、山東和甘肅三地的地膜覆蓋面積占到全國(guó)覆蓋面積的 38%。但傳統(tǒng)透明塑料地膜性能穩(wěn)定 ， 不易降解 ， 大量殘留在耕地中 ， 部分地區(qū)殘膜量遠(yuǎn)高于我國(guó) 75 0kg/hm2的殘留限值 ， 表現(xiàn)出積累效應(yīng)明顯 、污染區(qū)域差異大 、污染強(qiáng)度逐年增大的特征 ?？山到獾啬な墙档蜌埬?duì)農(nóng)田環(huán)境污染的有效手段 ， 本研究考慮可降解地膜遷移 、轉(zhuǎn)化 、歸趨過(guò)程 ， 利用殘膜率 、未出苗率 、蚯蚓死亡率和重金屬污染度指標(biāo) ， 建立可降解地膜生態(tài)環(huán)境影響評(píng)價(jià)模型 ， 并將可降解地膜對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響分為無(wú)影響 、影響較小 、中等影響和影響較大四級(jí) ， 為評(píng)價(jià)可降解地膜生態(tài)環(huán)境影響提供了一種研究思路 。關(guān)鍵詞 : 殘膜污染 ; 可降解地膜 ; 生態(tài)環(huán)境 ; 影響評(píng)價(jià)中圖分類(lèi)號(hào) : X825 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào) : A 文章編號(hào) : 1001 4942( 2016) 12 0111 06Control of esidual Film Pollution and EcologicalEnvironment Impact Assessment of Degradable Mulch FilmLi Qian1， An Jie1， Shi Baocui1， Zhou Jinglun2， Wang Lihong2， Ming Zhaoyue2( 1 Shandong Institute of Standardization， Jinan 250014， China;2 Shandong Tianzhuang Environment Protection Science and Technique Co ， Ltd ， Jinan 250100， China)Abstract As an important agricultural production materials， plastic film has a huge use in China Theusage amount of mulch film in 2014 reached to 144 million tons， which increased by three times than that in1992 with the annual growth rate of about 6% The sum covered area of three provinces of Xinjiang， Shandongand Gansu occupied 38% of the total covered area in China The traditional transparent plastic film is not easyto degrade after using because of its stable properties The residual film quantity in farmland in some area ismuch higher than the limit value of 750 kg/hm2in China The residual film pollution shows the characteris-tics of obvious accumulative effect， large difference in different pollution areas and annual increasing pollutionintensity Degradable mulch film is an effective way to prevent the residual film pollution Considering the mi-gration， transformation and fate processes of degradable plastic film， the ecological environment impact assess-ment model was established with rate of residual film， seedling non emergence rate， earthworm mortality andheavy metal pollution level as indices The model assessed and divided the ecological environment impact ofdegradable plastic film into four levels of no impact， small impact， medium impact and large impact Thisstudy provided a research method for evaluating the ecological environment impact of degradable mulch filmKeywords esidual film pollution; Degradable film; Ecological environment impact; Assessment地膜具有增溫保墑 、增加土壤肥力 、防治病蟲(chóng)害等作用 ， 我國(guó)作為農(nóng)業(yè)大國(guó) ， 每年地膜用量十分巨大 ， 目前已成為世界上地膜用量最多 、覆蓋面積最大 、覆蓋作物種類(lèi)最多的國(guó)家 1。常用的塑料地膜是以聚乙烯 、聚氯乙烯為主要原料 ， 通過(guò)添加抗氧化劑 、紫外線吸收劑等制成的有機(jī)化合材料 ，具有良好的透光性和機(jī)械拉伸性 ， 但其分子量大 、性能穩(wěn)定 、耐化學(xué)侵蝕 、可緩沖冷熱 ， 光分解性和生物分解性較差 ， 在自然條件下不易降解 ， 大量殘留于土壤中 。殘留地膜在土壤中以片狀 、球狀 、棒狀和圓筒狀等形態(tài)存在 2， 大量殘膜碎片會(huì)導(dǎo)致土壤容重增加 、孔隙度和含水量降低 3， 造成水分 、養(yǎng)分的運(yùn)移被阻斷 ， 從而導(dǎo)致作物營(yíng)養(yǎng)不良及減產(chǎn) 4。近年來(lái) ， 由殘膜污染造成的農(nóng)村土地板結(jié)問(wèn)題以及由廢膜焚燒而產(chǎn)生的大氣污染 、水污染問(wèn)題日益嚴(yán)重 ， 對(duì)生態(tài)環(huán)境構(gòu)成潛在威脅 ， 并具有長(zhǎng)期的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn) 。20 世紀(jì) 80 年代以來(lái) ， 可降解地膜憑借其環(huán)境友好性逐漸進(jìn)入人們視野 ， 成為解決殘膜污染問(wèn)題的重要途徑 。與傳統(tǒng)聚乙烯地膜相比 ， 可降解地膜的主要優(yōu)點(diǎn)是在地膜失去增溫保墑等功能后 ， 在各種因素作用下經(jīng)過(guò)一定時(shí)間 ， 能夠在環(huán)境中最終降解為無(wú)毒無(wú)害產(chǎn)品 5， 從而防止殘膜對(duì)農(nóng)田環(huán)境的污染 。按照降解機(jī)理 ， 可降解地膜可分為光 ( 熱 ) 降解地膜 、生物降解地膜 、氧化 生物降解地膜三類(lèi) 。有研究顯示 ， 可降解地膜在煙草 、花生等覆膜時(shí)間較短作物上具較好的適用性 1。隨著政府引導(dǎo)的增強(qiáng)和農(nóng)民環(huán)境保護(hù)意識(shí)的提高 ， 可降解地膜對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響及其評(píng)價(jià)技術(shù)越來(lái)越受到人們的關(guān)注 。為規(guī)范可降解地膜的降解性能 ， 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織 ( ISO) 、美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì) ( ASTM) 、歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì) ( CEN) 、日本生物降解塑料研究會(huì) ( JBPA) 、澳大利亞標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì) ( SA) 等組織 ， 對(duì)其分子量 、拉伸性能 、失重率 、崩解度 、生物化學(xué)需氧量 、CO2產(chǎn)量和生物毒性等指標(biāo)提出了要求 ， 并規(guī)定了測(cè)試條件和測(cè)試方法 。本文通過(guò)分析我國(guó)地膜使用現(xiàn)狀 ， 闡明了我國(guó)殘膜污染分布的時(shí)空分異特征 ; 通過(guò)比較國(guó)內(nèi)外可降解地膜降解性能指標(biāo)及標(biāo)準(zhǔn) ， 識(shí)別可降解地膜污染源的遷移 、轉(zhuǎn)化 、歸趨途徑 ， 梳理評(píng)價(jià)指標(biāo) ， 建立了可降解地膜生態(tài)環(huán)境影響評(píng)價(jià)模型 ， 為衡量可降解地膜帶來(lái)的生態(tài)環(huán)境影響提供一種研究思路 。1 數(shù)據(jù)來(lái)源本文根據(jù) 中國(guó)農(nóng)村統(tǒng)計(jì)年鑒 ( 1990 2015) 中提供的數(shù)據(jù)信息 ， 統(tǒng)計(jì)了 20 多年來(lái)( 1992 2014 年 ) 農(nóng)用地膜的使用情況 ， 并由此分析了我國(guó)殘膜污染現(xiàn)狀 。2 我國(guó)殘膜污染時(shí)空分異特征地膜殘留量受覆膜年限 、耕作方式等影響 ， 不同地區(qū)不同耕層的殘片數(shù)量 、面積差異較大 。多數(shù)研究表明 ， 殘膜主要集中在 0 20 cm 的土壤耕層中 6， 7， 占土壤中殘膜總量的 90% 以上 8。通過(guò)分析我國(guó)地膜使用數(shù)據(jù)可知 ， 我國(guó)殘膜污染具有 “積累效應(yīng) 、區(qū)域差異 、逐年增強(qiáng) ”三個(gè)特征 。21 殘膜污染積累效應(yīng)明顯由圖 1 可見(jiàn) ， 我國(guó)農(nóng)用塑料薄膜使用量大幅提升 ， 從 1992 年的 78 萬(wàn)噸躍升到 2014 年的 258萬(wàn)噸 。其中 ， 地膜使用量平均占農(nóng)用塑料薄膜使用量的 54%， 從 1992 年的 38 萬(wàn)噸 ， 增長(zhǎng)到 2014年的 144 萬(wàn)噸 ， 增加了近 3 倍 ， 年均增長(zhǎng)率 62%;最大增長(zhǎng)率出現(xiàn)在 1996 年 ， 比 1995 年使用量增長(zhǎng)了近 20%。全國(guó)地膜覆蓋面積逐年穩(wěn)步提升 ， 1993 年地膜覆蓋面積約 572 萬(wàn)公頃 ， 到 2002 年增長(zhǎng)到1 170萬(wàn)公頃 ， 面積翻了一翻 ; 2014 年增長(zhǎng)到 1 814萬(wàn)公頃 ， 比 1993 年提高了 2 倍多 ， 年增長(zhǎng)率約為57%( 見(jiàn)圖 2) 。目前 ， 我國(guó)去除殘膜的主要方法是靠機(jī)械或人工撿拾 ， 人工撿拾大約需要 16 h·hm2 9， 過(guò)高的勞動(dòng)強(qiáng)度和撿拾成本推動(dòng)了機(jī)械化殘膜回收的應(yīng)用 。但是 ， 隨著我國(guó)地膜使用量和覆膜面積的不斷增加 ， 地膜回收率無(wú)法達(dá)到相應(yīng)水平 ， 導(dǎo)致我國(guó)殘膜量逐年增加 ， 積累效應(yīng)明顯 。22 殘膜污染區(qū)域差異較大由圖 3 可見(jiàn) ， 我國(guó)各省市地膜覆蓋面積差異較大 ， 地膜的使用主要分布在北方的干旱和半干旱地區(qū) ， 也是我國(guó)糧食主產(chǎn)區(qū)和農(nóng)業(yè)大省 。新疆 、山東和甘肅三地的地膜覆蓋面積占到全國(guó)覆蓋面積的 38%， 其中 ， 新疆地膜覆蓋面積居全國(guó)之首 ，約為 332 萬(wàn)公頃 ; 山東位居第二 ， 為 222 萬(wàn)公頃 ，約為新疆地膜覆蓋面積的 67%; 甘肅 、內(nèi)蒙古 、河211 山 東 農(nóng) 業(yè) 科 學(xué) 第 48 卷北 、河南的地膜覆蓋面積均在 100 萬(wàn)公頃以上 。在南方 ， 地膜主要應(yīng)用于高山 、冷涼地區(qū) ， 其中 ， 云南地膜覆蓋面積達(dá)到 102 萬(wàn)公頃 ， 四川和湖南緊隨其后 。數(shù)據(jù)來(lái)源 : 中國(guó)農(nóng)村統(tǒng)計(jì)年鑒 ， 不包括港澳臺(tái) 。下圖同 。圖 1 1992 2014 年全國(guó)地膜使用量發(fā)展趨勢(shì)圖 2 1993 2014 年全國(guó)地膜覆蓋面積圖 3 2014 年全國(guó)各省市地膜覆蓋面積23 殘膜污染強(qiáng)度逐漸增大地膜使用強(qiáng)度即單位耕地面積的地膜使用量( kg/hm2) ， 能夠在一定程度上反映某一區(qū)域或者地區(qū)殘膜污染的強(qiáng)度 。2014 年 ， 新疆 、上海 、福建等地地膜使用強(qiáng)度較大 ， 黑龍江 、西藏 、吉林使用強(qiáng)度較小 ( 見(jiàn)圖 4) 。從 2004 年至 2014 年全國(guó)地膜使用強(qiáng)度演化趨勢(shì)來(lái)看 ， 我國(guó)地膜使用強(qiáng)度年均增長(zhǎng)較大的主要為西北 、西南地區(qū) ， 青海十年間地膜使用311第 12 期 李倩 ， 等 : 殘膜污染防治與可降解地膜生態(tài)環(huán)境影響評(píng)價(jià)強(qiáng)度年平均增長(zhǎng) 43 6%， 高出第二位增長(zhǎng)率為158%的西藏近 2 倍 。青海 、寧夏屬于黃土高原旱作區(qū) ， 三分之二的降水量以無(wú)效蒸發(fā)形式流失 ， 地膜覆蓋技術(shù)是黃土高原農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的核心技術(shù)之一 ，部分地區(qū)地膜使用年限在 10 年以上 ; 西藏 、海南由于耕地面積較少 ， 地膜使用強(qiáng)度也較高 。圖 4 2014 年我國(guó)地膜使用強(qiáng)度及年均變化3 可降解地膜的降解性能和生態(tài)影響評(píng)價(jià)及評(píng)價(jià)模型構(gòu)建31 現(xiàn)有可降解地膜降解性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及試驗(yàn)方法評(píng)價(jià)指標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表 1。評(píng)價(jià)光降解常用的測(cè)試指標(biāo)有分子量 、拉伸強(qiáng)度 、斷裂伸長(zhǎng)率 、厚度 、質(zhì)量變化等 。另外 ， 聚烯烴的氧化程度還可以用羰基指數(shù)表示 ， 羰基指數(shù)是試樣在 1 715 cm1處的羰基紅外吸收峰與固定特征吸收峰的吸光度之比 。評(píng)價(jià)生物降解地膜能力的指標(biāo)包括生物分解率 、生化需氧量 ( BOD) 、CO2和 CH4產(chǎn)生量等 。在評(píng)價(jià)過(guò)程中一般使用組合的測(cè)試程序 ， 以確認(rèn)生物降解的發(fā)生 。在選擇測(cè)試方法時(shí) ， 應(yīng)考慮地膜潛在的應(yīng)用區(qū)域和遷移轉(zhuǎn)化過(guò)程 ， 如堆肥 、土壤或水環(huán)境等 。地膜降解代謝產(chǎn)物可能對(duì)作物出苗率 、生長(zhǎng)率以及蚯蚓的重量變化和生存情況帶來(lái)影響 ， 生態(tài)毒性測(cè)試即可以評(píng)價(jià)可降解地膜對(duì)植物或動(dòng)物產(chǎn)生的影響 。同時(shí) ， 還要保證地膜的重金屬含量在標(biāo)準(zhǔn)允許的范圍之內(nèi) 。根據(jù)現(xiàn)有地膜降解性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) ， 可降解性試驗(yàn)評(píng)價(jià)方法主要有土壤分解法 、好氧堆肥法 、特定微生物或酶作用法和厭氧試驗(yàn) 10。土壤分解法包括自然土埋法和實(shí)驗(yàn)室土埋法 ， 自然土埋法能反映自然界中材料的實(shí)際分解情況 ， 一般以試樣的形態(tài)變化 、失重率及力學(xué)性能的變化來(lái)定性表 1 可降解地膜降解性能評(píng)價(jià)指標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)序號(hào) 目標(biāo)層 指標(biāo)層 要求 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)1 崩解性有氧 12 周內(nèi) ， 厭氧 5 周內(nèi) ，90%的地膜崩解為2 mm 的碎片ISO 16969; ISO 20200; EN 14045;GB/T 19811; GB/T 20197 分子量 5000ASTM D5272; GB /T 17603;ASTM D 5247; GB 19275 失重率 厚度 羰基指數(shù) 拉伸斷裂伸長(zhǎng)率保留率 5% GB/T 20197 重均相對(duì)分子質(zhì)量下降率 80% GB/T 20197重均相對(duì)分子質(zhì)量10000 的分子百分含量20% GB/T 201972 生物降解性6 個(gè)月有氧降解 90%;2 個(gè)月厭氧降解 50%;不可降解有機(jī)成分 5%ASTM D6954; AS 4736;ASTM D6400; EN 13432 生物分解率 60% GB/T 20197 氧氣消耗量ASTM D5338; ISO 14855;GB/T 19277; ASTM D 5988; ISO 17556CO2產(chǎn)生量ISO 14855; ISO 17556;EN 14046; GB 19277; GB 22047 CH4 產(chǎn)生量ISO 15985; ASTM D5210;ASTM D 55263 生態(tài)毒性AS 4736; BS 8472;ASTM D5951 出苗率 90%ISO 11269; EN 13432;OECD Guideline 208 植物生物量 90% 蚯蚓死亡率 10%， 14 天ISO 11268;ASTM E1676; OECD Guideline 207 重金屬 見(jiàn)表 3 EN 13432; AS 4736表示 ， 是目前我國(guó)可降解地膜性能評(píng)價(jià)普遍采用的試驗(yàn)方法 。實(shí)驗(yàn)室土埋法和堆肥法采用在一定411 山 東 農(nóng) 業(yè) 科 學(xué) 第 48 卷時(shí)間內(nèi)的失重率 、耗氧量及 CO2釋放量等表征指標(biāo) 。特定微生物或酶作用法是自然條件的簡(jiǎn)化模型 ， 一般作為其它試驗(yàn)方法的補(bǔ)充試驗(yàn) 。厭氧試驗(yàn)一般采用 CO2和 CH4的產(chǎn)生量作為表征指標(biāo) 。32 可降解地膜降解評(píng)價(jià)指標(biāo)篩選與建模目前評(píng)價(jià)可降解地膜降解性能的指標(biāo)較多 ，但多為評(píng)價(jià)同一性能的平行指標(biāo) ， 指標(biāo)間具有顯著正相關(guān)性 ， 例如 CO2產(chǎn)生量 、耗氧量和失重率均可表征生物降解過(guò)程的發(fā)生 ， 是同一個(gè)降解過(guò)程的不同表征 11; 除此之外 ， 還有許多關(guān)于殘膜影響的其他指標(biāo) ， 如對(duì)土壤關(guān)鍵酶活性的影響 12， 13， 對(duì)棉花產(chǎn)量的影響 14， 15等 。因此 ， 在選取構(gòu)建評(píng)價(jià)模型的指標(biāo)時(shí) ， 首先要考慮指標(biāo)的可操作性 ， 即選取易于測(cè)量且直觀的指標(biāo) ， 這是模型構(gòu)建的第一原則 。模型的構(gòu)建還需建立在識(shí)別降解地膜遷移 、轉(zhuǎn)化 、歸趨過(guò)程的基礎(chǔ)之上 。本研究構(gòu)建了一個(gè)三層降解評(píng)價(jià)模型 ， 可以模擬表示出可降解地膜的光降解 、生物降解過(guò)程和生態(tài)毒性評(píng)價(jià) ( 見(jiàn)圖5) 。但在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中 ， 這三種過(guò)程一般是同時(shí)發(fā)生的 。第一層表示了可降解地膜的光降解過(guò)程 : 在日光照射下 ， 長(zhǎng)鏈分裂成較低分子量的短鏈 ， 聚合物的完整性受到破壞 ， 物理性能下降 ， 從而實(shí)現(xiàn)地膜降解 。分子量和揮發(fā)性固體質(zhì)量的變化 ， 是光氧化降解造成地膜物理性質(zhì)變化的表現(xiàn) 。在光氧化降解作用下 ， 地膜分解為平均分子量小于 5 000的碎片 。經(jīng)第一層光氧化降解后的地膜碎片進(jìn)入第二層進(jìn)行生物降解 。生物降解過(guò)程分為三個(gè)階段 :首先通過(guò)生物的物理作用如細(xì)菌的增長(zhǎng)使高分子材料發(fā)生機(jī)械性破壞 ， 分裂成低聚物碎片 ; 再通過(guò)生物的化學(xué)作用 ， 利用微生物中的酶將高分子聚合物分解成低分子碎片 ; 然后由細(xì)菌等微生物侵蝕分解或氧化崩裂 ， 最終形成 CO2、水 、生物質(zhì)及其所含元素的礦化無(wú)機(jī)鹽 ( 在厭氧環(huán)境下 ， 則形成甲烷 、水和生物質(zhì) ) 16。該層生物降解過(guò)程利用一定時(shí)間內(nèi) CO2的產(chǎn)生量進(jìn)行評(píng)估 ， 同時(shí)測(cè)定地膜殘留率 ， 要求 60% 的有機(jī)碳轉(zhuǎn)化為 CO2， 且不能降解部分小于 10%， 而對(duì)于多種聚合物產(chǎn)品 ， 則要求 90%的有機(jī)碳轉(zhuǎn)化為 CO2。經(jīng)前兩層降解后的殘膜碎片進(jìn)入第三層 ， 繼續(xù)評(píng)價(jià)其生態(tài)毒性 ， 一般進(jìn)行出苗率 、蚯蚓死亡率和重金屬含量測(cè)定 。另外 ， 時(shí)間也是衡量降解殘留產(chǎn)物的重要條件 ， 是考慮地膜長(zhǎng)期積累效應(yīng)的重要指標(biāo) ， 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求 ， 選擇降解時(shí)間 180 天作為測(cè)試終點(diǎn) 。圖 5 可降解地膜降解與評(píng)價(jià)流程本研究在評(píng)價(jià)地膜降解殘留物對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響時(shí) ， 選取殘膜率 、出苗率 、蚯蚓死亡率和重金屬含量等指標(biāo)進(jìn)行衡量 ， 指標(biāo)的釋義與計(jì)算方法見(jiàn)表 2。表 2 可降解地膜生態(tài)環(huán)境影響評(píng)價(jià)指標(biāo)序號(hào) 名稱(chēng) 釋義 公式 測(cè)試方法 要求1 殘膜率 2 mm 的殘膜碎片比例殘膜率 = 殘留地膜質(zhì)量 /原使用地膜質(zhì)量EN 13432、ASTMD640010%GB/T 20197 40%2 未出苗率覆膜條件下未出苗的植株比例未出苗率 = 未出苗植株數(shù) /總植株數(shù)OECD Guideline20810%3 蚯蚓死亡率實(shí)驗(yàn)室模擬條件下 14 天的蚯蚓死亡情況蚯蚓死亡率 = 死亡蚯蚓數(shù) /總蚯蚓數(shù)OECD Guideline20710%4 重金屬污染度重金屬超出限值的程度重金屬污染度=( Ci/Si)2max+ ( Ci/Si)2av槡2內(nèi)梅羅污染指數(shù)法注 : 中 ， Ci為重金屬 i 的實(shí)測(cè)質(zhì)量分?jǐn)?shù) ， mg/kg; Si表示重金屬限值 ， 見(jiàn)表 3; ( Ci/Si)max表示重金屬污染最大值 ，( Ci/Si)av表示重金屬污染平均值 ， i 表示某種重金屬 。為將指標(biāo)調(diào)整為同一維度 ， 將出苗率調(diào)整為未出苗率 ， 重金屬含量指標(biāo)調(diào)整為重金屬污染度 ?；谶@些指標(biāo) ， 采用效應(yīng)相加方法 17構(gòu)建了可降解地膜生態(tài)環(huán)境影響評(píng)價(jià)模型 ， 計(jì)算公式如下所示 。 =ni =1Pi式中 ， 為可降解地膜生態(tài)環(huán)境影響指數(shù) ; P 為可降解指標(biāo)值 ; i 為指標(biāo)的數(shù)量 ， i =1， 2， ， n。511第 12 期 李倩 ， 等 : 殘膜污染防治與可降解地膜生態(tài)環(huán)境影響評(píng)價(jià)表 3 地膜重金屬元素限值 ( mg/kg)元素 限值 元素 限值 元素 限值Zn 150 Cr 50 Pb 50Cu 50 Mo 1 Hg 05Ni 25 Se 075 F 100Cd 05 As 5 Co 3833 可降解地膜的生態(tài)影響等級(jí)劃分在建立的模型基礎(chǔ)上 ， 采用絕對(duì)確定法 18，依據(jù)頒布的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)劃分生態(tài)環(huán)境影響等級(jí) ， 將可降解地膜的生態(tài)環(huán)境影響分為無(wú)影響 、影響較小 、中等影響和影響較大四級(jí) ， 分別用一 、二 、三 、四級(jí)表示 ( 見(jiàn)表 4) 。表 4 可降解地膜生態(tài)環(huán)境影響分級(jí)等級(jí) 指數(shù) 影響程度 說(shuō)明一 13 無(wú)影響各項(xiàng)指標(biāo)均符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 ， 殘膜率 、未出苗率 、蚯蚓死亡率均 10%， 重金屬含量未超標(biāo) ， 對(duì)生態(tài)環(huán)境基本無(wú)影響二 13 16 影響較小殘膜率 40%， 符合我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 ， 其他指標(biāo)符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 ， 對(duì)生態(tài)環(huán)境影響較小三 16 26 中等影響 指標(biāo)有一定程度超標(biāo) ， 對(duì)生態(tài)環(huán)境具有中等影響四 26 影響較大 各項(xiàng)指標(biāo)均不符合標(biāo)準(zhǔn) ， 對(duì)生態(tài)環(huán)境影響較大4 結(jié)論隨著農(nóng)膜覆蓋技術(shù)的發(fā)展 ， 我國(guó)地膜使用量與覆蓋面積大幅度增長(zhǎng) ， 各地區(qū)地膜使用強(qiáng)度也呈現(xiàn)出逐漸增強(qiáng)的趨勢(shì) ， 表現(xiàn)出積累效應(yīng)明顯 、污染區(qū)域差異大和污染強(qiáng)度逐漸增大的時(shí)空分異特征 。由于使用量 、耕作方式和使用時(shí)間的差別 ， 我國(guó)不同地膜覆蓋區(qū)域土壤中殘膜量差異較大 ， 平均殘留量為 60 kg·hm2， 最高達(dá) 135 kg·hm2 19， 高于我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 農(nóng)田地膜殘留量限值及測(cè)定 ( GB/T 25413 2010) 中 “待播農(nóng)田耕作層內(nèi) ( 25 30cm) 地膜殘留量限值應(yīng)不大于 75 kg·hm2”的規(guī)定 ?？山到獾啬ぜ缺Ａ袅藗鹘y(tǒng)地膜增溫保墑的功能 ， 又能夠在環(huán)境中最終降解為無(wú)毒無(wú)害產(chǎn)品 ， 是解決農(nóng)田殘膜污染的重要途徑 。根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織對(duì)可降解地膜降解性能的規(guī)范 ， 在識(shí)別可降解地膜遷移 、轉(zhuǎn)化 、歸趨過(guò)程的基礎(chǔ)上 ， 利用殘膜率 、未出苗率 、蚯蚓死亡率和重金屬污染度指標(biāo) ，建立了可降解地膜的生態(tài)影響評(píng)價(jià)模型 ?；谠撃Ｐ图皹?biāo)準(zhǔn)規(guī)定 ， 將可降解地膜對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響劃分為無(wú)影響 、影響較小 、中等影響和影響較大四個(gè)等級(jí) 。本研究建立的可降解地膜生態(tài)影響評(píng)價(jià)技術(shù)指標(biāo)體系和模型為評(píng)價(jià)可降解地膜對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響提供了一種有效的方法 ， 有利于協(xié)助指導(dǎo)可降解地膜的研發(fā)和解決殘膜污染問(wèn)題 ， 也為制定國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 生物 氧化雙降解地膜 和我國(guó)政府有關(guān)農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)決策提供了理論依據(jù)和技術(shù)支持 。參 考 文 獻(xiàn) : 1 嚴(yán)昌榮 ， 何文清 ， 薛穎昊 ， 等 生物降解地膜應(yīng)用與地膜殘留污染防控 J 生物工程學(xué)報(bào) ， 2016， 32( 6) : 746 760 2 嚴(yán)昌榮 ， 何文清 ， 劉爽 ， 等 中國(guó)地膜覆蓋及殘留污染防控 M 北京 : 科學(xué)出版社 ， 2015 3 趙素榮 ， 張書(shū)榮 ， 徐霞 ， 等 農(nóng)膜殘留污染研究 J 農(nóng)業(yè)環(huán)境與發(fā)展 ， 1998( 3) : 7 10 4 馮海 甘肅省農(nóng)膜利用現(xiàn)狀和存在問(wèn)題及解決途徑 J 黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué) ， 2012( 11) : 152 154 5 Ammala A， Bateman S， Dean K， et al An overview of degrad-able and biodegradable polyolefins J Progress in PolymerScience， 2011， 36( 8) : 1015 1049 6 馬輝 ， 梅旭榮 ， 嚴(yán)昌榮 ， 等 華北典型農(nóng)區(qū)棉田土壤中地膜殘留特點(diǎn)研究 J 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào) ， 2008， 27( 2) :570 573 7 馬彥 ， 楊虎德 甘肅省農(nóng)田地膜污染及防控措施調(diào)查 J 生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報(bào) ， 2015， 31( 4) : 478 483 8 梁志宏 ， 王勇 我國(guó)農(nóng)田地膜殘留危害及防治研究綜述 J 中國(guó)棉花 ， 2012， 39( 1) : 3 8 9 McCraw D， Motes J E Use of plastic mulch and row covers invegetable production J Oklahoma State University， OSUExtension Facts F 6034， 1991 10 丁健 ， 鄒憶 ， 蔣紅 ， 等 紡織材料可生物降解性評(píng)價(jià)方法 J 印染 ， 2012， 38( 1) : 40 46 11 張曉海 ， 陳建軍 ， 楊志新 Biolice 可降解地膜降解速率及其產(chǎn)物研究 J 云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) ( 自然科學(xué)版 ) ， 2013，28( 4) : 540 544 12 吳國(guó) 環(huán)境降解地膜降解產(chǎn)物對(duì)作物生長(zhǎng)代謝及土壤關(guān)鍵酶活性的影響 D 成都 : 四川師范大學(xué) ， 2013 13 樊有國(guó) ， 羅學(xué)剛 環(huán)境降解聚乙烯地膜殘余組分對(duì)土壤酶活性的影響 J 環(huán)境科學(xué)與技術(shù) ， 2014( 6) : 1 6 14 何文清 ， 趙彩霞 ， 劉爽 ， 等 全生物降解膜田間降解特征及其對(duì)棉花產(chǎn)量影響 J 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) ， 2011， 16( 3) : 21 27 15 龔雙鳳 ， 楊濤 ， 陳寶燕 ， 等 地膜降解與土壤溫度和含水量的關(guān)系及其對(duì)棉花產(chǎn)量的影響 J 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào) ，2015， 24( 4) : 62 68 16 Kyrikou I， Briassoulis D Biodegradation of agricultural plasticfilms: a critical review J Journal of Polymers the Envi-ronment， 2007， 15( 2) : 125 150 17 U S EPA Supplementary guidance for conducting health riskassessment of chemical mixtures EPA/630/ 00/002Washington， DC: U S EPA， 2000 18 殷冠羿 ， 劉黎明 ， 起曉星 ， 等 基于物質(zhì)流分析的高集約化農(nóng)區(qū)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià) J 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào) ， 2015， 31( 5) :235 243 19 何文清 ， 嚴(yán)昌榮 ， 劉爽 ， 等 典型棉區(qū)地膜應(yīng)用及污染現(xiàn)狀的研究 J 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào) ， 2009， 28( 8) : 1618 1622611 山 東 農(nóng) 業(yè) 科 學(xué) 第 48 卷</p>