土壤污染及防治

土壤污染及防治摘要：土壤污染对我国社会经济发展，生态环境，食品安全和农业可持续发展构成严重威胁，并危害人体健康，但污染防治基础相当薄弱。

通过对土壤的组成、重要性、土壤污染物、污染源以及土壤现状、土地污染的危害加以分析，揭示土壤污染防治的必要性，提出加强土壤污染防治等。

关键词：土壤组成；重要性；土壤污染；防治土壤是陆地表面能够生长植物的疏松表层，是地球上生命活动不可缺少的重要物质。

由于污染，土壤的营养功能，净化功能，缓冲功能和有机体的支持功能正在丧失，土壤污染呈继续扩大的趋势[1]。

因此，了解土壤的组成等信息，清除被称为“化学定时炸弹”的土壤污染，采取有效措施防治土壤污染对于合理利用土地、保护人民身体健康、提高人民生活质量具有极其重要的作用。

1土壤的组成及其重要性1.1土壤的组成土壤是由固体、液体和气体三相共同组成的多相体系。

土壤固相主要由矿物质以及有机质组成，土壤气相和液相填充于土骨架之间的孔隙中[2]。

1.1.1土壤矿物质土壤矿物质在土壤中起着支撑的作用，人们很形象的称之为“土壤的骨骼”。

土壤矿物质是岩石经过物理风化和化学风化形成的。

按成因类型可将土壤矿物分为两类：原生矿物和次生矿物。

土壤中最主要的原生矿物有四类：硅酸盐类矿物、氧化物类矿物、硫化物类矿物和磷酸盐类矿物。

而次生矿物通常根据其结构和性质分为三类：简单盐类、三氧化物类和次生铝硅酸盐类[3]。

1.1.2土壤有机质土壤有机质（SOM）是泛指以各种形态和状态存在于土壤中的各种含碳有机物。

具体地说，它包括土壤中的动物、植物及微生物残体的不同分解、合成阶段的各种产物，它是土壤中细小的非生命体形式的天然有机物的总称，实质上包括未改变和部分改变的动植物残体，但更主要的是腐烂分解有机物或其再合成产物，后者就是常说的腐殖质（HS），由于土壤中不发生腐烂分解的细小天然有机物的比例很小，且无法与已经腐烂分解的天然有机物截然分开，因此在不太严格的情况下，SOM与HS几乎是同义语（例如stevensen在1982年出版的HS一书中就是这样处理的）[4]。

土壤有机质主要来源于植物、动物及微生物残体，其中高等植物为主要来源。

在耕地土壤中自然植被已不存在，主要来自作物根的分泌物、根茬、枯枝落叶以及人们每年施入的有机肥料[5]。

1.1.3土壤水分土壤水分是土壤的重要组成部分，主要来自大气降水和灌溉。

在地下水位接近地面（2~3m）的情况下，地下水也是上层土壤水分的重要来源。

此外，空气中水蒸气遇冷凝成为土壤水分。

土壤水分并非纯水，实际上是土壤中各种水分和污染物溶解形成的溶液，即土壤溶液。

由于土壤水分既是植物养分的主要来源，也是进入土壤的各种污染物向其他环境圈层（如水圈、生物圈等）迁移的媒介[4]。

1.1.4土壤中的空气土壤空气来源于大气，存在于土壤各种孔隙中，对于透气性较好的土壤，土壤空气组成与近地大气组成相近。

由于根系呼吸，耗氧微生物代谢等过程消耗了土壤中的氧气。

土壤空气中的氧含量低于大气，特别在土壤与大气间气体交换不良情况下尤为明显。

由于二氧化碳是植物根系呼吸及微生物对环境中含碳有机物分解的产物，因此土壤空气中二氧化碳浓度总大于空气中二氧化碳浓度。

同时，二氧化碳浓度增加程度不仅取决于这些化学和生物过程的强度，也与土壤和大气间气体交换的难易程度密切相关。

在根系呼吸和微生物活动强烈且通气不良的土壤中，二氧化碳浓度通常高于大气二氧化碳浓度的几百倍。

此外，当透气性比较差时，土壤中还会产生H2S和CH4等还原性气体[6]。

下表列出了土壤空气与近地大气的组成，可以看出，近地大气和土壤空气在组成和含量上都存在一定差别。

土壤空气与近地大气组成[7]（体积百分数）1.2土壤的重要性现今我们面临的挑战是建立既能生产粮食和纤维又能保持一个清洁而安全的环境。

土壤在担当这一重任时起着关键和重要的作用。

面对21世纪社会经济发展对自然科学发展的总需求，土壤科学在以下几个关系到国计民生的重大问题上具有不可替代的作用：一是解决食物来源，是生产粮食、纤维、水果、蔬菜等的基地；二是解决物质和能源来源，平衡全球生态系统的功能；三是解决水、土、气、生资源的平衡，四是解决与城市建设、人口发展及人体健康等有关的问题。

土壤对于人类社会的贡献不仅仅是提供食物和纤维，高质量的土壤还应该是清洁空气的处理器，水资源的储存库和洁净水体的过滤器。

土壤是全球温室气体的最主要的汇，如果管理得当，土壤可以起平衡二氧化碳、减少温室气体排放的作用而有利于缓解全球气体变暖的趋势，同时土壤还是有机废弃物的腐解、脱毒和养分循环利用的终端接收器和反应箱[8]。

2土壤污染及其防治2.1土壤污染土壤污染是指进入土壤中的有害、有毒物质超出土壤的自净能力，导致土壤的物理、化学和生物学性质发生改变，降低农作物的产量和质量，并危害人体健康的现象[1]。

2.1.1土壤污染物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：1、重金属：主要指镉、铅、铬、汞、铜、锌、砷、镍等，我国对土壤中重金属污染调查较多的是镉、汞污染。

其他元素在局部地区有所发现，但面积较小。

2、酸、碱、盐、硒、氟、氰化物等。

3、化学肥料、污泥、矿渣、粉煤灰等。

4、工业三废：包括废弃、废渣、废水。

5、放射性污染物：存在于土壤本底的放射性元素有40钾、228镭、14碳等。

原子能工业的废弃物及核爆炸的尘埃可增加土壤中的放射性物质，其中有90锶和137铯等两种放射性元素的半衰期分别为28年和30年，因而可在土壤中久存和积累。

磷肥中含轴系放射性衰变物质对农田也会产生一定程度的污染。

而有机污染物主要包括有1、有机农药：如杀虫剂、杀菌剂、除草剂等。

2、有机废弃物：矿物油类、表面活性质、废塑料制品、酚、三氯乙酸（是许多化工产品的原料）、有机垃圾等。

3、有害微生物：寄生虫、病原菌、病毒等[9]。

2.1.2土壤污染源可能造成土壤污染的物质很多，根据其来源可大致分为：（1）农业污染土壤是农、林、牧业的生产基地，人为的农业措施，在输入营养物质、土地改良剂等的同时也向土壤输入许多有害的杂质。

农药在土壤中的残留已成为土壤污染的首要问题。

（2）固体废弃物污染多年以来土壤一直是堆放工矿企业的废渣尾矿、工业垃圾和居民生活垃圾的场所；这些固体废弃物的堆放不仅直接占用大片土地，其中有害的物质还可以随风漂移、被雨水淋溶，而污染更大的区域。

农用塑料薄膜、一次性餐具等塑料制品，最终也都进入土壤，塑料制品造成的“白色污染”是近年来最突出的环境问题之一。

（3）大气污染大气污染物主要是工业排放的有害气体，如SOx、NOx、氟化物及其二次污染物O3等，以及各种飘尘。

这些污染物通过沉降、扩散、降水等过程最终大部分进入土壤，造成土壤污染。

由于大气污染形成的酸雨和干沉降的SO2是造成土壤酸化的重要原因。

（4）水污染未经处理而直接排放的工业污水和生活污水，含有大量有害物质，可直接污染水体和农田。

而污水灌溉除了带给土壤水分和某些营养物质，同时也带来大量的重金属、有机物等污染物质[10]。

2.1.3土壤污染的特点（1）土壤污染具有隐蔽性和滞后性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。

（2）土壤污染具有累积性污染物质在土壤中不容易迁移、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。

（3）土壤具有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。

对重金属污染，通常的方法有：利用植物吸收去除重金属、施加抑制剂、控制氧化还原条件、改变耕作制和换土、深翻等[11]。

2.1.4我国土壤污染现状及造成的危害我国土壤污染的现状据报道，目前我国受镉、砷、铬、铅等重金属污染的耕地面积近2000hm2，约占总耕地面积的1/5；其中工业“三废”污染耕地1000万hm2，污水灌溉的农田面积已达330多万hm2.例如，某省曾对47个县和郊区的259万hm2耕地（占全省耕地面积的2/5）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，而且污染趋势还在加重，污水灌溉等废弃物已造成大面积农田的土壤污染。

土壤污染将导致严重的直接经济损失、导致多种疾病、并导致食物品质不断下降。

土壤被有毒化学物污染后，对人们的影响大都是间接的，主要是通过农作物、地面水或地下水对人体产生影响。

在生产过磷酸钙工厂的周围，土壤中砷和氟的含量显著增高；铅、锌冶炼厂周围的土壤不仅受到铅、锌、镉的严重污染，而且还受到含硫物质所形成的硫酸的严重污染。

任意堆放的含毒废渣以及被农药等有毒的化学物质污染的土壤，通过雨水的冲刷、携带和下渗，会污染水源，人、畜通过饮水和食物可引起中毒。

我国大多数城市近郊土壤都受到了不同程度的污染，有许多地方粮食、蔬菜、水果等食物中镉、铬、砷、铅等重金属含量超标或接近临界值。

据报道，1992年全国有不少地区已经发展到生产“镉米”的程度，每年生产的“镉米”多达数亿千克。

据南京环保所报道，南京市的市售蔬菜几乎都受到一定程度的硝酸盐污染。

其中，大白菜和青菜的硝酸盐污染最重，其次为菠菜；萝卜的污染相对较轻。

有些地区污灌已经使得蔬菜的味道变差、一易烂，甚至出现难闻的异味；农产品的储藏品质和加工品质也不能满足深加工的要求。

土壤被放射性物质污染后，通过放射性衰变，能产生α、β、γ射线。

这些射线能穿透人体组织，使机体的一些组织细胞死亡。

这些射线对机体既可造成外照射损伤，又可通过饮食或呼吸进入人体，造成内照射损伤，使受害者头昏、疲乏无力、脱发、白细胞减少或增多，发生癌变等[1]。

2.2土壤污染的防治土壤污染的防治应贯彻“预防为主的原则”，彻底清除污染源。

对已经污染的土壤，必须采取一切有效的措施加以改良，从而提高土壤的环境质量，促进人类与动植物的健康[9]。

2.2.1土壤污染的预防措施（1）依法预防制定和贯彻防止土壤污染的有关法律法规，是防止土壤污染的根本措施。

严格执行国家有关污染物排放标准，如农药安全使用标准、工业三废排放标准、农用灌溉水质标准、生活饮用水质标准等。

（2）建立土壤污染监测、预报与评价系统在研究土壤背景值的基础上，应加强土壤环境质量的调查、监测与预控。

在有代表性的地区定期采样或定点安置自动监测仪器，进行土壤环境质量的测定，以观察污染状况的动态变化规律。

（3）发展清洁生产，彻底消除污染源。

例如控制“三废”的排放；加强污灌管理；控制化肥农药的使用；植树造林，保护生态环境。

2.2.2污染土壤的综合治理措施对于被污染的土壤或进入土壤的污染物，可采用以下措施进行综合治理：（1）生物修复土壤污染物质可以通过生物降解或植物吸收而被净化。