土壤污染及防治

土壤污染及防治摘要：土壤污染對(duì)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，生態(tài)環(huán)境，食品安全和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展構(gòu)成嚴(yán)重威脅，并危害人體健康，但污染防治基礎(chǔ)相當(dāng)薄弱。通過(guò)對(duì)土壤的組成、重要性、土壤污染物、污染源以及土壤現(xiàn)狀、土地污染的危害加以分析，揭示土壤污染防治的必要性，提出加強(qiáng)土壤污染防治等。關(guān)鍵詞：土壤組成；重要性；土壤污染；防治土壤是陸地表面能夠生長(zhǎng)植物的疏松表層，是地球上生命活動(dòng)不可缺少的重要物質(zhì)。由于污染，土壤的營(yíng)養(yǎng)功能，凈化功能，緩沖功能和有機(jī)體的支持功能正在喪失，土壤污染呈繼續(xù)擴(kuò)大的趨勢(shì)［1］。因此，了解土壤的組成等信息，清除被稱為“化學(xué)定時(shí)炸彈”的土壤污染，采取有效措施防治土壤污染對(duì)于合理利用土地、保護(hù)人民身體健康、提高人民生活質(zhì)量具有極其重要的作用。1土壤的組成及其重要性土壤的組成土壤是由固體、液體和氣體三相共同組成的多相體系。土壤固相主要由礦物質(zhì)以及有機(jī)質(zhì)組成，土壤氣相和液相填充于土骨架之間的孔隙中⑵。土壤礦物質(zhì)土壤礦物質(zhì)在土壤中起著支撐的作用，人們很形象的稱之為“土壤的骨骼”。土壤礦物質(zhì)是巖石經(jīng)過(guò)物理風(fēng)化和化學(xué)風(fēng)化形成的。按成因類型可將土壤礦物分為兩類：原生礦物和次生礦物。土壤中最主要的原生礦物有四類：硅酸鹽類礦物、氧化物類礦物、硫化物類礦物和磷酸鹽類礦物。而次生礦物通常根據(jù)其結(jié)構(gòu)和性質(zhì)分為三類：簡(jiǎn)單鹽類、三氧化物類和次生鋁硅酸鹽類［3］。土壤有機(jī)質(zhì)土壤有機(jī)質(zhì)（SOM）是泛指以各種形態(tài)和狀態(tài)存在于土壤中的各種含碳有機(jī)物。具體地說(shuō)，它包括土壤中的動(dòng)物、植物及微生物殘?bào)w的不同分解、合成階段的各種產(chǎn)物，它是土壤中細(xì)小的非生命體形式的天然有機(jī)物的總稱，實(shí)質(zhì)上包括未改變和部分改變的動(dòng)植物殘?bào)w，但更主要的是腐爛分解有機(jī)物或其再合成產(chǎn)物，后者就是常說(shuō)的腐殖質(zhì)（HS），由于土壤中不發(fā)生腐爛分解的細(xì)小天然有機(jī)物的比例很小，且無(wú)法與已經(jīng)腐爛分解的天然有機(jī)物截然分開(kāi)，因此在不太嚴(yán)格的情況下，SOM與HS幾乎是同義語(yǔ)（例如stevensen在1982年出版的HS一書(shū)中就是這樣處理的）［4］。土壤有機(jī)質(zhì)主要來(lái)源于植物、動(dòng)物及微生物殘?bào)w，其中高等植物為主要來(lái)源。在耕地土壤中自然植被已不存在，主要來(lái)自作物根的分泌物、根茬、枯枝落葉以及人們每年施入的有機(jī)肥料［5］。土壤水分土壤水分是土壤的重要組成部分，主要來(lái)自大氣降水和灌溉。在地下水位接近地面（2?3m）的情況下，地下水也是上層土壤水分的重要來(lái)源。此外，空氣中水蒸氣遇冷凝成為土壤水分。土壤水分并非純水，實(shí)際上是土壤中各種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養(yǎng)分的主要來(lái)源，也是進(jìn)入土壤的各種污染物向其他環(huán)境圈層（如水圈、生物圈等）遷移的媒介囹。土壤中的空氣土壤空氣來(lái)源于大氣，存在于土壤各種孔隙中，對(duì)于透氣性較好的土壤，土壤空氣組成與近地大氣組成相近。由于根系呼吸，耗氧微生物代謝等過(guò)程消耗了土壤中的氧氣。土壤空氣中的氧含量低于大氣，特別在土壤與大氣間氣體交換不良情況下尤為明顯。由于二氧化碳是植物根系呼吸及微生物對(duì)環(huán)境中含碳有機(jī)物分解的產(chǎn)物，因此土壤空氣中二氧化碳濃度總大于空氣中二氧化碳濃度。同時(shí)，二氧化碳濃度增加程度不僅取決于這些化學(xué)和生物過(guò)程的強(qiáng)度，也與土壤和大氣間氣體交換的難易程度密切相關(guān)。在根系呼吸和微生物活動(dòng)強(qiáng)烈且通氣不良的土壤中，二氧化碳濃度通常高于大氣二氧化碳濃度的幾百倍。此外，當(dāng)透氣性比較差時(shí)，土壤中還會(huì)產(chǎn)生h2s和ch4等還原性氣體［6］。下表列出了土壤空氣與近地大氣的組成，可以看出，近地大氣和土壤空氣在組成和含量上都存在一定差別。土壤空氣與近地大氣組成［7］（體積百分?jǐn)?shù)）氣體氧二氧化碳氮?dú)迥屎そ卮髿猓?0.990.0378.050.9320.00180.005土壤空氣％18.00?20.030.15?0.6578.08?80.2———1.2土壤的重要性現(xiàn)今我們面臨的挑戰(zhàn)是建立既能生產(chǎn)糧食和纖維又能保持一個(gè)清潔而安全的環(huán)境。土壤在擔(dān)當(dāng)這一重任時(shí)起著關(guān)鍵和重要的作用。面對(duì)21世紀(jì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)自然科學(xué)發(fā)展的總需求，土壤科學(xué)在以下幾個(gè)關(guān)系到國(guó)計(jì)民生的重大問(wèn)題上具有不可替代的作用：一是解決食物來(lái)源，是生產(chǎn)糧食、纖維、水果、蔬菜等的基地；二是解決物質(zhì)和能源來(lái)源，平衡全球生態(tài)系統(tǒng)的功能；三是解決水、土、氣、生資源的平衡，四是解決與城市建設(shè)、人口發(fā)展及人體健康等有關(guān)的問(wèn)題。土壤對(duì)于人類社會(huì)的貢獻(xiàn)不僅僅是提供食物和纖維，高質(zhì)量的土壤還應(yīng)該是清潔空氣的處理器，水資源的儲(chǔ)存庫(kù)和潔凈水體的過(guò)濾器。土壤是全球溫室氣體的最主要的匯，如果管理得當(dāng)，土壤可以起平衡二氧化碳、減少溫室氣體排放的作用而有利于緩解全球氣體變暖的趨勢(shì)，同時(shí)土壤還是有機(jī)廢棄物的腐解、脫毒和養(yǎng)分循環(huán)利用的終端接收器和反應(yīng)箱㈤。2土壤污染及其防治土壤污染土壤污染是指進(jìn)入土壤中的有害、有毒物質(zhì)超出土壤的自凈能力，導(dǎo)致土壤的物理、化學(xué)和生物學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變，降低農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量，并危害人體健康的現(xiàn)象［1］。土壤污染物土壤污染物的來(lái)源廣，種類多，大致可分為無(wú)機(jī)污染物和有機(jī)污染物兩大類。無(wú)機(jī)污染物主要包括：1、重金屬：主要指鎘、鉛、銘、汞、銅、鋅、砷、鎳等，我國(guó)對(duì)土壤中重金屬污染調(diào)查較多的是鎘、汞污染。其他元素在局部地區(qū)有所發(fā)現(xiàn)，但面積較小。2、酸、堿、鹽、硒、氟、氤化物等。3、化學(xué)肥料、污泥、礦渣、粉煤灰等。4、工業(yè)三廢：包括廢棄、廢渣、廢水。5、放射性污染物：存在于土壤本底的放射性元素有40鉀、228鐳、14碳等。原子能工業(yè)的廢棄物及核爆炸的塵?？稍黾油寥乐械姆派湫晕镔|(zhì)，其中有90鍶和137銫等兩種放射性元素的半衰期分別為28年和30年，因而可在土壤中久存和積累。磷肥中含軸系放射性衰變物質(zhì)對(duì)農(nóng)田也會(huì)產(chǎn)生一定程度的污染。而有機(jī)污染物主要包括有1、有機(jī)農(nóng)藥：如殺蟲(chóng)劑、殺菌劑、除草劑等。2、有機(jī)廢棄物：礦物油類、表面活性質(zhì)、廢塑料制品、酚、三氯乙酸（是許多化工產(chǎn)品的原料）有機(jī)垃圾等。3、有害微生物：寄生蟲(chóng)、病原菌、病毒等［9］。土壤污染源可能造成土壤污染的物質(zhì)很多，根據(jù)其來(lái)源可大致分為：（1）農(nóng)業(yè)污染土壤是農(nóng)、林、牧業(yè)的生產(chǎn)基地，人為的農(nóng)業(yè)措施，在輸入營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、土地改良劑等的同時(shí)也向土壤輸入許多有害的雜質(zhì)。農(nóng)藥在土壤中的殘留已成為土壤污染的首要問(wèn)題。（2）固體廢棄物污染多年以來(lái)土壤一直是堆放工礦企業(yè)的廢渣尾礦、工業(yè)垃圾和居民生活垃圾的場(chǎng)所；這些固體廢棄物的堆放不僅直接占用大片土地，其中有害的物質(zhì)還可以隨風(fēng)漂移、被雨水淋溶，而污染更大的區(qū)域。農(nóng)用塑料薄膜、一次性餐具等塑料制品，最終也都進(jìn)入土壤，塑料制品造成的“白色污染”是近年來(lái)最突出的環(huán)境問(wèn)題之一。（3）大氣污染大氣污染物主要是工業(yè)排放的有害氣體，如SOx、NOx、氟化物及其二次污染物03等，以及各種飄塵。這些污染物通過(guò)沉降、擴(kuò)散、降水等過(guò)程最終大部分進(jìn)入土壤，造成土壤污染。由于大氣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）水污染未經(jīng)處理而直接排放的工業(yè)污水和生活污水，含有大量有害物質(zhì)，可直接污染水體和農(nóng)田。而污水灌溉除了帶給土壤水分和某些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，同時(shí)也帶來(lái)大量的重金屬、有機(jī)物等污染物質(zhì)［10］。土壤污染的特點(diǎn)（1）土壤污染具有隱蔽性和滯后性往往要通過(guò)對(duì)土壤樣品進(jìn)行分析化驗(yàn)和農(nóng)作物的殘留檢測(cè)，甚至通過(guò)研究對(duì)人畜健康狀況的影響才能確定。因此，土壤污染從產(chǎn)生污染到出現(xiàn)問(wèn)題通常會(huì)滯后較長(zhǎng)的時(shí)間。（2）土壤污染具有累積性污染物質(zhì)在土壤中不容易遷移、擴(kuò)散和稀釋，因此容易在土壤中不斷積累而超標(biāo)，同時(shí)也使土壤污染具有很強(qiáng)的地域性。（3）土壤具有不可逆轉(zhuǎn)性重金屬對(duì)土壤的污染基本上是一個(gè)不可逆轉(zhuǎn)的過(guò)程，許多有機(jī)化學(xué)物質(zhì)的污染也需要較長(zhǎng)的時(shí)間才能降解。對(duì)重金屬污染，通常的方法有：利用植物吸收去除重金屬、施加抑制劑、控制氧化還原條件、改變耕作制和換土、深翻等［11］。2.1.4我國(guó)土壤污染現(xiàn)狀及造成的危害我國(guó)土壤污染的現(xiàn)狀據(jù)報(bào)道，目前我國(guó)受鎘、砷、銘、鉛等重金屬污染的耕地面積近2000hm2，約占總耕地面積的1/5；其中工業(yè)“三廢”污染耕地1000萬(wàn)hm2,污水灌溉的農(nóng)田面積已達(dá)330多萬(wàn)hm2.例如，某省曾對(duì)47個(gè)縣和郊區(qū)的259萬(wàn)hm2耕地（占全省耕地面積的2/5）進(jìn)行過(guò)調(diào)查，其結(jié)果表明，75%的縣已受到不同程度的重金屬污染的潛在威脅，而且污染趨勢(shì)還在加重，污水灌溉等廢棄物已造成大面積農(nóng)田的土壤污染。土壤污染將導(dǎo)致嚴(yán)重的直接經(jīng)濟(jì)損失、導(dǎo)致多種疾病、并導(dǎo)致食物品質(zhì)不斷下降。土壤被有毒化學(xué)物污染后，對(duì)人們的影響大都是間接的，主要是通過(guò)農(nóng)作物、地面水或地下水對(duì)人體產(chǎn)生影響。在生產(chǎn)過(guò)磷酸鈣工廠的周圍，土壤中砷和氟的含量顯著增高；鉛、鋅冶煉廠周圍的土壤不僅受到鉛、鋅、鎘的嚴(yán)重污染，而且還受到含硫物質(zhì)所形成的硫酸的嚴(yán)重污染。任意堆放的含毒廢渣以及被農(nóng)藥等有毒的化學(xué)物質(zhì)污染的土壤，通過(guò)雨水的沖刷、攜帶和下滲，會(huì)污染水源，人、畜通過(guò)飲水和食物可引起中毒。我國(guó)大多數(shù)城市近郊土壤都受到了不同程度的污染，有許多地方糧食、蔬菜、水果等食物中鎘、銘、砷、鉛等重金屬含量超標(biāo)或接近臨界值。據(jù)報(bào)道，1992年全國(guó)有不少地區(qū)已經(jīng)發(fā)展到生產(chǎn)“鎘米”的程度，每年生產(chǎn)的“鎘米”多達(dá)數(shù)億千克。據(jù)南京環(huán)保所報(bào)道，南京市的市售蔬菜幾乎都受到一定程度的硝酸鹽污染。其中，大白菜和青菜的硝酸鹽污染最重，其次為菠菜；蘿卜的污染相對(duì)較輕。有些地區(qū)污灌已經(jīng)使得蔬菜的味道變差、一易爛，甚至出現(xiàn)難聞的異味；農(nóng)產(chǎn)品的儲(chǔ)藏品質(zhì)和加工品質(zhì)也不能滿足深加工的要求。土壤被放射性物質(zhì)污染后，通過(guò)放射性衰變，能產(chǎn)生a、B、y射線。這些射線能穿透人體組織，使機(jī)體的一些組織細(xì)胞死亡。這些射線對(duì)機(jī)體既可造成外照射損傷，又可通過(guò)飲食或呼吸進(jìn)入人體，造成內(nèi)照射損傷，使受害者頭昏、疲乏無(wú)力、脫發(fā)、白細(xì)胞減少或增多，發(fā)生癌變等［1］。2.2土壤污染的防治土壤污染的防治應(yīng)貫徹“預(yù)防為主的原則”，徹底清除污染源。對(duì)已經(jīng)污染的土壤，必須采取一切有效的措施加以改良，從而提高土壤的環(huán)境質(zhì)量，促進(jìn)人類與動(dòng)植物的健康［9］。2.2.1土壤污染的預(yù)防措施依法預(yù)防制定和貫徹防止土壤污染的有關(guān)法律法規(guī)，是防止土壤污染的根本措施。嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家有關(guān)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，如農(nóng)藥安全使用標(biāo)準(zhǔn)、工業(yè)三廢排放標(biāo)準(zhǔn)、農(nóng)用灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)、生活飲用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)等。建立土壤污染監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)與評(píng)價(jià)系統(tǒng)在研究土壤背景值的基礎(chǔ)上，應(yīng)加強(qiáng)土壤環(huán)境質(zhì)量的調(diào)查、監(jiān)測(cè)與預(yù)控。在有代表性的地區(qū)定期采樣或定點(diǎn)安置自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器，進(jìn)行土壤環(huán)境質(zhì)量的測(cè)定，以觀察污染狀況的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律。發(fā)展清潔生產(chǎn)，徹底消除污染源。例如控制“三廢”的排放；加強(qiáng)污灌管理；控制化肥農(nóng)藥的使用；植樹(shù)造林，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。2.2.2污染土壤的綜合治理措施對(duì)于被污染的土壤或進(jìn)入土壤的污染物，可采用以下措施進(jìn)行綜合治理：生物修復(fù)土壤污染物質(zhì)可以通過(guò)生物降解或植物吸收而被凈化。積極推廣使用農(nóng)藥污染的微生物降解菌劑，以減少農(nóng)藥殘留量。利用植物吸收去除污染，嚴(yán)重污染的土壤可改種某些非食用的植物，如花卉、林木、纖維作物等，也可種植一些非食用的吸收金屬能力強(qiáng)的植物。施用化學(xué)物質(zhì)對(duì)于重金屬輕度污染的土壤，使用化學(xué)改良劑可使重金屬轉(zhuǎn)化為難溶性物質(zhì)，減少植物對(duì)他們的吸收。酸性土壤施用石灰，可提高土壤PH值，使鎘、鋅、銅、汞等形成氫氧化物沉淀，從而降低它們?cè)谕寥乐械臐舛?，減少對(duì)植物的危害。增施有機(jī)肥料有機(jī)肥料可增加土壤有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分含量，既能改善土壤理化性質(zhì)特別是土壤膠體性質(zhì)，又能增大土壤環(huán)境容量，提高土壤凈化能力。調(diào)控土壤氧化還原條件調(diào)節(jié)土壤氧化還原狀況在很大程度上影響重金屬變價(jià)元素在土壤中的行為，能使某些重金屬污染物轉(zhuǎn)化為難溶態(tài)沉淀物，控制其遷移和轉(zhuǎn)化，從而降低污染物危害程度。改變耕作制度改變耕作制度會(huì)引起土壤環(huán)境條件的變化，可消除某些污染物的毒害。據(jù)研究，實(shí)行水旱輪作是減輕和消除農(nóng)藥污染的有效措施。換土和翻土對(duì)于輕度污染的土壤，采取深翻土或換無(wú)污染的客土的方法。對(duì)于污染嚴(yán)重的土壤，可采取鏟除表土或換客土的方法。這些方法的優(yōu)點(diǎn)是改良較徹底，適合于小面積改良。但對(duì)于大面積污染土壤的改良，工作量大，難以推行。3結(jié)論通過(guò)對(duì)土壤各方面的論述，我國(guó)的土壤污染問(wèn)題已經(jīng)相當(dāng)嚴(yán)重，并且對(duì)水環(huán)境質(zhì)量和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量構(gòu)成明顯的威脅。但是目前對(duì)土壤污染問(wèn)題并沒(méi)有向大氣污染和水污染那樣重視。近年來(lái)，我國(guó)在“三廢”處理，污灌控制、低毒新農(nóng)藥應(yīng)用等方面做出了顯著的成績(jī)，但是預(yù)期在近期內(nèi)土壤污染問(wèn)題，尤其是在城郊和鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)密集區(qū)和化肥、農(nóng)藥用量較大的地區(qū)仍將呈逐漸加重的趨勢(shì)［1］。因此，國(guó)家和有關(guān)管理部門(mén)對(duì)土壤污染問(wèn)題嚴(yán)重性和治理工作的緊迫性應(yīng)該給予高度的重視。參考文獻(xiàn)：［I］方常艷.科技論壇［J］.土壤污染現(xiàn)狀及其防治對(duì)策.河北省灤縣環(huán)境保護(hù)局，河北灤縣063700，40.⑵李法虎.土壤物理化學(xué)［M］.化學(xué)工業(yè)出版社，2005：2.［3］戴樹(shù)桂.環(huán)境化學(xué)［M］.2版.高等教育出版社，2006：268.［4］竇森著.土壤有機(jī)質(zhì)［