我國土壤污染現(xiàn)狀及其防治對策

1、我國土壤污染現(xiàn)狀及其防治對策（西安科技大學地質(zhì)與環(huán)境學院，陜西西安710600）摘要：土壤是生物和人類賴以生存和生活的重要環(huán)境。隨著工業(yè)化的發(fā)展、城市化進程的深入，我國土壤環(huán)境污染不斷加劇。土壤環(huán)境質(zhì)量變化較大，土壤環(huán)境污染物種類和數(shù)量不斷增加，發(fā)生的地域和規(guī)模在逐漸擴大，危害也進一步深入。目前，土壤生態(tài)環(huán)境安全已成為我國可持續(xù)發(fā)展的制約因素。針對我國土壤污染的現(xiàn)狀、類型、危害、原因，提出了解決我國土壤污染的治理措施，以改良我國土壤污染的現(xiàn)狀。關(guān)鍵字：土壤；土壤污染；土壤污染物1土壤及土壤污染物概念土壤是指陸地表面具有肥力、能夠生長植物的疏松表層，其厚度一般在2m左右。土壤不但為植物生長提供機

2、械支撐能力，并能為植物生長發(fā)育提供所需要的水、肥、氣、熱等肥力要素。近年來，由于人口急劇增長，工業(yè)迅猛發(fā)展，固體廢物不斷向土壤表面堆放和傾倒,有害廢水不斷向土壤中滲透,汽車排放的廢氣，大氣中的有害氣體及飄塵不斷隨雨水降落在土壤中。農(nóng)業(yè)化學水平的提高，使大量化學肥料及農(nóng)藥散落到環(huán)境中，導致土壤遭受非點源污染的機會越來越多，其程度也越來越嚴重,在水土流失和風蝕作用等的影響下，污染面積不斷擴大。因此,凡是妨礙土壤正常功能，降低農(nóng)作物產(chǎn)量和質(zhì)量，通過糧食、蔬菜、水果等間接影響人體健康的物質(zhì)都叫做土壤污染物。2我國土壤污染的現(xiàn)狀據(jù)統(tǒng)計，目前我國受鎘、砷、鉻、鉛等重金屬污染的耕地面積近12000萬公頃，約

3、占總耕地面積的1/5；其中工業(yè)三廢污染耕地1000萬公頃，污水灌溉的農(nóng)田面積已達330多萬公頃。污水灌溉等廢棄物對農(nóng)田已造成大面積的土壤污染。我國土壤污染的形勢十分嚴峻，部分地區(qū)土壤污染嚴重,在重污染企業(yè)或工業(yè)密集區(qū)、工礦開采區(qū)及周邊地區(qū)、城市和城郊地區(qū)出現(xiàn)了土壤重污染區(qū)和高風險區(qū)。土壤污染類型多樣，呈現(xiàn)出新老污染物并存、無機有機復合污染的局面。土壤污染途徑多，原因復雜，控制難度大。土壤環(huán)境監(jiān)督管理體系不健全,土壤污染防治投入不足，全社會防治意識不強。由土壤污染引發(fā)的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全問題和群體性事件逐年增多，成為影響群眾身體健康和社會穩(wěn)定的重要因素。土壤污染的類型土壤污染物的種類繁多，按污染物的

4、性質(zhì)一般可分為4類，即有機污染物、重金屬、放射性元素和病原微生物。3.1有機物污染土壤的有機污染作為影響土壤環(huán)境的主要污染物已成為國際上關(guān)注的熱點。有毒、有害的有機化合物在環(huán)境中不斷積累.到一定時問或在一定條件下有可能給整個生態(tài)系統(tǒng)帶來災(zāi)難性的后果，即所謂的“化學定時炸彈”。目前我國土壤的有機污染十分嚴重.且對農(nóng)產(chǎn)品和人體健康的影響已開始顯現(xiàn)。如我國從1959年起在長江中下游地區(qū)用五氯酚鈉防治血吸蟲病.其中的雜質(zhì)二惡英已造成區(qū)域性二惡英類污染.洞庭湖、潘陽湖底泥中的二惡英含量很高。有機氯農(nóng)藥已禁用了近20年，土壤中的殘留量已大大降低，但檢出率仍很高。廣州蔬菜土壤中六六六的檢出率為99%，滴滴涕

5、檢出率為100%。太湖流域農(nóng)田土壤中六六六、滴滴涕檢出率仍達100%，些地區(qū)最咼殘留量仍在1mg/kg以上。同時隨著城市化和工業(yè)化進程的加快，城市和工業(yè)區(qū)附近的土壤有機污染日益加劇。中科院南京土壤研究所曾對某鋼鐵集團四周的農(nóng)業(yè)土壤和工業(yè)區(qū)附近的土壤進行了調(diào)查.結(jié)果表明，農(nóng)業(yè)土壤中15種多環(huán)芳烴總量的平均值為4.3mg/kg,且主要以4環(huán)以上具有致癌作用的污染物為主，占總含量的約85%.僅有6%的采樣點尚處于安全級。而工業(yè)區(qū)附近的土壤污染遠遠高于農(nóng)業(yè)土壤：多氯聯(lián)苯、多環(huán)芳烴、塑膠增塑劑、除草劑、丁草胺等，這些高致癌的物質(zhì)可以很容易在重工業(yè)區(qū)周圍的土壤中被檢測到.而且超過國家標準多倍。對天津市區(qū)和

6、郊區(qū)土壤中的10種PAHs的調(diào)查結(jié)果表明，市區(qū)是土壤PAHs含量超標最嚴重的地區(qū).其中二環(huán)萘的超標程度最嚴重.強致癌物質(zhì)苯并芘的超標情況也不容樂觀。在我國西藏，未受直接污染的土壤中多氯聯(lián)苯含量在0.625-3.501g/kg，而在沈陽市檢出其含量在6-151g/kg。3.2重金屬污染隨著工業(yè)、城市污染的加劇和農(nóng)用化學物質(zhì)種類、數(shù)量的增加，土壤重金屬污染日益嚴重，污染程度在加劇，面積在逐年擴大。重金屬污染物在土壤中移動性差、滯留時間長、不能被微生物降解并可經(jīng)水、植物等介質(zhì)最終影響人類健康。據(jù)我國農(nóng)業(yè)部進行的全國污灌區(qū)調(diào)查，在約140萬hm2的污水灌區(qū)中，遭受重金屬污染的土地面積占污水灌區(qū)面積的6

7、4.8%，其中輕度污染的占46.7%，中度污染的占9.7%，嚴重污染的占8.4%。我國每年因重金屬污染而減產(chǎn)糧食1000多萬噸，被重金屬污染的糧食每年多達1200萬噸，合計經(jīng)濟損失至少200億元。從目前開展重金屬污染調(diào)查情況來看，我國大多數(shù)城市近郊土壤都遭受不同程度的污染。最近的調(diào)查資料顯示，江蘇省某丘陵地區(qū)14000km2范圍內(nèi)，銅、汞、鉛和鎘等的污染面積達35.9%。廣東省地勘部門土壤調(diào)查結(jié)果顯示，西江流域的1萬km2土地遭受重金屬污染的面積達550km2，污染率超過50%，其中，汞的污染面積達到1257km2，污染深度達到地下40cm。3.3放射性元素污染近年來，隨著核技術(shù)在工農(nóng)業(yè)、醫(yī)療

8、、地質(zhì)、科研等各領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，越來越多的放射性污染物進入到土壤中，放射性元素主要來源于大氣層核實驗的沉降物，以及原子能和平利用過程中所排放的各種廢氣、廢水和廢渣。含有放射性元素的物質(zhì)不可避免地隨自然沉降、雨水沖刷和廢棄物堆放而污染土壤。這些放射性污染物除可直接危害人體外，還可以通過生物鏈和食物鏈進入人體，在人體內(nèi)產(chǎn)生內(nèi)照射，損傷人體組織細胞，引起腫瘤、白血病和遺傳障礙等疾病。如科研表明，氡子體的輻射危害占人體所受的全部輻射危害的55%以上，誘發(fā)肺癌的潛伏期大多都在15年以上，我國每年因氡致癌約5萬例，而天津市區(qū)公眾肺癌23.7%是由氡及其子體造成的。3.4病原微生物污染土壤中的病原微生物，主

9、要包括病原菌和病毒等。來源于人畜的糞便及用于灌溉的污水（未經(jīng)處理的生活污水，特別是醫(yī)院污水）。人類若直接接觸含有病原微生物的土壤，可能會對健康帶來影響；若食用被土壤污染的蔬菜、水果等則間接受到污染。土壤污染的特點土壤污染具有明顯的隱蔽性、滯后性、累積性和不可逆轉(zhuǎn)性等特點，土壤一旦受到污染，則需要很長的治理周期和較高的投資成本，造成的危害也比其他污染更難消除。土地污染具有隱蔽性和滯后性。它往往要通過對土壤樣品化驗和農(nóng)作物的殘留檢測，其嚴重后果僅能通過食物給動物和人類健康造成危害，因而不易被人們察覺；因此，從產(chǎn)生污染到出現(xiàn)問題通常會滯后很長的時間。土壤污染具有累積性，污染物質(zhì)在土壤中不容易遷移、擴

10、散和稀釋，因此容易在土壤中不斷積累而超標。土壤污染具有不可逆轉(zhuǎn)性，重金屬對土壤的污染基本上是一個不可逆轉(zhuǎn)的過程，許多有機化學物質(zhì)的污染也需要較長的時間才能降解。土壤污染很難治理，積累在污染土壤中的難降解污染物很難靠稀釋作用和自凈化作用來消除。因此，治理污染土壤通常成本較高、治理周期較長。土壤污染的原因5.1過量施用化肥我國每年化肥施用量超過4100萬噸。雖然施用化肥是農(nóng)業(yè)增產(chǎn)的重要措施，但長期大量使用氮、磷等化學肥料，會破壞土壤結(jié)構(gòu)，造成土壤板結(jié)、耕地土壤退化、耕層變淺、耕性變差、保水肥能力下降、生物學性質(zhì)惡化，增加了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本,影響了農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量；未被植物吸收利用和根層土壤吸附固定的

11、養(yǎng)分，都在根層以下積累或轉(zhuǎn)入地下。殘留在土壤中的氮、磷化合物,在發(fā)生地面徑流或土壤風蝕時，會向其他地方轉(zhuǎn)移，擴大了土壤污染范圍。過量使用化肥還使飼料作物含有過多的硝酸鹽，妨礙牲畜體內(nèi)氧氣的輸送，使其患病，嚴重導致死亡。5.2過量施用農(nóng)藥農(nóng)藥是土壤的主要有機污染物，全國每年使用的農(nóng)藥量達50萬-60萬t,使用農(nóng)藥的土地面積在2.8億hm2以上，農(nóng)田平均施用農(nóng)藥13.9kg/hm2。直接進入土壤的農(nóng)藥,大部分可被土壤吸附，殘留于土壤中的農(nóng)藥，由于生物和非生物的作用，形成具有不同穩(wěn)定性的中間產(chǎn)物或最終產(chǎn)物無機物。噴施于作物體上的農(nóng)藥,除部分被植物吸收或逸入大氣外，約有1/2左右散落于農(nóng)田，又與直接施

12、用于田間的農(nóng)藥構(gòu)成農(nóng)田土壤中農(nóng)藥的基本來源。農(nóng)作物從土壤中吸收農(nóng)藥,在植物根、莖、葉、果實和種子中積累，通過食物、飼料危害人體和牲畜的健康。5.3重金屬元素重金屬元素引起的土壤污染，全國320個嚴重污染區(qū)約有548萬hm2土壤，大田類農(nóng)產(chǎn)品污染超標面積占污染區(qū)農(nóng)田面積的20%,其中重金屬污染占80%,糧食中重金屬鎘、砷、鉻、鉛、汞等的超標率占10%。被公認為城市環(huán)境質(zhì)量優(yōu)良的公園存在著嚴重的土壤重金屬污染。汽油中添加的防爆劑四乙基鉛隨廢氣排出污染土壤，使行車頻率高的公路兩側(cè)常形成明顯的鉛污染帶。砷被大量用作殺蟲劑、殺菌劑、殺鼠劑和除草劑，硫化礦產(chǎn)的開米、選礦、冶煉也會引起砷對土壤的污染。汞主要

13、來自廠礦排放的含汞廢水。土壤組成與汞化合物之間有很強的相互作用,積累在土壤中的汞有金屬汞、無機汞鹽、有機絡(luò)合態(tài)或離子吸附態(tài)汞，所以，汞能在土壤中長期存在。鎘、鉛污染主要來自冶煉排放和汽車尾氣沉降，磷肥中有時也含有鎘。5.4污水灌溉污水灌溉對土壤的污染,我國污水灌溉農(nóng)田面積超過330萬hm2。生活污水和工業(yè)廢水中，含有氮、磷、鉀等許多植物所需要的養(yǎng)分，所以合理地使用污水灌溉農(nóng)田，有增產(chǎn)效果。未經(jīng)處理或未達到排放標準的工業(yè)污水中含有重金屬、酚、氰化物等許多有毒有害的物質(zhì)，會將污水中有毒有害的物質(zhì)帶至農(nóng)田，在灌溉渠系兩側(cè)形成污染帶。55大氣污染對土壤的污染大氣中的二氧化硫、氮氧化物和顆粒物等有害物質(zhì)

14、，在大氣中發(fā)生反應(yīng)形成酸雨，通過沉降和降水而降落到地面，引起土壤酸化。冶金工業(yè)排放的金屬氧化物粉塵，則在重力作用下以降塵形式進入土壤，形成以排污工廠為中心、半徑為2-3km范圍的點狀污染。5.6固體廢物對土壤的污染固體廢物對土壤的污染，污泥作為肥料施用，常使土壤受到重金屬、無機鹽、有機物和病原體的污染。工業(yè)固體廢物和城市垃圾向土壤直接傾倒，由于日曬、雨淋、水洗，使重金屬極易移動，以輻射狀、漏斗狀向周圍土壤擴散。5.7牲畜排泄物和生物殘體對土壤的污染牲畜排泄物和生物殘體對土壤的污染，禽畜飼養(yǎng)場的廄肥和屠宰場的廢物，其性質(zhì)近似人糞尿。利用這些廢物作肥料,如果不進行物理和生化處理，則其中的寄生蟲、病

15、原菌和病毒等可引起土壤和水域污染，并通過水和農(nóng)作物危害人群健康。5.8放射性物質(zhì)對土壤的污染土壤輻射污染的來源有鈾礦和釷礦開采、鈾礦濃縮、核廢料處理、核武器爆炸、核實驗、燃煤發(fā)電廠、磷酸鹽礦開采加工等。大氣層核試驗的散落物可造成土壤的放射性污染，放射性散落物中,90Sr、137Cs的半衰期較長，易被土壤吸附，滯留時間也較長。土壤污染的危害土壤污染導致嚴重的直接經(jīng)濟損失對于各種土壤污染造成的經(jīng)濟損失，目前尚缺乏系統(tǒng)的調(diào)查資料。僅以土壤重金屬污染為例，全國每年就因重金屬污染而減產(chǎn)糧食1000多萬噸，另外被重金屬污染的糧食每年也多達1200萬噸，合計經(jīng)濟損失至少200億元。對于農(nóng)藥和有機物污染、放射

16、性污染、病原菌污染等其他類型的土壤污染所導致的經(jīng)濟損失，目前尚難以估計。土壤污染導致食物質(zhì)量不斷下降我國大多數(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、鉻、砷、鉛等重金屬含量超標或接近臨界值。土壤污染危害人體健康土壤污染會使污染物在植（作）物體中積累，并通過食物鏈富集到人體和動物體中，危害人畜健康，引發(fā)癌癥和其他疾病等。土壤污染導致其他環(huán)境問題土地受到污染后，含重金屬濃度較高的污染表土容易在風力和水力的作用下分別進入到大氣和水體中，導致大氣污染、地表水污染、地下水污染和生態(tài)系統(tǒng)退化等其他生態(tài)問題。土壤污染的治理措施7.1針對重金屬污染土壤重金屬污染治理途徑主要有

17、兩種，一是改變重金屬在土壤中的存在狀態(tài)，使其由活化態(tài)轉(zhuǎn)為穩(wěn)定態(tài)；二是從土壤中除去重金屬。常采用的物理及物理化學的方法時熱解吸法、電化學法和提取法。對于揮發(fā)性重金屬可用加熱方法從土壤中解吸出來。若重金屬滲透性不高且傳導性差則用電化學法除去。提取法課利用試劑和土壤中的中的重金屬作用，形成溶解性的重金屬離子或金屬一試劑絡(luò)合物，回收再利用。美國應(yīng)用淋濾法和洗土法成功治理了八中重金屬污染的土地。再來就是向土壤中施用石灰、堿性磷酸鹽、氧化鐵、碳酸鹽和硫化物等化學改良劑，加速有機物的分解，使重金屬固定在土壤中，降低重金屬在土壤及土壤植物體的遷移能力,使其轉(zhuǎn)化成為難溶的化合物，減少農(nóng)作物的吸收，以減輕土壤中重

18、金屬的毒害。針對有機物污染,用植物、細菌、真菌聯(lián)合加速有機物降解。針對無機物污染，利用植物修復可以把一部分重金屬從土壤中帶走。7.2針對生物污染的土地在了解了土壤生物污染的危害機理之后，我們就可以根據(jù)各種病原微生物和寄生蟲的特點來尋找適當?shù)姆椒ㄟM行防治。微生物在土壤中的存活時間長短不一，但都是有限的，都與土壤中的有機物種類和數(shù)量、土壤理化性質(zhì)、酸堿度、光照時間、暴露條件、溫度和濕度、微生物群系和抗生物質(zhì)以及噬菌體等因子有關(guān)。據(jù)張薇等研究，真菌在酸性土壤中較多，放線菌在堿性土壤中較多，土壤經(jīng)15天干旱后，細菌種類下降近90%，非芽抱細菌和球菌近乎消失，產(chǎn)芽抱細菌只剩三分之一。以下是一些病原微生物

19、在土壤中的存活時間。只要我們研究出致病菌的敏感因子，有針對性地把這些因子控制在不適宜病原微生物生長條件的范圍之內(nèi)，有效地降低他們在土壤中的存活時間，就可以達到滅菌殺毒的目的了。土壤生物污染的物理防治方法主要通過土壤的吸附過程來完成，病原體進入土壤后，一般會被土壤吸附截留，其影響因素主要有土壤類型、酸堿性、陽離子交換量和孔隙飽和度等。一般土壤表面積越大、pH越低、陽離子交換量越高，吸附病原體的數(shù)量就越多。另外滲濾液流速、土壤水分含量、病原體大小和土壤溶液中可溶性有機物數(shù)量等因子都會影響病原體在土壤中的保留及轉(zhuǎn)移速度。如果可以通過改變這些因子來降低土壤病原體的吸附量，降低其在土壤中的停留時間，就能

20、減輕土壤生物污染。其化學防治是利用臭氧具有極強的氧化性能，在酸性介質(zhì)中的氧化還原電位為2.07V，在堿性介質(zhì)中為1.27V，其氧化能力僅次于氟，高于氯和高錳酸鉀，在水中可短時間內(nèi)自行分解，無二次污染，是理想的綠色氧化劑。臭氧還很容易溶解在土壤溶液中，其溶解度比氧氣大12倍，有利于和污染物充分接觸，殺死病原微生物，其分解產(chǎn)生的氧氣還可以抑制厭氧菌生長。另外過氧化氫也有類似的滅菌作用，據(jù)說檸檬草油的主要成分是檸檬醛，含量高達85%，也有一定的殺菌消毒作用。一些土壤微生物也可以通過競爭和拮抗作用來消滅病原菌，我們是不是可以考慮往污染土壤中加入一些無害的微生物，改善土壤質(zhì)地、結(jié)構(gòu)、溫度、濕度、pH、有

21、機質(zhì)含量和植被等因子，以利于其生長，通過競爭碳源和氮源或者分泌一些對病原微生物有害的產(chǎn)物，從而抑制致病菌的生長，即餓死或毒死土壤中的病原菌，收到以生物治生物的效果，以消除土壤生物污染。73針對被放射性物質(zhì)污染的土地放射性污染的間接防治法是先采用機械物理、化學、電化學和物理化學聯(lián)合去污等方法對放射性污染水源、大型設(shè)備、車輛等去進行去污。然后將放射性物焚燒、固化、掩埋，不讓放射性污染物進入土壤。而目前比較直接的處理方法主要是自然衰減消除法，化學處理法和物理填埋法。自然衰變可使放射性污染土壤降至可接受的程度，適用于偏遠的試驗區(qū)和核事故的現(xiàn)場。對于小規(guī)模的放射性土壤的處理可用化學處理法，其造價昂貴且會

22、產(chǎn)生二次污染。物理填埋法理論上比較簡單但在處理大規(guī)模低劑量的污染物有較多困難。近年來隨著技術(shù)發(fā)展可利用土壤放射性污染的生物修復技術(shù)，土壤生物修復放射性核素污染土壤可利用耐輻射的微生物、超積累植物和森林的吸附、攔截作用。7.4污染土壤的綜合治理施用化學改良劑，采取生物改良措施，增加土壤環(huán)境容量,增強土壤凈化能力強化污染土壤環(huán)境管理與綜合防治，大力發(fā)展清潔生產(chǎn)調(diào)控土壤氧化還原條件改變耕作制度，實行翻土和換土采用農(nóng)業(yè)生態(tài)工程措施工程治理。7.5防治相關(guān)法律至今我國在土壤污染的防治方面還沒有專門立法，防治土壤污染的法律基本上是空白，雖然若干法律中有一些零星規(guī)定，但分散而不系統(tǒng)、缺乏可操作，為了防治土壤污染、搞好土壤污染防治工作應(yīng)該加強我國的土壤污染防治法制建設(shè)。建立健全土壤污染防治法律法規(guī)體系。目前我國土壤污染防治的立法。明確土壤污染防治的基本原則。盡快建立健全防治土壤污染的制度、措施。建立健全科學、高效的管理體制，強化對土壤污染防治的監(jiān)督管理。建