环境重金属污染现状(6篇)
时间：2024-05-17
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关键词土壤污染；现状；防控；措施
中图分类号：X53文献标志码：BDOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.06.082
土地是关系到国计民生的重要资源，当前，国内土壤污染愈演愈烈，导致土地环保质量严重下降，尤其是在工业、商业迅猛发展的大环境下，牺牲土壤生态谋取经济利益的现象屡禁不止。土壤污染已成为环境污染的重要因素，尤其是“三废”污染、石油污染、重金属污染、化学农药污染、放射性污染等，已使土壤生态环境受到严重破坏。在可持续发展理念的引导下，土壤污染已引起了社会各界的高度重视，由此可见，保护土壤质量、维护土壤生态、净化土壤污染已成为当务之急。
1土壤污染的特征
1.1隐蔽且滞后
大气、水、废弃物污染是很容易通过感官而被发现的，但土壤污染却具有很高的隐蔽性，难以直接发现。土壤污染需要对土壤样品进行采样化验，分析其中有害物质的残存量，甚至通过研究人畜等的健康状况才能明确。这就造成土壤污染监管远远滞后于污染现状，而且一旦发现土壤污染，往往是已经发生了很长时间，因此，土壤污染往往具有隐蔽性和滞后性。
1.2累积性
在大气与水体中的污染物质一般较易治理或迁移，但在土壤中却不同，土壤不像大气和水的扩散与稀释能力那么高，而且其中的有毒有害物质积累时间较长、成分复杂，往往治理难度较大。尤其是土壤污染的持续性、渐近性特点，更使污染物质极易在土壤中累积从而超标。
1.3不可逆
重金属对土壤的污染是不可逆转的过程，有很多有机化学物质的污染需要很长的时间才能够降解，有的重金属在土壤中可能需要长达100～200年的时间才能解除污染。这就会使被重金属污染的土壤在很长时间内被贴上“污染”标签，难以被应用到生产生活和经济建设中，同时也会对当地民众的生产生活安全性造成极大危害。
2土壤污染现状与危害
2.1土壤污染现状
土壤是人类生存发展的基础。随着经济的发展，工业化、城市化、农业集约化的变化越来越快，很多未经处理的废弃物都转移到了土壤之中，如重金属、硝酸盐、农药、病原菌等。按照污染物性质，可以分为无机物污染、有机物污染和生物污染；根据污染物的存在状态可分为单一污染、复合污染以及混合污染。目前，我国的土壤污染总体形势非常严峻，部分地区土壤污染严重，并且在有的特殊区域出现了重污染以及高风险污染。土壤污染的途径多种多样，原因很复杂，把控起来难度较大[1]。另外，土壤环境监督管理体系的不健全，土壤污染防治工作的投入力度不够，人们普遍的防治意识薄弱，并且由土壤污染引发的农产品安全问题以及群体性事件已成为威胁人们身心健康、妨碍社会稳定的一个原因。
2.2土壤污染的危害
1）土壤污染对作物危害严重。当土壤中的污染物质含量超标时，其生长出的植物会出现吸收及代谢能力失衡，残留植物體内的有机污染物直接对植物的生长产生影响，有的还会引发遗传变异甚至死亡。2）土壤污染物在植物体内残留。农作物在处于土壤污染的环境中，通过自身的生长发育体系将污染物吸收进自身体内，污染物的残留量在农作物的体内分布不均，并且不同的污染物在其体内停留的时间也不同。一般根部的残留量最多，其次是茎、叶、荚、籽粒，并且在植物体内的停留时间根据污染物的分解性不同而不同，分解性高的，停留时间短，反之停留时间长。3）土壤污染会危害人体健康。土壤中的病原体能够通过食物链的传播进入人体，有的也会通过皮肤侵害人体。放射性污染物主要是通过食物链进入人体。另外有的还会通过呼吸系统侵入人体，使受害者白细胞数量发生改变。
3土壤污染的防治
3.1健全土壤污染法律法规，调查土壤污染状况
针对治理土壤污染的问题，我国已确立了相关法律法规，其内容涉及农业环境保护、防治土地污染等领域，也起到了一定作用。但针对土壤污染问题的日益加重，相关部门需要尽快设立长期稳定的法律法规，并对现有的法律法规进行完善，使土壤污染防治工作更加高效地进行。
土壤污染的治理需要有完善的调查工作为基础，相关部门要建立土壤质量监测数据库，尤其要严格监控污染较为严重的重点区域，建立完善的土壤污染监管档案[2]。国内土壤污染呈现集中性特点，这就使区域土壤污染治理重点更加明确。通过数据调查分析土壤污染的危害性，并根据其污染指数、影响范围制定有效的治理对策，对高危污染区进行全面强化治理。
3.2施用化学改良剂，加强土壤净化能力
实施生物改良，增加土壤环境容量。为了改善土壤质量，可向土壤中施加石灰、碱性磷酸盐、氧化铁、碳酸盐和硫化物等化学改良剂，加速有机物的分解，将重金属固定在土壤中，将其转化为难溶的化合物，防止其迁移造成各种污染。土壤中的有机污染物可以靠植物、真菌、细菌等合作降解，并且通过植物能够带走土壤中的部分重金属。
对于受到重金属污染的土壤，除生态修复之外，还需要对其进行物理修复。当前，土壤电动修复技术已进入研发使用阶段，通过离子电学和电渗析作用清除土壤中的重金属，或者在土壤中计入盐酸溶液，从而清除土壤中的镉、铅等有害重金属。虽然这些新型土壤净化科技尚处于研发阶段，但相信在不久的将来，“科技净土”将成为现实，为土壤净化和保护提供更有效的治理措施。
3.3强化农业生产过程环境监管
相关机构应加强肥料、农药等投入的安全管理工作，严控污水灌溉以及污泥农用行为。加强对农业的污染控制，严禁使用重金属超标的农药化肥，尤其的化学杀伤性、残留性高的农药化肥，从源头抓起杜绝土壤种植性污染[3]。优先发展生态农业，鼓励并发展无公害、绿色和有机农产品的生产基地的建设。农业部门和环保部门要联合行动，密切关注土壤污染治理能效，通过生态农业的发展的优化土壤性质，提高土壤污染治理效率。
3.4优化产业规划布局
加强规划布局，防止重污染企业等的建设开发生产等活动对周边土壤造成污染，设置区域环评、规划环评等程序，避免各种不合乎要求的开发项目的开展造成土壤污染。环境部门要针对土壤重污染区域划定污染红线，定期监测周边土壤污染情况，尤其是与周边民众生产生活密切相关的土壤治理更要提起重视。规划当地产业布局有利于强化土壤生态保护基础，控制土壤污染源，最大限度地降低土壤污染风险。
4结语
土壤环境问题在现代社会中已日益突显，国家对于环境保护工作也愈加重视。为了实现现代社会各方面的可持续性发展，土壤污染问题必须着重解决，相关部门以及大众都需要为之努力，营造一个健康的工作生活环境。
参考文献：
[1]何鹏.土壤污染现状危害及治理[J].吉林蔬菜，2012（9）：55-56.
关键词：土壤污染；重金属；蔬菜基地
收稿日期：2011-05-20
基金项目：国家自然科学基金项目（编号：40963001）资助
作者简介：金联平（1985―），男,安徽颍上人,硕士研究生,主要从事热带海岛地表过程与环境评价的学习与研究。
中图分类号：X852
文献标识码：A
文章编号：1674-9944（2011）06-0001-02
1引言
重金属是指密度4.0以上的约60种元素或密度在5.0以上的45种元素。As和Se是非金属,但是它们的毒性及某些性质与重金属相似,所以将砷和硒列入重金属污染物范围内［1］。重金属污染已成为全世界人们极为关注的焦点之一。随着全球经济化的迅速发展,重金属的污染物通过各种途径进入土壤,造成土壤严重污染。重金属在土壤中的高富集直接影响农作物的产量并使其品质下降［2］，并可通过食物链危害人类的健康;也可导致大气和水环境质量的进一步恶化;即使重金属富集程度不高,亦可能阻碍土壤中微生物群体的多样性和活力,从而严重影响作为营养循环和持续农业基础的土壤的生物量和肥力［3］。蔬菜基地的健康发展关系着人们的饮食安全和我国蔬菜的正常出口,因此治理蔬菜基地土壤重金属污染具有重要的理论意义和现实意义。
2蔬菜基地土壤重金属污染物来源
土壤中重金属元素的来源主要有两种方式：自然因素来源,主要受成土母质和成土过程对土壤重金属含量的影响；受人为因素的影响,在各种人为因素中,则主要包括工业、农业和交通等来源引起的土壤重金属污染。
2.1大气降尘污染
大气中的有害气体主要是由工厂排出的有毒废气,因其成分复杂,迁移扩散污染面大,长期对土壤造成严重污染。工业废气的污染大致分为两类，气体污染,如二氧化硫、氟化物、臭氧、氮氧化物、碳氢化合物等;气溶胶污染,如工业粉尘、烟尘等固体粒子及烟雾、雾气等液体粒子,它们通过沉降或降水进入土壤,造成污染［4］。公路、铁路两侧农田土壤中的重金属污染主要是以Pb、Zn、Cd、Cr、Co、Cu的污染为主,它们来自于含铅汽油的燃烧,汽车轮胎磨损产生的含Zn粉尘等,汽油中添加的抗暴剂烷基铅会随着汽车尾气污染公路两侧100m范围内的土壤［5］。
2.2农药、化肥等农用物资的不合理使用
农药能防治病、虫、草害,如果使用得当,可保证作物的增产,但它是一类危害性很大的土壤污染物,施用不当,会引起土壤污染。施用化肥是农业增产的重要措施,但不合理的使用,也会引起土壤污染［6］。长期大量使用氮肥,会破坏土壤结构,造成土壤板结,生物学性质恶化,影响农作物的产量和质量。
2.3固体废物对土壤的污染
工业废物和城市垃圾是土壤的固体污染物。例如,各种农用塑料薄膜作为大棚、地膜覆盖物被广泛使用,如果管理、回收不善,大量残膜碎片散落田间,会造成蔬菜基地“白色污染”。还有一些固体废弃物被直接或通过加工作为肥料施入农田,造成土壤重金属污染,如磷钢渣作为磷源施入农田时,土壤中发现有Cr的累积［7］。
2.4污水灌溉和污泥施肥
污水中的重金属随着污水灌溉进入农田后以不同的方式被土壤截留固定从而引起污染。污泥中含有大量的有机质和N、P、K等营养元素,但同时也含有大量的重金属,随着大量的污泥进入农田,农田中的重金属的含量在不断增高,导致农作物中的重金属残留过多,如施用污泥和污水是造成蔬菜重金属残留的一个主要原因［8］。
3蔬菜基地土壤重金属污染的特点
3.1潜伏性和滞后性
重金属在土壤中不易随水淋溶,不能被微生物分解,具有明显的生物富集作用,重金属主要通过对作物的产量和品质的影响来表现其危害。因此,土壤污染具有较长潜伏期。由于土壤、污染物及地域的复杂性,土壤一旦受到污染,其治理不仅见效慢、费用高,而且受到多种因素的制约［9］。
3.2单向性和难治理性
进入土壤中的重金属不能被微生物降解,易积累,所以一旦土壤被重金属污染,很难恢复。某些被重金属污染的土壤可能要100～200年时间才能够恢复,因此土壤的重金属污染一旦发生通常很难治理,而且其治理成本较高、治理周期较长。
3.3间接性和综合性
土壤重金属对人的危害主要是通过食物链或者渗滤进入地下水体实现的。在生态环境中,往往是多种重金属污染同时发生,形成复合污染,且污染强度显示出放大性［10］。
4蔬菜基地土壤重金属污染的危害
4.1直接危害农产品的产量和质量,造成经济损失
土壤重金属污染物直接危害农作物的正常生长和发育,导致产量下降,品质降低［11］,造成经济损失。中国每年因重金属污染导致的粮食减产超过1000万t,被重金属污染的粮食多达1200万t,合计经济损失至少200亿元［12］。加入WTO之后,农产品的重金属超标问题对我国农业冲击更大。
4.2威胁生态环境安全与人类的生存健康
土壤一旦被重金属污染后,其危害性远远大于大气和水体的污染。有研究表明,重金属污染能明显影响土壤微生物群落,降低土壤微生物量和活性细菌量,对土壤重金属综合污染指数的相关分析表明,在土壤综合污染较轻的情况下,土壤微生物多样性较高,随着重金属综合污染指数的增加,微生物多样性呈指数式迅速下降［13］。土壤重金属污染使污染物在植物、蔬菜、水果等食物中Cd、Pb、Cr、As等重金属含量超标或接近临界值,从而使重金属通过食物链富集到动物和人体,最终危害人类健康［14］。
5蔬菜基地土壤重金属污染的治理
由于农田土壤重金属污染的特点,其治理应立足于“防重于治”的基本方针［15］,坚持“预防为主、防治结合、综合治理”。对未被污染的土壤采取预防措施,要控制或消除污染源；对已经污染的土壤则要采取积极治理措施,将污染控制在最低限度。目前,大多数治理方法尚处于探索阶段,治理方法各有利弊［16］。
5.1控制污染源,减少污染的排放
控制污染源,即控制进入农田土壤中的污染物的数量和速度,使其在土体中缓慢地自然降解,而不致迅速而大量地进入农田,超过土壤的承受能力,引起土壤污染［17，18］。严格做好蔬菜基地的规划,做到土壤的合理安全有效利用,按规划的目标实施,防患于未然。合理使用化肥、农药,重视开发高效低毒低残留的化肥、农药。
5.2修复被重金属污染的蔬菜基地土壤
修复措施主要包括客土、换土和深耕翻土等。通过客土、换土和深耕翻土与污土混合,可以降低土壤中重金属的含量,减少重金属对土壤植物系统产生的毒害,从而使农产品达到食品卫生标准［19］。对土壤重金属污染严重的地段,依靠切断污染源的方法则往往很难恢复,有时要靠深耕客土、淋洗土壤等方法才能解决问题。另外开展植物修复技术的研究及培养抗性微生物等。其他治理技术见效较慢、成本较高、治理周期较长。
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关键词：农田土壤;蔬菜安全;检测
Abstract:soilasanaturalresource,isthesourceofvegetablelifesupportsystem.Goodsoilenvironmentcanprovidepeoplethesafetyofvegetables.Butthepresentfarmlandsoilqualitydeclined,vegetablesafetyisthreatened.Therefore,thisarticlesummarizedourcountryaboutthepollutionofsoilsandvegetables,aswellasinthemanagementofresearchachievements,andonthefutureofvegetablesafetydevelopmentandputforwardsomeconstructivesuggestions.
Keywords:soil;vegetable;detection
中图分类号：TE991.3文献标识码：A文章编号：
随着人们生活水平的提高和消费意识的变化，农产品质量安全问题，尤其是蔬菜农药残留超标、重金属含量超标、化肥使用过量等问题成为目前人们普遍关注的热点问题。土壤是人类蔬菜生产的物质源泉和基础，而今，农田土壤存在不同程度的有机物、重金属、化肥等污染，进而污染蔬菜，蔬菜中有毒有害物质通过食物链进入人体，给人类身体健康带来潜在的危害。自2003年8月底中央电视台披露“张北事件”后，引起全国各城市的一场“恐慌”，北京、上海、南京、武汉等城市纷纷加强对蔬菜安全的检测。为了切实解决蔬菜安全问题，让人们吃上放心菜，本文综述了近年我国农田土壤污染状况，以及在蔬菜污染、管理方面取得的研究成果，试图为我国蔬菜安全生产提供一定的科学依据。
1.农田土壤质量现状
1.1土壤污染物及其来源
土壤污染物指进入土壤并影响土壤正常作用的物质，即会改变土壤的成分、降低农作物的数量或质量，有害于人体健康的那些物质。土壤污染物种类繁多，根据污染物的性质不同,大致可分为有机污染物、重金属、放射性物质、化学肥料和病原微生物[1]。这些污染物主要是由污水、废气、固体废物、农药和化肥等带进土壤并积累导致。
1.2农田土壤污染现状
我国农田土壤遭受有机物、重金属和化肥等污染物质的污染较为严重。据调查，我国农田受有机污染物（农药、多环芳烃等）污染的面积已达3600万hm2，其中农药污染面积约1600万hm2[2]。农药是毒性高、环境释放率大、影响面广的有机污染物，在有效防治病虫草危害的同时也污染环境和农产品。农药在土壤环境中的行为归宿,主要是迁移、滞留、转化。化学农药施于农田后，约有40%-60%落入土壤中[3]。农药产品品种繁多，主要有有机磷类、除虫菊酯类、氨基甲酸酯类类、有机氯类等杀虫剂,其中有机氯类杀虫剂如六六六、滴滴涕等属高残毒农药,我国于20世纪80年代初已经停止使用,总体上有机氯农药对耕地污染趋于缓和，但仍有污染超标的情况[4,5]。还有一类惰性较强的有毒有机污染物，即多环芳烃（PolycyclicAromaticHydrocarbons,PAHs)存在于我国农业土壤中。在土壤中,PAHs将发生一系列的物理、化学和生物行为,其中有一部分会长期存在于土壤环境中,进而对环境产生长期和深远的影响[6]。20世纪70年代以来的工作表明，我国土壤系统受PAHs污染已从ug/kg量级上升到mg/kg量级，其检出率也从20%到80%以上[7]。
据报道,目前我国受Cd、As、Cr、Pb等重金属污染的耕地面积近2000万hm2,约占总耕地面积的1/5。农田中重金属污染主要来自“三废”排放、污水灌溉、有机肥料与磷肥的大量施用，及大气污染颗粒的沉降等，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[8]。目前，我国由于污水灌溉引起的重金属污染已经在许多地方发生。如广州市和邯郸市菜地土壤由于污水灌溉使土壤中的重金属含量增大[10,11]。再如沈阳张士灌区的农田土壤，在污水灌溉停止十余年后仍存在Cd、Zn、Cu等多种重金属污染，其中Cd污染最严重[9]。
化肥的投入在短期内可以使作物增加产量,但施用过量会使土壤的生产能力和农产品品质都下降。目前，我国化肥施用量已严重超过发达国家制订的化肥施用安全上限（即22kg/hm2），1992年和1995年每公顷化肥施用量分别已达265kg和289kg，超过安全标准10倍以上[12]。有试验表明:施入土壤的氮肥超量会造成硝酸盐积累，土壤中硝酸盐通过食物链危害人体健康[13]。另外，硝酸根在还原条件下还有可能被还原为亚硝酸根，亚硝酸根可进一步转变为致癌物质亚硝胺，造成土壤亚硝酸盐污染[14]。
2.蔬菜质量安全性的现状
2.1蔬菜的化学污染严重
近几年来我国蔬菜污染问题严重，其中化学农药、重金属、化肥和硝酸盐的污染最为突出。
2.1.1化学农药污染
在蔬菜生产过程中，通过使用化学农药防治病虫害，保证蔬菜的高产和稳产。但与此同时，蔬菜产品遭受着严重的化学农药污染。目前，化学农药污染问题在我国受到广泛的关注和重视。
崔磊[15]利用气相色谱法检测鞍山市郊蔬菜中有机磷农药残留量，结果检出率为48.4%，超标率为27.4%。在157个蔬菜样品中，蔬菜大棚黄瓜中有机磷农药污染最重，检出率高达100%，超标率达60%。
何华等[16]对乌鲁木齐市市售近千份蔬菜样品的进行检测，发现蔬菜污染状况以对硫磷为最重,超标率高达31.36%。
张秋平等[17]对珠海市2004-2006年市售蔬菜进行有机磷农药残留监测,结果表明检出率为33.33%,超标率为28.21%,以甲胺磷检出率最高,禁用高毒农药占检出农药总数的61.54%,无季节性差异,市区集贸市场所售蔬菜有机磷农药残留超标率高于郊区,叶类蔬菜有机磷农药残留超标率高于其它类蔬菜。
宋云华等[18]利用酶抑制法对玉溪市2002-2005年间21个主要蔬菜集贸市场的蔬菜样品进行农药残留检测,抽检样品中平均残留超标率为6.45%,且超标率呈逐年上升趋势。
2.1.2重金属污染
随着工业“三废”的排放，及农药、化肥的大量使用，蔬菜重金属污染较为严重。我国南方地区因气候温暖、雨水充沛成为我国蔬菜的主产区之一。但目前，在南方不同地区蔬菜污染情况不同。如对广州市黄埔区主要蔬菜来源超市和市场的12种蔬菜89个样品的可食部分中重金属含量进行测试分析,结果Pb和Hg是黄埔区蔬菜的主要污染元素,超标率分别为23.50%和16.0%。As、Cd和Cu的含量虽然都较低,但还潜存污染风险[19]。从湖南省湘江中下游衡阳-长沙段沿岸采集到48个蔬菜样品,这些样品中As、Cd、Pb含量均较高，超标率分别为95.8%、68.8%和95.8%[20]。在贵阳市6个蔬菜生产基地上采集的108个叶菜类蔬菜样品中，大白菜、莴苣和芹菜均受到Pb、Hg、As的污染，其中Pb、As最严重[21]。
许多学者对我国北方郊区、蔬菜基地中蔬菜重金属污染也做了大量的研究。李海华等对郑州市近郊蔬菜生产基地29种常见蔬菜中的重金属Cu,Cr,Pb,Cd的含量进行调查分析，结果表明，蔬菜的重金属综合污染指数大部分高于3.0，污染比较严重[22]。为了摸清山西农业大学主要食用蔬菜重金属污染状况,马祥爱等[23]对菜市内6个摊位5种蔬菜30个样品的可食部分中重金属元素进行分析研究，结果发现铅和汞是农大菜市场蔬菜中的主要污染元素,超标率分别为53.3%和16.7%。
2.1.3化肥与硝酸盐污染
化肥对蔬菜生产影响最大的是氮肥，氮肥施用过多造成蔬菜的品质和耐贮性下降。氮肥分解过程中产生的硝酸盐、亚硝酸盐等致病、致癌物质，在蔬菜中积累并通过食物链影响人体健康。由一些文献报道可知，我国大部分地区蔬菜中化肥与硝酸盐污染已相当严重。无论是沿海地区还是内陆，叶菜类和根菜类蔬菜中硝酸盐含量超标最严重[24-27]，厦门、广东省6个典型地区、长沙、哈尔滨四地区叶菜类蔬菜中硝酸盐含量分别已达1019mg/kg、3180mg/kg、3130mg/kg、3432mg/kg，根菜类蔬菜中硝酸盐含量于厦门、长沙、哈尔滨三城市分别为669mg/kg、1682mg/kg、2107mg/kg。
2.2蔬菜质量安全生产与管理现状
2.2.1蔬菜质量安全标准体系的建设
“民以食为天，食以安为先”。在国外发达国家，无公害农产品已成为最基本的要求和最低的限制性标准。我国国家农业部、省、市、自治区针对日益增多的食品中毒问题，制定了一系列蔬菜质量安全标准，对蔬菜安全生产起了积极作用。最近几年，通过对蔬菜安全生产的逐步重视，蔬菜质量标准得到了进一步的规范。目前，国家农业部已颁布了13蔬菜产品标准，其中白菜类蔬菜、茄果类蔬菜和甘蓝类蔬菜，其余是单个蔬菜如韭菜、芹菜、黄瓜等标准。另外，还制定了无公害蔬菜产地环境质量标准及农药安全使用标准。我国各个省、市、自治区根据当地情况，在参照国家标准的基础上出台了一些标准，如浙江省和天津市制定的无公害蔬菜系列标准包括产地环境质量标准、生产技术规程和产品质量标准。不同行业也制定了自己的行业标准，一般而言，先实行行业标准，其次是省、市、自治区标准，最后才考虑国家标准。
2.2.2蔬菜质量安全的管理现状
通过多年的蔬菜质量建设，我国已拥有一大批的无公害蔬菜、绿色蔬菜生产基地。要稳定和提高这些基地的环境条件、产品质量，国家许多地方建立了蔬菜质量检测管理体系并取得了显著的成绩。
浙江省已建立了省、市、县三级蔬菜质量检测管理网,加大了对基地、菜市等生产、流通源头的监督管理，而且管理成效显著。据浙江省农药检定管理所1998-2002年对全省主要城市的蔬菜农药超标率的检测,1998年为48.15%，到2002年便下降到13.07%；其中甲胺磷在蔬菜上最高残留量已由40.12mg/kg降为2002年的0.573mg/kg[28]。
上海市浦东新区高行镇通过落实科学创新、因地制宜、人性化的监管措施，在2004年时全镇上市蔬菜的农残检测合格率都达100%[29]。
江苏昆山市通过一手抓生产源头的管理,一手抓流通市场的质量监控,严把蔬菜安全准入关,取得了较好成效。2006年,该市对196870批(次)蔬菜的农药残留超标进行检测,发现其超标率占0.36%,同比下降0.37个百分点[30]。
3.蔬菜质量安全的检测
蔬菜是人们饮食生活中不可缺少的食物，其质量安全问题已成为当今人们谈论的主要话题。因而必须采取科学的、现代化的检测手段，按照蔬菜质量安全标准对蔬菜质量进行检测。
首先，对蔬菜产地环境进行监测和检测，以保证种植地的环境达标，进而保证消费者食用的是健康安全蔬菜。其监测与检测项目具体包括：⑴环境空气质量，主要监测和检测空气中的有害成分，如二氧化硫、氟化物、一氧化碳等；⑵灌溉水质量，重点检测pH、氰化物、重金属；⑶土壤环境质量监测和检测，重点为重金属。
其次，监测和检测农业投入品，即要对化肥和农药种类进行控制，必须严格按照标准中规定的限量、种类进行控制。
除此之外，还要对蔬菜产品质量进行检测。其检测内容有农药残留、化肥残留、重金属、卫生指标等。
4.建议与展望
我国农田土壤和蔬菜污染日益严重，对这方面的相关研究报道较多。针对此种情况，建议今后应加强以下几方面的工作：
⑴结合农业土壤污染特点，采取科学、有效的防治治理措施以改善受污染的土壤。由于土壤污染使经济蒙受损失、蔬菜品质不断下降，而且人体健康受到威胁，但其治理较难，因而，需研究探索出一种成本低而且简单又快速、环保的技术，以治理受污染的农田土壤。
⑵加大在生物农药研究方面的科技投入。
⑶加快对长效肥、缓效肥等低污染、低消耗肥料的研究开发。
⑷继续推广建立蔬菜安全质量追溯系统。为从源头抓质量，实施蔬菜市场准人制、标识制和召回制，一旦发现蔬菜质量问题，可根据相关信息追根溯源,使生产者无法在同行业中立足，并且能满足消费者的知情权和选择权。
⑸加快各类蔬菜标准制定进程，对蔬菜实行标准化生产，同时加强蔬菜质量监测和检测。因而，人们应当把眼光移向可持续发展的角度，注重蔬菜生产过程的质量，从而保障蔬菜尽快成为直接上市的“免检”品。
参考文献：
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关键词：农业土壤；镉；危害；污染途径
中图分类号：S156文献标识码：ADOI编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2016.12.023
AnalysisofCadmiumPollutioninAgriculturalSoilsandAnalysisofitsAayofPollution
PANGRongli，WANGRuiping，XIEHanzhong，GUOLinlin，LIJun
（1.InstituteofZhengzhouPomology，CAAS/LaboratoryofQuality&SafetyRiskAssessmentforFruit（Zhengzhou），MinistryofAgriculture，Zhengzhou，Henan450009，China）
Abstract：Therapiddevelopmentofindustryandagricultureofourcountry，causeddifferentdegreesofpollutiononsoilenvironment，especiallytheproblemofcadmiumpollutionhasattractedglobalattention.Thearticleanalyzedthecurrentstatusofsoilcadmiumpollutionandtheharmofcadmiumpollutioninsoil，andpointedouttheevaluationindexesofcadmiuminsoilenvironment，andsummarizedthemainwaysofcadmiumpollutioninsoil，andputforwardthesuggestionsforreducingcadmiumpollutioninsoil.Thiswillbetterpromotethedevelopmentofsoilremediationandtreatmenttechnologyofcadmiumcontaminatedsoil.
Keywords：agriculturalsoils；cadmium；harm；pollutionway
土壤是生态环境的重要组成部分，也是人类赖以生存的物质基础。然而，随着我国工农业的快速发展，矿产资源的不合理开采，以及农业生产中污水灌溉、化肥的不合理使用、畜禽养殖等，导致了土壤重金属的污染逐步加剧。镉是环境中毒性最强的5毒（汞、铅、镉、砷、铬）元素之一，同时由于镉在土壤中不易迁移，镉对土壤的污染基本上是一个不可逆转的过程，土壤一旦受到镉污染就很难恢复，对镉污染土壤及修复的研究目前是土壤环境研究的热点[1-2]。
本研究拟从土壤镉污染现状及评价指标、土壤镉污染的危害及我国对植物性食品中镉的规定、土壤中镉污染的主要途径等方面着手，全面分析农业土壤中镉污染来源及其危害性，并对减少土壤中镉污染途径提出建议，以期为更好地推动重金属镉污染土壤的修复与治理技术研究提供参考依据。
1我国土壤镉污染现状及评价指标
1.1土壤镉背景值
土壤背景值是指在未受或受人类活动影响小的土壤环境本身的化学元素组成及其含量。自然土壤中的镉主要来源于成土母质，全世界土壤中镉的含量一般在0.010～2.000mg・kg-1，中值为0.35mg・kg-1。由于我国不同区域地球化学条件差异显著，在我国各区域土壤中镉背景值差异较大，土壤中镉背景范围为0.001～13.400mg・kg-1，中值为0.079mg・kg-1，算术平均值为0.097mg・kg-1，低于日本（0.413mg・kg-1）和英国（0.62mg・kg-1），95%置信度的置信区间为0.017～0.330mg・kg-1[3]。
1.2土壤镉污染现状
现代农业技术的快速发展以及含重金属的化肥、农药等的大量使用，导致土壤重金属污染日益严重，这不仅使土壤肥力、农产品产量和品质下降，而且重金属元素通过在农作物中的富集而影响农产品食品安全，从而间接危害人体健康。据统计，我国镉污染农田超过1.3万hm2，涉及11个省市的25个地区[4]，并且部分地区的镉污染已相当严重。2014年4月17日环境保护部和国土资源部联合公布了全国土壤污染调查公报，公布了我国首次全国土壤污染状况调查结果。公报指出，我国土壤环境状况令人堪忧，镉等重金属污染问题相对比较突出，从污染分布情况看，南方土壤污染较重，北方土壤污染相对较轻，西南、中南地区土壤重金属超标范围较大，长江三角洲、珠江三角洲、东北老工业基地等部分区域土壤污染问题也较为突出。镉含量分布呈现出从东北到西南、从西北到东南方向逐渐升高的态势，镉点位超标率为7.0%，其中，轻微污染、轻度污染、中度污染、重度污染的比例分别为5.2%，0.8%，0.5%，0.5%。我国地质调查局的《中国耕地地球化学调查报告（2015）》显示，我国有232万hm2重金属中重度污染或超标耕地。
1.3土壤镉评价指标
评价指标的选择是土壤环境质量评价的关键，现行《土壤环境质量标准》（GB15618―1995）将土壤各污染物限量值分为三级：一级标准是为保护区域自然生态，维持自然背景而设置，镉限量值为0.2mg・kg-1；二级标准是为保障农业生产，维护人体健康而设置，镉限量值在pH值7.5时为0.6mg・kg-1；三级标准是为保障农林生产和植物正常生长而设置的土壤临界值，镉限量值为1.0mg・kg-1（pH值>6.5）。此外，我国农业行业标准《无公害农产品种植业产地环境条件》（NY/T5010―2016）规定，土壤污染物镉为基本指标，具体限量值应符合国家标准GB15618的要求；《绿色食品产地环境质量》（NY/T391―2013）规定，镉限量值均为0.30mg・kg-1（pH值≤7.5）和0.40mg・kg-1（pH值>7.5）。
2土壤镉污染的危害及我国对植物性食品中镉的规定
2.1土壤镉污染对植物生长的危害
镉在土壤中具有移动性差、毒性强的特点，因而，重金属污染土壤之后，就有可能导致重金属等有害物质在农作物体内富集[5-6]。镉不是植物生长所必需的营养元素，当镉进入植物体内并积累到一定程度时，就会通过影响植物的生长发育、抑制植物的呼吸作用和光合作用、减弱植物体中的酶活性[7-8]、降低植物可溶性蛋白和可溶性糖的含量等途径来影响植物的产量、品质和安全，从而间接地危害人类的健康[9-10]。
2.2土壤镉污染对人体的毒害作用
镉不是人体所必需的元素，主要通过影响人体的心血管系统而使人体免疫力下降。镉属于肺癌的致癌物之一，同时其还是典型的环境激素类物质，对人类生殖系统造成损伤，对胚胎发育也有一定的毒性。
2.3我国农产品中镉的限制
我国国家标准《食品安全国家标准食品中污染物限量》（GB2762―2012）中规定了和土壤相关的植物性食品中污染物镉的限量指标。
3土壤中镉污染的主要途径
土壤中镉的自然来源主要是岩石和土壤的本底，人为来源主要是人类工农业生产活动造成的污染。
3.1交通运输
公路源重金属对公路旁植物污染来说是主要的污染源，通过对路边重金属沉降种类相关分析表明，路边的交通造成的污染主要有铅、镉、锌等重金属。铁路旁镉、铅污染主要归结于货物运输（包括冶炼物质、煤炭、石油、建材、矿建等各种大宗工业物资）、火车轮轴以及车辆部件的磨损、牵引机车的废气排放等[11]。公路、铁路两侧土壤中的镉污染程度与距离路基的距离、交通流量、通车时间长短等有一定的相关性。全国土壤污染调查公报（2014年）显示，在调查的267条干线公路两侧的1578个土壤点位中，超标点位占20.3%，主要污染物为铅、锌、砷、镉和多环芳烃，一般集中在公路两侧150m范围内。符燕[12]2007年研究表明，在陇海铁路郑商段路两侧300m范围内，表层土壤中重金属含量明显高于我国潮土中镉背景值，综合污染指数为重污染，基本与距铁路的距离呈负相关，离铁路越近，污染指数越大。罗娅君等[13]2014年对成绵高速公路特征路段两侧土壤重金属污染特征及分布规律进行研究时发现，在分析路段范围内Cd单项污染指数介于2.2～4.35，平均为3.18，污染等级为重度污染。陈黎萍等[14]研究表明，在川中丘陵区铁路沿线附近土壤中，镉总量较高，其化学形态主要以酸可交换态和可还原态为主，残渣态含量很低，说明在铁路沿线附近土壤中镉的生物活性和可迁移性较强。
3.2农业投入品的使用
含镉肥料主要指磷肥以及一些可以用于农业生产的含镉生活垃圾为原料生产的肥料，大量长期施用会造成不同程度的农田镉污染。生产磷肥的原料是磷矿石，磷矿石中除了含有一些营养元素外，同时也含有较高含量的镉。资料显示，磷肥中的镉含量因原料产地不同而有很大差异，加拿大为2.1～9.3mg・kg-1，瑞典为2～30mg・kg-1，荷兰为9～60mg・kg-1，澳大利亚的磷肥镉含量高达18～91mg・kg-1，美国为734～159mg・kg-1，我国的磷矿含镉大多较低，所以磷肥的镉含量也较低，如广州市施用的磷肥镉含量为2～3mg・kg-1[15]。王美等[16]对肥料中重金属含量研究结果表明，过磷酸钙中镉含量高于钙镁磷肥，这与生产原料、生产工艺等有关，这些磷肥的大量长期施用必将导致土壤镉含量的积累。马耀华[17]1998年研究结果显示，上海地区的一些菜园土施肥前土壤中Cd的含量为0.134mg・kg-1，施肥后上升到0.316mg・kg-1。美国某橘园土壤Cd含量为0.07mg・kg-1，连续施用磷肥36年后，土壤Cd含量高达1.0mg・kg-1。由于长期施用含镉磷肥而导致了土壤中Cd的积累，同时增加了植物中Cd的质量分数[18]。因此，含镉磷肥被认为是农田镉污染的重要来源。
以畜禽粪便等为原料堆制成的有机肥中也含有较高的镉等重金属，长期连续施用也将造成土壤镉污染[19]。潘霞等[20]研究了畜禽有机肥对典型蔬果地土壤剖面重金属分布状况，指出施用猪粪、羊粪、鸡粪3种畜禽有机肥均可使重金属在土壤剖面呈现表聚现象，以设施菜地最为突出，Cd和Zn积累较为明显。叶必雄等[21]研究结果表明，牛粪集中施用区土壤剖面中Cd，Ni，Cu，Pb，Cr等重金属存在较为明显的淋溶下移性，长期施用不同畜禽粪便的不同土壤剖面Cd，Pb，Cr，Ni等含量变化差异明显。董志新等[22]在分析沼气肥养分物质和重金属含量差异时指出，沼渣有机质和养分含量较高，是营养元素种类齐全的优质有机肥料，但沼气肥中也含有一些重金属元素，农业利用有可能因植物富集而影响农产品食品安全。
农用塑料薄膜在生产过程中用到热稳定剂，而热稳定剂中又含有重金属镉，因而，随着塑料大棚和地膜覆盖技术的大量应用，在对低温季节和干燥地区的农业生产起到极大促进作用的同时，也可能使农用土壤中的镉积累，造成土壤质量下降。陈慧等[23]研究结果表明，覆膜种植方式下莴苣根际土壤中的重金属明显高于不覆膜种植方式，地膜覆盖能有效地降低重金属向地上部分转移。于立红等[24]在地膜中重金属对土壤―大豆系统污染的试验研究中指出，大豆各生育时期，高倍地膜残留量土壤和植株中Cd和Pb含量高于低倍残留，各生育时期各处理土壤中Cd含量为0.7～2.4mg・kg-1，Cd含量均超过《土壤环境质量标准》GB15618―1995的Ⅱ级标准。
3.3污水灌溉
使用污水灌溉农田，在一定程度上解决了农业用水资源短缺的问题，但由于污水中可能会含有重金属等污染物，长期施用势必也会造成土壤中重金属含量的增加[25-26]。全国土壤污染调查公报（2014年）显示，在调查的55个污水灌溉区中，有39个存在土壤污染，在1378个土壤点位中，超标点位占26.4%，主要污染物为镉、砷和多环芳烃。长沙市郊引用化工区污水灌溉，土壤的重金属污染极其严重，环保部门在某铅锌矿区监测分析结果显示，该矿水系沿岸耕地所产的稻米Cd含量为2.24mg・kg-1，是对照点的3.7倍，属于“镉米”[27]。张萌等[28]在对太原市污灌区土壤镉存在形态与生物可利用性研究时发现，与太原市土壤背景值相比，污灌区土壤中重金属镉含量已达太原市土壤背景值的3倍，镉在土壤表层含量明显高于其他分层，表明表层土壤有明显的镉累积，并且镉在表层土壤含量最高，随深度增加镉含量逐渐降低。艾建超等[29]研究结果表明，污灌区土壤镉含量超标，并且污灌区土壤耕作层中Cd的形态特征为可交换态>铁锰氧化态>碳酸盐结合态或有机结合态>残渣态。
3.4污泥施肥
城市污泥中含有多种能够促进植物生长的营养物质和微量元素（如B，Mo等），但是污泥中也可能含有大量的重金属元素，主要来源于不同类的工业废水中，镉主要来源于矿业废水、钢铁冶炼废水等，长期污泥施肥也可导致土壤中镉含量的增加。黄游等[30]研究结果表明，污泥进入土壤后，土壤中镉和锌的生物活性与污泥的施加量成正比。有研究表明，不同区域城市污泥Cd含量从大到小依次为华南、西南、华中、华东、西北、华北、东北，这可能与工业密集程度、矿区类型及分布等有关[31]。徐兴华等[32]在污泥和水溶性重金属盐的植物有效性比较研究时指出，污泥中含有较高的锌、镉等重金属。
3.5工况企业活动
镉往往与铅锌矿伴生，工矿活动可造成不同程度的镉污染。在冶炼废渣和矿渣堆放或处理的过程中，由于日晒、雨淋、水洗重金属极易迁移，以废弃堆为中心向四周及两侧扩散。全国土壤污染调查公报（2014年）显示，在调查的70个矿区的1672个土壤点位中，超标点位占33.4%，主要污染物为镉、铅、砷和多环芳烃。姬艳芳等[33]在2008研究凤凰矿区耕地土壤和稻米中重金属时发现，土壤中Cd含量高达10.70mg・kg-1，大大超过了国家土壤环境质量的二级标准，稻米中Cd含量也严重超标。周建民等[34]2004年在研究广东省大宝山矿区的尾矿和周边的土壤重金属时发现，尾矿附近的稻田土壤Cd平均浓度高达2.453mg・kg-1。尹伟等[35]2009年调查佛山某矿区周边菜地结果表明，在研究区域内有20%的土壤不同程度地受到镉污染。
4控制土壤重金属镉污染的建议
由以上分析可知，人类活动对全球土壤镉的输入量已大大超过自然释放量，同时被镉污染的土壤很难修复。因而，应严格控制土壤镉的来源，尤其是严格要求农业投入品的质量。做到不用未经处理的污水进行灌溉，不用污泥进行施肥，少用农用薄膜，杜绝不合格化学肥料或有机肥料，远离工厂企业和交通要道，严格控制土壤中重金属镉的输入，改善土壤环境，提高农产品质量安全，保护人类健康。
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关键词：卧龙湖沉积物重金属地质累积指数污染评价空间分布
中图分类号：X52文献标识码：A文章编号：1674-098X（2017）03（a）-0096-04
水环境中的重金属污染是全球关注的环境问题之一。由于水体中的重金属会被其悬浮物吸附，经过沉积后最终在水体表层的沉积物中积累[1]，而长期的累积会导致沉积物中重金属含量是上覆水体中重金属含量的几倍至几十倍[2]，因此湖泊沉积物是湖泊水体污染物的主要蓄积场所，是水环境中重金属的“汇”和“源”，也是湖泊的潜在污染源[3-5]。沉积物中重金属的污染负荷和来源能够反映自然与人类活动对湖泊的影响，对其研究不仅能提供重金属的污染现状和历史，而且能为将来的研究提供基础资料[5]。
该文应用德国海德堡大学沉积物研究所Mullers教授提出的地质累积指数法（Igeo）定量评价卧龙湖表层沉积物中Cu、As、Cd、Pb、Zn5种重金属的污染程度及其空间分布特征。
1材料和方法
1.1采样时间和点位设置
2014年5月，设置17个采样点，采用GPS定位。
1.2分析方法
沉积物样品自然风干，剔除石块和植物残根，研磨过100目尼龙筛。Cu、Cd、Pb、Zn按照《土壤环境质量标准》GB15618-1995中相应方法测定，As参照《土壤质量总汞、总砷、总铅的测定原子荧光法》GB/T22105-2008的方法测定。
1.3地质累积指数计算和统计分析
地质累积指数（Igeo）的计算公式为：
式中：cn为实测重金属的质量分数；βn为当地沉积物重金属的背景值；1.5为考虑到成岩作用可能引起背景值波动而设定的常数。
地质累积指数与重金属污染程度的关系，Igeo≤0清洁；0
应用统计学原理，采用克立格（Kriging）插值预测方法分析卧龙湖沉积物中重金属的空间分布特征；采用SPSS22.0单因素方差分析卧龙湖沉积物中各种重金属的差异性。
2结果与讨论
2.1卧龙湖沉积物中重金属污染评价
地球化学背景参考值，选定康平县土壤环境中重金属元素的背景值作为计算依据，取Cu、As、Cd、Pb、Zn金属背景参考值分别为4.30mg/kg、4.62mg/kg、0.04mg/kg、7.30mg/kg、11.40mg/kg。
卧龙湖沉积物中重金属地质累积指数特征见图1和表1。卧龙湖沉积物中5种重金属地质累积指数的顺序为Cd>Cu>As>Zn>Pb，Igeo均值1.56，总体呈偏中度污染。沉积物中5种重金属的污染程度：Cd为偏重污染；Cu为中度污染；As为偏中度污染；Zn为轻度污染；Pb为清洁。各样点重金属污染程度差异较大，以Cd、Zn为首。Pb总体污染程度虽为清洁，但个别点位出现轻度和偏中度污染。
经单样本非参数K-S检验，卧龙湖沉积物中重金属Igeo值呈正态分布。单因素方差分析显示卧龙湖沉积物中5种重金属Igeo值差异极显著（P0.05）、Pb和Zn之间（P=0.657>0.05）差异不显著，其他两两之间差异均显著（P
2.2卧龙湖沉积物中重金属的相关性分析
对卧龙湖沉积物中的5种重金属Cu、As、Cd、Pb、Zn的Igeo值进行相关性分析，见表2。结果发现，除Cd与Cu、As，Cu与Zn外，其他相互间都存在相关性（P
2.3卧龙湖沉积物中重金属空间变化特征
卧龙湖沉积物中5种重金属的空间分布图见图2。Cu、As、Pb3种重金属的污染趋势总体上呈现从沿岸带向湖心加重趋势。Cd污染的空间分布总体呈现从西南、东北沿岸向湖心梯度降低趋势，Zn污染的空间趋势是从北向南逐渐加重，北部清洁。流域内的沉积物进入湖泊后，被输送到低能量的深水区并永久沉积[6]，Cu、As、Pb3种重金属污染的分布正符合这一规律，间接说明Cu、As、Pb的污染历史比较久远，污染物已从湖岸带富集到湖心。湖泊的沉积物通常由流域的河流带入[7]，Cd污染的空间分布可能与西马莲河河水的注入及康平镇污水处理厂中的水排放有关。另外，水流对沉积物中重金属含量的分布也有一定的影响[7]。
3结语
卧龙湖沉积物中重金属元素含量已受到人类活动干扰，总体呈偏中度污染。5种重金属污染的顺序为Cd>Cu>As>Zn>Pb，Igeo值差异极显著（P
参考文献
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关键词土壤污染;现状;危害;治理措施
1土壤污染概念
土壤是指陆地表面具有肥力、能够生长植物的疏松表层,其厚度一般在2m左右。土壤不但为植物生长提供机械支撑能力,并能为植物生长发育提供所需要的水、肥、气、热等肥力要素。近年来,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,汽车排放的废气,大气中的有害气体及飘尘不断随雨水降落在土壤中。农业化学水平的提高,使大量化学肥料及农药散落到环境中,导致土壤遭受非点源污染的机会越来越多,其程度也越来越严重,在水土流失和风蚀作用等的影响下,污染面积不断扩大。因此,凡是妨碍土壤正常功能,降低农作物产量和质量,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[1-2]。
当土壤中有害物质过多,超过土壤的自净能力,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。
2我国土壤污染现状与危害
2.1土壤污染的现状
目前,我国土壤污染的总体形势严峻,部分地区土壤污染严重,在重污染企业或工业密集区、工矿开采区及周边地区、城市和城郊地区出现了土壤重污染区和高风险区。www.lw881.com土壤污染类型多样,呈现出新老污染物并存、无机有机复合污染的局面。土壤污染途径多,原因复杂,控制难度大。土壤环境监督管理体系不健全,土壤污染防治投入不足,全社会防治意识不强。由土壤污染引发的农产品质量安全问题和群体性事件逐年增多,成为影响群众身体健康和社会稳定的重要因素[3]。
2.2土壤污染的危害
2.2.1土壤污染导致严重的直接经济损失。初步统计,全国受污染的耕地约有1000万hm2,有机污染物污染农田达3600万hm2,主要农产品的农药残留超标率高达16%~20%;污水灌溉污染耕地216.7万hm2,固体废弃物堆存占地和毁田13.3万hm2。每年因土壤污染减产粮食超过1000万t,造成各种经济损失约200亿元。
2.2.2土壤污染导致生物产品品质不断下降。因农田施用化肥,大多数城市近郊土壤都受到不同程度的污染,许多地方粮食、蔬菜、水果等食物中镉、砷、铬、铅等重金属含量超标或接近临界值。每年转化成为污染物而进入环境的氮素达1000万t,农产品中的硝酸盐和亚硝酸盐污染严重。农膜污染土壤面积超过780万hm2,残存的农膜对土壤毛细管水起阻流作用,恶化土壤物理性状,影响土壤通气透水,影响农作物产量和农产品品质。
2.2.3土壤污染危害人体健康。土壤污染会使污染物在植物体内积累,并通过食物链富集到人体和动物体中,危害人体健康,引发癌症和其他疾病。
2.2.4土壤污染导致其他环境问题。土壤受到污染后,含重金属浓度较高的污染土容易在风力和水力作用下分别进入到大气和水体中,导致大气污染、地表水污染、地下水污染和生态系统退化等其他次生生态环境问题。
3造成土壤污染的原因
3.1过量施用化肥
我国每年化肥施用量超过4100万t。虽然施用化肥是农业增产的重要措施,但长期大量使用氮、磷等化学肥料,会破坏土壤结构,造成土壤板结、耕地土壤退化、耕层变浅、耕性变差、保水肥能力下降、生物学性质恶化,增加了农业生产成本,影响了农作物的产量和质量;未被植物吸收利用和根层土壤吸附固定的养分,都在根层以下积累或转入地下。残留在土壤中的氮、磷化合物,在发生地面径流或土壤风蚀时,会向其他地方转移,扩大了土壤污染范围。过量使用化肥还使饲料作物含有过多的硝酸盐,妨碍牲畜体内氧气的输送,使其患病,严重导致死亡[4]。
3.2农药是土壤的主要有机污染物
全国每年使用的农药量达50万~60万t,使用农药的土地面积在2.8亿hm2以上,农田平均施用农药13.9kg/hm2。直接进入土壤的农药,大部分可被土壤吸附,残留于土壤中的农药,由于生物和非生物的作用,形成具有不同稳定性的中间产物或最终产物无机物。喷施于作物体上的农药,除部分被植物吸收或逸入大气外,约有1/2左右散落于农田,又与直接施用于田间的农药构成农田土壤中农药的基本来源。农作物从土壤中吸收农药,在植物根、茎、叶、果实和种子中积累,通过食物、饲料危害人体和牲畜的健康。
3.3重金属元素引起的土壤污染
全国320个严重污染区约有548万hm2土壤,大田类农产品污染超标面积占污染区农田面积的20%,其中重金属污染占80%,粮食中重金属镉、砷、铬、铅、汞等的超标率占10%。被公认为城市环境质量优良的公园存在着严重的土壤重金属污染。汽油中添加的防爆剂四乙基铅随废气排出污染土壤,使行车频率高的公路两侧常形成明显的铅污染带。砷被大量用作杀虫剂、杀菌剂、杀鼠剂和除草剂,硫化矿产的开采、选矿、冶炼也会引起砷对土壤的污染。汞主要来自厂矿排放的含汞废水。土壤组成与汞化合物之间有很强的相互作用,积累在土壤中的汞有金属汞、无机汞盐、有机络合态或离子吸附态汞,所以,汞能在土壤中长期存在。镉、铅污染主要来自冶炼排放和汽车尾气沉降,磷肥中有时也含有镉[5]。
3.4污水灌溉对土壤的污染
我国污水灌溉农田面积超过330万hm2。生活污水和工业废水中,含有氮、磷、钾等许多植物所需要的养分,所以合理地使用污水灌溉农田,有增产效果。未经处理或未达到排放标准的工业污水中含有重金属、酚、氰化物等许多有毒有害的物质,会将污水中有毒有害的物质带至农田,在灌溉渠系两侧形成污染带。
3.5大气污染对土壤的污染
大气中的二氧化硫、氮氧化物和颗粒物等有害物质,在大气中发生反应形成酸雨,通过沉降和降水而降落到地面,引起土壤酸化。冶金工业排放的金属氧化物粉尘,则在重力作用下以降尘形式进入土壤,形成以排污工厂为中心、半径为2~3km范围的点状污染。
3.6固体废物对土壤的污染
污泥作为肥料施用,常使土壤受到重金属、无机盐、有机物和病原体的污染。工业固体废物和城市垃圾向土壤直接倾倒,由于日晒、雨淋、水洗,使重金属极易移动,以辐射状、漏斗状向周围土壤扩散。
3.7牲畜排泄物和生物残体对土壤的污染
禽畜饲养场的厩肥和屠宰场的废物,其性质近似人粪尿。利用这些废物作肥料,如果不进行物理和生化处理,则其中的寄生虫、病原菌和病毒等可引起土壤和水域污染,并通过水和农作物危害人群健康。
3.8放射性物质对土壤的污染
土壤辐射污染的来源有铀矿和钍矿开采、铀矿浓缩、核废料处理、核武器爆炸、核实验、燃煤发电厂、磷酸盐矿开采加工等。大气层核试验的散落物可造成土壤的放射性污染,放射性散落物中,90sr、137cs的半衰期较长,易被土壤吸附,滞留时间也较长。
4我国土壤污染的治理措施
4.1施用化学改良剂,采取生物改良措施,增加土壤环境容量,增强土壤净化能力
向土壤中施用石灰、碱性磷酸盐、氧化铁、碳酸盐和硫化物等化学改良剂,加速有机物的分解,使重金属固定在土壤中,降低重金属在土壤及土壤植物体的迁移能力,使其转化成为难溶的化合物,减少农作物的吸收,以减轻土壤中重金属的毒害。针对有机物污染,用植物、细菌、真菌联合加速有机物降解。针对无机物污染,利用植物修复可以把一部分重金属从土壤中带走。
增加土壤有机质含量、砂掺粘改良性土壤,增加和改善土壤胶体的种类和数量,增加土壤对有害物质的吸附能力和吸附量,从而减少污染物在土壤中的活性。发现、分离和培养新的微生物品种,以增强生物降解作用。
4.2强化污染土壤环境管理与综合防治,大力发展清洁生产
控制和消除土壤污染源,组织有关部门和科研单位,筛选污染土壤修复实用技术,加强污染土壤修复技术集成,选择有代表性的污灌区农田和污染场地,开展污染土壤治理与修复。重点支持一批部级重点治理与修复示范工程,为在更大范围内修复土壤污染提供示范、积累经验。合理利用污染土地,严重污染的土壤可改种非食用经济作物或经济林木以减少食品污染。科学地进行污水灌溉,加强土壤污灌区的监测和管理,了解水中污染物的成分、含量及其动态,避免带有不易降解的高残留污染物随机进入土壤。
增施有机肥,提高土壤有机质含量,增强土壤胶体对重金属和农药的吸附能力。强化对农药、化肥、除草剂等农用化学品管理。增施有机肥同时采取防治措施,不仅可以减少对土壤的污染,还能经济有效地消灭病、虫、草害,发挥农药的积极效能。在生产中合理施用农药、化肥,控制化学农药的用量、使用范围、喷施次数和喷施时间,提高喷洒技术,改进农药剂型,严格限制剧毒、高残留农药的使用,大力发展高效、低毒、低残留农药。大力发展生物防治措施。
大力推广闭路循环、无毒工艺,以减少或消除污染物的排放。对工业“三废”进行回收净化处理,化害为利,严格控制污染物的排放量和浓度。大力推广和发展清洁生产。
针对土壤污染物的种类,种植有较强吸收能力的植物,降低有毒物质的含量,或通过生物降解净化土壤,通过改变耕作制度、换土、深翻等手段,施加抑制剂改变污染物质在土壤中的迁移转化方向,减少农作物的吸收,提高土壤ph值,促使镉、汞、铜、锌等形成氢氧化物沉淀。
根据土壤的特性、气候状况和农作物生长发育特点,既要防治病虫害对农作物的威胁,又要把化肥、农药对环境和人体健康的危害限制在最低程度。利用物理、物理化学原理治理污染土壤。大力开展植树造林,提高森林覆盖率,维护森林生态系统平衡。
4.3调控土壤氧化还原条件
调节土壤氧化还原电位,使某些重金属污染物转化为难溶态沉淀物,控制其迁移和转化,降低污染物的危害程度。调节土壤氧化还原电位主要是通过调节土壤水分管理和耕作措施实现。
4.4改变耕作制度,实行翻土和换土
改变耕作制度会引起土壤环境条件的变化,消除某些污染物的危害。对于污染严重的土壤,采取铲除表土和换客土的方法;对于轻度污染的土壤,采取深翻土或换无污染客土的方法。
4.5采用农业生态工程措施
在污染土壤上繁殖非食用的种子、种经济作物,从而减少污染物进入食物链的途径;或利用某些特定的动植物和微生物较快地吸走或降解土壤中的污染物质,从而达到净化土壤的目的。
4.6工程治理
利用物理(机械)、物理化学原理治理污染土壤,是一种最为彻底、稳定、治本的措施,但投资大,适于小面积的重度污染区,主要有隔离法、清洗法、热处理、电化法等。近年来,把其他工业领域,特别是污水、大气污染治理技术引入土壤治理,为土壤污染治理研究开辟了新途径。
5参考文献
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