土壤重金属污染概念范例(12篇)
时间：2024-04-03
时间：2024-04-03
蔬菜重金属污染现状
人类生存和健康与土壤、空气、水的质量息息相关。发达的工业国家环境污染已有上百年的历史，20世纪中叶开始意识到问题的严重性，提出了“环境保护”的概念。并在重金属污染与治理上开展深入的研究工作，发达国家十分重视重金属污染来源、污染状况以及风险评估研究工作。因环境污染而导致蔬菜等食品重金属污染进而危害人类身体健康的问题引起世界各国的高度关注。Singh等［3］通过调查新德里郊区的蔬菜重金属污染现状发现，菠菜中Cu、Zn、Pb、Cd等含量超标，超标率分别为13%、95%、78%和100%;George等［4］对4个农场46个采样点的蔬菜进行重金属含量检测，结果发现几乎所有采自Boolaroo地区的蔬菜中Pb、Cd含量都超过了澳大利亚食品标准中关于Pb、Cd的限量标准。近年来，蔬菜中的重金属污染问题在我国也受到了重视。比较早开展蔬菜重金属污染研究的是北京、广州等城市。北京等地监测分析指出［5］;富含重金属的污水灌溉及垃圾会通过提高土壤中重金属含量进而显著提高蔬菜中重金属含量。目前，我国因重金属污染而造成每年粮食减产为1000×104t，每年被重金属污染的粮食多达1200×104t，合计经济损失至少200亿元［6］。在我国北部地区，中国科学院地理研究所的调查表明，北京市生产的蔬菜有30%重金属超标［7］。90年代中期王丽凤等［8］对沈阳市蔬菜重金属调查的结果表明，超标率较大的金属是Pb和Hg，其次是Zn和Cd，蔬菜综合超标率为36．1%，污染面积为3600hm2。而沈阳菜地土壤重金属与其背景值相比，Cd、Pb、Zn的平均值分别为背景值的7．06、3．96和3．87倍［9］，表明了沈阳市菜地土壤和蔬菜已受到多种重金属的复合污染。天津市郊检测的36种蔬菜样品中，重金属检出率为100%，Cd已达到警戒线水平，单项污染指数最高值达19．22，总超标率为30．41%［10］。早在20世纪90年代对上海市蔬菜重金属污染状况的调查发现，蔬菜受Cd和Pb污染比较严重，超标率分别为13．29%和12．0%［11］。1996年对宁波市蔬菜重金属污染调查结果表明，Zn、Cd、Cr3种元素超标率都在60%以上［12］。张永志等［13］对温州市场19种蔬菜、水果123个样品中重金属Hg、As、Pb、Cd的含量调查，温州市场上果蔬重金属污染的程度依次是:Cd＞Pb＞Hg＞As，其中菠菜、黄瓜、梨、猕猴桃、苹果中Cd的超标率分别为5．00%、16．7%、33．3%、16．7%和25．0%。长沙市主要蔬菜基地中，有13种蔬菜Pb和Cd超标率分别达60%和51%［14］。受调查的南宁市12个蔬菜样点中有11个样点Cd超标;10%以上样点Pb超标［15］。彭玉魁等［16］于1996—1997年对陕西省的西安、咸阳、宝鸡等6个城市郊区的14种蔬菜中的Hg、As、Pb、Cr、Cd等金属元素含量进行了调查，其中Pb和Cr在某些蔬菜中的超标现象严重。对成都地区的9种蔬菜的152个样品的分析结果表明，Pb和Cr是该地区的主要污染元素，它们的超标率分别为22%和29．4%，Hg和As的检出率为100%［17］。而重庆市近郊蔬菜基地土壤重金属Hg和Cd超标率分别为6．7%和36．7%，叶菜类蔬菜Cd、Hg、Pb等污染达到临界级，污染程度为Cd＞Pb＞Hg［18］。
菜地土壤重金属向植物链迁移与富集规律研究概况
随着人们对蔬菜需求量的增加，食入重金属超标的蔬菜会对人体健康造成更大的危害。因此，全面掌握蔬菜对重金属的吸收与富集规律，合理进行蔬菜的生产布局，对发展绿色食品和无公害蔬菜，保障人类健康具有重要意义。
不同种类蔬菜的重金属含量分析
同一植物种类对不同的重金属元素的吸收、富集能力不同，不同种类的植物对同一种重金属元素的吸收、富集能力也不同［19］。许多研究表明，不同种类蔬菜对重金属元素的吸收能力从大到小依次为叶菜类＞根茎类＞瓜果类＞豆类［20］。杜应琼等［21］研究发现，在相同环境条件下，蕹菜、苋菜对Pb的富集能力很强，体内的Pb含量约为莴苣的4倍，芥菜的10倍。周根娣等［22］对上海市农畜产品的调查结果也表明，叶菜类较其他类别蔬菜污染严重。Zurera-cosano等［23］研究发现，蔬菜品种之间重金属含量呈显著差异(P＜0．01﹚。Ghulam等［24］发现被测蔬菜中，菠菜叶中Cd、Mn的含量最高，随后依次为秋葵＞苦瓜＞荷兰薄荷。
蔬菜对生态环境中重金属的吸收
蔬菜对生态环境中重金属的吸收主要是通过根系吸收，其次为叶片［25］。Zheljazkov等对保加利亚某有色金属冶炼厂附近的薄荷调查发现，在薄荷中的Cd的含量为根＞叶＞根状茎＞茎;Pb含量为根=叶＞根状茎=茎;Cu含量为根＞叶=根状茎=茎;Zn含量为叶＞根＞根状茎=茎。李学德等［27］研究发现，菠菜中Cd的积累量为叶片、根＞茎，而Cd和Cu的积累量依次为叶片＞根＞茎杆，Pb的积累量则依次为根＞茎＞叶片;青菜叶片中的Cr、Cd、Pb、Cu等的含量均高于茎。郑路等［28］认为，生长在污染空气中的蔬菜，50%的Pb是通过叶片从大气中吸收的;叶面积大、叶面粗糙的蔬菜吸收Pb的能力较大;而叶细小、表面呈蜡质状的蔬菜Pb的吸收能力较小。汪雅谷等［29］研究发现，同一种蔬菜吸收不同重金属的能力不同，富集元素的规律是Cd＞Zn、Cu＞Pb、Hg、As、Cr。也有发现当Zn、Cd、Cu混施时，Cd的存在促进了大豆叶片中Zn的积累，而Cu的存在则使Zn和Cd的浓度降低［30］。同一种蔬菜的不同基因型对重金属的吸收积累也存在差异。王松良等［31］通过实验发现，小白菜13种基因型茎叶Cd、Pb、As含量差别很大。在相同Cd浓度下，不同小白菜品种间Cd含量差异最高相差413倍，差异显著，且外界Cd浓度越高，品种间差异越大［32］。
蔬菜中重金属含量与菜地土壤重金属含量的关系
蔬菜对重金属元素的吸收与积累取决于菜地土壤中重金属的含量、土壤条件及蔬菜的种类。汪雅谷等［33］对客良试验中土壤重金属含量进行相关分析表明，蔬菜中的Cd、Zn、Cu含量与土壤中的Cd、Zn、Cu含量相关显著。但是在大田条件下，由于蔬菜吸收土壤中的Cd受到多种因子的影响，其相关程度要比盆栽试验小得多［34］。冯恭衍等［35］的研究结果也表明，除Pb、Cr外，蔬菜中其他重金属元素的含量与土壤重金属含量有一定的相关性;各元素的富集系数(即蔬菜中某污染物含量占有土壤在中该污染物含量的百分率)以Cd最高，Zn、Cu次之，Pb、Cr居后。这与各重金属的迁移性强弱顺序相一致，Cd、Zn、Cu等元素较易为植物可吸收。但是，富集系数的大小取决于蔬菜种类和土壤环境条件、物理化学特性等很多影响因素，因而这些结果只能作为一种对大致趋势分析和判断。
研究方向与展望
目前，国内外很多城市，尤其是工业发达和人口密集的城市重金属污染问题更为突出。因此，要有效地控制蔬菜重金属含量，保证蔬菜质量安全。以下几方面将是我国菜地土壤和蔬菜重金属污染研究的重点。
系统和全面地开展粮食、菜地土壤重金属污染的调查研究及风险评估，研究土壤、菜地的区域土壤环境的空间变异与分布规律，开展土壤环境质量标准的研究和制定工作，加强无公害粮食、蔬菜生产基地建设，采取积极措施严格控制粮食、蔬菜的重金属污染。
加强蔬菜对重金属吸收积累的基因型差异研究，利用丰富的植物物种资源，研究其对重金属的吸收转运机制，以降低土壤中重金属的污染，同时筛选和培育低吸收、低富集重金属的蔬菜品种，减少重金属进入食物链，为跨越发达国家设立的绿色贸易壁垒提供技术保障。
论文关键词土地农村土地土地污染法律制度
一、农村土地污染的概念
(一)土地土地是由地球陆地部分在一定高度和深度范围内的岩石、矿藏、土壤、水文、大气和植被等要素构成的自然结构总体。从法律的角度来看,我国还没有以立法的形式对土地作出个明确的定义。就土地的生态价值和自然属性,从有效的防治土地污染的目的出发,可以将土地的涵义界定为“土地是地球表面上由土壤、岩石、气候、水文、地貌、植被等组成的自然综合体,它包括人类过去和现在的活动结果。”土壤是由许多层厚度不同的矿物质成分所构成自然主体。土地的涵义与土壤的涵义不同,土地比土壤的范围要广,土壤只是土地的构成土地许多因素中的一种。
(二)农村土地污染农村土地污染,主要是指农村地区农业用地的污染。从目前农村地区土地污染的实际情况和大家所关注的农村土地污染情况来看。农村土地污染主要表现在水土流失、土地沙化、土地土壤重金属污染化、土壤酸化与盐碱化、工程荒漠化、湿地与优质土壤资源的减少等地退化问题。
二、我国农村土地污染的现状
我国目前农村地区的土地污染相当严峻,土地污染面日益扩大,土地染物的种类多,而且污染的数量日渐增高,甚至有些地区还出现了新型的复合污染。如:镉米问题、高浓度农药污染蔬菜、地下水等。我国农村地区土地污染总体现状是点面源污染并存、生活污染与工业污染层叠。农村土地污染有以下几种:
(一)农业生产过程中的农药、化肥、动物粪便、生活垃圾等污染在目前阶段,我国农业生产过程中每年都施用大量农药、化肥,其大部分都是没有被植物所吸收,而是渗入到土地里。根据国务院发展研究中心的统计数据显示,2007年我农药使用量为162.3万吨,为1990年使用量的2.2倍,化肥的施用量已达5107.8万吨,是1990年施用量的两倍;农用薄膜使用量大约193.75万吨,是1990年的4.1倍。豍另外跟国家发改委统计,我国目前农田施用化肥量平均每公顷达360多公斤,分别是德国、美国的1.6倍和3.3倍,其中氮肥的利用率为25%-30%、磷肥利用率为10%-20%,比发达国家低20-30个百分点;平均每亩农田农药量使用为150克左右,是欧盟国家的3倍,在农药使用率上只有30%上下,相当于欧盟国家在农药使用率上的一半。过量的施用农药化肥,会直接导致农田土壤的养分失衡和土壤物理性质的劣化,同时也会对地下水自然造成连锁污染。
在现阶段农业生产生活过程中农用化学剂大量使用和有效的使用概率底下,使得农村地区的土地污染的范围不断扩大。这些污染物从单一的污染逐渐演变成点污染和面源污染相结合的新型复合污染。
(二)农村生活污水及生活垃圾对土地进行污染随着人民生活水平的不断提高,生活垃圾及生活污水逐年增加。我国农村地区由于基础建设落后和环境保护设施的不到位,对生活垃圾的无害化处理简单。农村农户产生的生活垃圾随意乱丢,使得农村地区的环境更加严重,从而出现了脏、乱、差现象。据统计,大约每年产生的1.2亿吨的农村生活垃圾基本是全部露天堆放。生活垃圾是由可分解的有机物质、不可分解的物质构成,但是大部分生活垃圾的分解率底。污水灌溉也是农村土地污染的一种重要污染。合理使用生活废水及工业废水中含有的氮、磷、钾等多种植物所需养分,对农业生产增产增收有一定的效果。但是这些废水中同样含有重金属、氯化物等许多有毒物质,在没有处理的情况下直接使用于农田灌溉中,致使基本农田丧失生产力,成为“毒土”。根据我国农业部2006年对全国污灌区调查统计,大约140万km2的污水灌溉区中,遭受重金属污染的土地面积占污水灌溉区总面积的64.8%,其中,严重污染的占8.4%,中度污染的占9.7%,轻度污染的占46.7%.这些污染对环境生态链上的人而言,构成了巨大的挑战。
(三)城市的污染物向农村地区转移除农村生产生活所导致的土地环境污染之外,城市污染物向农村地区转移也是构成农村地区土地污染的一个重要原因。城市污染物向农村地区转移的主要形式有两个方面:第一,面污染物的企业转向农村地区,随着城市环境法律制度的建立健全以及国家对城市规划设计要求等方面的因素,一些高污染企业纷纷转移农村地区。这些企业大部分是一些生产设备简陋,环境污染物处理能力低下,所产生的废弃物、工业废水、生产生活垃圾等对农村地区的土地加剧的污染。第二,生活垃圾等污染物由城市向农村地区转移,随着城市规划建设及城市人口不断增加,城市居民生活所带来的垃圾数量不断攀高,从而大部分城市生活垃圾没有处理就直接运到城郊附近或农村地区,在某些靠近城市附近的农村地区大部分空置地自然就成了城市垃圾放置地,甚至一些耕地也成为污染物放置地。
(四)农村地区的工业化污染及城镇化污染改革开放以来,农村地区经济发展得到了很大的发展,乡镇企业在农村地区迅速的发展壮大。农村乡镇企业像雨后春笋一样扒地而起,给农村经济的发展注入了巨大的能量。但是同时也给农村地区造成了比较严重的环境污染,乡镇企业污染是农村土地污染源的主要之一。乡镇企业中的工业污染大量排放,远远超出农村现有环境生态的承受能力和分解能力。
工业生产后的废渣占用土地,工业生产后废水被迫灌溉当地农田,这都对我国的耕田造成严重的环境污染。这个工业污染物中含有镉、砷、汞等有毒重金属和石油类有机物污染,致使许多土地中的土壤基本丧失生产力,成为“毒土”。
三、完善我国农村土地污染防治法律制度的建议
(一)完善农村土地污染防治法律制度的必要性农村土地污染不仅制约着农村生态的发展,其农村污染物污染的土地所生产的农产品质量也受到污染的影响。这些农村土地生产的农产品,在国际交易市场中严重的阻碍着进出口贸易。土地污染的演变过程难以察觉却,这些污染危害最终指向的是人。直接危害人体健康,特别是重金属在蔬菜、粮食中的累积,将处于食物链顶端的人类置于危险位置。随着农村地区经济谋求快速发展,不合理的生产生活方式给农村地区的生态环境产生了较大的影响。农村土地中的污染物种类不断增多,并且在新形势环境下变化成新型的一种复合型污染物。甚至转向立体农业污染,使得农村土地环境进一步加剧。目前我国在土地环境污染立法上,关于农村环境污染的法律法规比较少,在国家层面上没有系统的污染控制法律法规,更没有有效的预防和治理农村土地污染的环境法律制度。在这个方面法律制度的缺陷致使农村地区土地污染的程度进一步恶化,要想控制农村土地污染这个趋势,保护现有的农村土地自然资源,维持农村土地生态环境,急需在法律制度及法律法规上建立健全。
(二)完善我国农村土地污染防治法律制度的建议1.加强农村土地污染防治专项性立法我国农村地区土地污染问题需要根本上解决,立法是根本。针对现在农村地区的环境现状以及法律控制不力的情况下,必须要借助于系统的法律制度进行管理。我国现阶段的土地污染防治法律制度与规范存在着很多缺陷与不足,不能与现有的情况相协调,必须加以修正和完善。
2.完善农村土地污染防治的执行与监管体制执法是依法保护生态环境的重要手段,而法律是否有效执行又依赖着完善的行政管理体制制度。目前我国针对农村土地环境污染问题的相关法律法规相当少,致使农村生态环境恶化,土地污染不断加剧扩大。这些都与现今农村地区环境保护法律制度执行关系密切。诺要使我国农村地区土地污染防治得到行而有效的执行,必须规范好我国农村土地防治行政管理机制。我国目前的行政监管体制存在着多头管理的混乱局面,出现“九龙治理”的局面,得不到有效的控制。目前我国农村地区应该明确行政管理机制中的职权和各自分工,才能够在执法管理中有效的落实,才有效的保护好了农村土地生态环境的安全。
[关键词]土壤污染，农产品安全，管理现状
中图分类号：X53文献标识码：A文章编号：1009-914X（2017）05-0219-01
1农田土壤|量现状
1.1土壤污染的概念
土壤是经济社会可持续发展的物质基础，关系人民群众身体健康，关系美丽中国建设，保护好土壤环境是推进生态文明建设和维护国家生态安全的重要内容。
土壤污染物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酸、碱、重金属，盐类、放射性元素铯、锶的化合物、含砷、硒、氟的化合物等。
有机污染物主要包括有机农药、酚类、氰化物、石油、合成洗涤剂、3，4-苯并芘以及由城市污水、污泥及厩肥带来的有害微生物等。
1.2农田土壤污染现状
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。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逐年增多，成为影响群众身体健康和社会稳定的重要因素。
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。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。
2农产品质量安全现状
2.1农产品的化学污染严重
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。
2.1.2生活污水和工业废水污染
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。
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，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农产品质量安全与管理现状分析
2.2.1农产品质量安全法律依据
“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农产品质量安全现状分析
随着生活质量和健康意识的提高，消费者对食品安全问题的关注程度日益增强。为减轻农产品生产中可能遭受到的工业“三废”以及化肥、农药等化学投入品的污染，提高安全农产品的供给水平，中国于20世纪80年代中后期开始，在开展全国农畜产品药物残留调查的基础上，于1990年开始发展绿色食品产业，2001年启动“无公害食品行动计划”，2005年4月1日起实施有机食品的国家标准，稳步推进无公害、绿色和有机农产品产业发展。
截止到2007年底，中国认证无公害农产品28600个，认证面积达到2107万公顷；认证绿色农产品14339个，认证产地面积达到1000万公顷；认证有机农产品2647个，认证面积达到311万公顷（国务院新闻办公室，2007）。
3建议与展望
3.1建议
3.3.1加强检测能力建设
农产品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，按照农产品质量安全标准对农产品质量进行检测。
首先，对农产品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农产品。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，还要对农产品产品质量进行检测。其检测内容有农药残留、化肥残留、重金属、卫生指标等。
3.2从源头防范
我国农田土壤和农产品污染日益严重，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。
（2）积极选育、引进和推广新品种。产前要挑选遗传品质好、遗传性状稳定、适合本地环境的品种进行种植或饲养。依照规定合理使用农业投入品。依照规定建立农产品生产记录。
⑶加快对长效肥、缓效肥等低污染、低消耗肥料的研究开发、加大在生物农药研究方面的科技投入。
⑷继续推广建立农产品安全质量追溯系统。
参考文献
[1]徐月珍.防止土壤污染和地下水污染的措施[J].环境与可持续发展，1989（1）：29-31
[2]任旭喜.土壤重金属污染及防治对策研究[J].环境保护科学，1999，25（5）：31-33
［关键词］：重金属；监测；技术；探讨
1引言
随着我国经济社会的快速发展，工业化进程不断加快，工业废水排放量与日剧增，增加了污水处理的压力。工业废水中有的含有Cu、Pb、Zn、Cd、Fe、Mn、Cr、Ag、Ni等重金属，其比重大于4，如果处理不当，会产生因重金属造成的重金属污染。目前我国由于在重金属的开采、冶炼、加工过程中，造成不少重金属如铅、汞、镉、钴等进入大气、水、土壤，引起严重的环境污染。如随废水排出的重金属，即使浓度小，也可在藻类和底泥中积累，被鱼和贝类体表吸附，产生食物链浓缩，从而造成严重的危害。因此，加强对重金属的监测，不断创新重金属监测技术，对于保持水体、土壤免受污染危害，保护环境和人民群众生命财产安全具有十分重要的现实意义。
2重金属污染的主要危害分析
目前我国重金属污染主要从地表水（饮用水源水、湖水、河水）、地下水、还有大气降水、以及底质（江、河、湖、海等水体底部的表层沉积物质）中来掌握重金属的污染情况。重金属污染与其他有机化合物的污染不同。不少有机化合物可以通过自然界本身物理的、化学的或生物的净化，使有害性降低或解除。而重金属具有富集性，很难在环境中降解。
水体中的金属元素按其对人体健康的影响可分为三类：一是人体健康必须的常量元素如：钠、钾、钙、镁和微量元素如：铁、锰、铜、锌、镍、钴、硒、钒、钼、硅、锡，他们的缺乏或过量都于人体健康不利。二是对人体健康有害的金属元素如：铅、镉、汞、砷、铬、铍、铊、钡等。三是在人体中确有存在，但生理功能尚不明的元素如：锂、硼、铝、钛、锆等。
水体中金属有利或有害不仅取决于金属的种类、理化性质，而且还取决于金属的浓度及存在的价态和形态，即使有益的金属元素浓度超过某一数值也会有剧烈的毒性，使动植物中毒，甚至死亡。金属有机化合物(如有机汞、有机铅、有机砷、有机锡等)比相应的金属有机化合物毒性要强得多；可溶态的金属又比颗粒态金属的毒性要大；六价铬比三价铬毒性要大等等。
重金属在人体内能和蛋白质及各种酶发生强烈的相互作用，使它们失去活性，也可能在人体的某些器官中富集，如果超过人体所能耐受的限度，会造成人体急性中毒、亚急性中毒、慢性中毒等，对人体会造成很大的危害，例如，日本发生的水俣病(汞污染)和骨痛病(镉污染，等公害病，都是由重金属污染引起的。
重金属在大气、水体、土壤、生物体中广泛分布，而底泥往往是重金属的储存库和最后的归宿。当环境变化时，底泥中的重金属形态将发生转化并释放造成污染。重金属不能被生物降解，但具有生物累积性，可以直接威胁高等生物包括人类，有关专家指出，重金属对土壤的污染具有不可逆转性，已受污染土壤没有治理价值，只能调整种植品种来加以回避。因此，底泥重金属污染问题日益受到人们的重视。
3重金属监测技术创新探讨
重金属检测方法:目前可用于微量元素检测的方法有同位素稀释质谱法、分子光谱法、原子发射光谱法、原子吸收光谱法、X射线荧光光谱分析法、中子活化分析法、生化法、电化学分析法等。
3.1重金属原子吸收光谱技术
原子吸收光谱法是依椐处于气态的被测元素基态原子对该元素的原子共振辐射有强烈的吸收作用而建立的。该法具有检出限低准确度高，选择性好,分析速度快等优点。
在温度吸收光程，进样方式等实验条件固定时，样品产生的待测元素相基态原子对作为锐线光源的该元素的空心阴极灯所辐射的单色光产生吸收，其吸光度（A）与样品中该元素的浓度（C）成正比。即A=KC式中，K为常数。据此，通过测量标准溶液及未知溶液的吸光度，又巳知标准溶液浓度，可作标准曲线，求得未知液中待测元素浓度。
石墨炉原子化与火焰原子化相比，石墨炉分析检测限低，耗样量少，配合石墨炉自动进样器可以方便全自动测定地表水,饮用水,雨水,工业废水等水样中多种重金属元素。仪器测试过程校准，保证测量精度，内置多条曲线，可满足多种元素的分析需要。仪器建立了专门的数据库，用于分析结果数据和曲线的打印、储存及查询，其数据及曲线的修改和增删均十分方便。电脑元素分析仪内存更大，可测元素更多。金属多元素分析仪是一种多元素分析仪，可检测Mn、Cr、Ni、Mo、Cu、Ti等多种元素。共五个大通道，每个通道各有三十个小通道（可储存30条工作曲线），原则上共可检测150个元素，可由计算机进行控制,全中文菜单式操作,台式打印机打印结果。利用原子吸收光谱仪进行Cd测定结果如图1所示。同时，该仪器还为认证实验室提供一套完整的自动执行的校验包，使用独特的CVU工具自动运行OQ测试，按照日志簿容易地完成校验，以电子格式打印报告和在将来测试中使用，提供所有系统的校验，全向导式驱动，按标准操作程序(SOP)进行测试，带数据日志和跟踪审核的自动结果鉴定和规范符合演示。
图1利用原子吸收光谱仪进行Cd测定
3.2重金属分析技术
用一个恒定电位的参比电极和测量电极组成一个原电池，原电池电动势的大小取决于氢离子的浓度，也取决于溶液的酸碱度。重金属分析技术可同时进行温度、pH、ORP、电导率或TDS、溶解氧浓度和饱和度的测试。仪器采用模块化结构，各测量参数使用独立的在线实时测量板，除温度测量板必需外，其它各参数可任意组合。可选配自动清洗功能，通过加清洁剂并冲洗的办法清洗电极和流通池。在Windows系统平台开发的仪器操作软件具备了数据处理功能，可以手动或自动记录测量数据并以曲线图和表格的形式显示记录的数据，以Access数据库格式进行保存，也可将数据转换到Word文档的表格或Excel电子表格。仪器操作软件具有曲线图复制功能，将曲线图复制到剪贴板中，供其他软件粘贴使用。计算机通过RS－232、RS－485数字线路或网络接口可以远程操作仪器。
3.3重金属在线监测技术
关键词农田土壤；重金属污染；土壤修复；安全生产；中国
中图分类号X53文献标识码A文章编号1007-5739（2017）03-0164-04
AbstractThepaperdescribedthesituationoffarmlandsoilheavymetalpollutioninChinaunderthemacro-backgroundofpayinggreatattentiontoecologicalagricultureandtheeffectsoffarmlandsoilheavymetalpollutiononthegrowth，yieldandqualityofthecropsandpeople′shealth，aswellasthecausesofthepollution.Theresearchdevelopmentforthesoilremediationandthesafetyproductionwasalsopresented，includingphysicaltreatment，chemicalremediation，bioremediation，selectionandbreedingofcultivarsthataccumulatelowerlevelsofheavymetals，adjustmentofcroppingindustrialstructureandagronomicregulation，etc.Theresultsprovidedatheoreticalbasisandarealreferenceforthesoilremediationandthesafetyproduction.Lastly，somesuggestionwasbroughtforwardforresearchguidelineandmethodsoffarmlandsoilheavymetalpollutionabatementinfutureaccordingtopresentcondition.
Keywordsfarmlandsoil；heavymetalpollution；soilremediation；safetyproduction；China
我是目前世界上人口最多的国家，同时也是耕地资源极为紧张的国家之一[1]。现有耕地的环境保护和可持续利用在当前生态文明建设工作中具有极其重要的意义。2016年中央一号文件强调“必须确立发展绿色农业就是保护生态的观念，加快农业环境突出问题的治理”[2]，为我国今后生态农业的发展指明了道路。随着近几十年来我国工农业的快速发展，大量的重金属物质被排放入环境，并在农田土壤中积累，从而导致农田土壤重金属污染问题。据相关报道，我国每年因重金属污染造成粮食减产达1000万t，被重金属污染的粮食达1200万t，由此造成的经济损失超过人民币200亿元[3]。因此，修复受到重金属污染的土壤或对其进行安全利用是我国生态农业建设工作中的重要组成部分。
1我国农田重金属污染概述
1.1我国农田土壤重金属污染现状
我国受到重金属污染的耕地面积达2000万hm2之多，约占我国耕地总面积的1/5[4]。农田土壤重金属污染较为突出的区域主要存在于采矿区、冶炼区周边和大中城市群郊区，部分地区的污染程度严重，超过国家Ⅲ级标准[5]。从造成我国农田土壤污染的重金属种类上来看，Cd、As、Hg、Pb、Cu及其复合污染尤为明显，其中又以Cd超标最为突出，有13万hm2耕地因为Cd超标而被迫弃耕[6]。
1.2农田重金属污染对农产品质量与人体健康的影响
1.2.1对作物生长发育及产量的影响。研究表明，绝大多数情况下重金属污染土壤会对作物的生长发育及产量产生显著负面影响[7]。如土壤中Cd含量较高时，油菜的光合作用受到抑制，地上部生长发育明显受阻，株高、叶片数、叶面积和产量均出现明显下降[8]；花生和产量有关的根瘤生长受到显著抑制[9]；水稻地上部干重和产量显著下降[10]。土壤中Pb含量较高时，玉米植株的生长发育受到显著的阻碍，产量有所降低[11]；黄瓜根系畸形生长，地上部分生长发育受到影响并导致减产[12]。Cr含量较高时，Cr6+对于玉米种子的萌发和早期生长具有明显的抑制作用[13]，并使得植株细胞膜受损，结构和功能受到破坏而导致减产[14]。Cu含量较高时，水稻分蘖受阻，每穗颖花数减少，产量显著下降[15]。
1.2.2对作物品质的影响。在影响作物的生长发育和产量的同时，重金属污染也会影响作物的品质。从总体上来看，Cd、Pb、Cr、Cu等重金属污染会导致作物品质下降[7]。如Cd会导致小白菜叶绿素、还原糖和VC含量下降，粗蛋白和粗纤维含量上升，口感变差[16]。Cr6+的浓度超过10mg/L时可以显著降低玉米的活力指数，使玉米的品质趋劣[12]。
1.2.3对人体健康的影响。农田土壤中的重金属可以通过食物链进行传递和富集，最终到达人体，导致多种病症的发生[17]。如Cd进入人体后，由于生理性质和Ca近似，会破坏人体的骨骼系统，使人患上“骨痛病”，还会导致高血压，引起心脑血管等全身疾病[3]；Pb进入人体后可导致贫血、肝炎、肾炎、高血压、神经错乱等病症的发生[18]；As慢性中毒会导致结膜炎、黑变病和角化过度的发生，严重时还会导致肢体坏疽[19]。除此之外，一些重金属元素在人体内的慢性积累还具有致癌性，如Cd、Cr、As等[20]。
1.3我国农田土壤重金属污染形成的原因
1.3.1自然原因。导致我国农田土壤重金属污染的自然原因：一是含重金属基岩的风化[21]；二是地|作用如火山、地震、侵蚀等因素。
1.3.2人为原因。除了极少数由自然原因引发的农田土壤重金属污染之外，目前我国绝大多数农田土壤重金属污染主要由下列人为原因所导致。一是污灌和污泥的直接利用。研究表明，土壤中重金属元素污染和长期污灌以及污泥的直接利用密切相关[22]。二是施用化肥。化肥中的重金属元素主要来源于作为原料的磷矿石和化肥的加工过程[23]。当化肥特别是磷肥持续过量施用，或者施用未经重金属含量检测的化肥就可能导致重金属在农田土壤中累积[6]。此外，一些重金属元素如Cu、Zn、Mo等本身就是微量元素肥料的有效成分[3]，当含有重金属的微量元素肥料或者复合肥施用方法不当，也会导致农田土壤重金属污染。三是涉重工矿业的发展。包括工业废渣、废气中重金属的扩散、吸附或沉降导致的重金属累积，特别是熔点低易挥发的Hg元素的累积，以及采矿和冶炼重金属过程中废渣的排放和含重金属的废物堆积等[3]。四是城市垃圾。目前，我国城市垃圾大部分和工业废弃物混杂，城市近郊农民又有施用城市垃圾作肥料的习惯，垃圾中自身含有Cu、Pb、As、Cr、Hg等重金属元素，并且长期使用城市垃圾作为肥料还会减少土壤黏粒对重金属离子的吸附，使得农田土壤重金属污染加剧[24]。
2重金属污染农田土壤修复及安全利用技术
2.1重金属污染农田土壤修复基本技术
在切断污染源的基础上对重金属污染农田土壤进行修复，目前可分为2种思路：一种思路是通过各种修复技术，将重金属污染物从土壤中移除（活化）；另一种是使重金属尽可能固定在土壤中，而不是进入作物，特别是食用和饲用作物的可利用部分（钝化）。现有的重金属污染农田土壤修复基本技术都是基于这2种思路进行研发，可分为物理技术、化学技术和生物技术3个大类（表1）。常见的物理技术包括深耕法、排土法、客土法、电动修复法和热处理法等[25]；化学技术主要有施用改良剂或抑制剂法、化学淋洗法等；生物技术主要包括植物修复技术、动物修复技术和微生物修复技术[26]。
截止到目前，已经有一些运用修复技术取得显著成效的实例，如对来自北京市区和云南省昆明市郊区土壤的污泥堆肥试验表明，粉煤灰对污泥中的Cu、Zn、Pb有一定的钝化效果[27]。在湖南省、广西省等南方省份的研究证实，施用硅肥可显著降低水稻[28]、甘蔗[29]等作物对Cd、As等重金属的吸收。我国油菜产区通过筛选得到2种优良的Cd超积累油菜品种溪口花籽和川油Ⅱ-10[30]，在利用植物修复技术防治Cd污染方面具有很大潜力。从北京市延庆区某铅矿厂周边土壤中筛选得到的1株青霉菌对人工培养基中有效Pb的去除率超过95%[31]，为利用微生物修复技术防治重金属污染开辟了新途径。
2.2重金属污染农田安全利用基本技术
在运用重金属污染修复技术修复被重金属污染的土壤时，也需要结合对重金属污染特别是污染程度较轻的农田进行安全利用，安全利用的方式包括低富集品种筛选与应用、调整种植结构和农艺措施调控等。
2.2.1低富集品种筛选与应用。基于同一种作物的不同品种对重金属的吸收和富集程度的差异，按照国内外相关标准允许限量或推荐限量，筛选重金属低富集品种，减少农田土壤重金属向食物链中迁移富集，是轻微、轻度重金属污染农田安全生产的有效途径。国内针对常见的作物，开展了许多相关工作。如在河南省全省种植面积较大的20个小麦品种中筛选出轻微、轻度重金属污染土壤Pb低积累品种2个[32]。在四川省种植面积较大的21个玉米品种中筛选出Hg低积累品种4个、As低积累品种5个，其中2个品种为Hg、As低积累品种[33]。另外，某些作物品种同时具有可利用部分重金属低富集和其他部分重金属高富集2种特性，如玉米的可食部分和其余部分对Pb的富集[18]。这类作物可同时对重金属污染农田土壤进行生物修复以及安全生产，实现边种植边修复，可以显著提升重金属污染农田土壤恢复的效率。
2.2.2种植结构调整。在重金属低富集品种的筛选与应用的基础上，用其他作物替代食用或饲用作物，或用重金属低富集食用或饲用作物种替代较高富集作物种，是重金属污染农田实现安全生产的另一途径。如在Cd污染的土壤上，用Cd低富集作物种类如番茄、西葫芦、甘蓝等来替代易积累Cd的作物种类，如白菜、菠菜、大豆、莴笋[34]等。特别是在重金属中度―重度的农田，短时间内实现食用或饲用作物安全生产的难度极大。因此，这类农田在应用重金属农田土壤修复技术进行初步修复后往往需要调整种植结构，种植其他作物。在浙江某地进行的示范试验结果表明，中度―重度重金属污染的农田，在适度运用化学技术进行修复之后，可以进行甘蔗等能源植物的生产[35]。
2.2.3农艺措施调控。具体包括以下3个方面内容：
（1）间作、套作和轮作技术。根据当地气候、土壤等环境条件和农作物种植习惯，选择适宜植物品种进行间作、套作或轮作也能降低农田土壤的重金属含量。间作、套作和轮作的基本思路是将重金属高富集植物和低富集作物种植在一起或者将重金属高富集植物先于重金属低富集作物种植，通过重金属高富集植物吸收富集土壤中的重金属来保护低富集植物[36]。例如，在湖南省的定位试验结果表明，与冬闲模式相比较，采取冬种轮作模式可显著降低土壤中As、Cd、Hg、Pb等重金属的含量，对土壤重金属污染具有一定的消减作用，其中冬种紫云英―双季稻轮作模式可同时降低Cd、Hg、As的含量，具有较好的消减效果，并且在土壤重金属污染程度较为严重时，冬种轮作模式还可减少大米中重金属的富集量。此外，该模式还可以提高水稻产量，提升大米品质[37]。
（2）施肥技术。一是化肥施用技术。合理施用重金属含量符合标准的化肥，改变化肥施用的种类、比例和方法[36]。另外，适度施用特定种类的化肥与土壤污染修复技术相结合，还可以增强修复效果。二是气肥施用技术。由于CO2气体气源广泛，制造成本较低，因此很早就成为农业生产中公认的气肥，我国在20世纪70年代末就开展利用CO2作为气肥进行施肥效果的研究，至今已经发展成为一项成熟的技术。现在普遍认为适当的增加CO2浓度对植物生长具有积极作用。运用气肥施用技术主要是和植物修复技术相结合，针对目前所获得的重金属高富集植物多数生长慢、生物量小的不足，如果能够恰当运用气肥施用技术，使其产量和生物量显著增加，则这一不足可以大大解[38]。
（3）生物质焦利用技术。近年来，生物质焦利用技术作为一种新兴的土壤污染修复技术受到学术界的广泛认可。生物质焦对土壤中的重金属离子具有较强的吸附能力，可有效降低土壤中重金属离子的有效性。如对湖南省郴州市和福建省龙岩市的矿区污染土壤的生物质焦修复研究表明，施用生物质焦可显著降低污染土壤上种植的油菜对Cd、Pb的富集[39]。
2.3技术集成
随着新技术的进步，特别是信息技术的不断发展，将原有分散使用、各有利弊的一系列修复和安全利用技术加以整合成为可能。如使用地理信息系统（GIS）技术对土壤重金属污染进行空间分布特征分析和污染评价[40]，根据上述信息并结合相应技术的成本分析，确定特定区块的最佳修复技术，并制作图集对修复技术具体运用予以指导，在后期加以评估和改进[41]。借助人工神经网络（ANN）技术的功能相似性，既可以使其与点位测量和GIS技术相结合[42]发展为复合技术，又可以用于分析农民使用意愿调查结果和评估优化，因为农民使用意愿调查结果分析和技术应用评估优化所需的数据量更大，分析难度更高，使用ANN技术可显著提升分析和优化效率，取得更好的效果。另外，可在现有农产品安全生产基地建设的基础上[43]，建设综合性的农产品安全生产新技术研发与示范应用基地或者整合平台，为新技术的研发、集成及示范应用提供空间。技术集成的具体框架如图1所示。
3展望
到目前为止，我国在农田土壤重金属污染、重金属污染土壤的修复及安全利用方面开展了很多研究工作，与国外特别是发达国家对这个问题的重视时间几乎保持同步，借鉴国外先进技术和思路，并结合我国的具体国情和实际，取得了大批特色鲜明的成果。但同时也要看到，目前我国针对农田土壤重金属污染的研究还存在技术零散、技术水平低、集成度不高、运用最新技术有限等问题，针对多种重金属协同修复和农田土壤重金属污染治理和防控技术体系方面的报道不多，成果转化有限[44]。
随着我国对生态农业重视程度的进一步提高，建议结合农田调控技术、农艺运筹技术和生物技术、信息技术等高新技术，进一步研发低成本、易操作、副作用小、符合我国农业生产实际需要的重金属污染农田土壤修复和安全生产技术；建立与之对应的重金属污染农田土壤修复技术体系和重金属污染农田土壤安全利用技术体系；加大研发成果体系的推广力度，继续推进信息技术主导下的农田重金属污染土壤修复与安全利用技术集成，更有效地实现对我国重金属污染农田修复与安全利用，为我国生态农业建设工作提供帮助。
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关键词土壤退化；概况；进展；方向
中图分类号S158.1
文献标识码A
文章编号1000－3037(2000)03－0280－05
鉴于土壤及土地退化对全球食物安全、环境质量及人畜健康的负面影响日益严重的现实，从土壤圈与地圈—生物圈系统及其它圈层间的相互作用的角度研究土壤退化，特别是人为因素诱导的土壤退化的发生机制与演变动态、时空分布规律及未来变化预测与恢复重建对策，已成为研究全球变化的最重要的组成部分，并将继续成为21世纪国际土壤学、农学及环境科学界共同关注的热点问题。但是，迄今为止，有关土壤退化的许多理论问题及过程机理尚不清楚，还没有公认的或统一的土壤退化指标和定量化评价方法[1]。因此，及时了解国际土壤退化研究的最新动向，并结合我国实际创造性地开展该领域的研究工作，具有重要的学术价值和现实生产意义。
1土壤退化的概念
土壤退化(Soildegradation)是指在各种自然，特别是人为因素影响下所发生的导致土壤的农业生产能力或土地利用和环境调控潜力，即土壤质量及其可持续性下降（包括暂时性的和永久性的）甚至完全丧失其物理的、化学的和生物学特征的过程，包括过去的、现在的和将来的退化过程，是土地退化的核心部分。土壤质量(Soilquality)则是指土壤的生产力状态或健康(Health)状况，特别是维持生态系统的生产力和持续土地利用及环境管理、促进动植物健康的能力[2]。土壤质量的核心是土壤生产力，其基础是土壤肥力。土壤肥力是土壤维持植物生长的自然能力，它一方面是五大自然成土因素，即成土母质、气候、生物、地形和时间因素长期相互作用的结果，带有明显的响应主导成土因素的物理、化学和生物学特性；另一方面，人类活动也深刻影响着自然成土过程，改变土壤肥力及土壤质量的变化方向。因此，土壤质量的下降或土壤退化往往是一个自然和人为因素综合作用的动态过程。根据土壤退化的表现形式，土壤退化可分为显型退化和隐型退化两大类型。前者是指退化过程（有些甚至是短暂的）可导致明显的退化结果，后者则是指有些退化过程虽然已经开始或已经进行较长时间，但尚未导致明显?耐嘶?峁??/P>2全球土壤退化概况
当前，因各种不合理的人类活动所引起的土壤和土地退化问题，已严重威胁着世界农业发展的可持续性。据统计，全球土壤退化面积达1965万km2。就地区分布来看，地处热带亚热带地区的亚洲、非洲土壤退化尤为突出，约300万km2的严重退化土壤中有120万km2分布在非洲、110万km2分布于亚洲；就土壤退化类型来看，土壤侵蚀退化占总退化面积的84%，是造成土壤退化的最主要原因之一；就退化等级来看，土壤退化以中度、严重和极严重退化为主，轻度退化仅占总退化面积的
38%[3～6]。
全球土壤退化评价(GlobalAssessmentofSoilDegradation)研究结果[3～6]显示，土壤侵蚀是最重要的土壤退化形式，全球退化土壤中水蚀影响占56%，风蚀占28%；至于水蚀的动因，43%是由于森林的破坏、29%是由于过度放牧、24%是由于不合理的农业管理，而风蚀的动因，60%是由于过度放牧、16%是由于不合理的农业管理、16%是由于自然植被的过度开发、8%是由于森林破坏；全球受土壤化学退化（包括土壤养分衰减、盐碱化、酸化、污染等）影响的总面积达240万km2，其主要原因是农业的不合理利用(56%)和森林的破坏(28%)；全球物理退化的土壤总面积约83万km2，主要集中于温带地区，可能绝大部分与农业机械的压实有关。
3我国土壤退化状况
首先，我国水土流失状况相当严重，在部分地区有进一步加重的趋势。据统计资料[7]，1996年我国水土流失面积已达183万km2，占国土总面积的19%。仅南方红黄壤地区土壤侵蚀面积就达6153万km2，占该区土地总面积的1/4[8]。同时，对长江流域13个重点流失县水土流失面积调查结果表明，在过去的30年中，其土壤侵蚀面积以平均每年1.2%～2.5%的速率增加[9]，水土流失形势不容乐观。
其次，从土壤肥力状况来看，我国耕地的有机质含量一般较低，水田土壤大多在1%～3%，而旱地土壤有机质含量较水田低，＜1%的就占31.2%；我国大部分耕地土壤全氮都在0.2%以下，其中山东、河北、河南、山西、新疆等5省（区）严重缺氮面积占其耕地总面积的一半以上；缺磷土壤面积为67.3万km2，其中有20多个省（区）有一半以上耕地严重缺磷；缺钾土壤面积比例较小，约有18.5万km2，但在南方缺钾较为普遍，其中海南、广东、广西、江西等省（区）有75%以上的耕地缺钾，而且近年来，全国各地农田养分平衡中，钾素均亏缺，因而，无论在南方还是北方，农田土壤速效钾含量均有普遍下降的趋势；缺乏中量元素的耕地占63.3%[10]。对全国土壤综合肥力状况的评价尚未见报道，就东部红壤丘陵区而言，选择土壤有机质、全氮、全磷、速效磷、全钾、速效钾、pH值、CEC、物理性粘粒含量、粉/粘比、表层土壤厚度等11项土壤肥力指标进行土壤肥力综合评价的结果表明，其大部分土壤均不同程度遭受肥力退化的影响，处于中、下等水平，高、中、低肥力等级的土壤的面积分别占该区总面积的25.9%、40.8%和 33.3%，在广东丘陵山区、广西百色地区、江西吉泰盆地以及福建南部等地区肥力退化已十分严重[11]。
此外，其它形式的土壤退化问题也十分严重。以南方红壤区为例，约20万km2的土壤由于酸化问题而影响其生产潜力的发挥；化肥、农药施用量逐年上升，地下水污染不断加剧，在部分沿海地区其地下水硝态氮含量已远远高于WHO建议的最高允许浓度10mg/l；同时，在一些矿区附近和复垦地及沿海地区土壤重金属污染也相当严重[8]。
4土壤退化研究进展
自1971年FAO提出土壤退化问题并出版“土壤退化"专著以来，土壤退化问题日益受到人们的关注。第一次与土地退化有关的全球性会议——联合国土地荒漠化(desertification)会议于1977在肯尼亚内罗毕召开。联合国环境署(UNEP)又分别于1990年和1992年资助了Oldeman等开展全球土壤退化评价(GLASOD)、编制全球土壤退化图和干旱土地的土地退化（即荒漠化）评估的项目计划。1993年FAO等又召开国际土壤退化会议，决定开展热带亚热带地区部级土壤退化和SOTER（土壤和地体数字化数据库）试点研究。在1994年墨西哥第15届国际土壤学大会上，土壤退化，尤其是热带亚热带的土壤退化问题倍受与会者的重视，不少科学家指出，今后20年热带亚热带将有1/3耕地沦为荒地，117个国家粮食将大幅度减产，呼吁加强土壤退化及土地退化恢复重建研究，并在土壤退化的概念、退化动态数据库、退化指标及评价模型与地理信息系统、退化的遥感与定位动态监测和模拟建模及预测、土壤复退性能研究、退化系统恢复重建的专家?霾呦低车妊芯糠矫嬗辛诵碌姆⒄埂9?仕?帘3盅Щ嵋灿?nbsp;1997在加拿大多伦多组织召开了以流域为基础的生态系统管理的全球挑战国际研讨会，从生态系统、流域的角度探讨土壤侵蚀等土壤退化等问题。而且，国际土壤联合会于1996年和1999年分别在土耳其和泰国举行了直接以土地退化为主题的第一届和第二届国际土地退化会议，并在第一届会议上决定成立了土壤退化研究工作组专门研究土壤退化，在第二届会议上则对土壤退化问题更为重视，并有学者倡议将土壤退化研究提高到退化科学的高度来认识，并决定于2001年在巴西召开第三届国际土壤退化会议[12]。同时，在亚洲，由UNDP和FAO支持的“亚洲湿润热带土壤保持网(ASOCON)”和“亚洲问题土壤网”也在亚太土地退化评估与控制方面开展了大量的卓有成效的研究工作。总的说来，国际上土壤退化研究在以下方面取得了重要进展：①从土壤退化的内在动因和外部影响因子（包括自然和社会经济因素）的综合角度，研究土壤退化的评价指标及分级标准与评价方法体系；②从土壤的物理、化学和生物学过程及其相互作用入手，研究土壤退化的过程与本质及机理；③从历史的角度出发，结合定位动态监测，?芯扛骼嗤寥劳嘶?难荼涔?碳胺⒄骨飨蚝退俾剩?⒍云浣?心D夂驮げ猓虎懿嘀厝死嗷疃?ㄌ乇鹗峭恋乩?梅绞胶屯寥谰??芾泶胧?┒酝寥劳嘶?屯寥乐柿坑跋斓难芯浚?⒔?寥劳嘶?睦砺垩芯坑胪嘶?寥赖闹卫砗涂?⑾嘟岷希??型恋馗?录际鹾屯寥郎??δ鼙；さ氖匝槭痉逗屯乒悖虎葑⒅卮?臣际酰ㄒ巴獾鞑椤⑻锛涫匝椤⑴柙允匝椤⑹笛槭曳治霾馐浴⒍ㄎ还鄄馐匝榈龋敫咝录际酰ㄒ8小ahref=//dili.7139.com/target=_blankclass=infotextkey>地理信息系统、地面定位系统、模拟仿真、?蚁低车龋┑慕岷希虎薮由缁峋?醚Ы嵌妊芯客寥劳嘶?酝寥乐柿考捌渖??Φ挠跋臁?/P>
我国土壤学研究工作在过去几十年主要集中在土壤发生、分类和制图（特别是土壤资源清查）；土壤基本物理、化学和生物学性质（特别是土壤肥力性状）；土壤资源开发利用与改良（特别是土壤培肥，盐渍土和红壤的改良等）等方面。这些工作虽然在广义上与土壤退化科学密切相关，但直接以土壤退化为主题的研究工作主要集中在最近10多年，其中又以热带亚热带土壤退化研究工作较为系统和深入，并在80年代参与了热带亚热带土壤退化图的编制，完成了海南岛1∶100万SOTER图的编制工作。90年代以来，中国科学院南京土壤研究所结合承担国家“八五”科技攻关专题“南方红壤退化机制及防治措施研究”和国家自然科学基金重点项目“我国东部红壤地区土壤退化的时空变化、机理及调控对策的研究”任务，将宏观调研与田间定位动态观测和实验室模拟试验相结合，将遥感、地理信息系统等高新技术与传统技术相结合，将自然与社会经济因素相结合，将时间演变与空间分布研究相结合，将退化机理与调控对策研究相结合，对南方红壤丘陵区土壤退化的基本过程、作用机理及调控对策进行了有益的探索，并在以下方面取得了重要进展[8、13]：①初步定义了土壤退化的概念，阐明了红壤退化的基本过程、机制、特点。②在土壤侵蚀方面，利用遥感资料和地理信息系统技术编制了东部红壤区1∶400万90年代土壤侵蚀图与叠加类型图及典型地区70、80、90年代叠加土壤侵蚀图，并在土壤侵蚀图、土地利用图、土壤母质图等基础上，编制了1∶400万土壤侵蚀退化分区概图；对南方主要类型土壤可蚀性K值进行了田间测定，并利用全国第二次土壤普查数据和校正的Wischmeier方程，计算我国南方主要类型土壤可蚀性K，编制了相关图件。③在肥力退化机理方面，建立了南方红壤区土壤肥力数据库，初步提出了肥力退化评价指标体系，进行了土壤肥力退化评价的尝试，并绘制了红壤退化评价有关图件；将养分平衡与土壤养分退化研究相结合总结了我国南方农田养分平衡10年变化规律及其与土壤肥力退化的关系，认为土壤侵蚀、酸化养分淋失等造成的养分赤字循环及养分的不平衡是土壤养分退化的根本原因；应用遥感手段及历史资料，编制了0～20cm及0～100cm土层的土壤有机碳密度图，探讨了红壤有机碳库的消长与转化及腐殖质组成性质的变化规律；提出了磷素固定是红壤磷素退化的主要原因，磷素有效性衰减的实质是磷素的双核化和向固相的扩散，解决了红壤磷素退化的实质问题。④在土壤酸化方面，研究了红壤的酸化特点，根据土壤的酸缓冲性能，建立了土壤酸敏感性分级标准，进行了红壤酸敏感性分级和分区，首次绘制了有关地区土壤酸敏感性分区概图；采用MAGIC模型，并进行校正对我国红壤酸化进行预测，揭示红壤酸度的时空变化规律；并在作物耐铝快速评估方面取得了重要进展。⑤在土壤污染方面，利用多参数对重金属的土壤污染进行了综合评估，建立了综合污染指数(CPI)值的计算方法，对不同地区的污染状况进行了评估，绘制了重金属污染概图；应用农药在土壤中的吸附系数(Kd)和半衰期(t1/2)及基质迁移模式，阐明了土壤农药污染的机理；在重金属污染对土壤肥力的影响方面的研究结果表明，重金属污染可降低土壤对钾的保持能力，促进钾的淋失；而对氮和磷而言，主要是降低与其催化降解和循环相关的酶的活性。⑥红壤退化防治方面，提出了区域治理调控对策，“顶林—腰果—谷农—塘鱼”等立体种养模式等，并对一些开发模式进行示范和评价。
然而，我国幅员辽阔，自然和社会经济条件复杂多样，地区间差异明显。各类型区在农业和农村发展过程中均不同程度地面临着各种资源环境退化问题，有些问题是全区共存的，有些则是特定类型区所特有的。过去的工作仅集中于江南红壤丘陵区，而对其它地区触及较少。而且，在研究工作中，也往往偏重于单项指标及单个过程的研究。土壤退化综合评价指标体系的研究基本处于空白，对退化过程的相互作用研究不够。同时，在合理选择碱性物质改良剂种类、提高经济效益以及长期施用改良剂对土壤物理、化学，特别是生物学性质的影响等方面还有许多问题有待进一步研究，对耐酸（铝）作物品种的选择研究也亟待加强。此外，对其它土壤退化问题，如集约化农业和乡镇企业及矿产开发引起的土壤及水体污染、土壤生物多样性衰减等问题，尚未开展系统研究。
5土壤退化的研究方向
土壤退化是一个非常综合和复杂的、具有时间上的动态性和空间上的各异性以及高度非线性特征的过程。土壤退化科学涉及很多研究领域，不仅涉及到土壤学、农学、生态学及环境科学，而且也与社会科学和经济学及相关方针政策密切相关。然而，迄今为止，国内外的大多数研究工作偏重于对特定区域或特定土壤类型的某些土壤性状在空间上的变化或退化的评价，而很少涉及不同退化类型在时间序列上的变化。而且，在土壤退化评价方法论及评价指标体系定量化、动态化、综合性和实用性以及尺度转换等方面的研究工作大多处于探索阶段。
我国土壤退化研究虽然在某些方面取得了一定的、有特色的进展，但整体上还处于起步阶段。为此，作者认为，今后我国土壤退化的研究工作应从更广和更深的层次上系统综合地开展土壤退化的综合评价与主要退化类型农业生态系统的重建和恢复研究，并逐步向土地退化或环境退化方向拓展。具体来说，应加强以下几个方面的研究工作：
(1)土壤与土地退化指标评价体系研究。主要包括用于评价不同土壤及土地退化类型的单项和综合评价指标、分级标准、阈值和弹性，定量化的和综合的评价方法与评价模型等；
(2)土壤退化的监测与预警系统研究。主要包括建立土壤退化监测研究网络，对重点区域和国家在不同尺度水平上的土壤及土地退化的类型、范围及退化程度进行监测和评价，并进行分类区划，为退化土地整治提供依据；
中国受污染的土壤到底有多少?污染范围和程度究竟如何?土壤对污染的承受力在何时会达到极限?
中国科学院院士、土壤地理学家赵其国告诉记者，虽然2006年中国开始了全国土壤污染状况与防治专项调查工作，但是到目前为止，人们还无法准确地回答上述问题。
这些暂时不能解答的疑问，从一个侧面折射了中国土壤污染预防与治理的现实状况。
“已经影响到全面建设小康社会”
记者：如何看待土壤污染问题?
赵其国：土壤污染是很重要的一个问题，是环境问题当中的核心问题。最近五年，土壤污染问题渐次浮出水面，受到人们的关注。这是因为形势与现实都要求必须重视。不重视这一问题，就会使人类的健康与生命，受到负面影响。
我们现在讲环境，实际上其概念是讲“水、土(土壤)、气(大气)、生(生物)”再加一个“岩(岩石岩层)”。地球表面上“水、土、气、生、岩”是一个整体，构成了整个环境。它们是人类赖之生存的物质基础，是宝贵的资源，然而它们的变化，也导致了环境问题。
如果“水、土、气、生、岩”保持得好，就会对人类的发展提供正面的影响，提供给人们生活环境、物质环境、健康环境，这就是自然资源。但是现实并不如此，由于人类的发展速度快，使“水、土、气、生、岩”发生了变化，使这个正面的影响变成了负面的影响，这就变成了环境问题。
世界上所有的土壤类型，我们国家几乎都有，世界上其他国家没有的，我们国家也有。中国的土壤在世界上最有代表性，它分布的广阔性、分布的类型性、分布的多样性，在世界上是唯一的。为什么中国土壤污染问题是严峻的?从全球角度看，这是因为我们国家的土壤是世界土壤的一个组成部分，是地球表层陆地表面的代表，所以显得很重要。
记者：土壤污染不会被人们所注意，在于它看不见，它真的那么重要吗?
赵其国：土壤污染本身就是看不见的。它被污染的化学元素，如重金属元素，铜、铬这些东西，都是人所看不见的细颗粒的元素。科学的东西就是解释人所不能理解的东西，土壤污染问题被忽略其实正是人类应加以注意的原因。
记者：据您所知，中国土壤的污染状况是怎样的?
赵其国：近20年来，随着社会经济的高速发展和高强度的人类活动，我国因污染退化的土壤数量日益增加、范围不断扩大，土壤质量恶化加剧，危害更加严重，已经影响到全面建设小康社会和可持续发展的战略目标的实现，未来15年将面临更为严峻的挑战。
“生态的不安全”
记者：与水、空气污染相比，土壤污染的特点是什么?
赵其国：土壤污染的特点主要有四个。一是具有隐蔽性和滞后性。大气污染、水污染和废弃物污染等问题一般都比较直观。而土壤污染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，通常会滞后很长时间。
二是具有累积性和地域性。污染物质在大气和水体中，一般都比在土壤中更容易迁移。这使得污染物质在土壤中并不像在大气和水体中那样容易扩散和稀释，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。
三是具有不可逆性。如被某些重金属污染的土壤需要200～1000年才能够恢复。
四是土壤污染治理的艰难性。如果大气和水体受到污染，切断污染源之后通过稀释作用和自净化作用也有可能使污染问题不断逆转，但是积累在污染土壤中的难降解污染物则很难靠稀释作用和自净化作用来消除。土壤污染一旦发生，则很难恢复，治理成本较高、治理周期较长。
依据上述特点，土壤污染的预防胜于治理，因为，一旦被污染，又有隐蔽性，就容易通过被污染的农产品，对人类的健康产生影响。
记者：您曾经说过农产品不安全要比其他的食品不安全更加可怕。
赵其国：农产品就是食品，食品也是农产品的一个概念。所以农产品及食品的安全应该是统一的，应该是一致的。食品不安全，肯定就是农产品不安全。因为食品都是来自农产品。
记者：这种不安全，为什么人们没有体会到?
赵其国：不安全分为两种。一种是像激烈的战争一样，对人类死亡的威胁，还有一种不安全，是作为一个生态的过程，有时是隐蔽的，有时是长期的，有时候是不能够被人所察觉的。这种不安全带有它的特殊性，所以叫生态的不安全。
记者：但是人性都是有弱点的，也许人的认识就有这个规律?
赵其国：像SARS，SARS是什么问题，现在我的看法可能是环境引起的。它不是老天爷从天降的，可能是由水环境、大气环境等生态环境所影响的，现在人们还不能完全认清这个现实，但是环境当中有突发的因素。
受污染的土地到底有多少
记者：中国受污染的土壤有多少?
赵其国：2001年，国家进行了项“典型地区土壤环境质量的勘测”，这是试图要摸清全国土壤环境污染的状况，特别是经济发达地区，比方说在广东、江苏、浙江、河南、河北、辽宁大连这些地方。
但是，中国受污染的土壤到底有多少?污染范围究竟有多大?土壤对污染的承受力在何时会达到它的极限?有没有一个极限?中国现在是13亿人口，随着人口增长，中国的土地质量能不能提供足够的粮食?2006年国家开展了全国土壤污染状况调查，但是到目前为止我们还是没有办法准确地回答上面这些问题，估计近两年将有明确的回答。
记者：全国土壤污染调查已经进行三年了，这挺调查对中国土壤污染防治具有何种积极意义?
赵其国：积极意义有几条，第一是了解了本地情况。先把中国土壤污染的面貌弄清楚，像人看病一样，第一步是诊断，弄清是什么病。第二个是找出问题发生的原因，来源是什么，来自哪里?关系要弄清楚。污染源是哪些?有面源、有点源，有生物的、有非生物的、有化学的。第三个治理过程要清楚，用什么办法，针对什么情况怎么治?我们有办法。再就是我们要有一个很好的规划，总要有一个长远的计划。
以上这几条就是很大的成果。我想这次调查是解决这些问题的。最后，根据调查的结果，要制定相应的法规与政策措施，这是需要解决的一个问题。
农药大国的代价
记者：导致土壤污染的第一个途径是农业生产?
赵其国：农业活动对农业土壤中污染物的含量影响很大。农业活动包括农药、肥料的施用、农用地膜等化学产品的使用、灌溉水质和方式及农业生产的
复种指数等因素。长期大量使用化肥、农药和农用地膜等农用化学品，不合格的灌溉水质和不合理的农田漫灌方式。加上高复种指数等因素，易造成土壤和农产品污染。
据估计，截至20世纪末，中国受污染的耕地面积达2D00万公顷，约占耕地总面积的1/5，其中工业“三废”污染面积达1000万公顷；污水灌溉面积为130多万公顷。每年因土壤污染而减产粮食1000万吨；另外还有1200万吨粮食受污染而超标，二者的直接经济损失达200多亿元。
我国是农业大国，农药使用量大。长期使用农药造成病虫草害物种抗药性增强，导致农药投入量有增无减。30年来我国累计使用DDT约40多万吨，占国际总量的20％。1997年我国农药总产量达到41万吨，每年农药的使用量在25万吨左右，是世界上第二大农药生产与使用国，仅次于美国。
记者：如何减少农药和化肥对土壤的污染?
赵其国：调整农药产品结构，逐步淘汰高毒、高残留农药产品。减少化肥施用量，增加生物有机肥料。研究表明，污泥复合肥对小麦的增产效果和土壤培肥效果明显优于化肥，同时还可以促进我国日益突出的污泥资源化的出路问题。我国大部分的城市污泥经无害化处置后，在正常施用量下，污染土壤的风险较小。可见，推广使用生物农药、有机肥料和可降解塑料薄膜，有利于缓解土壤污染的恶化。
已从局部蔓延到区域
记者：导致土壤污染还有哪些途径?
赵其国：水污染、大气沉降与垃圾废弃都会造成土壤的污染。
《2006年国家城市环境管理和综合整治年度报告》显示，全国城市生活污水集中处理率平均为42.55％，其中200个城市生活污水集中处理率为零，全国城市水域功能区水质达标率不升反降，比上年下降7.24％。我国城市污水处理率逐年上升，但城市水环境污染形势仍然十分严峻。
在大气沉降方面，据环保部介绍，我国二氧化硫排放总量已居世界第一，超出大气环境容量的80％以上；酸雨区面积约占国土面积的1/3。造成二氧化硫高排放的直接原因是火电厂。国家希望能够在今后电站建设中扭转这一趋势，加大水电、核电和可再生能源的比重，在今后规划中将适当控制燃煤火电比重。
在垃圾废弃方面，《2006年国家城市环境管理和综合整治年度报告》显示，城市生活垃圾无害化处理率平均为59.48％，187个城市生活垃圾无害化处理率为零；155个城市医疗废物集中处置率为零。南京某垃圾场土壤中绝大部分重金属含量均高于当地的背景含量，这说明与垃圾中重金属释放有关。
总之，我国土壤污染已表现出多源、复合、量大、面广、持久、毒害的现代环境污染特征，正从常量污染物转向微量持久性毒害污染物，在经济快速发展地区尤其如此。我国土壤污染退化的总体现状已从局部蔓延到区域，从城市郊区延伸到乡村，从单一污染扩展到复合污染，从有毒有害污染发展至有毒有害污染与氨、磷营养污染的交叉，形成点源与面源污染共存，生活污染、农业污染和工业污染叠加、各种新旧污染与二次污染相互复合或混合的态势。
通过食物链进入人体
记者：土壤污染的危害是什么?
赵其国：首先是污染农作物。在我国，当年高残留有机氯类农药的大量生产与使用，使得其在土壤、粮食、果蔬和畜产品中的残留量，曾高居世界首位。
根据1983年全国粮食有机氯农药的调查，在90.9％小麦、玉米和水稻类样品中有六六六检出，超标率为714％，平均残留水平110微克/千克。粮食中DDT污染相对较轻，超标率为0.2％，平均残留20微克/千克。1988～1989年，根据农业部调查，稻谷中六六六残留与20世纪80年代初相比，一般降低了一个数量级之多，DDT也大致如此。
1991年对我国生产的各类食品中六六六、DDT残留量调查表明，禁用10年后DDT在食物中的残留水平高于六六六，尤其表现在水果和蔬菜中。蛋、乳制品及植物油等脂类农产品中有机氯农药总量仍很高，水产品中残留量也高达57微克/千克。
我国大多数城郊土壤都受到过不同程度的污染，致使许多地方的作物明显减产。土壤中的污染主要集中在土壤表层，而作物根系也主要生长在土壤表层。当作物吸收和利用土壤表层中的营养物时，会增加对污染的吸收，污染土壤中的污染物被农作物的根部吸收，使农作物体内的污染物含量增加，从而降低其营养成分，影响其质量与产量，最后污染物通过食物链进入人体，对人体健康构成危害。
无论是直接的土壤污染，还是由土壤污染导致的大气、地表水和地下水污染，最终都会对动物和人造成危害。这些可能引起的危害包括：1功能异常和其他荷尔蒙系统异常；2生殖障碍和种群下降；3肿瘤和癌症等损害；4行为失常；5免疫系统障碍；6性别混乱。
缘何还要等三年
记者：2008年，您说过土壤污染的防治工作全面开展可能还要等三年，为什么还要等三年?
赵其国：这个等三年有两个原因。一个原因是技术体系我们还没有完善，另外一个是土壤污染工作得到的支持度还不够。
记者：为何三年以后就会可以呢?
赵其国：我估计大概三年以后，大环境会有改变，大家都能提高认识，而且我们的工作也要跟上，这三年我们抓住土壤污染的典型来分析，同时要积极宣传，以期培养公众对土壤污染问题的认识。
人们对于问题的认识，有一个过程，这不是一年能解决问题的。当然越快越好，现在讲三年，我是觉得这个事情不能太快，也不能太久，三年应该差不多，这是我的认识。最主要的还是我们的重视程度，国家中每一个人对这方面的觉悟会提高，我们要有这个信心。
相关链接
世界地球日的来源
4月22日是世界地球日。
地球日起源于美国。1969年，参议员盖洛德・尼尔森提议，在美国各校园内举办有关环境问题的讲习会，并将次年的4月22日作为“地球日”。当时25岁的哈佛大学法学院学生丹尼斯・海斯很快将这一提议变成了一个在全美各地展开大规模社区性活动的具体构想，并得到很多青年学生的热烈支持。1970年4月22日，美国首次举行了声势浩大的“地球日”活动，各地约2000万人参加，当时被誉为二战以来美国规模最大的社会活动。
1990年4月22日，全世界140多个国家、2亿多人同时在各地举行了多种多样的宣传活动，主题是如何改善全球整体环境。这次活动使人们更加清醒地认识到，随着全球工业的不断发展，大气臭氧层遭到破坏，由此带来的全球气候异常变化，正在成为直接威胁人类生存的世界性问题。这项活动得到了联合国的首肯，其后，每年的4月22日被确定为“世界地球日”。
土壤是人类赖以生存的物质基础，是任何一个国家最重要的自然资源之一。土壤质量状况不仅直接影响到农产品安全、食品安全和人体健康，而且关系到一国国土资源环境的安全和经济社会的可持续发展。因此，防治土壤污染为各国政府所关注。一、中国土壤污染的基本情况近些年来，随着中国经济的快速发展，中国的土壤污染问题凸显出来。据有关研究资料统计，中国目前的土壤污染情况日趋严重，不容忽视。具体表现为：中国全国范围内已受到不同程度污染的耕地达上亿亩，其中包括重金属污染，污水灌溉引起的耕地污染和因堆存固体废弃物所导致的耕地占用和毁坏。耕地污染主要集中在中国东部的经济发达地区，特别是大中城市郊区的蔬菜种植基地、大中型工矿企业周边的农产品产地和农业集约化程度较高的地区。主要污染物包括重金属有毒有害物、农药、抗生素等。城市土壤污染问题亦不乐观。中国部分大中城市的土壤不同程度地受到重金属（如铅、铜、锌、镉等）、持久性有机污染物（如多环芳烃、多氯联苯等）和挥发性有机污染物（如石油烃、溶剂、助剂等）的污染。城市工业企业（包括已搬迁或遗弃的工业企业场地）及其周边土壤的污染情况比较普遍。城市的土壤污染已经对城市地下水质量、空气质量和人体健康形成了极大的威胁。中国的矿区土壤污染面积也已达数百万公顷，其中，受采矿污染的土壤面积占到五分之二。此外，矿产资源的冶炼和加工所造成的土地破坏和土壤污染同样相当严重。总之，中国目前的土壤污染问题日趋严重，归纳起来，表现为四个方面：（一）土壤污染面积不断增加，且未得到有效控制；（二）土壤污染类型呈多样化，既有重金属、农药、抗生素等污染，又有放射性、病原菌等污染类型；（三）土壤污染负荷加大。由于重金属和难降解的有机污染物在土壤中能长期累积，致使中国局部地区的土壤污染负荷不断增大；（四）不仅部分农用耕地的土壤受到污染，而且，城市和矿山土壤污染问题呈发展之势。二、土壤污染对中国经济、社会发展的危害土壤污染对中国经济、社会发展所产生的危害主要表现在四个方面：（一）严重影响耕地质量，造成直接经济损失。据初步统计估算，中国每年因重金属污染而减产粮食达千万吨，受重金属污染的粮食每年也达千万吨，经济损失极大，达数亿元人民币之巨，并且，有些稻谷不能食用。另外，由于长期过量使用化肥、农药、农膜以及引污灌溉，使得污染物在土壤中大量残留，致使土壤肥力下降，影响作物生长，造成农作物减产和质量下降。（二）影响食品安全，威胁人体健康。耕地污染导致中国农产品品质严重下降，一些城市近郊耕地生产出来的粮食、蔬菜、水果等农产品中污染物的含量或者超标，或者接近临界值。土壤污染造成有害物质在农作物中积累，并通过食物链进入人体，引发各种疾病，危害人体健康，并可能祸及几代人。（三）影响农产品的出口，降低中国农产品在国际市场的竞争力。近些年来，国际市场对中国出口农产品的品质、质量、卫生、安全等技术要求愈来愈严格，技术壁垒愈来愈高。中国的农产品出口，在正常的情况下，本身就承受着国际市场高要求的巨大压力，而土壤污染，使得中国农业和农产品出口将面临更大的压力，不可避免地影响中国农产品在国际市场上的竞争能力。（四）威胁国家的生态安全。严重的土壤污染，不仅直接影响土壤生态系统的结构和功能，而且，受污染的土壤向周围环境输出或释放的物质和能量，又可引起大气和水污染，致使生物种群结构发生改变、生物多样性减少、土壤生产力下降，加剧土地资源的短缺，进而最终对国家生态安全构成威胁。三、中国政府关注土壤安全中国目前的土壤污染问题，已经引起中国政府及中国高层领导人的高度重视。中国国家主席胡锦涛、国务院总理温家宝明确要求政府把土壤污染防治工作提上政府工作的重要议事日程，采取有效措施，积极开展土壤污染防治活动。2006年，中国全国范围内大规模的土壤污染防治活动全面展开。其显著标志是，中国政府拨出第一批巨额资金，在全国开展土壤污染状况调查活动，以弄清中国当前土壤污染的现状，为制定土壤污染防治对策，其中包括制定相关的政策、法律、法规和提出污染土壤的整治或修复的技术要求或技术标准作好准备。为了搞好全国性土壤污染状况调查工作，中国国家环境保护总局设立了专门的“全国土壤污染调查工作办公室”，领导和指导全国的土壤污染调查工作。中国各省、自治区、直辖市的环境保护部门亦成立了相应的专门机构，组织开展本辖区的土壤污染状况调查工作。目前，中国土壤污染状况调查及其评价工作正在中国全国范围内展开。四、中国着手土壤污染防治立法相关研究中国进行土壤污染普查的目的，是为了对全国土壤污染的实际情况做到心中有数，从而采取相应的应对之策。无疑，立法是其重要对策之一。就在中国全国开展全国性土壤污染调查工作的同时，中国的立法机关——全国人民代表大会的有关机构和中国政府的有关行政管理部门，开始着手组织土壤污染防治立法的相关研究工作。其中，中国全国人民代表大会环境资源委员会与有关国际组织合作，聘请了部分外国和中国的法学专家（主要是环境法学方面的专家）和土壤科学方面的专家，着手进行中国土壤污染防治立法的相关研究。而中国国家环境保护总局亦委托中国高等学校的专门环境法研究机构，同时开展土壤污染防治立法的相关研究工作。目前，研究工作进展顺利。接受委托的中、外专家或研究机构主要研究了四个方面的问题：（一）中国的土壤环境质量状况以及土壤污染的总体状况（以现有研究成果为基本资料）；（二）考量中国现行的土壤污染防治立法情况，并对其能力进行评价；（三）收集、分析和研究国外及国际社会土壤污染防治方面的法文件，以期获得某些启发或借鉴；（四）根据中国的国情和土壤污染的具体情况，分析中国土壤污染防治立法的基本需求。至今，中国已经举办了数次关于土壤污染防治立法的中、小型研讨会，与会的既有中国环境法学界的专家，也有中国政府有关行政管理部门的官员。2007年8月，在中国兰州举办了一次大型的“中国土壤污染防治立法国际研讨会”，参加会议的学者分别来自中国、日本、澳大利亚、比利时、新加坡等国家。中国全国人民代表大会环境资源委员会、中国国家环境保护总局、亚洲开发银行的代表及中国近30所高等学校和专门科研机构的学者参加了研讨会。会议收到学术论文50多篇，15位学者在研讨会上作了专题发言。五、中国学者关于中国土壤污染防治立法问题的基本思考中国的土壤污染防治立法工作，现处于前期专家研究阶段，还未正式列入中国国家立法机关的立法规划。目前，中国正在制定新一轮的国家立法规划。中国全国人民代表大会环境资源委员会已建议将土壤污染防治法列入新的立法规划。中国学者对中国土壤污染防治立法的问题，大体有以下几个方面的意见或建议：（一）关于土壤污染防治立法的必要性。学者们一致主张中国必须进行土壤污染防治立法。其主要理由有四：1．中国土壤污染形势严重，且呈发展之势（参阅本文一、二部分），亟需通过立法予以遏制；2．中国现有土壤污染防治的法律规定不能满足中国现实土壤污染防治的客观需要，具体理由为，一是中国至今没有一部专门的土壤污染防治方面的法律或法规；二是中国现行立法中虽然有一些关于土壤污染防治方面的规定，但散见于数十部法律之中，分散且不系统、缺乏针对性、可操作性不强，并且明显滞后，不能适合现今中国土壤污染防治的实际需要；3．进行专门的土壤污染防治立法，可以提高国人的土壤污染防治意识，引起人们对土壤污染防治的重视，自觉地遵守和执行法律关于土壤污染防治的规定；4．为中国的土壤污染防治活动提供规则和保障。（二）关于土壤污染防治立法的实际可行性。学者们认为，中国进行专门土壤污染防治立法的条件已经基本成熟，具体体现在四个方面：1．中国已有多年土壤污染防治工作的实践，这是土壤污染防治立法的极好基础。任何立法都离不开具体的社会实践活动，都是对社会实践活动中形成的规则或经验的总结。正是从这个意义上来说，中国已有的土壤污染防治工作的实践，是中国土壤污染防治立法不可缺少的条件。2．中国在土壤污染防治立法方面已经积累了一定的经验。前面说过，中国在土壤污染防治立法方面并非完全空白，而是在现行法律中已有一些规定，只不过这些规定比较分散、不系统、缺乏针对性、不便操作罢了。但它们毕竟是有关土壤污染防治的规定。那么，先前立法者在制定这些规定时的思考过程，经验教训，都是现在可以用来作为参考或借鉴的。3．有可资参考或借鉴的国外或国际社会制定的土壤污染防治法文件的存在。根据我们的研究，国外的土壤污染防治立法大概始于二十世纪七十年代，九十年代后进入活跃期。目前美国、英国、加拿大、德国、日本、荷兰、格鲁吉亚、俄罗斯、韩国、比利时、意大利以及中国的台湾地区均已制定和颁布了土壤污染防治方面的专门性法律或法规。这些法律、法规可以作为中国土壤污染立法的重要参考。4．有国家对土壤污染防治立法工作的重视。中国全国人民代表大会环境资源委员会从1994年起开始关注土壤污染防治立法问题。本届的全国人民代表大会环境资源委员会已经提出了制定《土壤污染防治法》的建议。中国国务院于2005年12月明确提出要抓紧拟订有关土壤污染防治方面的法律、法规草案。中国国家环境保护总局已将制定《土壤污染防治法》列入由其主持制定的《“十一五”全国环境保护法规建设规划》。这些都是中国着手进行土壤污染防治立法的良好支撑条件。（三）关于土壤污染立法的具体建议方案中国的土壤污染防治立法，有两种方案选择：其一，修改现行有关法律中关于土壤污染防治的规定，并适当增加一些新的内容；其二，制定一部新的专门性法律。中国学者建议采第二种方案。不采用第一种方案的主要理由为：1．修改中国现行相关法律、法律，以满足土壤污染防治的需要，不具有实际可行性。因为，所涉法律、法规太多，需要一个相当长的时间才能完成，“远水解不了近渴”。2．仅以适合土壤污染防治的需要为由而提议对中国现行多部法律、法规进行修改，客观上难以得到中国立法机关的支持，不易被列入其立法规划。3．修改中国现行相关法律、法规，不能从根本上解决土壤污染防治立法所要解决的问题。中国目前缺失的是土壤污染防治方面的基本法律制度或者主要法律制度，而这一问题是很难通过修改现行相关法律、法规来解决的。修改现行相关法律、法规，只能满足土壤污染防治某些方面的需要，不能满足其全部需要。4．从立法成本的角度来看，亦不合算。相关的法律、法规较多，需要花费大量的人力、财力，且耗时太长。基于上述主要理由，中国的专家、学者们力主中国制定一部新的专门性法律。具体建议为：关于法的表现形式，建议以“法律”为其法文件形式。由中国全国人民代表大会常务委员会制定，作为中国的一部一般性法律。关于该部法律的名称，建议定名为《中华人民共和国土壤污染防治法》。关于该部法律的作用，建议将其定位于中国土壤污染领域里的“基本法”或者“牵头法”，意指土壤污染防治领域里最重要或最主要的法律。六、中国学者关于制定《中华人民共和国土壤污染防治法》的具体思路（一）以科学发展观为指导，以防治土壤污染、保障土壤安全为直接目的，以保护人体健康、保障土壤资源的可持续利用为基本目的，以追求人与土壤的和谐为最终目标，以土壤生态综合管理为基本理念，以土壤污染的预防和整治相结合为基本出发点，以规范受污染土壤的修复或整治为侧重点，以中国国内现行土壤污染防治法律规范为基础，以国际社会、国外有关国家及中国台湾地区有关土壤污染防治立法为参考或借鉴，制定一部适合中国土壤污染防治具体需要的专门的法律。（二）该部法律应当是对中国多年在土壤污染防治活动中所采取的政策、措施、办法和其他管理经验或教训的总结。其中，被实践证明成功的政策、措施、办法及有效的经验，将通过制定本法而上升为法律规范，成为中国土壤污染防治活动领域里的基本行为规则。（三）该部法律的主要内容由两大部分构成：一为土壤污染的预防；二为已受污染土壤的整治或修复，且以后者为主。不过，少数学者反对这一内容设计，主张主要内容仅规定受污染土壤的整治或修复。至于土壤污染的预防，建议通过修改相关法律、法规来解决。>（四）该部法律的制定应当充分考虑中国现行法律中已有的关于土壤污染防治方面的规定，注意与其的衔接、交叉，避免与之相矛盾或冲突。同时，应当将那些行之有效的法律规范吸收到新制定的法律中来。（五）该部法律作为中国土壤污染防治领域里的“基本法律”，它规定的应当是土壤污染防治方面最主要或最基本的问题。这些问题包括：中国土壤污染防治活动的监督管理体制；土壤污染防治活动和土壤污染防治监督管理活动中各主体的基本权利和义务；土壤污染防治的基本法律原则和法律制度；防止土壤污染和对受污染土壤进行整治或修复的原则、基本要求或基本措施；土壤污染防治活动中所产生的纠纷的处理以及违反土壤污染防治法所应当承担的不良法律后果等。（六）该部法律在内容结构上，将按拟解决的问题或拟调整的社会关系的同类性、相关性作为设章、分节的基础或“标准”。法律责任问题，集中规定，单独设章。（七）该部法律应当具有很强的可操作性，而不是一部“宣言式”的法律。七、《中华人民共和国土壤污染防治法》专家建议草稿的基本框架目前的专家建议稿由八章内容构成：第一章，总则，主要规定立法目的、调整对象、适用范围、政策宣示、土壤污染防治的基本原则、土壤污染防治的监督管理体制、政府在土壤污染防治方面的职责、企事业单位、公民个人和其他社会组织在土壤污染防治方面的基本权利和义务等。第二章，土壤污染防治基本管理制度，即规定土壤污染防治方面的基本法律制度。这些制度主要有：土壤污染防治规划制度、标准制度、监测制度、调查制度、信息披露制度、突发事件应急制度、土壤污染修复基金制度、土地休耕制度、土壤污染管制区和控制区制度等。第三章，土壤污染预防，主要规定土壤污染预防的一般性要求，其中包括预防污泥污染、排污口管理、工业废渣管理、油田开采土壤污染的预防，矿产资源开采土壤污染的预防和预防畜禽、电子废物对土壤的污染等。第四章，受污染土壤的修复（或整治），主要规定受污染土壤的认定、受污染土壤的修复原则、修复责任的承担、修复主体、修复费用、无明确责任人之污染土壤的修复、修复资质等。第五章，重要农产品产地的土壤污染防治，主要规定重要农产品产地的特殊保护制度，其中包括重要农产品产地保护区的划定、保护区土壤污染的预防措施、保护区内禁止从事的生产经营活动等。第六章，法律责任，主要规定违反土壤污染防治法的法律责任类型、法律责任的承担、法律责任的承担方式、法律责任的实现以及土壤污染防治纠纷的处理。第七章，附则，主要对该法律中所使用的某些术语进行统一界定、规定该法律的生效或施行日期以及与该法律有关的其他法律规范的废止或适用说明
环境材料又称生态材料或是环境功能材料，这个概念首次出现是在20世纪90年代，是日本东京大学山本良一教授提出的，环境材料包括新开发的环境材料和传统的现有材料两种，其概念是那些在加工、制造、使用和再生过程中的人类所需材料，其使用功能最大化但是环境负荷最低。环境材料的特点主要体现在以下三个方面，（1）先进性，就是指各自最主要的功能性；（2）环境的协调性，在材料的生产过程中，能够降低对资源以及能源的消耗，减少温室气体的排放，同时对废弃物的循环再利用起到了很大的作用，符合21世纪对于新材料性能方面的要求；（3）具有舒适性，即经济性，具有美观舒适的外形以及较强的经济实用性。循环再生材料、高分子材料、地环境复合材料等等都属于环境材料，目前在环保、农业生产和工业等领域都得到了广泛应用。
2在盐碱地的土壤改良中，环境材料的相关应用
2.1盐碱地的危害我国非常常见又十分严重的农业环境问题之一就是土壤盐碱化，在我国，盐碱地分布广泛、面积大，现有的盐碱化土地占耕地面积的比重约为20%，大多数位于西部的内陆干旱和半干旱地区，同时还有滨海地区。当土壤表层的易溶性盐分大于百分之零点六时就能称之为盐土，盐碱化了的土壤会因为盐分浓度过高而造成植物的吸水困难，或是植物在土壤中吸入的某种高浓度离子过多，在植物的体内大量积累使植物承受“单盐毒害”。另外，植物体内盐分过多会使其出现一系列的生理代谢失调状况，对光合作用造成不利影响，低盐浓度有助于呼吸而高盐浓度阻碍呼吸，加速了植物的蛋白质分解以及植物的死亡。
2.2环境材料与盐碱地的改良有很多方法可以改良盐碱地，比方说，物理措施、水利措施、化学措施以及生物措施等等，其中采用环境材料进行土壤改良是比较新的现代化化学措施，循环经济以及现代化工的发展推动了这种措施的广泛应用。目前，用于改良盐碱地的环境材料有两类，一类是起替换作用的加钙环境材料，例如石灰石、氧化钙、煤矸石和石膏等；另一类是起化学作用的加酸环境材料，例如硫磺、腐殖酸、硫酸铝以及酸性肥料等。
3在土壤重金属污染治理中，环境材料的相关应用
3.1土壤重金属污染的危害土壤重金属污染常常是由于工业与城市污染以及农业施肥和污水灌溉等引起的，城市化和工业化的加速使得土壤重金属污染更为严重。我国约有2500×104hm2的土地是受到重金属污染的，约占总农田面积的1/5。过量的重金属在土壤中会滞留在土壤耕作层，对植物生长有非常严重的影响，同时土壤中的重金属在土壤中会滞留很长时间，也不容易被微生物分解，时间久了，水以及种植在土壤中的植物就成为重金属危害传递的介质，给人类的健康带来不利的影响，然而治理与恢复难度也是十分大的。
3.2在土壤重金属污染治理中，环境材料的应用重金属污染土壤的修复技术分为四种，分别是生物措施、物理化学措施、化学改良措施和工程措施，其中包含微生物菌剂以及植物，以化学固化修复技术和生物修复技术应用最为广泛。从大的范围上来讲，化学固化修复是化学修复技术之一，往土壤里加重金属钝化剂和重金属固化剂，使土壤和土壤里的重金属的理化性质发生改变，这样土壤中的重金属的迁移能力和生物有效性会因为吸附和沉淀而降低。粘土矿物、磷酸盐、无机矿物、有机堆肥和微生物等都是常见的重金属稳定固化修复材料。其中有机材料和矿物材料可以对重金属发挥良好的稳定效应，这些有机质可以对土壤中的Cr6+进行还原，变为Cr3+从而降低其毒性，同时让重金属生成硫化物沉淀。而沸石、磷酸盐和含铁矿物等材料优点是便于获得、价格低廉并且高效，对重金属污染土壤的控制和修复作用明显。高分子保水材料是目前新发现的一种环境材料，对重金属有较好的固化作用，实验证明高分子化合物一方面可以让重金属对植物污染的作用降低，所以作物不会过多的吸收重金属；另一方面可以对土壤结构进行改良、转化养分并且直接给作物的根系提供水分。
4环境材料应用于农业抗旱节水中
农业的发展离不开水源，我国每年有约4×1011m3的水用于农业活动，约占总用水量的70%，而其中90%的水都用于农田灌溉。对于农业灌溉用水来说有三个问题最为显著，（1）水资源欠缺，干旱问题十分严重制约了农业灌溉的面积；（2）不能科学合理的利用那部分已被开发利用的水资源，出现了十分严重的浪费情况，例如宁夏回族自治区以及内蒙古自治区依旧运用农田漫灌的灌溉方式，灌溉水利用率仅有40%左右，而发达国家的利用率在90%左右；（3）水资源的污染情况非常严重。在农业抗旱节水中应用的环境材料主要有土壤保水剂与作物叶面抗蒸腾剂，这些都属于物理性材料的范畴。
5结语
关键词生态环境可持续发展环境修复
随着地球上人口的剧增和工农业生产的迅速发展，特别是工业革命以来，人类对自然资源需求水平不断提高，生产强度日益加大，有毒、有害废气物质不断的输入环境，远远超过了环境的自净能力而导致环境污染日益严重。为了解决人类面临的这个重大问题，对于大气污染和地表水污染之力的研究已十分广泛，许多技术已相当成熟并被广泛应用。
对于污染土壤及地下水的之力来说，由于其具有隐蔽性、滞后性、累积性以及难治理和修复周期长等区别与大气和地表水体污染的特点，其修复问题已成为环境科学研究日益活跃的领域，同时也是世界性难题。虽然人们已在污染土壤及地下水物理修复和化学修复领域进行了有益探索，形成了一些实用技术，但这些修复方法往往会破坏场地结构、造成二次污染，对于污染面积巨大且污染程度较轻的土壤甚至难以应用。为此，近年来，人们在污染环境的物理修复、化学修复甚至生物修复取得一定成功的基础上，进一步提出了生态修复的理念，并对其概念、内涵、原理、产业化途径等进行了理论上的探索和实践上应用的探索，试图以生态学的原理和方法，在污染环境的修复和治理过程中实现人与自然的和谐发展，从而达到可持续发展。
一、生物修复—生态修复的基础
生物修复是对污染环境实施修复、之力的最为重要的技术之一，是正在发展中的技术，是生态修复的基础。
目前被广泛认同的生物修复定义，是指微生物催化降解有机污染物，从而修复被污染环境或消除环境中的污染物的一个受控或自发进行的过程，这是狭义的定义。
除了微生物修复外，植物修复、动物修复乃至酶学修复等方式的出现，赋予了生物修复更广泛的内涵，即生物修复是指利用细菌和真菌等微生物、蚯蚓等动物以及水生藻类、陆生植物，甚至酶及分泌物等的代谢活性降解、减轻有机污染物的毒性，改变重金属的活性或在环境中结合态，通过改变污染物的化学或物理特性二影响其在环境中的迁移、转化和降解速率。
目前使用最广、最有效的生物修复技术仍是微生物修复。
二、物理与化学修复—生态修复的构成要素
从修复原理来看，物理修复与化学修复是指充分利用光、温、水、土、气、热等环境要素，根据污染物的理性性质，通过机械分离、蒸发、点解、磁化、冰冻、加热、凝固、氧化—还原、吸附—解吸、沉淀—溶解等物理怪和化学反应，使环境中污染物被清除或转化为无害物质。通常，为了节省环境治理的成本，物理修复或化学修复往作为生物修复的前处理阶段，近年来根式作为生态修复的构成要素。无论是环境要素或生态因子，还是工程措施，对于修复生物的生命活动来说，是非常重要的影响要素。若将它们有机的结合起来，使环境条件和生态因子在有利于生物生活的同时，也有利于污染物的去除或转化，将极大地提高生物修复或植物修复的效率，这一点对于生态修复来说是至关重要的。
物理与化学修复措施与生物修复的结合，是生态修复必不可少的构成要素，其利用的是否直接关系到生态修复的有效性和成败。在实际的修复过程中，把物理修复、化学修复措施更好地与生物修复结合起来，才能形成有效的生态修复技术。
三、植物修复—生态修复的基本形式
植物修复这一概念大约是1980年代前期提出来的，其最初的思想是利用超累积植物的的超量富集作用来去除污染环境中多余的重金属。
目前，植物修复这一技术已经涵盖了污染环境治理的各个方面，如城市树木、草坪乃至花卉植物对大气或室内空气的净化；池塘中水生植物通过对氮、磷等营养物质的利用而对富营养化水体的净化；污染土壤及水体中无机污染物的去除及有机污染物的讲解等。
在污染环境治理中，从形式上来看，似乎主要是植物在起作用，但实际上植物修复过程中，往往是植物、根系分泌物、根际圈微生物、根际圈土壤物理和化学因素（这些因素可以部分人为调控）等在共同起作用。因而，总的来说，植物修复几乎包括了生态修复的所有机制，是生态修复的基本形式。
利用植物对重金属如Ni、Zn、Cd、Hg、Cu、Se，放射性核素如Cs、Sr、Ur，多环芳径，石油，化学农药，有机氯溶剂如TCE，废弃炸药如TNT等的修复研究均有报道。
四、污染环境修复标准—生态修复评判基础
污染环境修复标准是指呗技术和法规所确定、确立的环境清洁水平，通过生态修复或利用各种清洁技术手段，使环境中污染物的浓度降低到对人体健康和生态系统不构成威胁的、技术和法规可接受的水平。
关键词：地下水；修复技术；研究进展
1引言
随着社会经济的发展和人类对自然资源开发利用活动的日益加强，大量污染物（如重金属、持久性有机物等）通过不同途径进入土壤系统中，进而通过迁移、扩散和渗透作用进入地下水环境，对土壤和地下水环境造成污染，破坏了其原有的生态平衡。这些污染物还可以通过饮用水或地下水-土壤-植物系统，经食物链进入人体，因此也影响到人类的健康。鉴于地下水污染的严重性，国内外学者已广泛开展对地下水污染修复技术的研究，同时地下水污染修复技术在大量实践应用中得到了不断地改进和创新。
2基本概念
2.1地下水的定义。
地下水是指埋藏在地面以下，存在于岩石和土壤孔隙中可流动的水体[1]，狭义上是指浅层地下水，即第一个隔水层以上的重力水，即地下水资源。地下水是自然界水体的组成部分，并参与自然的水循环，又是水资源的重要组成部分。
2.2地下水污染的主要原因。
过度开采地下水，引起地下水位下降，沿海地区海水倒灌；农业生产中大量使用化肥、农药以及污水灌溉等，污染物渗入地下水中；受污染的地面水体或废水渠、废水池、废水渗井等连续渗漏。地下水一经污染后，总矿化度、总硬度升高，硝酸盐、氯化物含量升高，有毒物质增加，溶解氧下降，有时还会出现病原体。
地下水污染不易被发现，难以治理和恢复，影响供水水质，加剧水资源短缺，应限制开发，合理使用，从而保护地下水资源。
2.3地下水污染的来源。
向水体排放或释放污染物的来源和场所都称为水体污染源，这是造成水体污染的罪魁祸首。各种水体及其循环过程中涉及到许多类型复杂的污染源，从不同的角度可将水体污染分为多种不同的类型，就地下水污染而言，其根源有以下几种：
（1）沿海地区海水入侵和倒灌。
（2）工业“三废”。
（3）农业污染。
（4）城市生活污染。
3地下水的主要修复技术
3.1渗透性反应墙（PRB）。
PRB是一种原位被动修复技术，由透水的反应介质组成，一般安装于地下水污染羽状体的下游，通常与地下水水流相垂直，并且它也可以作为污染地下水的地面处理设施。当地下水在自身水力梯度作用下通过活性渗滤墙时，污染物与墙体材料发生各种反应而被去除，从而达到地下水修复的目的[2]。
3.1.1PRB概念与结构。
（1）概念。
美国环保署定义：PRB是一种为达到一定环境污染治理目标而将特定反应介质安装在地面以下的污染处理系统，它能够阻断污染带、将其中的污染物转化为环境可接受的形式，但不破坏地下水流动性[3]。
（2）结构。PRB有两种基本结构：①隔水漏斗导水门式结构。此种结构适用于埋藏浅的大型的地下水污染羽状体，地下水通过比较小的渗透反应门，优点是反应介质的装填量减少，缺点是干扰了天然地下水的流场；②连续墙式的结构。用于地下水污染的羽状体较小时，墙体垂直于污染羽状体的迁移途径，横切整个羽状体的宽度和深度，优点是对天然地下水流场干扰小，易于设计[4]。
3.1.2PRB反应机理。
（1）无机离子去除机理。
含高价重金属的无机离子，是地下水中的重要污染物之一，其中工业废物、尾矿和核废料污染的地下水中浓度很高。金属铁与无机离子发生氧化还原反应，将重金属以不溶性化合物或单质的形式从水溶液中析出。[5]研究表明，PRB能够将无处处理厂排出的含硝氮90mg/L的水迅速降解到饮用水标准10mg/L以下[6]。
（2）脱卤反应去除卤代有机物机理。
在脱卤降解反应中，金属铁提供电子，发生氧化反应，而有机污染物为电子受体。Fe0修复有机污染物的地下水，主要是对氯代烃类进行还原脱氯。例如PCE（C2Cl4）的脱氯过程有两条路径：
一是C2Cl4C2HCl3C2H2Cl2C2H4C2H6
二是C2C14C2HCl3C2H2C2H4C2H6
路径为连续的氢解作用，其中间产物C2H2Cl2的降解速度比C2HCl3慢，而第二条路径的中间产物C2HCl能很快地还原为C2H2。因此，第二条路径的还原速度较快于第一条[7]。
（3）微生物修复机理。
微生物的活动可影响氮、硫、铁、锰等元素的循环。微生物可直接用于硝酸盐、硫酸盐的去除以及通过形成硫化物来沉淀金属离子。
（4）催化降解反应机理。
采用比铁活性大的金属作为墙体材料，比铁具有更强的还原性，容易提供电子，铝硅酸盐可以作为缓冲溶液使pH值能保持在较低值（7～8），使金属铁更易被氧化[8]。试验证明，金属铁中加入铝硅酸盐时，Cr6+的半衰期比铁和石英砂混合物作为反应材料减少一个数量级，比单纯铁作反应材料减少两个数量级。
3.1.3PRB的应用案例。
在北美和欧洲等国，已进行了大量该方法的工程研究和商业应用，目前全世界有200多座PRB，其中Fe0-PRB120多座，取得了良好的治理效果。部分应用见表1。
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厌氧生物反应墙修复某地挥发性有机氯化物的深度污染案例：
在一家化学清洗厂旧址，四氯乙烯的肆意排放造成了当地土壤严重污染。这家化学清洗厂曾在此地连续开办了75年，污染范围将近75000m2，深度在地下50m。
2001年，有关方面对表层污染源进行了挖掘，随后采用原位生物降解的方式对被污染的土壤进行修复，采取这种方式的原因是此处的污染物正在发生自燃降解。他们在自燃降解的基础上采取了注入含碳物质的办法，对四氯乙烯和三氯乙烯等污染物进行厌氧还原脱氯。这是一种临时性的土壤修复措施，持续了一年左右的时间，大大缓解了当地严重的土壤污染。大约一年后，这一临时性土壤修复措施停止执行。这时，对地下水中的挥发性有机氯化物进行降解的条件已经具备。他们利用前段时间积累的经验，在此地建起了大规模的还原脱氯设施，这套设施包括若干厌氧性生物反应墙，从三个地点对这片污染区域进行“围堵”。建立这些生物反应器的目的不仅仅是控制污染，而是对被污染的土壤和地下水进行修复，以便彻底消除这一地区的污染。由于此地属于高度城市化地带，这些生物反应墙都建在街道附近，这样便于向栅内注入反应物。作为反应物的含碳物质须定期注入栅内，三年一般应注入10～15次。
此外，临时性修复措施的实施提高了地下水中产甲烷菌的含量，为挥发性有机氯化物的降解提供了良好的条件。修复前污染源下游一带每升地下水中含有数万微克的四氯乙烯和三氯乙烯，而现在这些物质的含量仅为10μg或者更低；顺式1，2-二氯乙烯和氯乙烯的含量曾一度有所上升，随后又下降到每升几十微克，最后分解为乙烯、乙烷等对环境无害的物质。
污染区的中心位于生物反应墙附近（75m左右），目前这里仍能监测到顺式1，2-二氯乙烯和氯乙烯等污染物的存在，但乙烯和乙烷的稳定增长以及监测管中大量产甲烷菌的存在表明这一带微生物活动活跃，污染物正在进行彻底地还原脱氯过程。上述情形证明，生物反应墙的下游确实是化学反应十分强烈的区域。监测管显示，某些位置的顺式1，2-二氯乙烯和氯乙烯含量有所上升；发生这一现象的原因是由于微生物活动导致的吸附反应增强。目前他们在污染修复方面已经实现了每1.5～2年降低污染物60%的目标。
3.1.4PRB存在的问题。
（1）去除污染物的机理方面尚存在一些未能明晰的方面。
（2）在PRB实际应用中将会出现沉淀产生介质的阻塞、反应材料失活或者双金属系统可能引起地下水二次污染等不良影响。
（3）因为受到地下水流和开沟槽的深度限制，目前该技术多用于有地下水流的饱和污染层的修复。
（4）需要进一步研究可同时去除多种并存污染组分的技术。
3.2原位曝气修复技术（AS）。
原位曝气修复技术最大程度减少了对土壤介质和周围环境的扰动，主要用于处理可挥发性有机物（VOCs）造成的地下水污染。一般与土壤气相抽提技术（SVE）联合使用[9]。不会造成环境的二次污染，与其他修复技术相比具有经济、高效的显著优势[10]。该技术被认为是去除地下水挥发性有机物的最有效方法。C.D.Johnston等[11]将原位曝气法和土壤蒸气抽提法相结合，去除砂质地下含水层中的石油烃，结果表明与单独使用土壤蒸气抽提法比较，28天后石油烃去除量提高1.9倍，同时原位曝气还为地下水中残留的NAPL（非水相液体）的去除创造了更有利条件。曝入的空气能为地下水中的好氧微生物提供足够氧气，促进土著微生物的降解作用[12]。该技术在可接受的成本范围内，能够处理较多的受污染地下水，系统容易安装和转移，容易与其他技术组合使用。但是对既不容易挥发又不易生物降解的污染物处理效果不佳，并且对土壤和地质结构的要求比较高[13]。
3.3原位生物修复方法。
原位生物修复是利用生物的代谢活动减少现场环境中有毒有害化合物的工程技术系统[14]。用于原位生物修复的微生物一般有三类：土著微生物、外来微生物和基因工程菌[15]。目前地下水有机物原位生物修复方法主要包括生物注射法、有机粘土法、抽提地下水系统和回注系统相组合法等[16]。
原位生物修复技术有其独特的优势，表现在：①现场进行，从而减少运输费用和人类直接接触污染物的机会；②以原位方式进行，可使对污染位点的干扰或破坏达到最小；③使有机物分解为二氧化碳和水，可永久地消除污染物和长期的隐患，无二次污染，不会使污染物转移；④可与其他处理技术结合使用，处理复合污染；⑤降解过程迅速、费用低，费用仅为传统物理、化学修复法的30%～50%[17]。
目前有人将原位生物修复和旋转电动力学——太阳能技术相结合，形成新型的修复技术。电动力学技术是将电极插入受污染的地下水区域，在施加低压直流电后，形成直流电场。由于土坡颗粒表面具有双电层，孔隙水中粒子或顺粒带有电荷，引起水中的离子和顺粒物质沿电场方向进行定向运动。
4展望
随着地下水污染修复技术研究的深入开展以及各修复技术的逐渐成熟，各种修复技术将会更广泛地应用于现场地下水污染修复工作中。针对我国地下水以石油烃类、TCE、氯苯、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮和重金属的污染最为严重的实际情况，PRB技术是一个较好的选择。
未来利用基因工程技术培养纯化特效降解菌，从而提高修复效率以及如何解决反应墙生物淤堵问题以延长反应墙体的使用寿命等，都将成为重要的研究方向[18]。
参考文献
[1]蔡勇.吸附-降解修复石油烃污染地下水的方法研究[D].西安：陕西科技大学硕士学位论文，2006.
[2]王伟宁，许光泉.PRB修复地下水污染的研究综述[J].能源环境保护，2009-6，23（3）.
[3]周启星，林海芳.污染土壤及地下水修复的PRB技术及展望[J].环境污染治理技术与设备，2001，2（5）：48-53.
[4]陆泗进，王红旗，杜琳娜.污染地下水原位治理技术-透水性反应墙法[J].环境污染与防治，2006，6（28）.
[5]杜连柱，张兰英，王立东等.PRB技术对地下水中重金属离子的处理研究[J].环境污染与防治，2007，8（29）.
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[7]王伟宁，许光泉.PRB修复地下水污染的研究综述[J].能源环境保护，2009-6，23（3）.
[8]王伟宁，许光泉.PRB修复地下水污染的研究综述[J].能源环境保护，2009-6，23（3）.
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[10]陈鸿汉，何江涛，刘菲等.太湖流域某地区浅层地下水有机污染特征[J].地质通报，2005，24（8）：735-739.
[11]C.D.Johnston，J.L.Rayner，D.Briegel.EffectivenessofinsituairspargingforremovingNAPLgasolinefromasandyaquiferbnearPerth，WesternAustralia[J].ContaminantHydrology，2002，59：87-111.
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[13]纪录，张晖.原位化学氧化法在土壤和地下水修复中的研究进展[J].环境污染治理技术与设备，2003，4（6）：37-42.
[14]金朝晖，曹骥，戴树桂.地下水原位生物修复技术[J].城市环境与城市生态，2002，15（1）：10-12.
[15]卢杰，李梦红，潘嘉芬.有机氯代烃污染地下水环境的治理与修复[J].山东理工大学学报，2008，22（4）：90-93.
[16]黄国强，李鑫钢，李凌等.地下水有机污染的原位生物修复进展[J].化工进展，2001，（10）：31-36.
民以食为天,我们与食物的关系如此紧密。可是,含有过量的抗生素、添加剂、保鲜剂、防腐剂、色素的食物,可能正一口一口地“吃掉”我们的健康。
据调查,目前全国至少有200个城市被垃圾“围城”,历年堆存量60多亿吨,侵占约5亿多平方米地面。目前我国人均年产垃圾440公斤,高于人均粮食产量,预计到2010年垃圾总量将达1.2-1.4亿吨。在工业发达的城市,不难找到各种有害废弃物――药瓶、针筒、废电池、废金属、废纸、轮胎、塑料瓶等等,产生大量酸性和碱性污染物,溶解出重金属,形成污染物、重金属和病原微生物三位一体的污染源,并渗出浑浊的污水,甚至冒出臭气熏天的挥发性气体。随着灌溉的沟渠与河流,有毒废水可能会渗入地下水,流入农田,培育出看似鲜艳的水果、肥美的蔬菜,滋养着鱼类和牲畜……
有机农田里种植的蔬果真的“有机”吗?贴在包装上的绿色环保标志,又有几分可信度?
广东省地质勘查部门的调查证实,在珠江口周边约10000平方公里范围内,人为污染导致部分土壤中的多种有毒金属元素不同程度超标,其中又以汞污染范围较大,污染深度达40厘米。重金属污染已成为珠三角土壤的“隐形炸弹”。
不干不净,真的吃了没病?当消化道疾病、胃癌、肝癌高居前十大死因,免疫系统病例逐年快速增长时,各省市的食物安全事故层出不穷也就不足为奇了。阅读新闻,我们常要面对新一轮的恐惧,似乎都麻木了。
未来,“美食”也许将成为一种美好的记忆,我们的食谱或许会变得很滑稽:浓缩蛋白质3粒、脂肪2粒、碳水化合物2粒、纤维2粒、微量元素1粒、矿物质1粒、维生素8000国际单位……“菜单”还特别声明“生存所需,环保认证,绝无毒素。”
素食质量问题:含氮比例过高
除了环境污染,还有“人造毒食”,如“毛发水酱油”、“漂白剂粉丝”、“敌敌畏咸鱼”、“死牲畜肉肠”等。国人消耗量最大的猪肉常被检出瘦肉精、抗生素残留过量,更是大家心中的“痛”。
过量的抗生素残留,不仅引起过敏,严重的还会导致贫血或白血球过少,致命的威胁则是癌症。对人体健康伤害最大的,是在长期服用抗生素的动物体内培育出来的耐抗药性病菌。人类一旦感染这些细菌将很难治疗,未来将无药可医。事实上,牲畜长期滥用抗生素,间接造成国人的抗生素抗药性高居世界第一,很多感冒患者的抗生素用量超出外国患者1倍以上,令人惊悚。
蔬果呢?营养学家鼓励每天多吃蔬果,但吃素也是问题多多。蔬果农药残留是国人关切的老话题了,而素食加工品的质量也令人忧心,每年春节前后仅质检部门抽验的笋干、白木耳、金针菇等脱水蔬菜,就常验出过增白剂二氧化硫(容易诱发气喘),许多散装腌渍菜含过量防腐剂和漂白剂。
更值得注意是隐藏在化学肥料中的“氮”(硝酸盐、亚硝酸)。亚硝酸到达人的胃里,是致癌物。有农科院研究员撰文指出,我国部分地区每单位耕地面积的农药使用量是欧美的3―5倍,而使用化肥生产的蔬果,最高含氮比例高出有机蔬果三分之一以上。化肥中的硝酸盐容易使土壤进一步酸性化,而珠三角作为世界上酸雨污染最严重的地区之一,农田土壤的酸碱值已达到强酸程度,土壤的“生命力”也随之下降。一个研究员曾在污染地带放养300条蚯蚓,半年后只有100多条存活,预示着未来土地可能种不出任何农作物!
只求增产:小农经济的烙印
增产增收长期是我国和其他发展中国家的重要宗旨,怎样使有限的自然资源(土壤、水、空气)带来最高产量的收成,一直是农户追求的重要目标。
只求增产的后果,引起愈来愈多人的担忧。由世界银行、联合国发展计划署、联合国环保计划署合作撰写的《世界资源年报》指出,密集农业生产对地球资源、人体健康的伤害,长远来看将引起更严重的粮食危机。然而,世界60亿人口,全球粮食勉强够吃,如果全盘封杀农药,农作物将减产10―20%,逾6亿人口挨饿。在饥荒面前,“安全”呼声显得苍白无力。
国人早已解决了温饱,当然应向发达国家看齐,关注质量与安全的问题。发达国家的食品安全监控体系,的确比我们更严格、更科学、更高效,农产品生产、销售的流程高度集约化和标准化,责任归属明确,从农户、加工商、批发商、零售商到专卖店,每个环节监控到位,即使遭遇疯牛病这类严重的事件,也能将危害面控制在较小范围内,所以欧美很少爆发大面积的连环或交叉的中毒事故。
目前,我国种养业的小农经济烙印仍十分明显,千万家农户规模小而分散,人员文化程度低,对于“什么土壤种植什么蔬果?何时施肥?何时用药?农地是否过度酸化?是否需要休耕?某种重金属是否过量?”等问题,完全没有科学概念,不少菜农连简单的PH(酸碱度测试)试纸都不会使用,部分有机蔬果种植户喷农药是公开的秘密。散而乱的非企业化生产,令政府难以有效实施监控。
消费者如何学会保护自己?
因起步较晚,我国的食品安全监管体系、法律、标准和技术相对滞后,如1995年开始实施的《食品卫生法》仅对104种农药在粮食、水果、蔬菜、肉类等45种食品中规定了允许残留量,而国际食品法典则对176种农药在375种食品中规定了2439个农药残留标准。
比如“苏丹红”事件暴露出两个检测漏洞:一是标准不全,二是标准冲突。标准不全,就是无统一的官方检测标准,涉及食品监管的法律法规有《食品卫生法》、《产品质量法》等十几部,多头管理形成执法空白;标准冲突,就是卫生、食品药品监督管理、质量技术监督管理等十多个部门各有一套行业标准,对添加剂等原料的最高限量检测各说各话。因此,2005年政府调整食品添加剂标准,国家标准委员会、国家发改委、农业部等9个部委联合出台国家标准的修订计划,现行加工食品的国家标准、行业标准在两年内进行彻底整顿,合并了部分标准,淘汰了一些过时标准。
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