淺析土壤污染的種類、危害及防治措施

袁 健,劉召敏,楊慎文,李繼紅

(魚臺縣環(huán)保局,山東魚臺 272300)

淺析土壤污染的種類、危害及防治措施

袁 健,劉召敏,楊慎文,李繼紅

(魚臺縣環(huán)保局,山東魚臺 272300)

介紹了土壤污染的種類、危害,詳細分析了土壤污染對人體健康的影響和防治措施。

土壤污染;影響;危害;措施

土壤污染是環(huán)境污染的重要環(huán)節(jié),是污染物攝入人體、影響人體健康的重要鎖鏈。它可導(dǎo)致土壤的組成、結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生變化,進而影響植物的正常生長發(fā)育,造成有害物質(zhì)在植物體內(nèi)積累,并通過食物鏈使污染物進入人體,進而危害人體健康。

自從我國加入WTO以后,綠色食品和無公害食品日益受到全世界關(guān)注,我國出口農(nóng)貿(mào)產(chǎn)品因環(huán)境質(zhì)量問題日益受阻,農(nóng)業(yè)環(huán)境保護問題也日趨顯現(xiàn)。據(jù)初步統(tǒng)計,我國至少有 1300～1600萬 hm2耕地受到農(nóng)藥污染,每年因土壤污染減產(chǎn)糧食1000萬 t,因土壤污染而造成的各種農(nóng)業(yè)經(jīng)濟損失合計約 200億。有關(guān)專家指出:“不斷惡化的土壤污染形勢已經(jīng)成為影響我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重大障礙,將對我國經(jīng)濟的高速發(fā)展提出嚴峻挑戰(zhàn)。”

1 土壤污染的種類

1.1 有機污染物

土壤有機污染物主要是化學(xué)農(nóng)藥。目前大量使用的化學(xué)農(nóng)藥約有 50多種,其中主要包括有機磷農(nóng)藥、有機氯農(nóng)藥氨基甲酸酶類、苯氧羧酸類、苯酚、胺類等。此外,石油、多環(huán)芳烴、多氯聯(lián)苯、甲烷、有害微生物等,也是土壤中常見的有機污染物。據(jù)統(tǒng)計,“九五”期間,我國農(nóng)業(yè)使用農(nóng)藥量基本在 23萬 t/a左右。目前,中國農(nóng)藥生產(chǎn)量居世界第二位,但產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理,質(zhì)量較低,殺蟲劑中有機磷農(nóng)藥占 70%,致使大量農(nóng)藥殘留,帶來嚴重的土壤污染。

1.2 重金屬污染

使用含有重金屬的廢水進行灌溉是重金屬進入土壤的一個重要途徑。重金屬進入土壤的另一途徑是隨著大氣沉降進入土壤。重金屬主要有汞、鎘、銅、鋅、鉻、鎳等。由于土壤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,而且可為生物富集,土壤一旦被重金屬污染,其自然凈化過程和人工治理都是非常困難的。此外,重金屬可以被生物富集,因而對人類有較大的潛在危害。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與污水灌區(qū)面積占 64.8%,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%。

1.3 放射性元素污染

放射性元素主要來源于大氣層中核爆炸降落的裂變產(chǎn)物和部分原子能科研機構(gòu)排出的液體和固體的放射性廢棄物。含有放射性元素的物質(zhì)不可避免地隨自然沉降,雨水沖刷和廢棄物的堆放污染土壤。土壤一旦被放射性物質(zhì)污染就難以自行消除,只能自然衰變?yōu)榉€(wěn)定元素而消除其放射性。放射性元素可通過食物鏈進入人體。

1.4 病原微生物污染

土壤中的病原微生物,主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。人類若直接接觸含有病原微生物的土壤,可能對健康帶來影響,若食用被土壤污染的蔬菜、水果等則間接受到污染。

2 土壤污染的影響和危害

2.1 無機污染物的影響

土壤長期施用含有硝酸鹽和磷酸鹽的氮肥和磷肥,會降低土壤肥力。如施用磷酸鈣或鐵鋁磷酸鹽2.25～7.5t/hm2,可引起土壤中鐵、鋅等營養(yǎng)元素的缺乏和磷素被固定,使作物減產(chǎn)。土壤受銅、鎳、鈷、錳、鋅、砷等元素的污染,能引起植物的生長和發(fā)育障礙。而受鎘、汞、鉛等元素的污染,一般不引起植物生長發(fā)育障礙,但它們能在植物可食部位蓄積。用含鋅污水灌溉農(nóng)田,會對農(nóng)作物特別是小麥的生長產(chǎn)生較大影響,會導(dǎo)致一些植物器官的外部形態(tài)變化如花色改變、葉形改變,或植株發(fā)生個體變態(tài),變得矮小或碩大。當(dāng)土壤中含砷量較高時,植物的最初癥狀是葉片卷曲枯萎,進一步是根系發(fā)育受阻,最后是植物根、莖、葉全部枯死。土壤中存在過量的銅,也能嚴重地抑制植物的生長和發(fā)育。當(dāng)小麥和大豆遭受鎘的毒害時其生長均受到嚴重影響。

2.2 有機毒害物的影響

利用未經(jīng)處理的含油、酚等有機毒物的污水灌溉農(nóng)田,會使植物生長發(fā)育受到阻礙。20世紀 50年代,隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展,在北方一些干旱、半干旱地區(qū),由于水資源比較緊張,為了充分利用污水的水肥資源,污水灌溉被大面積地采納推廣,這對促進當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)糧食生產(chǎn)曾起到積極的作用。然而,由于長期的污水灌溉,土壤—作物系統(tǒng)的污染逐漸暴露出來。例如,用未經(jīng)處理的煉油廠廢水灌溉,結(jié)果水稻嚴重矮化。初期癥狀是葉片披散下垂,葉尖變紅;中期癥狀是抽穗后不能開花受粉,形成空殼,或者根本不抽穗;正常成熟期后仍在繼續(xù)無效分蘗。因此植物生長狀況同土壤受有機毒物污染程度有關(guān)。

2.3 土壤生物污染的影響

土壤生物污染是指一個或幾個有害的生物種群,從外界環(huán)境侵入土壤,大量繁衍,破壞原來的生態(tài)平衡,對人體或生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生不良影響。造成土壤生物污染的污染物主要是未經(jīng)處理的糞便、垃圾、城市生活污水、飼養(yǎng)場和屠宰場的污物等。其中危險性最大的是傳染病醫(yī)院未經(jīng)處理的污水和污物。

一些在土壤中長期存活的植物病原體能嚴重地危害植物,造成農(nóng)業(yè)減產(chǎn)。例如,某些植物致病細菌污染土壤后能引起番茄、茄子、辣椒、馬鈴薯、煙草等百余種茄科植物的青枯病,能引起果樹的細菌性潰瘍和根癌病。某些致病真菌污染土壤后能引起大白菜、油菜、蘿卜、甘藍、薺菜等 100多種蔬菜的根腫病,引起茄子、棉花、黃瓜、西瓜等多種植物的枯萎病,以及小麥、大麥、燕麥、高梁、玉米、谷子的黑穗病等。此外,甘薯莖線蟲、黃麻、花生、煙草根結(jié)線蟲、大豆胞束線蟲、馬鈴薯線蟲等都能經(jīng)土壤侵入植物根部引起線蟲病。

3 土壤污染對人體健康的影響和危害

3.1 殘留農(nóng)藥對人體健康影響

農(nóng)藥在土壤中受物理、化學(xué)和微生物的作用,按照其被了解的難易程度可以分為兩類:易分解類(如有機磷制劑)和難分解類 (如有機氯、有機汞制劑)。難分解的農(nóng)藥成為植物殘毒的可能性很大。

植物對農(nóng)藥的吸收率因土壤質(zhì)地不同而異,其從砂質(zhì)土壤吸收農(nóng)藥的能力要比從其他粘質(zhì)土壤中高得多。不同類型農(nóng)藥在吸收率上差異較大,通常農(nóng)藥的溶解度越大,被作物吸收也就越容易。農(nóng)藥在土壤中可以轉(zhuǎn)化為其他有毒物質(zhì),如 DDT,可轉(zhuǎn)化為 DDD、DDE。

人類吃了含有殘留農(nóng)藥的各種食品后,殘留的農(nóng)藥轉(zhuǎn)移到人體內(nèi),這些有毒有害物質(zhì)在人體內(nèi)不易分解,經(jīng)過長期積累會引起內(nèi)臟機能受損,使肌體的正常生理功能發(fā)生失調(diào),造成慢性中毒,影響身體健康。殺蟲劑所引起的致癌、致畸、致突變“三致”問題,令人十分擔(dān)憂。

3.2 重金屬對人體健康的影響

植物對重金屬吸收的有效性,受重金屬在土壤中活動的影響。一般情況下,土壤中有機質(zhì)、粘土礦物含量越多,鹽基代換量越大,土壤的 pH越高,則重金屬在土壤中活動性越弱,重金屬對植物的有效性越低,也就是植物對重金屬的吸收量越小。在上述土壤因素中,最重要的可能是土壤的pH值。

農(nóng)作物體內(nèi)的重金屬主要是通過根部從被污染的土壤中吸收的。土壤重金屬被植物吸收以后,可以通過食物鏈危害人體健康。例如,1955年日本富山縣神通川流域由于利用含鎘廢水灌溉稻田,污染了土壤和稻米導(dǎo)致鎘含量增加,使幾千人因鎘中毒,引起全身性神經(jīng)痛、關(guān)節(jié)痛,而得骨痛病。另外鎘會損傷腎小管,出現(xiàn)糖尿病,還會引起血壓高,出現(xiàn)心血管病,甚至還有致癌、致畸的報道。

3.3 放射性物質(zhì)對人體健康的影響

放射性物質(zhì)進入土壤后能在土壤中積累,形成潛在的威脅。由核裂變產(chǎn)生的兩個重要的長半衰期放射性元素是 28a的90鍶和137銫。空氣中的放射性90鍶可被雨水帶入土壤中。因此,土壤含90鍶的濃度常與當(dāng)?shù)氐慕涤炅砍烧取?37銫在土壤中吸收得更為牢固。有些植物能積累137銫,所以高濃度的放射性137銫能通過這些植物進入人體。放射性物質(zhì)主要是通過食物鏈經(jīng)消化道進入人體,其次是經(jīng)呼吸道進入人體。放射性物質(zhì)進入人體后,可造成內(nèi)照射損傷,使受害者頭昏、疲乏無力、脫發(fā)、白細胞減少或增多,發(fā)生癌變等。此外,長壽命的放射性核素因衰變周期長,一旦進入人體,其通過放射性裂變而產(chǎn)生的射線,將對機體產(chǎn)生持續(xù)的照射,使機體的一些組織細胞遭受破壞或變異。此過程將持續(xù)至放射性核素蛻變成穩(wěn)定性核素或全部被排出體外為止。

4 防治土壤污染的措施

(1)增施有機肥。有機肥可以減少有毒物質(zhì)在土壤中的積存時間,施肥后大約 50d,可使土壤中的鉻元素完全消失。同時土壤腐殖質(zhì)對水稻積累汞也有一定的影響,適量施用可以防止農(nóng)作物的汞污染。如施用有機肥可以使含汞 10mg/kg的土壤減少 70%左右的含量,對銅也有一定的改良效果。

(2)加改良劑減少重金屬對土壤的污染。施加改良劑主要能加速有機物的分解和重金屬在土壤中的停留時間。加入石灰、磷肥、硅酸鹽類的化肥,它們可與重金屬污染物經(jīng)過反應(yīng)轉(zhuǎn)化為難溶化合物,降低重金屬在土壤和植物體內(nèi)的停留時間,這種方法可以在污染較輕的地區(qū)推廣應(yīng)用。

(3)客土深翻。重金屬污染土壤,在土壤中積累時間長了,阻礙農(nóng)作物的生長發(fā)育。采取深耕,將上下土層翻動混合,動土量少,可使表層土壤污染物含量減少;另一種方法是徹底挖去污染土層,換上新土來根除污染物。這兩種方法可使用于污染較輕的地區(qū),嚴重的區(qū)域一般來說不宜使用,實現(xiàn)的難度比較大。

(4)農(nóng)業(yè)生態(tài)工程治理。農(nóng)業(yè)生態(tài)工程治理是合理利用和改良嚴重污染農(nóng)田的綜合途徑。一是在污染區(qū)種植非食用作物如能源高糧,收獲后從莖稈中提取酒精,殘渣壓制纖維板。二是繁育建材、觀賞苗木和綠化用草皮。這些措施既可以美化環(huán)境,又可以凈化土壤。

總之,為了有效防止土壤污染,必須考慮到因地制宜,采取多種形式的方法,既消除土壤環(huán)境的污染,又不引起其它環(huán)境污染問題。

Brief Talk on Category and Harm of Soil Pollution and Countermeasure

YUAN Jian,L IU Zhao-min,YANG Shen-wen,L IJi-hong

(Yutai Environmental Protection Bureau,Yutai Shandong 272300 China)

The categories and harm of soil pollution are summarized as well as the impacts on people’s health.The counter measures are put for ward.

soil pollution;impact;harm;countermeasure

X53

A

1673-9655(2010)增 1-0051-03

2009-01-06