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土壤污染來(lái)源及其危害與防治簡(jiǎn)析

來(lái)源：泰然健康網(wǎng) 時(shí)間：2024年11月28日 00:42

土壤污染來(lái)源及其危害與防治簡(jiǎn)析
A Brief Analysis of Soil Pollution Sources and Their Hazards and Prevention

1. 引言

土壤為植物提供必需的營(yíng)養(yǎng)和水分，而且也是土壤動(dòng)物賴以生存的棲息場(chǎng)所，因此人類從土地中得到賴以生存的衣食住行的基本條件。土壤孕育萬(wàn)物，是中華民族世世代代賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，它的重要性不言而喻。但是近年來(lái)，隨著人口的迅速增加，工業(yè)蓬勃發(fā)展，城市固體廢物、工業(yè)廢水及大氣中有害廢棄等污染物不斷向土地中滲入，嚴(yán)重阻礙了土地正常功能，影響了土地的生物多樣性，降低農(nóng)作物產(chǎn)量和質(zhì)量，并通過食物鏈進(jìn)一步影響人體健康。那么土壤污染程度及其危害有多大？土壤污染來(lái)源有哪些？對(duì)于日趨嚴(yán)重的土壤污染問題我們應(yīng)該怎么做呢？國(guó)外早在70年代就已經(jīng)對(duì)大氣重金屬干濕沉降開展了研究，只不過當(dāng)時(shí)重視不夠，90年代后雖然土壤污染得到了有效治理，可是部分地區(qū)土壤重金屬污染濃度卻不斷在增加。我國(guó)在20世紀(jì)90年代開展了一些土壤重金屬污染的初步研究，2000年后開始研究城市土壤重金屬，現(xiàn)在已有多個(gè)省份進(jìn)行了土壤重金屬污染狀況的調(diào)查研究，取得了一些有意義的結(jié)果，2006年國(guó)家環(huán)保局主持開始全國(guó)土壤污染狀況調(diào)查工作?？傮w而言這方面的研究正處于上升期，今后將更為人關(guān)注，研究也會(huì)更加深化。通過本文，可以基本了解我國(guó)土壤污染危害和來(lái)源及防治措施，但是由于工農(nóng)業(yè)的逐步發(fā)展，土壤污染也會(huì)相應(yīng)發(fā)生變化，應(yīng)該糾正“先污染后治理”的做法，提倡預(yù)防為主的污染防治模式，對(duì)促進(jìn)土壤良性發(fā)展具有重要意義。

2. 土壤污染危害不可低估

當(dāng)前，我國(guó)土壤環(huán)境的總體情況形勢(shì)依然嚴(yán)峻，而且部分地方污染越來(lái)越明顯，已成為全面建設(shè)小康社會(huì)的明顯短板之一。2005年4月至2013年12月，從我國(guó)開展的初次全面土壤污染現(xiàn)狀調(diào)查資料來(lái)看 [1]，我國(guó)的土壤環(huán)境狀況不容樂觀，尤其是工礦山廢棄地的環(huán)境問題。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國(guó)土壤污染總量超過16.1%。根據(jù)污染的嚴(yán)重程度，其中重污染、中度污染、輕污染點(diǎn)位分別占1.1%、1.5%和2.3%。根據(jù)污染類型，土壤污染類型以無(wú)機(jī)污染為主，有機(jī)污染次之，復(fù)合污染最少。其中，無(wú)機(jī)污染類型占主要污染類型，占總量82.8%。從污染分布情況看，南方土壤污染重于北方；另外，長(zhǎng)江三角洲、珠江三角洲和東北老工業(yè)基地等一些地區(qū)的土壤環(huán)境問題也比較嚴(yán)重 [2]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國(guó)每年有大約1200萬(wàn)噸糧食受到重金屬污染，損失約為200億人民幣。其中天津巿的污染率最高，超過70%，見圖1，主要是由于農(nóng)田土壤中的污水灌溉比例很高。湖南省、廣西壯族自治區(qū)、貴州省和廣東省的污染率分別為55.93%、36.25%、38.75%和30.80% [3]。湖南的糧食受重金屬污染也比較嚴(yán)重，主要原因是湖南是中國(guó)的“有色金屬之鄉(xiāng)”，也是中國(guó)最大的水稻生產(chǎn)地，湘江流域的礦業(yè)開采和冶煉對(duì)流域的水體、土壤、農(nóng)作物產(chǎn)生了嚴(yán)重的污染，尤其是衡陽(yáng)水口山和株洲清水塘冶煉區(qū)重金屬污染十分嚴(yán)重 [4]，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民的身體健康構(gòu)成了極大的威脅。2013年的湖南“鎘米”事件更是讓人恐慌，湘江流域污染治理已成為湖南省的燃眉之急。

Figure 1. Rate of heavy metal contamination of arable land by province (data source “Impact of heavy metal contamination of soil on food safety in China”)

圖1. 各省耕地受重金屬污染率(數(shù)據(jù)來(lái)源《土壤重金屬污染對(duì)中國(guó)食品安全的影響》)

2.1. 對(duì)植物的危害

土壤中的重金屬可引起植株高度、主根長(zhǎng)度、葉面積等一系列生理特性的變化。這主要是由于植物體內(nèi)的重金屬能誘導(dǎo)其體內(nèi)產(chǎn)生某些對(duì)酶和代謝具有毒害作用和不利影響的物質(zhì)，這些物質(zhì)會(huì)對(duì)人體的酶和代謝造成不良的影響，例如H2O2 (過氧化氫)、C2H2 (乙炔)等。在一定程度上，重金屬對(duì)植物體內(nèi)的鈣、鎂等礦物元素的吸收、運(yùn)輸具有明顯的抑制作用。施用鎘后，小麥幼苗葉片和根系生長(zhǎng)均有顯著的抑制作用，莖葉和葉片中鎘含量增加，鐵、鎂、鈣、鉀等養(yǎng)分含量降低。

2.2. 對(duì)土壤動(dòng)物的危害

由于各種重金屬元素在泥土中的富集，對(duì)土壤動(dòng)物的生存繁殖帶來(lái)了嚴(yán)重威脅。土壤重金屬含量對(duì)蚯蚓、線蟲等無(wú)脊椎動(dòng)物數(shù)量、豐富度、生物數(shù)量和群體構(gòu)成等有直接影響。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)沙質(zhì)平原土壤蚯蚓數(shù)量明顯高于受重金屬污染的疏浚底泥土壤的蚯蚓數(shù)量。

2.3. 對(duì)土壤酶的危害

另外，作為一種生物催化劑，可以作為一個(gè)敏感的生物指數(shù)來(lái)反應(yīng)土壤的肥力，它可以更好地反映其強(qiáng)度和方向。土壤酶活力受到土壤物理、化學(xué)和生物活性的影響，而環(huán)境污染對(duì)土壤酶活力影響很大，所以在某種意義上能反映出土壤的環(huán)境條件。

2.4. 對(duì)人體健康的危害

研究發(fā)現(xiàn)，土壤污染會(huì)導(dǎo)致土壤有機(jī)質(zhì)的下降，對(duì)生物造成一定的影響，會(huì)引起一系列的連鎖反應(yīng)進(jìn)一步對(duì)環(huán)境造成污染。從而使得污染物流入到食物鏈中。土壤特別是地表土壤中的重金屬很容易侵入人體內(nèi)，對(duì)人類的健康構(gòu)成直接的危害 [5]。比如：被污染的土地向地下水中滲透，這些污染物在植物中積累，然后被草食動(dòng)物和禽類吸收，最后被人類吃掉。如果攝取或吸入過量的鎘，就會(huì)引起骨質(zhì)疏松、骨折的發(fā)生幾率 [6]。如果血液中的鉛質(zhì)量比為600 ug/g~800 ug/g時(shí)，會(huì)引起多種動(dòng)物的生殖功能下降，免疫力下降，出現(xiàn)頭暈、頭疼、記憶力減退、腹部疼痛等一系列癥狀。長(zhǎng)期攝入含鉻食物，人體會(huì)發(fā)生不同程度的皮膚、呼吸道損害，甚至?xí)a(chǎn)生潰瘍、發(fā)炎等癥狀。長(zhǎng)期吸入鎳會(huì)導(dǎo)致鼻癌、肺癌、接觸性皮炎、肺炎等疾病。當(dāng)汞進(jìn)入人體后，會(huì)與身體中的很多具有負(fù)電性的基團(tuán)(例如巰基)結(jié)合，從而影響能量生成、蛋白質(zhì)和核酸合成，阻礙細(xì)胞的正常發(fā)育和功能發(fā)揮。土壤、地下水、食物鏈等污染物質(zhì)能引起多種疾病，導(dǎo)致人類死亡率過高，其短期的急性影響包括中毒或腹瀉，長(zhǎng)期的慢性影響包括癌癥。癌癥的產(chǎn)生和發(fā)展與土壤環(huán)境中錫元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)有關(guān)，居住在錫元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)高的地區(qū)的人群癌癥死亡率較高。由此可見，土壤重金屬污染對(duì)人體產(chǎn)生的危害極大！

3. 土壤污染來(lái)源多樣令人擔(dān)憂

殺蟲劑、肥料不合理使用，大氣污染物和固體廢物排放等是導(dǎo)致土壤污染的主要原因見圖2。當(dāng)前，我國(guó)農(nóng)藥生產(chǎn)量居全球第二位，但商品結(jié)構(gòu)不合理，質(zhì)量較低，商品中殺蟲劑占70%，致使農(nóng)藥殘留，帶來(lái)嚴(yán)重的土壤污染。工業(yè)生產(chǎn)排放的各種廢氣、廢水和廢渣富含放射性元素，不可避免地隨天然沉降、雨水沖刷和廢棄物堆積而污染土壤。土壤一旦被放射性物質(zhì)污染就很難自行消除，只能天然衰變?yōu)榘卜€(wěn)元素，還可能通過食物鏈進(jìn)入人體。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(jī)污染物。

Figure 2. Industrial wastewater discharge

圖2. 土壤重金屬污染

3.1. 濫用農(nóng)用物資

土壤有機(jī)污染物主要是化學(xué)農(nóng)藥。當(dāng)前很多運(yùn)用的化學(xué)農(nóng)藥約有50多種，包富含有機(jī)氯農(nóng)藥、機(jī)磷農(nóng)藥、氨基甲酸酶類、苯氧羧酸類、苯酚、胺類。據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)表明，全世界年均農(nóng)藥使用量超過一百八十萬(wàn)噸，其中作物利用量只占了百分之三十到百分之四十之間，其余主要在土壤中積累。在肥料利用方面，全世界每年化肥超過六千萬(wàn)噸，約占全球總量的百分之三十以上，但很多地方肥料的使用率卻只有百分之三十五左右，每年有一千萬(wàn)噸氮素轉(zhuǎn)變?yōu)檫M(jìn)入土壤環(huán)境中的污染物。肥料使用過多會(huì)造成氮素過剩，不但會(huì)造成水污染和大氣污染，最終還會(huì)損害土地的土壤生態(tài)系統(tǒng)。同時(shí)，隨著當(dāng)前規(guī)?；箴B(yǎng)殖業(yè)的疾速發(fā)展，牲畜糞便和垃圾的排放量也在迅速增加。這里還含有大量的致病菌、重金屬，且常年作為有機(jī)肥施用，對(duì)耕地土壤形成了巨大污染。大量的家畜飼養(yǎng)、養(yǎng)殖場(chǎng)有機(jī)肥施用以及污水灌溉對(duì)土壤環(huán)境造成影響，導(dǎo)致部分農(nóng)田土地的砷、鎘、銅、鋅等重金屬濃度嚴(yán)重超標(biāo)，對(duì)人類身體健康的影響很大。

3.2. 大氣污染物排放

大氣污染物排放主要來(lái)源于石油化工、煤氣高溫焚燒、工業(yè)重金屬冶煉、機(jī)動(dòng)車廢氣污染等有害物質(zhì)，主要包括鎘、鉛、鉻、鋅、鈷等重金屬，此外還有二氧化硫、氟化物、氮氧化物、多環(huán)芳烴、雜環(huán)化合物等。它們以降塵及伴隨降雨的形式流入農(nóng)田，造成污染。在特定的大氣環(huán)流背景下，即使不使用任何大氣污染物沉降，一些地方也會(huì)受到周圍空氣的影響，工礦和馬路旁的農(nóng)田幾乎每天都遭受降塵污染，導(dǎo)致土壤污染的不斷惡化。

Figure 3. Industrial wastewater discharge

圖3. 工業(yè)廢水排放

3.3. 固體廢棄物堆放與處置

固體廢物污染主要來(lái)自農(nóng)業(yè)生產(chǎn)加工垃圾、城鄉(xiāng)生活垃圾以及工業(yè)廢水見圖3和生活污水等。除占用土壤以外，還會(huì)累積大量的固體污染，形成大量氨氮、硫化物等危險(xiǎn)廢氣和酸、堿有機(jī)廢水，再經(jīng)過大氣遷移、擴(kuò)散、沉降、降水、地表徑流等綜合作用，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槎拘砸后w，并滲入土壤污染嚴(yán)重的農(nóng)田 [7]。另外，在拆解、回收使用過程和處置中對(duì)廢棄電器設(shè)備及垃圾的不當(dāng)處置，也會(huì)產(chǎn)生大量重金屬、多氯聯(lián)苯和芳香烴類化合物等有機(jī)污染物直接進(jìn)入土壤并造成污染。

4. 土壤污染防治利澤千秋

土壤污染是一種無(wú)形的污染，已經(jīng)引起國(guó)家的高度重視。2018年3月31日十三屆全國(guó)人大常委會(huì)第五次會(huì)議表決通過的《中華人民共和國(guó)土壤污染防治法》是我國(guó)首次制定專門的法律來(lái)規(guī)范防治土壤污染。土壤污染防治法的出臺(tái)實(shí)施，是貫徹落實(shí)黨中央有關(guān)土壤污染防治的決策部署，也有助于完善生態(tài)環(huán)境保護(hù)，更為開展土壤污染防治工作，扎實(shí)推進(jìn)凈土保衛(wèi)戰(zhàn)提供法治保障。土壤污染防治法明確了堅(jiān)持預(yù)防為主、保護(hù)優(yōu)先、分類管理、風(fēng)險(xiǎn)管控、污染擔(dān)責(zé)、公眾參與的原則。

4.1. 對(duì)個(gè)人來(lái)說

作為普通人，我們應(yīng)該積極參與，選擇可持續(xù)方式生產(chǎn)的食品，妥善回收電池等危險(xiǎn)物品，養(yǎng)成環(huán)保的生活習(xí)慣。比如少用一些不被降解的塑料袋等物品，多買一些環(huán)保的食物，讓生產(chǎn)者減少使用化肥、殺蟲劑，從而降低土壤的污染；不要亂砍濫伐，破壞原有的植被和土壤；生活垃圾具體分類，減少土壤的污染。提高自身保護(hù)意識(shí)，少食富含重金屬單質(zhì)的食品，如松花蛋(含鉛)等，盡量避免飲用被土壤中重金屬污染的食物和飲用水；注重于餐具的選擇；減少使用帶有重金屬成分的化妝品；減少在重金屬污染地方的工作時(shí)間等，在一定程度上能降低重金屬進(jìn)入人體。此外，從更廣泛的角度來(lái)說，即我們自己生活的圈子，我們應(yīng)該倡導(dǎo)可持續(xù)的農(nóng)作方式。再通過網(wǎng)絡(luò)、書籍等載體，進(jìn)一步了解土壤的基本情況。如若發(fā)現(xiàn)有破壞環(huán)境、危害土壤的違法行為，可以通過12369熱線向環(huán)境保護(hù)機(jī)構(gòu)進(jìn)行舉報(bào)，維護(hù)生態(tài)環(huán)境，為全人類創(chuàng)造一塊“凈土” [8]。

4.2. 預(yù)防和治理

加強(qiáng)對(duì)土壤的綜合防治，嚴(yán)控工礦“三廢”污染，提高城市垃圾分類堆放和礦區(qū)尾礦庫(kù)的防滲入、抗?jié)B漏等能力，避免污染物直接流入水體、大氣和土壤，減少對(duì)土壤的腐蝕和毀壞等破壞損害；增強(qiáng)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程的環(huán)保監(jiān)督管理，加強(qiáng)對(duì)化肥、殺蟲劑、農(nóng)膜使用過程的環(huán)保安全監(jiān)督管理，鼓勵(lì)農(nóng)民秸稈還田；大力提倡科學(xué)施藥，健全農(nóng)藥及包裝容器等的垃圾處理制度；加強(qiáng)糞便綜合利用與處理設(shè)備配套，強(qiáng)化灌溉水水質(zhì)監(jiān)測(cè)，爭(zhēng)取達(dá)到“零排放” [9]。

4.3. 進(jìn)行土壤修復(fù)

采取土壤修復(fù)。土壤修復(fù)是使被污染的土壤通過一定的科學(xué)方法恢復(fù)至以前好的狀態(tài)，從而滿足植物生長(zhǎng)的環(huán)境需求，同時(shí)也保障了人們的食物安全等 [10]。根據(jù)土壤污染程度，選擇合適的方法進(jìn)行土壤污染治理，通過物理、化學(xué)以及生物等修復(fù)方式使得土壤中的有害物質(zhì)分解、轉(zhuǎn)化、吸收降解至最低，達(dá)到可種植作物的目的 [11]。

4.3.1. 物理修復(fù)

物理修復(fù) [12] 是指利用不同的物理方法，把被污染的土地從被污染的地方挖出，然后在原來(lái)的場(chǎng)地上對(duì)污染土壤進(jìn)行修復(fù)，比如將污染的土壤蓋上新土，這樣直接避免了污染物的擴(kuò)散或被結(jié)果作物吸收被人們進(jìn)食；還有如熱力學(xué)修復(fù)就是利用高溫來(lái)使得土壤中的有毒物質(zhì)發(fā)生一些物理或者化學(xué)反應(yīng)達(dá)到從土壤中除去或分離出污染物的技術(shù)見圖4。

Figure 4. Before and after soil remediation in a metal mine in Guizhou

圖4. 貴州某金屬礦土壤修復(fù)前后對(duì)比

4.3.2. 化學(xué)修復(fù)

化學(xué)修復(fù)是在被污染的土地上，直接進(jìn)行修復(fù)或處理，而不會(huì)將被污染的土地直接移走。將化學(xué)成分添加到土壤中，讓這些藥劑和污染物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使土壤中的污染物減少達(dá)到去除毒性的效果。

4.3.3. 生物修復(fù)

生物修復(fù)其基本原理是通過生物對(duì)有毒、有害物質(zhì)進(jìn)行分解，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)土壤中污染物的降解，包括微生物修復(fù)、植物修復(fù)、動(dòng)物修復(fù)、動(dòng)物生物聯(lián)合修復(fù)，例如引進(jìn)蚯蚓、培育超級(jí)富集植物等 [13]。

5. 結(jié)語(yǔ)

在不被污染的情況下，形成1米厚的土壤大約需要18000年。也就是說，在我們有生之年，我們不能再制造出更多的土地了。土壤會(huì)影響我們的飲食，飲水，呼吸的空氣，我們的健康，以及地球上的一切生命。由于人為的污染，土壤正在承受巨大的壓力，土地退化的速度已經(jīng)危及到子孫后代的生存和發(fā)展。如果沒有肥沃的土地，我們就不能種植谷物，我們的95%的食物都是直接或間接來(lái)自土地，良好的土壤是保證食品安全和人類可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵，它可以幫助維持糧食生產(chǎn)，減緩和適應(yīng)氣候變化，過濾水源，提高抵御洪澇和旱災(zāi)的能力。面對(duì)日益嚴(yán)重的土壤污染嚴(yán)峻形勢(shì)，相關(guān)部門應(yīng)該高度重視，針對(duì)土壤污染專項(xiàng)立法，對(duì)工礦行業(yè)的排污情況加以控制，倡導(dǎo)以預(yù)防為主的污染控制模式，并通過網(wǎng)絡(luò)廣泛宣傳，提高人們對(duì)土壤污染嚴(yán)重性和危害性的認(rèn)識(shí)。促進(jìn)土壤污染的防治、恢復(fù)土壤健康、確保環(huán)境可持續(xù)發(fā)展，給子孫后代留下天藍(lán)、地綠、水凈的美好家園。

基金項(xiàng)目

本文由中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局“岳陽(yáng)市耕地區(qū)土地質(zhì)量調(diào)查(編號(hào)：DD20200871)”項(xiàng)目資助。

NOTES

*第一作者。

網(wǎng)址: 土壤污染來(lái)源及其危害與防治簡(jiǎn)析 http://m.gysdgmq.cn/newsview140941.html