1、概述
土壤是指陸地表面具有肥力、能夠生長(zhǎng)植物的疏松表層,其厚度一般在2 m左右。土壤不但為植物生長(zhǎng)提供機(jī)械支撐能力,并能為植物生長(zhǎng)發(fā)育提供所需要的水、肥、氣、熱等肥力要素。由于人口急劇增長(zhǎng),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,大氣中的有害氣體及飄塵也不斷隨雨水降落在土壤中,導(dǎo)致了土壤污染。凡是妨礙土壤正常功能,降低作物產(chǎn)量和質(zhì)量,還通過(guò)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。
農(nóng)藥。同時(shí)還要采取防治措施,如針對(duì)土壤污染物的種類(lèi),種植有較強(qiáng)吸收力的植物,降低有毒物質(zhì)的含量(例如羊齒類(lèi)鐵角蕨屬的植物能吸收土壤中的重金屬);或通過(guò)生物降解凈化土壤(例如蚯蚓能降解農(nóng)藥、重金屬等);或施加抑制劑改變污染物質(zhì)在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化方向,減少作物的吸收(例如施用石灰),提高土壤的pH,促使鎘、汞、銅、鋅等形成氫氧化物沉淀。此外,還可以通過(guò)增施有機(jī)肥、改變耕作制度、換土、深翻等手段,治理土壤污染。
人為活動(dòng)產(chǎn)生的污染物進(jìn)入土壤并積累到一定程度,引起土壤質(zhì)量惡化,并進(jìn)而造成農(nóng)作物中某些指標(biāo)超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)象,稱(chēng)為土壤污染。污染物進(jìn)入土壤的途徑是多樣的,廢氣中含有的污染物質(zhì),特別是顆粒物,在重力作用下沉降到地面進(jìn)入土壤,廢水中攜帶大量污染物進(jìn)入土壤,固體廢物中的污染物直接進(jìn)入土壤或其滲出液進(jìn)入土壤。其中最主要的是污水灌溉帶來(lái)的土壤污染。農(nóng)藥、化肥的大量使用,造成土壤有機(jī)質(zhì)含量下降,土壤板結(jié),也是土壤污染的來(lái)源之一。土壤污染除導(dǎo)致土壤質(zhì)量下降、農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)下降外,更為嚴(yán)重的是土壤對(duì)污染物具有富集作用,一些毒性大的污染物,如汞、鎘等富集到作物果實(shí)中,人或牲畜食用后發(fā)生中毒。如我國(guó)遼寧沈陽(yáng)張士灌區(qū)由于長(zhǎng)期引用工業(yè)廢水灌溉,導(dǎo)致土壤和稻米中重金屬鎘含量超標(biāo),人畜不能食用。土壤不能再作為耕地,只能改作他用。
由于具有生理毒性的物質(zhì)或過(guò)量的植物營(yíng)養(yǎng)元素進(jìn)入土壤而導(dǎo)致土壤性質(zhì)惡化和植物生理功能失調(diào)的現(xiàn)象。土壤處于陸地生態(tài)系統(tǒng)中的無(wú)機(jī)界和生物界的中心,不僅在本系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行著能量和物質(zhì)的循環(huán),而且與水域、大氣和生物之間也不斷進(jìn)行物質(zhì)交換,一旦發(fā)生污染,三者之間就會(huì)有污染物質(zhì)的相互傳遞。作物從土壤中吸收和積累的污染物常通過(guò)食物鏈傳遞而影響人體健康。[1]
2、類(lèi)型
土壤污染物有下列4類(lèi):①化學(xué)污染物。包括無(wú)機(jī)污染物和有機(jī)污染物。前者如汞、鎘、鉛、砷等重金屬,過(guò)量的氮、磷植物營(yíng)養(yǎng)元素以及氧化物和硫化物等;后者如各種化學(xué)農(nóng)藥、石油及其裂解產(chǎn)物,以及其他各類(lèi)有機(jī)合成產(chǎn)物等。②物理污染物。指來(lái)自工廠、礦山的固體廢棄物如尾礦、廢石、粉煤灰和工業(yè)垃圾等。③生物污染物。指帶有各種病菌的城市垃圾和由衛(wèi)生設(shè)施(包括醫(yī)院)排出的廢水、廢物以及廄肥等。④放射性污染物。主要存在于核原料開(kāi)采和大氣層核爆炸地區(qū),以鍶和銫等在土壤中生存期長(zhǎng)的放射性元素為主。
3、污染途徑
無(wú)機(jī)污染
1.工業(yè)污水
用未經(jīng)處理或未達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)污水灌溉農(nóng)田是污染物進(jìn)入土壤的主要途徑,其后果是在灌溉渠系兩側(cè)形成污染帶。屬封閉式局限性污染。[1]
2.酸雨
工業(yè)排放的 SO2、NO等有害氣體在大氣中發(fā)生反應(yīng)而形成酸雨,以自然降水形式進(jìn)入土壤,引起土壤酸化。冶金工業(yè)煙囪排放的金屬氧化物粉塵,則在重力作用下以降塵形式進(jìn)入土壤,形成以排污工廠為中心、半徑為2至3公里范圍的點(diǎn)狀污染。[1]
3.尾氣排放
汽油中添加的防爆劑四乙基鉛隨廢氣排出污染土壤,行車(chē)頻率高的公路兩側(cè)常形成明顯的鉛污染帶。
4.堆積物
堆積場(chǎng)所土壤直接受到污染,自然條件下的二次擴(kuò)散會(huì)形成更大范圍的污染。
5.農(nóng)業(yè)污染
屬農(nóng)業(yè)區(qū)開(kāi)放性的。
污染原理
進(jìn)入土壤的污染物,因其類(lèi)型和性質(zhì)的不同而主要有固定、揮發(fā)、降解、流散和淋溶等不同去向。重金屬離子,主要是能使土壤無(wú)機(jī)和有機(jī)膠體發(fā)生穩(wěn)定吸附的離子,包括與氧化物專(zhuān)性吸附和與胡敏素緊密結(jié)合的離子,以及土壤溶液化學(xué)平衡中產(chǎn)生的難溶性金屬氫氧化物、碳酸鹽和硫化物等,將大部分被固定在土壤中而難以排除;雖然一些化學(xué)反應(yīng)能緩和其毒害作用,但仍是對(duì)土壤環(huán)境的潛在威脅?;瘜W(xué)農(nóng)藥的歸宿,主要是通過(guò)氣態(tài)揮發(fā)、化學(xué)降解、光化學(xué)降解和生物降解而最終從土壤中消失,其揮發(fā)作用的強(qiáng)弱主要取決于自身的溶解度和蒸氣壓,以及土壤的溫度、濕度和結(jié)構(gòu)狀況。例如,大部分除草劑均能發(fā)生光化學(xué)降解,一部分農(nóng)藥(有機(jī)磷等)能在土壤中產(chǎn)生化學(xué)降解;使用的農(nóng)藥多為有機(jī)化合物,故也可產(chǎn)生生物降解。即土壤微生物在以農(nóng)藥中的碳素作能源的同時(shí),就已破壞了農(nóng)藥的化學(xué)結(jié)構(gòu),導(dǎo)致脫烴、脫鹵、水解和芳環(huán)烴基化等化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生而使農(nóng)藥降解。土壤中的重金屬和農(nóng)藥都可隨地面徑流或土壤侵蝕而部分流失,引起污染物的擴(kuò)散;作物收獲物中的重金屬和農(nóng)藥殘留物也會(huì)向外環(huán)境轉(zhuǎn)移,即通過(guò)食物鏈進(jìn)入家畜和人體等。施入土壤中過(guò)剩的氮肥,在土壤的氧化還原反應(yīng)中分別形成NO、 N□和NH□、N□。前兩者易于淋溶而污染地下水,后兩者易于揮發(fā)而造成氮素?fù)p失并污染大氣。
有機(jī)污染
土壤的污染,一般是通過(guò)大氣與水污染的轉(zhuǎn)化而產(chǎn)生,它們可以單獨(dú)起作用,也可以相互重疊和交叉進(jìn)行,屬于點(diǎn)污染的一類(lèi)。隨著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化,特別是農(nóng)業(yè)化學(xué)化水平的提高,大量化學(xué)肥料及農(nóng)藥散落到環(huán)境中,土壤遭受非點(diǎn)污染的機(jī)會(huì)越來(lái)越多,其程度也越來(lái)越嚴(yán)重。在水土流失和風(fēng)蝕作用等的影響下,污染面積不斷地?cái)U(kuò)大。
根據(jù)污染物質(zhì)的性質(zhì)不同,土壤污染物分為無(wú)機(jī)物和有機(jī)物兩類(lèi):無(wú)機(jī)物主要有汞、鉻、鉛、銅、鋅等重金屬和砷、硒等非金屬;有機(jī)物主要有酚、有機(jī)農(nóng)藥、油類(lèi)、苯并芘類(lèi)和洗滌劑類(lèi)等。以上這些化學(xué)污染物主要是由污水、廢氣、固體廢物、農(nóng)藥和化肥帶進(jìn)土壤并積累起來(lái)的。
1.污水排放
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,一般有增產(chǎn)效果。但污水中還含有重金屬、酚、氰化物等許多有毒有害的物質(zhì),如果污水沒(méi)有經(jīng)過(guò)必要的處理而直接用于農(nóng)田灌溉,會(huì)將污水中有毒有害的物質(zhì)帶至農(nóng)田,污染土壤。例如冶煉、電鍍、燃料、汞化物等工業(yè)廢水能引起鎘、汞、鉻、銅等重金屬污染;石油化工、肥料、農(nóng)藥等工業(yè)廢水會(huì)引起酚、三氯乙醛、農(nóng)藥等有機(jī)物的污染。
2.廢氣
大氣中的有害氣體主要是工業(yè)中排出的有毒廢氣,它的污染面大,會(huì)對(duì)土壤造成嚴(yán)重污染。工業(yè)廢氣的污染大致分為兩類(lèi):氣體污染,如二氧化硫、氟化物、臭氧、氮氧化物、碳?xì)浠衔锏?氣溶膠污染,如粉塵、煙塵等固體粒子及煙霧,霧氣等液體粒子,它們通過(guò)沉降或降水進(jìn)入土壤,造成污染。例如,有色金屬冶煉廠排出的廢氣中含有鉻、鉛、銅、鎘等重金屬,對(duì)附近的土壤造成污染;生產(chǎn)磷肥、氟化物的工廠會(huì)對(duì)附近的土壤造成粉塵污染和氟污染。
3.化肥
施用化肥是農(nóng)業(yè)增產(chǎn)的重要措施,但不合理的使用,也會(huì)引起土壤污染。長(zhǎng)期大量使用氮肥,會(huì)破壞土壤結(jié)構(gòu),造成土壤板結(jié),生物學(xué)性質(zhì)惡化,影響農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量。過(guò)量地使用硝態(tài)氮肥,會(huì)使飼料作物含有過(guò)多的硝酸鹽,妨礙牲畜體內(nèi)氧的輸送,使其患病,嚴(yán)重的導(dǎo)致死亡。
4.農(nóng)藥
農(nóng)藥能防治病、蟲(chóng)、草害,如果使用得當(dāng),可保證作物的增產(chǎn),但它是一類(lèi)危害性很大的土壤污染物,施用不當(dāng),會(huì)引起土壤污染。噴施于作物體上的農(nóng)藥(粉劑、水劑、乳液等),除部分被植物吸收或逸入大氣外,約有一半左右散落于農(nóng)田,這一部分農(nóng)藥與直接施用于田間的農(nóng)藥(如拌種消毒劑、地下害蟲(chóng)熏蒸劑和殺蟲(chóng)劑等)構(gòu)成農(nóng)田土壤中農(nóng)藥的基本來(lái)源。農(nóng)作物從土壤中吸收農(nóng)藥,在根、莖、葉、果實(shí)和種子中積累,通過(guò)食物、飼料危害人體和牲畜的健康。此外,農(nóng)藥在殺蟲(chóng)、防病的同時(shí),也使有益于農(nóng)業(yè)的微生物、昆蟲(chóng)、鳥(niǎo)類(lèi)遭到傷害,破壞了生態(tài)系統(tǒng),使農(nóng)作物遭受間接損失。
5.固體污染
工業(yè)廢物和城市垃圾是土壤的固體污染物。例如,各種農(nóng)用塑料薄膜作為大棚、地膜覆蓋物被廣泛使用,如果管理、回收不善,大量殘膜碎片散落田間,會(huì)造成農(nóng)田“白色污染”。這樣的固體污染物既不易蒸發(fā)、揮發(fā),也不易被土壤微生物分解,是一種長(zhǎng)期滯留土壤的污染物。
4、污染防治
1.科學(xué)污水灌溉
工業(yè)廢水種類(lèi)繁多,成分復(fù)雜,有些工廠排出的廢水可能是無(wú)害的,但與其他工廠排出的廢水混合后,就變成有毒的廢水。因此在利用廢水灌溉農(nóng)田之前,應(yīng)按照《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行凈化處理,這樣既利用了污水,又避免了對(duì)土壤的污染。
2.合理使用農(nóng)藥
合理使用農(nóng)藥,這不僅可以減少對(duì)土壤的污染,還能經(jīng)濟(jì)有效地消滅病、蟲(chóng)、草害,發(fā)揮農(nóng)藥的積極效能。在生產(chǎn)中,不僅要控制化學(xué)農(nóng)藥的用量、使用范圍、噴施次數(shù)和噴施時(shí)間,提高噴灑技術(shù),還要改進(jìn)農(nóng)藥劑型,嚴(yán)格限制劇毒、高殘留農(nóng)藥的使用,重視低毒、低殘留農(nóng)藥的開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)。
3.合理施用化肥
根據(jù)土壤的特性、氣候狀況和農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育特點(diǎn),配方施肥,嚴(yán)格控制有毒化肥的使用范圍和用量。
增施有機(jī)肥,提高土壤有機(jī)質(zhì)含量,可增強(qiáng)土壤膠體對(duì)重金屬和農(nóng)藥的吸附能力。如褐腐酸能吸收和溶解三氯雜苯除草劑及某些農(nóng)藥,腐殖質(zhì)能促進(jìn)鎘的沉淀等。同時(shí),增加有機(jī)肥還可以改善土壤微生物的流動(dòng)條件,加速生物降解過(guò)程。
4.施用化學(xué)改良劑
在受重金屬輕度污染的土壤中施用抑制劑,可將重金屬轉(zhuǎn)化成為難溶的化合物,減少農(nóng)作物的吸收。常用的抑制劑有石灰、堿性磷酸鹽、碳酸鹽和硫化物等。例如,在受鎘污染的酸性、微酸性土壤中施用石灰或堿性爐灰等,可以使活性鎘轉(zhuǎn)化為碳酸鹽或氫氧化物等難溶物,改良效果顯著。
因?yàn)橹亟饘俅蟛糠譃橛H硫元素,所以在水田中施用綠肥、稻草等,在旱地上施用適量的硫化鈉、石硫合劑等有利于重金屬生成難溶的硫化物。
對(duì)于砷污染土壤,可施加Fe2SO43和MgCl2等生成FeAsO4、Mg?NH4 AsO4等難溶物減少砷的危害。另外,可以種植抗性作物或?qū)δ承┲亟饘僭赜懈患芰Φ牡偷戎参?,用于小面積受污染土壤的凈化。如玉米抗鎘能力強(qiáng),馬鈴薯、甜菜等抗鎳能力強(qiáng)等。有些蕨類(lèi)植物對(duì)鋅、鎘的富集濃度可達(dá)數(shù)百甚至數(shù)千ppm,例如,在被砷污染的土壤上谷類(lèi)作物無(wú)法生存,但在其上生長(zhǎng)的苔蘚砷富集量可達(dá)1250×10-6。
總之,按照“預(yù)防為主”的環(huán)保方針,防治土壤污染的首要任務(wù)是控制和消除土壤污染源,對(duì)已污染的土壤,要采取一切有效措施,清除土壤中的污染物,控制土壤污染物的遷移轉(zhuǎn)化,改善農(nóng)村生態(tài)環(huán)境,提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì),為廣大人民群眾提供優(yōu)質(zhì)、安全的農(nóng)產(chǎn)品。
5、特點(diǎn)
土壤污染具有隱蔽性和滯后性。大氣污染、水污染和廢棄物污染等問(wèn)題一般都比較直觀,通過(guò)感官就能發(fā)現(xiàn)。而土壤污染則不同,它往往要通過(guò)對(duì)土壤樣品進(jìn)行分析化驗(yàn)和農(nóng)作物的殘留檢測(cè),甚至通過(guò)研究對(duì)人畜健康狀況的影響才能確定。因此,土壤污染從產(chǎn)生污染到出現(xiàn)問(wèn)題通常會(huì)滯后較長(zhǎng)的時(shí)間。如日本的“痛痛病”經(jīng)過(guò)了10~20年之后才被人們所認(rèn)識(shí)。[1]
1.累積性
污染物質(zhì)在大氣和水體中,一般都比在土壤中更容易遷移。這使得污染物質(zhì)在土壤中并不象在大氣和水體中那樣容易擴(kuò)散和稀釋?zhuān)虼巳菀自谕寥乐胁粩喾e累而超標(biāo),同時(shí)也使土壤污染具有很強(qiáng)的地域性。
2.不可逆轉(zhuǎn)性
重金屬對(duì)土壤的污染基本上是一個(gè)不可逆轉(zhuǎn)的過(guò)程,許多有機(jī)化學(xué)物質(zhì)的污染也需要較長(zhǎng)的時(shí)間才能降解。譬如:被某些重金屬污染的土壤可能要100~200年時(shí)間才能夠恢復(fù)。
3.難治理
如果大氣和水體受到污染,切斷污染源之后通過(guò)稀釋作用和自?xún)艋饔靡灿锌赡苁刮廴締?wèn)題不斷逆轉(zhuǎn),但是積累在污染土壤中的難降解污染物則很難靠稀釋作用和自?xún)艋饔脕?lái)消除。
土壤污染一旦發(fā)生,僅僅依靠切斷污染源的方法則往往很難恢復(fù),有時(shí)要靠換土、淋洗土壤等方法才能解決問(wèn)題,其他治理技術(shù)可能見(jiàn)效較慢。因此,治理污染土壤通常成本較高、治理周期較長(zhǎng)。 鑒于土壤污染難于治理,而土壤污染問(wèn)題的產(chǎn)生又具有明顯的隱蔽性和滯后性等特點(diǎn),因此土壤污染問(wèn)題一般都不太容易受到重視。
4.高輻射
大量的輻射污染了土地,使被污染的土地含有了一種毒質(zhì)。這種毒質(zhì)會(huì)使植物生長(zhǎng)不了,停止生長(zhǎng)!
焚燒樹(shù)葉:樹(shù)葉里含有一種有毒物質(zhì),在一般情況下是不會(huì)散發(fā)出來(lái)的。但一遇火,就會(huì)蒸發(fā)毒物。人一呼吸,就會(huì)中毒[1]
6、防治現(xiàn)狀
我國(guó)土壤污染防治的現(xiàn)狀我國(guó)土壤污染防治的現(xiàn)狀我國(guó)土壤污染防治的現(xiàn)狀[1]在治理土壤污染這一問(wèn)題上,我國(guó)已制定了一些法律、法規(guī)和規(guī)章,內(nèi)容涵蓋了農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)、防治土地污染等方面,應(yīng)該說(shuō)這些法律政策對(duì)改善我國(guó)的土壤污染狀況是發(fā)揮了一定作用的。但是,也必須看到《環(huán)境保護(hù)法》、《農(nóng)業(yè)法》、《土地管理法》等現(xiàn)行法律法規(guī)提供的只是有關(guān)土壤污染防治的零散規(guī)定,我國(guó)在土壤污染防治方面并沒(méi)有制定專(zhuān)門(mén)性的單行法律。因此,可以說(shuō)我國(guó)在土壤污染防治上的法律是缺乏系統(tǒng)性與可操作性的,甚至可以說(shuō)這方面的立法基本上是一片空白。
7、危害
1、導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)和農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)降低
2、污染地下水和地表水
3、影響大氣環(huán)境質(zhì)量
4、危害人體健康
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