探析我國土壤污染現狀及治理措施

 

探析我國土壤污染現狀及治理措施

摘要

我國土壤污染的總體形勢嚴峻，部分地區土壤污染嚴重，由土壤污染引發(fā)的農產(chǎn)品質(zhì)量安全問(wèn)題和群體性事件逐年增多。本人首先介紹了土壤污染的相關(guān)概念，然后分析了土壤污染的原因，針對我國土壤污染的現狀、危害，提出了解決我國土壤污染的治理措施，以為改良我國土壤污染現狀給予理論支持。

             土壤污染的定義及分類(lèi)

1、 土壤污染的定義

土壤是指陸地表面具有肥力、能夠生長(cháng)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(cháng)提供機械支撐能力，并能為植物生長(cháng)發(fā)育提供所需要的水、肥、氣、熱等肥力要素。近年來(lái),由于人口急劇增長(cháng)，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，汽車(chē)排放的廢氣，大氣中的有害氣體及飄塵不斷隨雨水降落在土壤中。農業(yè)化學(xué)水平的提高，使大量化學(xué)肥料及農藥散落到環(huán)境中，導致土壤遭受非點(diǎn)源污染的機會(huì )越來(lái)越多，其程度也越來(lái)越嚴重，在水土流失和風(fēng)蝕作用等的影響下，污染面積不斷擴大。因此，凡是妨礙土壤正常功能，降低農作物產(chǎn)量和質(zhì)量，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^【1】。

當土壤中有害物質(zhì)過(guò)多，超過(guò)土壤的自?xún)裟芰?，引起土壤的組成、結構和功能發(fā)生變化，微生物活動(dòng)受到抑制，有害物質(zhì)或其分解產(chǎn)物在土壤中逐漸積累，通過(guò)“土壤→植物→人體”，或通過(guò)“土壤→水→人體”間接被人體吸收，達到危害人體健康的程度,就是土壤污染^【2】。

2 、土壤污染的分類(lèi)

土壤污染物有下列4類(lèi):

① 化學(xué)污染物。包括無(wú)機污染物和有機污染物。前者如汞、鎘、鉛、砷等重金屬，過(guò)量的氮、磷植物營(yíng)養元素以及氧化物和硫化物等;后者如各種化學(xué)農藥、石油及其裂解產(chǎn)物,以及其他各類(lèi)有機合成產(chǎn)物等。

② 物理污染物。指來(lái)自工廠(chǎng)、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生設施（包括醫院）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，以鍶和銫等在土壤中生存期長(cháng)的放射性元素為主。

我國土壤污染現狀、原因與危害

1、 土壤污染的現狀

目前,我國土壤污染的總體形勢嚴峻,部分地區土壤污染嚴重,在重污染企業(yè)或工業(yè)密集區、工礦開(kāi)采區及周邊地區、城市和城郊地區出現了土壤重污染區和高風(fēng)險區。土壤污染類(lèi)型多樣,呈現出新老污染物并存、無(wú)機有機復合污染的局面。土壤污染途徑多,原因復雜,控制難度大。土壤環(huán)境監督管理體系不健全,土壤污染防治投入不足,全社會(huì )防治意識不強。由土壤污染引發(fā)的農產(chǎn)品質(zhì)量安全問(wèn)題和群體性事件逐年增多,成為影響群眾身體健康和社會(huì )穩定的重要因素^【3】。

2、 造成土壤污染的原因
 2.1 過(guò)量施用化肥
　　我國每年化肥施用量超過(guò)4100萬(wàn)t。雖然施用化肥是農業(yè)增產(chǎn)的重要措施,但長(cháng)期大量使用氮、磷等化學(xué)肥料,會(huì )破壞土壤結構,造成土壤板結、耕地土壤退化、耕層變淺、耕性變差、保水肥能力下降、生物學(xué)性質(zhì)惡化,增加了農業(yè)生產(chǎn)成本,影響了農作物的產(chǎn)量和質(zhì)量;未被植物吸收利用和根層土壤吸附固定的養分,都在根層以下積累或轉入地下。殘留在土壤中的氮、磷化合物,在發(fā)生地面徑流或土壤風(fēng)蝕時(shí),會(huì )向其他地方轉移,擴大了土壤污染范圍。過(guò)量使用化肥還使飼料作物含有過(guò)多的硝酸鹽,妨礙牲畜體內氧氣的輸送,使其患病,嚴重導致死亡^【4】。
 2.2 農藥是土壤的主要有機污染物

全國每年使用的農藥量達50萬(wàn)~60萬(wàn)t,使用農藥的土地面積在2.8億hm2以上,農田平均施用農藥13.9 kg/hm2。直接進(jìn)入土壤的農藥,大部分可被土壤吸附,殘留于土壤中的農藥,由于生物和非生物的作用,形成具有不同穩定性的中間產(chǎn)物或最終產(chǎn)物無(wú)機物。噴施于作物體上的農藥,除部分被植物吸收或逸入大氣外,約有1/2左右散落于農田,又與直接施用于田間的農藥構成農田土壤中農藥的基本來(lái)源。農作物從土壤中吸收農藥,在植物根、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。
 2.3 重金屬元素引起的土壤污染
　　全國320個(gè)嚴重污染區約有548萬(wàn)hm2土壤,大田類(lèi)農產(chǎn)品污染超標面積占污染區農田面積的20%,其中重金屬污染占80%,糧食中重金屬鎘、砷、鉻、鉛、汞等的超標率占10%。被公認為城市環(huán)境質(zhì)量?jì)?yōu)良的公園存在著(zhù)嚴重的土壤重金屬污染。汽油中添加的防爆劑四乙基鉛隨廢氣排出污染土壤,使行車(chē)頻率高的公路兩側常形成明顯的鉛污染帶。砷被大量用作殺蟲(chóng)劑、殺菌劑、殺鼠劑和除草劑,硫化礦產(chǎn)的開(kāi)采、選礦、冶煉也會(huì )引起砷對土壤的污染。汞主要來(lái)自廠(chǎng)礦排放的含汞廢水。土壤組成與汞化合物之間有很強的相互作用,積累在土壤中的汞有金屬汞、無(wú)機汞鹽、有機絡(luò )合態(tài)或離子吸附態(tài)汞,所以,汞能在土壤中長(cháng)期存在。鎘、鉛污染主要來(lái)自冶煉排放和汽車(chē)尾氣沉降,磷肥中有時(shí)也含有鎘^【5】。
 2.4 污水灌溉對土壤的污染
　　我國污水灌溉農田面積超過(guò)330萬(wàn)hm2。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分,所以合理地使用污水灌溉農田,有增產(chǎn)效果。未經(jīng)處理或未達到排放標準的工業(yè)污水中含有重金屬、酚、氰化物等許多有毒有害的物質(zhì),會(huì )將污水中有毒有害的物質(zhì)帶至農田,在灌溉渠系兩側形成污染帶。
 2.5 大氣污染對土壤的污染
　　大氣中的二氧化硫、氮氧化物和顆粒物等有害物質(zhì),在大氣中發(fā)生反應形成酸雨,通過(guò)沉降和降水而降落到地面,引起土壤酸化。冶金工業(yè)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(chǎng)為中心、半徑為2~3 km范圍的點(diǎn)狀污染。
 2.6 固體廢物對土壤的污染
　　污泥作為肥料施用,常使土壤受到重金屬、無(wú)機鹽、有機物和病原體的污染。工業(yè)固體廢物和城市垃圾向土壤直接傾倒,由于日曬、雨淋、水洗,使重金屬極易移動(dòng),以輻射狀、漏斗狀向周?chē)寥罃U散。

 2.7 牲畜排泄物和生物殘體對土壤的污染
　　禽畜飼養場(chǎng)的廄肥和屠宰場(chǎng)的廢物,其性質(zhì)近似人糞尿。利用這些廢物作肥料,如果不進(jìn)行物理和生化處理,則其中的寄生蟲(chóng)、病原菌和病毒等可引起土壤和水域污染,并通過(guò)水和農作物危害人群健康。
 2.8 放射性物質(zhì)對土壤的污染
　　土壤輻射污染的來(lái)源有鈾礦和釷礦開(kāi)采、鈾礦濃縮、核廢料處理、核武器爆炸、核實(shí)驗、燃煤發(fā)電廠(chǎng)、磷酸鹽礦開(kāi)采加工等。大氣層核試驗的散落物可造成土壤的放射性污染,放射性散落物中,90Sr、137Cs的半衰期較長(cháng),易被土壤吸附,滯留時(shí)間也較長(cháng)。

3 土壤污染的危害
  一、土壤污染導致嚴重的直接經(jīng)濟損失。

初步統計,全國受污染的耕地約有1 000萬(wàn)hm2,有機污染物污染農田達3 600萬(wàn)hm2,主要農產(chǎn)品的農藥殘留超標率高達16%~20%;污水灌溉污染耕地216.7萬(wàn)hm2,固體廢棄物堆存占地和毀田13.3萬(wàn)hm2。每年因土壤污染減產(chǎn)糧食超過(guò)1 000萬(wàn)t,造成各種經(jīng)濟損失約200億元。
  二、土壤污染導致生物產(chǎn)品品質(zhì)不斷下降。

因農田施用化肥,大多數城市近郊土壤都受到不同程度的污染,許多地方糧食、蔬菜、水果等食物中鎘、砷、鉻、鉛等重金屬含量超標或接近臨界值。每年轉化成為污染物而進(jìn)入環(huán)境的氮素達1 000萬(wàn)t,農產(chǎn)品中的硝酸鹽和亞硝酸鹽污染嚴重。農膜污染土壤面積超過(guò)780萬(wàn)hm2,殘存的農膜對土壤毛細管水起阻流作用,惡化土壤物理性狀,影響土壤通氣透水,影響農作物產(chǎn)量和農產(chǎn)品品質(zhì)^【6】。
  三、土壤污染危害人體健康。

土壤污染會(huì )使污染物在植物體內積累,并通過(guò)食物鏈富集到人體和動(dòng)物體中,危害人體健康,引發(fā)癌癥和其他疾病。
  四、土壤污染導致其他環(huán)境問(wèn)題。

土壤受到污染后,含重金屬濃度較高的污染土容易在風(fēng)力和水力作用下分別進(jìn)入到大氣和水體中,導致大氣污染、地表水污染、地下水污染和生態(tài)系統退化等其他次生生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。

我國土壤污染的治理措施

根據我國的土壤污染的愿意及現狀，總結出以下解決我國土壤污染的治理措施：

一、施用化學(xué)改良劑,采取生物改良措施,增加土壤環(huán)境容量,增強土壤凈化能力。

向土壤中施用石灰、堿性磷酸鹽、氧化鐵、碳酸鹽和硫化物等化學(xué)改良劑,加速有機物的分解,使重金屬固定在土壤中,降低重金屬在土壤及土壤植物體的遷移能力,使其轉化成為難溶的化合物,減少農作物的吸收,以減輕土壤中重金屬的毒害。針對有機物污染,用植物、細菌、真菌聯(lián)合加速有機物降解。針對無(wú)機物污染,利用植物修復可以把一部分重金屬從土壤中帶走。
　　增加土壤有機質(zhì)含量、砂摻粘改良性土壤,增加和改善土壤膠體的種類(lèi)和數量,增加土壤對有害物質(zhì)的吸附能力和吸附量,從而減少污染物在土壤中的活性。發(fā)現、分離和培養新的微生物品種,以增強生物降解作用。
    二、強化污染土壤環(huán)境管理與綜合防治,大力發(fā)展清潔生產(chǎn) 。
　　控制和消除土壤污染源,組織有關(guān)部門(mén)和科研單位,篩選污染土壤修復實(shí)用技術(shù),加強污染土壤修復技術(shù)集成,選擇有代表性的污灌區農田和污染場(chǎng)地,開(kāi)展污染土壤治理與修復。重點(diǎn)支持一批國家級重點(diǎn)治理與修復示范工程,為在更大范圍內修復土壤污染提供示范、積累經(jīng)驗。合理利用污染土地,嚴重污染的土壤可改種非食用經(jīng)濟作物或經(jīng)濟林木以減少食品污染?？茖W(xué)地進(jìn)行污水灌溉,加強土壤污灌區的監測和管理,了解水中污染物的成分、含量及其動(dòng)態(tài),避免帶有不易降解的高殘留污染物隨機進(jìn)入土壤。
　　增施有機肥,提高土壤有機質(zhì)含量,增強土壤膠體對重金屬和農藥的吸附能力。強化對農藥、化肥、除草劑等農用化學(xué)品管理。增施有機肥同時(shí)采取防治措施,不僅可以減少對土壤的污染,還能經(jīng)濟有效地消滅病、蟲(chóng)、草害,發(fā)揮農藥的積極效能。在生產(chǎn)中合理施用農藥、化肥,控制化學(xué)農藥的用量、使用范圍、噴施次數和噴施時(shí)間,提高噴灑技術(shù),改進(jìn)農藥劑型,嚴格限制劇毒、高殘留農藥的使用,大力發(fā)展高效、低毒、低殘留農藥。大力發(fā)展生物防治措施。
　　大力推廣閉路循環(huán)、無(wú)毒工藝,以減少或消除污染物的排放。對工業(yè)“三廢”進(jìn)行回收凈化處理,化害為利,嚴格控制污染物的排放量和濃度。大力推廣和發(fā)展清潔生產(chǎn)。
　　針對土壤污染物的種類(lèi),種植有較強吸收能力的植物,降低有毒物質(zhì)的含量,或通過(guò)生物降解凈化土壤,通過(guò)改變耕作制度、換土、深翻等手段,施加抑制劑改變污染物質(zhì)在土壤中的遷移轉化方向,減少農作物的吸收,提高土壤pH值,促使鎘、汞、銅、鋅等形成氫氧化物沉淀^【7】。
　　根據土壤的特性、氣候狀況和農作物生長(cháng)發(fā)育特點(diǎn),既要防治病蟲(chóng)害對農作物的威脅,又要把化肥、農藥對環(huán)境和人體健康的危害限制在最低程度。利用物理、物理化學(xué)原理治理污染土壤。大力開(kāi)展植樹(shù)造林,提高森林覆蓋率,維護森林生態(tài)系統平衡。
    三、調控土壤氧化還原條件
　　調節土壤氧化還原電位,使某些重金屬污染物轉化為難溶態(tài)沉淀物,控制其遷移和轉化,降低污染物的危害程度。調節土壤氧化還原電位主要是通過(guò)調節土壤水分管理和耕作措施實(shí)現。
    四、改變耕作制度,實(shí)行翻土和換土
　　改變耕作制度會(huì )引起土壤環(huán)境條件的變化,消除某些污染物的危害。對于污染嚴重的土壤,采取鏟除表土和換客土的方法;對于輕度污染的土壤,采取深翻土或換無(wú)污染客土的方法。
    五、采用農業(yè)生態(tài)工程措施
　　在污染土壤上繁殖非食用的種子、種經(jīng)濟作物,從而減少污染物進(jìn)入食物鏈的途徑;或利用某些特定的動(dòng)植物和微生物較快地吸走或降解土壤中的污染物質(zhì),從而達到凈化土壤的目的。
    六、工程治理
　　利用物理(機械)、物理化學(xué)原理治理污染土壤,是一種最為徹底、穩定、治本的措施,但投資大,適于小面積的重度污染區,主要有隔離法、清洗法、熱處理、電化法等。近年來(lái),把其他工業(yè)領(lǐng)域,特別是污水、大氣污染治理技術(shù)引入土壤治理,為土壤污染治理研究開(kāi)辟了新途徑。
　

參考文獻

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[7] 土壤污染及其防治,【期刊】環(huán)境科學(xué)文摘，2005-12-30。