土壤污染生態(tài)修復(fù)實(shí)驗(yàn)技術(shù)內(nèi)容簡介

凡是妨礙土壤正常功能，降低作物產(chǎn)量和質(zhì)量，還通過糧食、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。

土壤污染的形成因素:由于人口急劇增長，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。

土壤污染物的來源廣、種類多，大致可分為無機(jī)污染物和有機(jī)污染物兩大類。無機(jī)污染物主要包括酸、堿、重金屬(銅、汞、鉻、鎘、鎳、鉛等)鹽類、放射性元素銫、鍶的化合物、含砷、硒、氟的化合物等。有機(jī)污染物主要包括有機(jī)農(nóng)藥、酚類、氰化物、石油、合成洗滌劑、3，4-苯并以及由城市污水、污泥及廄肥帶來的有害微生物等。

當(dāng)土壤中含有害物質(zhì)過多，超過土壤的自凈能力，就會(huì)引起土壤的組成、結(jié)構(gòu)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"土壤→植物→人體"，或通過"土壤→水→人體" 間接被人體吸收，達(dá)到危害人體健康的程度，就是土壤污染。

據(jù)報(bào)道，目前我國受鎘、砷、鉻、鉛等重金屬污染的耕地面積近 2000 萬公頃，約占總耕地面積的 1/5，其中工業(yè)"三廢"污染耕地 1000 萬公頃，污水灌溉的農(nóng)田面積已達(dá) 330 多萬公頃。例如:某省曾對 47 個(gè)縣和郊區(qū)的 259 萬公頃耕地(占全省耕地面積的五分之二)進(jìn)行過調(diào)查。其結(jié)果表明，75% 的縣已受到不同程度的重金屬污染的潛在威脅，而且污染趨勢仍在加重。

污水灌溉等廢棄物對農(nóng)田已造成大面積的土壤污染。如沈陽張士灌區(qū)用污水灌溉 20 多年后，污染耕地 2500 多公頃，造成了嚴(yán)重的鎘污染，稻田含鎘 5-7mg/kg。天津近郊因污水灌溉導(dǎo)致 2.3 萬公頃農(nóng)田受到污染。廣州近郊因?yàn)槲鬯喔榷廴巨r(nóng)田 2700 公頃，因施用含污染物的底泥造成 1333 公頃的土壤被污染，污染面積占郊區(qū)耕地面積的 46%。80 年代中期對北京某污灌區(qū)進(jìn)行的抽樣調(diào)查表明，大約 60% 的土壤和 36% 的糙米存在污染問題。

另一方面，全國有 1300~1600 萬公頃耕地受到農(nóng)藥的污染。除耕地污染之外，我國的工礦區(qū)、城市也還存在土壤(或土地)污染問題。

中科院地理科學(xué)與資源環(huán)境研究所研究員陳同斌前后用了3年多的時(shí)間對北京市全市的土壤和蔬菜進(jìn)行了大規(guī)模的取樣分析和研究，發(fā)現(xiàn)土壤污染問題已經(jīng)比較嚴(yán)重，并且已經(jīng)影響到蔬菜等農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量。

南京農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)資源與生態(tài)環(huán)境研究所研究員潘根興在2002年初做過一個(gè)南京市各城區(qū)的土壤重金屬污染調(diào)查。結(jié)果同樣很嚴(yán)重。超過70%的采樣區(qū)域存在重金屬污染，測出的最高鉛含量超過900ppm，超過國家標(biāo)準(zhǔn)3倍以上。

陳同斌在2001年對北京市的公園土壤重金屬污染做了一項(xiàng)調(diào)查，結(jié)果讓人吃驚。被公認(rèn)為城市中環(huán)境質(zhì)量優(yōu)良的公園存在著不容忽視的土壤重金屬污染。而且公園建成的年代與土壤重金屬污染的程度成一個(gè)指數(shù)關(guān)系。

1. 土壤污染導(dǎo)致嚴(yán)重的直接經(jīng)濟(jì)損失--農(nóng)作物的污染、減產(chǎn)。對于各種土壤污染造成的經(jīng)濟(jì)損失，尚缺乏系統(tǒng)的調(diào)查資料。僅以土壤重金屬污染為例，全國每年就因重金屬污染而減產(chǎn)糧食 1000 多萬噸，另外被重金屬污染的糧食每年也多達(dá) 1200 萬噸，合計(jì)經(jīng)濟(jì)損失至少 200 億元。

2. 土壤污染導(dǎo)致生物品質(zhì)不斷下降

我國大多數(shù)城市近郊土壤都受到了不同程度的污染，有許多地方糧食、蔬菜、水果等食物中鎘、鉻、砷、鉛等重金屬含量超標(biāo)和接近臨界值。

土壤污染除影響食物的衛(wèi)生品質(zhì)外，也明顯地影響到農(nóng)作物的其他品質(zhì)。

有些地區(qū)污灌已經(jīng)使得蔬菜的味道變差，易爛，甚至出現(xiàn)難聞的異味;農(nóng)產(chǎn)品的儲(chǔ)藏品質(zhì)和加工品質(zhì)也不能滿足深加工的要求。

3. 土壤污染危害人體健康

土壤污染會(huì)使污染物在植(作)物體中積累，并通過食物鏈富集到人體和動(dòng)物體中，危害人畜健康，引發(fā)癌癥和其他疾病等。

4. 土壤污染導(dǎo)致其他環(huán)境問題

土地受到污染后，含重金屬濃度較高的污染表土容易在風(fēng)力和水力的作用下分別進(jìn)入到大氣和水體中，導(dǎo)致大氣污染、地表水污染、地下水污染和生態(tài)系統(tǒng)退化等其他次生生態(tài)環(huán)境問題。

當(dāng)土壤被病原體，有毒化學(xué)物質(zhì)和放射性物質(zhì)污染后，便能傳播疾病，引起中毒和誘發(fā)癌癥。

被病原體污染的土壤能傳播傷寒、副傷寒、痢疾、病毒性肝炎等傳染病。因土壤污染而傳播的寄生蟲病有蛔蟲病和鉤蟲病等。人與土壤直接接觸，或生吃被污染的蔬菜、瓜果，就容易感染這些寄生蟲病。土壤對傳播這些寄生蟲病起著特殊的作用，因?yàn)樵谶@些蠕蟲的生活史中，有一個(gè)階段必須在土壤中度過。例如，蛔蟲卵一定要在土壤中發(fā)育成熟，鉤蟲卵一定要在土壤中孵出鉤蚴才有感染性等。

結(jié)核病人的痰液含有大量結(jié)核桿菌，如果隨地吐痰，就會(huì)污染土壤，水分蒸發(fā)后，結(jié)核桿菌在干燥而細(xì)小的土壤顆粒上還能生存很長時(shí)間，這些帶菌的土壤顆粒隨風(fēng)進(jìn)入空氣，人通過呼吸，就會(huì)感染結(jié)核病。

有些人畜共患的傳染病或與動(dòng)物有關(guān)的疾病，也可通過土壤傳染給人。例如，患鉤端螺旋體病的牛、羊、豬、馬等，可通過糞尿中的病原體污染土壤，這些鉤端螺旋體在中性或弱堿性的土壤中能存活幾個(gè)星期，并可通過粘膜、傷口或被浸軟的皮膚侵入人體，使人致病。炭疽桿菌芽孢在土壤中能存活幾年甚至幾十年;被傷風(fēng)桿菌、氣性壞疽桿菌、肉毒桿菌等病原體，也能形成芽孢，長期在土壤中生存。破傷風(fēng)桿菌、氣性壞疽桿菌來自感染的動(dòng)物糞便，特別是馬糞。人們受外傷后，傷口被泥土污染，特別是深的穿刺傷口，很容易感染破傷風(fēng)或氣性壞疽病。此外，被有機(jī)廢棄物污染的土壤，是蚊蠅孳生和鼠類繁殖的場所，而蚊、蠅和鼠類又是許多傳染病的媒介，因此，被有機(jī)廢物污染的土壤，在流行病學(xué)上被視為是特別危險(xiǎn)的物質(zhì)。

土壤被有毒化學(xué)物污染后，對人體的影響大都是間接的，主要是通過農(nóng)作物、地面水或地下水對人體產(chǎn)生影響。在生產(chǎn)過磷酸鈣工廠的周圍，土壤中砷和氟的含量顯著增高。鉛、鋅冶煉廠周圍的土壤，不僅受到鉛、鋅、鎘的嚴(yán)重污染，而且還受到含硫物質(zhì)所形成的硫酸的嚴(yán)重污染。任意堆放的含毒廢渣以及被農(nóng)藥等有毒化學(xué)物質(zhì)污染的土壤，通過雨水的沖刷、攜帶和下滲，會(huì)污染水源。人、畜通過飲水和食物可引起中毒。

土壤被放射性物質(zhì)污染后，通過放射性衰變，能產(chǎn)生α、β、γ射線，這些射線能穿透人體組織，使機(jī)體的一些組織細(xì)胞死亡。這些射線對機(jī)體既可造成外照射損傷，又可通過飲食或呼吸進(jìn)入人體，造成內(nèi)照射損傷，使受害者頭昏、疲乏無力、脫發(fā)、白細(xì)胞減少或增多，發(fā)生癌變等。

20世紀(jì)70年代以來，通過對癌物質(zhì)的研究，還發(fā)現(xiàn)許多工業(yè)城市及其近郊的土壤中含有苯并(a)芘等致癌物質(zhì)。

被有機(jī)廢棄物污染的土壤還容易腐敗分解，散發(fā)出惡臭，污染空氣，有機(jī)廢棄物或有毒化學(xué)物質(zhì)又能阻塞土壤孔隙，破壞土壤結(jié)構(gòu)，影響土壤的自凈能力;有時(shí)還能使土壤處于潮濕污穢狀態(tài)，影響居民健康。

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題一般都比較直觀，通過感官就能發(fā)現(xiàn)。而土壤污染則不同，它往往要通過對土壤樣品進(jìn)行分析化驗(yàn)和農(nóng)作物的殘留檢測，甚至通過研究對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)問題通常會(huì)滯后較長的時(shí)間。如日本的"痛痛病"經(jīng)過了10~20年之后才被人們所認(rèn)識(shí)。

土壤污染的累積性。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，因此容易在土壤中不斷積累而超標(biāo)，同時(shí)也使土壤污染具有很強(qiáng)的地域性。

土壤污染具有不可逆轉(zhuǎn)性。重金屬對土壤的污染基本上是一個(gè)不可逆轉(zhuǎn)的過程，許多有機(jī)化學(xué)物質(zhì)的污染也需要較長的時(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)。

土壤污染很難治理。如果大氣和水體受到污染，切斷污染源之后通過稀釋作用和自凈化作用也有可能使污染問題不斷逆轉(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凈化作用來消除。

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題，其他治理技術(shù)可能見效較慢。因此，治理污染土壤通常成本較高、治理周期較長。鑒于土壤污染難于治理，而土壤污染問題的產(chǎn)生又具有明顯的隱蔽性和滯后性等特點(diǎn)，因此土壤污染問題一般都不太容易受到重視。

土壤污染物可分為三類。

一類是病原體，包括腸道致病菌、腸道寄生蟲(蠕蟲卵)、破傷風(fēng)桿菌、霉菌和病毒等。它們主要來自做肥料的人畜糞便和垃圾?；蛑苯佑蒙钗鬯喔绒r(nóng)田，都會(huì)使土壤受到病原體的污染。這些病原體能在土壤中生存較長時(shí)間，如痢疾桿菌能在土壤中生存22~142天，結(jié)核桿菌能生存一年左右，蛔蟲卵能生存315~420天，沙門氏菌能生存35~70天。

第二類是有毒化學(xué)物質(zhì)，如鎘、鉛等重金屬以及有機(jī)氯農(nóng)藥等。它們主要來自工業(yè)生產(chǎn)過程中排放的廢水、廢氣、廢渣以及農(nóng)業(yè)上大量施用的農(nóng)藥和化肥。

第三類是放射性物質(zhì)，它們主要來自核爆炸的大氣散落物，工業(yè)、科研和醫(yī)療機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的液體或固體放射性廢棄物，它們釋放出來的放射性物質(zhì)進(jìn)入土壤，能在土壤中積累，形成潛在的威脅。由核裂變產(chǎn)生的兩個(gè)重要的長半衰期放射性元素是90鍶(半衰期為28年)和137銫(半衰期為30年)?？諝庵械姆派湫?0鍶可被雨水帶入土壤中。因此，土壤中含90鍶的濃度常與當(dāng)?shù)亟涤炅砍烧取?/p>