土壤污染

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摘要

土壤污染
  土壤污染(外文名:Control status),大致可分为无机污染物和有机污染物两大类。无机污染物主要包括酸、碱、重金属,盐类、放射性元素铯、锶的化合物、含砷、硒、氟的化合物等。有机污染物主要包括有机农药、酚类、氰化物、石油、合成洗涤剂、3,4-苯 并芘以及由城市污水、污泥及厩肥带来的有害微生物等。

概述

  当土壤中含有害物质过多,超过土壤的自净能力,就会引起土壤的组成、结构和功能发生变化,微生物活动受到抑制,有害物质或其分解产物在土壤中逐渐积累通过“土壤→植物→人体”,或通过“土壤→水→人体”间接被人体吸收,达到危害人体健康的程度,就是 土壤污染。
  由于具有生理毒性的物质或过量的植物营养元素进入土壤而导致土壤性质恶化和植物生理功能失调的现象。土壤处于陆地生态系统中的无机界和生物界的中心,不仅在本系统内进行着能量和物质的循环,而且与水域、大气和生物之间也不断进行物质交换,一旦发生污染, 三者之间就会有污染物质的相互传递。作物从土壤中吸收和积累的污染物常通过食物链传递而影响人体健康。

背景

  化学农药的归宿,主要是通过气态挥发、化学降解、光化学降解和生物降解而最终从土壤中消失,其挥发作用的强弱主要取决于自身的溶解度和蒸气压,以及土壤的温度、湿度和结构状况。例如,大部分除草剂均能发生光化学降解,一部分农药(有机磷等)能在土壤 中产生化学降解;使用的农药多为有机化合物,故也可产生生物降解。即土壤微生物在以农药中的碳素作能源的同时,就已破坏了农药的化学结构,导致脱烃、脱卤、水解和芳环烃基化等化学反应的发生而使农药降解。
  土壤中的重金属和农药都可随地面径流或土壤侵蚀而部分流失,引起污染物的扩散;作物收获物中的重金属和农药残留物也会向外环境转移,即通过食物链进入家畜和人体等。施入土壤中过剩的氮肥,在土壤的氧化还原反应中分别形成NO、 N□和NH□、N□。前两者 易于淋溶而污染地下水,后两者易于挥发而造成氮素损失并污染大气。

类型

  土壤污染物有下列4类:①化学污染物。包括无机污染物和有机污染物。前者如汞、镉、铅、砷等重金属,过量的氮、磷植物营养元素以及氧化物和硫化物等;后者如各种化学农药、石油及其裂解产物,以及其他各类有机合成产物等。②物理污染物。指来自工厂、矿山的固 体废弃物如尾矿、废石、粉煤灰和工业垃圾等。③生物污染物。指带有各种病菌的城市垃圾和由卫生设施(包括医院)排出的废水、废物以及厩肥等。④放射性污染物。主要存在于核原料开采和大气层核爆炸地区,以锶和铯等在土壤中生存期长的放射性元素为主。

途径

  无机污染
  1.工业污水
  用未经处理或未达到排放标准的工业污水灌溉农田是污染物进入土壤的主要途径,其后果是在灌溉渠系两侧形成污染带。属封闭式局限性污染。
  2.酸雨
  工业排放的SO2、NO等有害气体在大气中发生反应而形成酸雨,以自然降水形式进入土壤,引起土壤酸化。冶金工业烟囱排放的金属氧化物粉尘,则在重力作用下以降尘形式进入土壤,形成以排污工厂为中心、半径为2至3公里范围的点状污染。
  3.尾气排放
  汽油中添加的防爆剂四乙基铅随废气排出污染土壤,行车频率高的公路两侧常形成明显的铅污染带。
  4.堆积物
  堆积场所土壤直接受到污染,自然条件下的二次扩散会形成更大范围的污染。
  5.农业污染
  属农业区开放性的。
  有机污染
  土壤的污染,一般是通过大气与水污染的转化而产生,它们可以单独起作用,也可以相互重叠和交叉进行,属于点污染的一类。随着农业现代化,特别是农业化学化水平的提高,大量化学肥料及农药散落到环境中,土壤遭受非点污染的机会越来越多,其程度也越来 越严重。在水土流失和风蚀作用等的影响下,污染面积不断地扩大。
  根据污染物质的性质不同,土壤污染物分为无机物和有机物两类:无机物主要有汞、铬、铅、铜、锌等重金属和砷、硒等非金属;有机物主要有酚、有机农药、油类、苯并芘类和洗涤剂类等。以上这些化学污染物主要是由污水、废气、固体废物、农药和化肥带进土 壤并积累起来的。
  1.污水排放
  生活污水和工业废水中,含有氮、磷、钾等许多植物所需要的养分,所以合理地使用污水灌溉农田,一般有增产效果。但污水中还含有重金属、酚、氰化物等许多有毒有害的物质,如果污水没有经过必要的处理而直接用于农田灌溉,会将污水中有毒有害的物质带至 农田,污染土壤。例如冶炼、电镀、燃料、汞化物等工业废水能引起镉、汞、铬、铜等重金属污染;石油化工、肥料、农药等工业废水会引起酚、三氯乙醛、农药等有机物的污染。
  2.废气
  大气中的有害气体主要是工业中排出的有毒废气,它的污染面大,会对土壤造成严重污染。工业废气的污染大致分为两类:气体污染,如二氧化硫、氟化物、臭氧、氮氧化物、碳氢化合物等;气溶胶污染,如粉尘、烟尘等固体粒子及烟雾,雾气等液体粒子,它们通 过沉降或降水进入土壤,造成污染。例如,有色金属冶炼厂排出的废气中含有铬、铅、铜、镉等重金属,对附近的土壤造成污染;生产磷肥、氟化物的工厂会对附近的土壤造成粉尘污染和氟污染。
  3.化肥
  施用化肥是农业增产的重要措施,但不合理的使用,也会引起土壤污染。长期大量使用氮肥,会破坏土壤结构,造成土壤板结,生物学性质恶化,影响农作物的产量和质量。过量地使用硝态氮肥,会使饲料作物含有过多的硝酸盐,妨碍牲畜体内氧的输送,使其患病 ,严重的导致死亡。
  4.农药
  农药能防治病、虫、草害,如果使用得当,可保证作物的增产,但它是一类危害性很大的土壤污染物,施用不当,会引起土壤污染。喷施于作物体上的农药(粉剂、水剂、乳液等),除部分被植物吸收或逸入大气外,约有一半左右散落于农田,这一部分农药与直接 施用于田间的农药(如拌种消毒剂、地下害虫熏蒸剂和杀虫剂等)构成农田土壤中农药的基本来源。农作物从土壤中吸收农药,在根、茎、叶、果实和种子中积累,通过食物、饲料危害人体和牲畜的健康。此外,农药在杀虫、防病的同时,也使有益于农业的微生物、昆 虫、鸟类遭到伤害,破坏了生态系统,使农作物遭受间接损失。
  5.固体污染
  工业废物和城市垃圾是土壤的固体污染物。例如,各种农用塑料薄膜作为大棚、地膜覆盖物被广泛使用,如果管理、回收不善,大量残膜碎片散落田间,会造成农田“白色污染”。这样的固体污染物既不易蒸发、挥发,也不易被土壤微生物分解,是一种长期滞留土 壤的污染物。

特点

  土壤污染具有隐蔽性和滞后性。大气污染、水污染和废弃物污染等问题一般都比较直观,通过感官就能发现。而土壤污染则不同,它往往要通过对土壤样品进行分析化验和农作物的残留检测,甚至通过研究对人畜健康状况的影响才能确定。因此,土壤污染从产生污 染到出现问题通常会滞后较长的时间。如日本的“痛痛病”经过了10~20年之后才被人们所认识。
  1.累积性
  污染物质在大气和水体中,一般都比在土壤中更容易迁移。这使得污染物质在土壤中并不象在大气和水体中那样容易扩散和稀释,因此容易在土壤中不断积累而超标,同时也使土壤污染具有很强的地域性。
  2.不可逆转性
  重金属对土壤的污染基本上是一个不可逆转的过程,许多有机化学物质的污染也需要较长的时间才能降解。譬如:被某些重金属污染的土壤可能要100~200年时间才能够恢复。
  3.难治理
  如果大气和水体受到污染,切断污染源之后通过稀释作用和自净化作用也有可能使污染问题不断逆转,但是积累在污染土壤中的难降解污染物则很难靠稀释作用和自净化作用来消除。
  土壤污染一旦发生,仅仅依靠切断污染源的方法则往往很难恢复,有时要靠换土、淋洗土壤等方法才能解决问题,其他治理技术可能见效较慢。因此,治理污染土壤通常成本较高、治理周期较长。鉴于土壤污染难于治理,而土壤污染问题的产生又具有明显的隐蔽性 和滞后性等特点,因此土壤污染问题一般都不太容易受到重视。
  4.高辐射
  大量的辐射污染了土地,使被污染的土地含有了一种毒质。这种毒质会使植物生长不了,停止生长!
  焚烧树叶:树叶里含有一种有毒物质,在一般情况下是不会散发出来的。但一遇火,就会蒸发毒物。人一呼吸,就会中毒。

污染指数

  以单因子表示土壤污染程度或土壤环境质量的等级为单项污染指数(Pi),也称分指数。数学表达式是土壤污染的实测值(Ci)与评价标准(Si)之比。Pi=Ci÷Si。
  综合污染指数(P)由单项污染指数综合而成。在简单处理时,一般采用单项污染指数相加,或相加后再平均的方法。
  判别
  单项污染指数(Pi)和综合污染指数(P)直接反映超标倍数和污染程度,是确定土壤环境管理时的重要依据。Pi≤1时,表示土壤未受污染,Pi>1时,表示土壤受到污染。P值越高,污染越严重。

危害

  一是影响农产品的产量和品质。土壤污染会影响作物生长,造成减产;农作物可能会吸收和富集某种污染物,影响农产品质量,给农业生产带来巨大的经济损失;长期食用受污染的农产品可能严重危害身体健康。
  二是危害人居环境安全。住宅、商业、工业等建设用地土壤污染还可能通过经口摄入、呼吸吸入和皮肤接触等多种方式危害人体健康。污染场地未经治理直接开发建设,会给有关人群造成长期的危害。
  三是威胁生态环境安全。土壤污染影响植物、土壤动物(如蚯蚓)和微生物(如根瘤菌)的生长和繁衍,危及正常的土壤生态过程和生态服务功能,不利于土壤养分转化和肥力保持,影响土壤的正常功能。土壤中的污染物可能发生转化和迁移,继而进入地表水、地 下水和大气环境,影响其他环境介质,可能会对饮用水源造成污染。

防治

  土壤污染防治是防止土壤遭受污染和对已污染土壤进行改良、治理的活动。土壤保护应以预防为主。预防的重点应放在对各种污染源排放进行浓度和总量控制;对农业用水进行经常性监测、监督,使之符合农田灌溉水质标准;合理施用化肥、农药,慎重使用下水污泥、 河泥、塘泥;利用城市污水灌溉,必须进行净化处理;推广病虫草害的生物防治和综合防治,以及整治矿山防止矿毒污染等。改良治理方面,因重金属污染者采用排土、客土改良或使用化学改良剂,以及改变土壤的氧化还原条件使重金属转变为难溶物质,降低其活性; 对有机污染物如三氯乙醛可采用松土、施加碱性肥料、翻耕晒垄、灌水冲洗等措施加以治理。加强环境立法和管理,如日本根据土壤污染立法,对特定有害物镉、铜、砷等。凡符合下列条件的,即定为治理区,需由当地政府采取治理措施:糙米中镉浓度超过或可能超过 1mg/kg的地区;水田中铜浓度用0.1N盐酸提取、测定,超过125mg/kg的地区;水田中砷浓度(0.1N盐酸提取)在10-20mg/kg以上的地区。

参考资料

开放分类

土壤保健    

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创建者: kaixin

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