浅析土壤污染的种类、危害及防治措施

2010-08-15刘召敏杨慎文李继红

环境科学导刊 2010年1期

关键词：重金属污染物污水

袁健,刘召敏,杨慎文,李继红

(鱼台县环保局,山东鱼台 272300)

浅析土壤污染的种类、危害及防治措施

袁健,刘召敏,杨慎文,李继红

(鱼台县环保局,山东鱼台 272300)

介绍了土壤污染的种类、危害,详细分析了土壤污染对人体健康的影响和防治措施。

土壤污染;影响;危害;措施

土壤污染是环境污染的重要环节,是污染物摄入人体、影响人体健康的重要锁链。它可导致土壤的组成、结构和功能发生变化,进而影响植物的正常生长发育,造成有害物质在植物体内积累,并通过食物链使污染物进入人体,进而危害人体健康。

自从我国加入WTO以后,绿色食品和无公害食品日益受到全世界关注,我国出口农贸产品因环境质量问题日益受阻,农业环境保护问题也日趋显现。据初步统计,我国至少有 1300～1600万 hm2耕地受到农药污染,每年因土壤污染减产粮食1000万 t,因土壤污染而造成的各种农业经济损失合计约 200亿。有关专家指出:“不断恶化的土壤污染形势已经成为影响我国农业可持续发展的重大障碍,将对我国经济的高速发展提出严峻挑战。”

1 土壤污染的种类

1.1 有机污染物

土壤有机污染物主要是化学农药。目前大量使用的化学农药约有 50多种,其中主要包括有机磷农药、有机氯农药氨基甲酸酶类、苯氧羧酸类、苯酚、胺类等。此外,石油、多环芳烃、多氯联苯、甲烷、有害微生物等,也是土壤中常见的有机污染物。据统计,“九五”期间,我国农业使用农药量基本在 23万 t/a左右。目前,中国农药生产量居世界第二位,但产品结构不合理,质量较低,杀虫剂中有机磷农药占 70%,致使大量农药残留,带来严重的土壤污染。

1.2 重金属污染

使用含有重金属的废水进行灌溉是重金属进入土壤的一个重要途径。重金属进入土壤的另一途径是随着大气沉降进入土壤。重金属主要有汞、镉、铜、锌、铬、镍等。由于土壤重金属污染物在土壤中移动性差、滞留时间长,不能被微生物降解,而且可为生物富集,土壤一旦被重金属污染,其自然净化过程和人工治理都是非常困难的。此外,重金属可以被生物富集,因而对人类有较大的潜在危害。据我国农业部进行的全国污灌区调查,在约140万 hm2的污水灌区中,遭受重金属污染的土地面积与污水灌区面积占 64.8%,其中轻度污染的占 46.7%,中度污染的占 9.7%,严重污染的占8.4%。

1.3 放射性元素污染

放射性元素主要来源于大气层中核爆炸降落的裂变产物和部分原子能科研机构排出的液体和固体的放射性废弃物。含有放射性元素的物质不可避免地随自然沉降,雨水冲刷和废弃物的堆放污染土壤。土壤一旦被放射性物质污染就难以自行消除,只能自然衰变为稳定元素而消除其放射性。放射性元素可通过食物链进入人体。

1.4 病原微生物污染

土壤中的病原微生物,主要包括病原菌和病毒等。来源于人畜的粪便及用于灌溉的污水。人类若直接接触含有病原微生物的土壤,可能对健康带来影响,若食用被土壤污染的蔬菜、水果等则间接受到污染。

2 土壤污染的影响和危害

2.1 无机污染物的影响

土壤长期施用含有硝酸盐和磷酸盐的氮肥和磷肥,会降低土壤肥力。如施用磷酸钙或铁铝磷酸盐2.25～7.5t/hm2,可引起土壤中铁、锌等营养元素的缺乏和磷素被固定,使作物减产。土壤受铜、镍、钴、锰、锌、砷等元素的污染,能引起植物的生长和发育障碍。而受镉、汞、铅等元素的污染,一般不引起植物生长发育障碍,但它们能在植物可食部位蓄积。用含锌污水灌溉农田,会对农作物特别是小麦的生长产生较大影响,会导致一些植物器官的外部形态变化如花色改变、叶形改变,或植株发生个体变态,变得矮小或硕大。当土壤中含砷量较高时,植物的最初症状是叶片卷曲枯萎,进一步是根系发育受阻,最后是植物根、茎、叶全部枯死。土壤中存在过量的铜,也能严重地抑制植物的生长和发育。当小麦和大豆遭受镉的毒害时其生长均受到严重影响。

2.2 有机毒害物的影响

利用未经处理的含油、酚等有机毒物的污水灌溉农田,会使植物生长发育受到阻碍。20世纪 50年代,随着农业生产的发展,在北方一些干旱、半干旱地区,由于水资源比较紧张,为了充分利用污水的水肥资源,污水灌溉被大面积地采纳推广,这对促进当地的农业粮食生产曾起到积极的作用。然而,由于长期的污水灌溉,土壤—作物系统的污染逐渐暴露出来。例如,用未经处理的炼油厂废水灌溉,结果水稻严重矮化。初期症状是叶片披散下垂,叶尖变红;中期症状是抽穗后不能开花受粉,形成空壳,或者根本不抽穗;正常成熟期后仍在继续无效分蘖。因此植物生长状况同土壤受有机毒物污染程度有关。

2.3 土壤生物污染的影响

土壤生物污染是指一个或几个有害的生物种群,从外界环境侵入土壤,大量繁衍,破坏原来的生态平衡,对人体或生态系统产生不良影响。造成土壤生物污染的污染物主要是未经处理的粪便、垃圾、城市生活污水、饲养场和屠宰场的污物等。其中危险性最大的是传染病医院未经处理的污水和污物。

一些在土壤中长期存活的植物病原体能严重地危害植物,造成农业减产。例如,某些植物致病细菌污染土壤后能引起番茄、茄子、辣椒、马铃薯、烟草等百余种茄科植物的青枯病,能引起果树的细菌性溃疡和根癌病。某些致病真菌污染土壤后能引起大白菜、油菜、萝卜、甘蓝、荠菜等 100多种蔬菜的根肿病,引起茄子、棉花、黄瓜、西瓜等多种植物的枯萎病,以及小麦、大麦、燕麦、高梁、玉米、谷子的黑穗病等。此外,甘薯茎线虫、黄麻、花生、烟草根结线虫、大豆胞束线虫、马铃薯线虫等都能经土壤侵入植物根部引起线虫病。

3 土壤污染对人体健康的影响和危害

3.1 残留农药对人体健康影响

农药在土壤中受物理、化学和微生物的作用,按照其被了解的难易程度可以分为两类:易分解类(如有机磷制剂)和难分解类 (如有机氯、有机汞制剂)。难分解的农药成为植物残毒的可能性很大。

植物对农药的吸收率因土壤质地不同而异,其从砂质土壤吸收农药的能力要比从其他粘质土壤中高得多。不同类型农药在吸收率上差异较大,通常农药的溶解度越大,被作物吸收也就越容易。农药在土壤中可以转化为其他有毒物质,如 DDT,可转化为 DDD、DDE。

人类吃了含有残留农药的各种食品后,残留的农药转移到人体内,这些有毒有害物质在人体内不易分解,经过长期积累会引起内脏机能受损,使肌体的正常生理功能发生失调,造成慢性中毒,影响身体健康。杀虫剂所引起的致癌、致畸、致突变“三致”问题,令人十分担忧。

3.2 重金属对人体健康的影响

植物对重金属吸收的有效性,受重金属在土壤中活动的影响。一般情况下,土壤中有机质、粘土矿物含量越多,盐基代换量越大,土壤的 pH越高,则重金属在土壤中活动性越弱,重金属对植物的有效性越低,也就是植物对重金属的吸收量越小。在上述土壤因素中,最重要的可能是土壤的pH值。

农作物体内的重金属主要是通过根部从被污染的土壤中吸收的。土壤重金属被植物吸收以后,可以通过食物链危害人体健康。例如,1955年日本富山县神通川流域由于利用含镉废水灌溉稻田,污染了土壤和稻米导致镉含量增加,使几千人因镉中毒,引起全身性神经痛、关节痛,而得骨痛病。另外镉会损伤肾小管,出现糖尿病,还会引起血压高,出现心血管病,甚至还有致癌、致畸的报道。

3.3 放射性物质对人体健康的影响

放射性物质进入土壤后能在土壤中积累,形成潜在的威胁。由核裂变产生的两个重要的长半衰期放射性元素是 28a的90锶和137铯。空气中的放射性90锶可被雨水带入土壤中。因此,土壤含90锶的浓度常与当地的降雨量成正比。137铯在土壤中吸收得更为牢固。有些植物能积累137铯,所以高浓度的放射性137铯能通过这些植物进入人体。放射性物质主要是通过食物链经消化道进入人体,其次是经呼吸道进入人体。放射性物质进入人体后,可造成内照射损伤,使受害者头昏、疲乏无力、脱发、白细胞减少或增多,发生癌变等。此外,长寿命的放射性核素因衰变周期长,一旦进入人体,其通过放射性裂变而产生的射线,将对机体产生持续的照射,使机体的一些组织细胞遭受破坏或变异。此过程将持续至放射性核素蜕变成稳定性核素或全部被排出体外为止。