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土壤污染的危害和治理

來源:泰然健康網(wǎng) 時(shí)間:2024年11月25日 18:47

土壤污染大致可以分為:重金屬污染、農(nóng)藥和有機(jī)物污染、放射性污染、病原菌污染等多種類型。除耕地污染之外,我國的工礦區(qū)、城市也存在土壤(或土地)污染問題。

一、土壤污染的危害

人類因土壤污染而遭受的危害主要有:

一是工業(yè)生產(chǎn)中排放大量未經(jīng)處理的水、氣、渣等有害廢物,嚴(yán)重地破壞農(nóng)業(yè)的生態(tài)平衡和自然資源,導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)和農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)降低,對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展造成極大的危害。

二是土壤污染使本來就緊張的耕地資源更加短;其中的污染物具有遷移性和滯留性,有可能繼續(xù)造成新的土地污染。

三是有些污染不容易發(fā)現(xiàn),發(fā)現(xiàn)以后造成的危害已經(jīng)很嚴(yán)重,造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。

四是土壤污染嚴(yán)重危及后代子孫的利益,不利于經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

五是土壤污染也是造成其他污染的重要原因。

六是污染地下水和地表水,影響大氣環(huán)境質(zhì)量,給人民的身體健康帶來極大的威脅。

1. 導(dǎo)致嚴(yán)重的直接經(jīng)濟(jì)損失

對(duì)于各種土壤污染造成的經(jīng)濟(jì)損失,目前尚缺乏系統(tǒng)的調(diào)查資料。僅以土壤重金屬污染為例,全國每年因重金屬污染而減產(chǎn)糧食1000多萬噸,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。對(duì)于農(nóng)藥和有機(jī)物污染、放射性污染、病原菌污染等類型的土壤污染所導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失,目前尚難以估計(jì)。但是,這些類型的污染問題在國內(nèi)確實(shí)存在,甚至也很嚴(yán)重。例如:我國天津薊運(yùn)河畔的農(nóng)田,曾因引灌三氯乙醛污染的河水而導(dǎo)致數(shù)萬畝小麥?zhǔn)芎Α?/p>

2. 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。每年轉(zhuǎn)化成為污染物而進(jìn)入環(huán)境的氮達(dá)1000萬噸,農(nóng)產(chǎn)品中的硝酸鹽和亞硝酸鹽污染嚴(yán)重。農(nóng)膜污染土壤面積超過780萬公頃,殘存的農(nóng)膜對(duì)土壤毛細(xì)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(nóng)作物產(chǎn)量和農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)。

據(jù)南京環(huán)保所報(bào)道,南京市的市售蔬菜幾乎都受到一定程度的硝酸鹽污染。其中,大白菜和青菜的硝酸鹽污染最重,其次為菠菜;蘿卜的污染相對(duì)較輕。北京、上海等大中城市蔬菜的硝酸鹽污染超標(biāo)現(xiàn)象也十分普遍。

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. 危害人體健康

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

上世紀(jì)50、60年代,是日本戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)騰飛時(shí)期。由于日本片面追求工業(yè)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,加之當(dāng)時(shí)對(duì)環(huán)境問題又缺乏應(yīng)有的認(rèn)識(shí)。因此,在日本曾出現(xiàn)過一系列由于環(huán)境問題所導(dǎo)致的污染公害事件。1955年至7O年代初,在日本富山市神通川流域曾出現(xiàn)過一種稱為“痛痛病”的怪病。其癥狀表現(xiàn)為周身劇烈疼痛,甚至連呼吸都要忍受巨大的痛苦。后來的研究證實(shí),這種所謂的“痛痛病”實(shí)際上是由于鎘污染所引起的。其主要原因是由于當(dāng)?shù)鼐用耖L期食用被鎘污染的大米----“鎘米”。到1979年為止,這一公害事件先后導(dǎo)致80多人死亡,間接受害人數(shù)更多,賠償?shù)慕?jīng)濟(jì)損失超過20多億日元(1989年的價(jià)格)。至今,還有人不斷提出起訴和索賠的要求。

4. 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。并進(jìn)一步通過呼吸作用進(jìn)入人體。這一過程對(duì)人體健康的影響可能有些類似于食用受污染的食物。因此,美國、澳大利亞、奧地利、香港等國家和地區(qū)的科學(xué)家已經(jīng)注意到,城市的土地污染對(duì)人體健康也有直接影響。由于城市人口密度大,而城市的土地污染問題又比較普遍,因此,國際上對(duì)城市土地污染問題開始予以高度重視。

二、土壤污染的治理措施

首先要控制和消除土壤污染源,加強(qiáng)對(duì)工業(yè)“三廢”的治理,污染物在土壤中的去向監(jiān)測(cè)。對(duì)于土壤污染,必須貫徹“以防為主,防治結(jié)合”的環(huán)保方針。同時(shí)看到土壤具有強(qiáng)大的凈化能力,在防治土壤污染時(shí)應(yīng)充分利用這一特點(diǎn)。

⒈ 控制和消除土壤污染源

控制和消除土壤污染源,是防止污染的根本措施。土壤對(duì)污染物所具有的凈化能力相當(dāng)于一定的處理能力。控制土壤污染源,即控制進(jìn)入土壤中的污染物的數(shù)量和速度,通過其自然凈化作用而不致引起土壤污染。

⑴ 控制和消除工業(yè)“三廢”排放

大力推廣閉路循環(huán)、無毒工藝,推廣和發(fā)展清潔生產(chǎn),以減少或消除污染物的排放。對(duì)工業(yè)“三廢”進(jìn)行回收凈化處理,化害為利,并嚴(yán)格控制污染物排放量和濃度,使之符合排放標(biāo)準(zhǔn)。

⑵ 加強(qiáng)土壤污灌區(qū)的監(jiān)測(cè)和管理

對(duì)污水進(jìn)行灌溉的污灌區(qū),要加強(qiáng)對(duì)灌溉污水的水質(zhì)監(jiān)測(cè),了解水中污染物質(zhì)的成分、含量及其動(dòng)態(tài),避免帶有不易降解的高殘留的污染物隨水進(jìn)入土壤,引起土壤污染。

⑶ 建立監(jiān)測(cè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)

定期對(duì)轄區(qū)土壤環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行檢查,建立系統(tǒng)的檔案資料,要規(guī)定檢測(cè)的土壤污染物和檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)方法,按照優(yōu)先次序進(jìn)行調(diào)查、研究及實(shí)施對(duì)策。

⒉ 強(qiáng)化污染土壤的環(huán)境管理與綜合防治

控制和消除土壤污染源,組織有關(guān)部門和科研單位,篩選污染土壤修復(fù)實(shí)用技術(shù),選擇有代表性的污灌區(qū)農(nóng)田和污染場(chǎng)地,開展污染土壤治理與修復(fù)。重點(diǎn)支持一批國家級(jí)重點(diǎn)治理與修復(fù)示范工程,為在更大范圍內(nèi)修復(fù)土壤污染提供示范、積累經(jīng)驗(yàn)。合理利用污染土地,嚴(yán)重污染的土壤可改種非食用經(jīng)濟(jì)作物或經(jīng)濟(jì)林木以減少食品污染。強(qiáng)化對(duì)農(nóng)藥、化肥、除草劑等農(nóng)用化學(xué)品管理。

⒊ 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,即向土壤施加改良抑制物(如石灰、 磷酸鹽、硅酸鈣等),可改變污染物在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化方向,將重金屬轉(zhuǎn)化成為難溶的化合物,降低重金屬在土壤及土壤植物體內(nèi)的遷移能力,減少農(nóng)作物的吸收,以減輕土壤中重金屬的毒害。這種方法能起到臨時(shí)性的抑制作用,時(shí)間過長也會(huì)引起污染物的積累,并在條件變化時(shí)重金屬又轉(zhuǎn)成可溶性。

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。施用石灰可提高土壤pH值,使鎘、銅、鋅和汞等形成氫氧化物沉淀。施用石灰時(shí),稻谷含鎘量可降低30%左右。氫氧化鎘的pH值在10以上才能完全沉淀,pH值大于6.5時(shí)汞就能形成氫氧化物和磷酸鹽沉淀,而鈣離子能防止汞離子爭奪植物根表面的代換位置,使植物吸收汞明顯減少。因此,施用石灰還可以使作物降低對(duì)放射性物質(zhì)的吸收達(dá)70~80%。

堿性磷酸鹽可與土壤中的鎘作用生成磷酸鎘沉淀,在不能引起硫化鎘沉淀的弱還原條件下,磷酸鎘的形成對(duì)清除鎘污染具有重要意義。

施加改良劑的主要目的是減小重金屬的污染和加速有機(jī)物的分解,如添加有機(jī)質(zhì)可加速土壤中農(nóng)藥的降解,減少農(nóng)藥的殘留量。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。

⒋ 增施有機(jī)肥,改良砂性土壤

有機(jī)膠體和粘土礦物對(duì)土壤中重金屬和農(nóng)藥有一定的吸附力。因此,增加土壤有機(jī)質(zhì),改良砂性土壤,增加和改善土壤膠體的種類和數(shù)量,增加土壤對(duì)有毒物質(zhì)的吸附能力和吸附量,從而減少污染物在土壤中的活性。是增加土壤容量,提高土壤自凈能力的有效措施。

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,加速生物降解過程。

⒌ 調(diào)控土壤氧化還原條件

調(diào)節(jié)土壤氧化還原電位,使某些重金屬污染物轉(zhuǎn)化為難溶態(tài)沉淀物,控制其遷移和轉(zhuǎn)化,降低污染物的危害程度。調(diào)節(jié)土壤氧化還原電位主要是通過調(diào)節(jié)土壤水分管理和耕作措施實(shí)現(xiàn)。如砷隨著土壤氧化還原電位的降低而毒性增加。

控制土壤氧化還原條件,是減輕重金屬污染危害的重要措施。加強(qiáng)水漿管理,可有效地減少重金屬的危害。據(jù)研究,在水稻抽穗到成熟期,無機(jī)成分大量向穗部轉(zhuǎn)移,淹水可明顯地抑制水稻對(duì)鎘的吸收,落干則促進(jìn)水稻對(duì)鎘的吸收。

水稻田的氧化還原狀況,可控制水稻田中重金屬的遷移轉(zhuǎn)化。水稻田在還原條件下產(chǎn)生S2-與Cd2+,形成難溶解的CdS沉淀。銅、鋅、鉛等重金屬元素均能與土壤中的H2S,產(chǎn)生硫化物沉淀。因此,加強(qiáng)稻田的水灌管理,可有效地減少重金屬的危害。

⒍ 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(duì)于污染嚴(yán)重的土壤,在面積不大的情況下,采取鏟除表土和換客土的方法;這是目前清除土壤污染的最有效手段,但是對(duì)換出的污染土壤必須妥善處理,防止次生污染。但如果是地區(qū)性的污染,采用客土法是不現(xiàn)實(shí)的。

對(duì)于輕度污染的土壤,采取深翻土或換無污染客土的方法。將污染的土壤翻到下層,上下土層翻動(dòng)混合,使表層土壤污染物含量減低。掩埋深度應(yīng)根據(jù)不同作物根系發(fā)育特點(diǎn),以不致污染作物為原則。這種方法動(dòng)土量較少,但在嚴(yán)重污染的地區(qū)不宜采用。

通過土壤耕作改變土壤環(huán)境條件,可消除某些污染物的危害。旱田改水田,DDT和六六六在旱田中的降解速度慢,積累明顯,殘留量大;改水田后DDT降解加快,僅1年左右土壤中殘留的DDT已基本消失。所以實(shí)行水旱輪作,是減輕或消除農(nóng)藥污染的有效措施。

⒎ 生物防治

土壤污染物可以通過生物降解或吸收而凈化。研究分離和培育新的微生物品種,以增強(qiáng)生物降解作用。用植物、細(xì)菌、真菌聯(lián)合加速有機(jī)物降解。這是提高土壤凈化能力的重要措施之一。美國分離出能降解三氯丙酸或三氯丁酸的小球狀反硝化菌種;意大利從土壤中分離出的某些菌種,可抽取出酶復(fù)合體,能降解2.4-D除草劑;日本研究出土壤中紅酵母和蛇皮蘚菌,能降解劇毒性聚氯聯(lián)苯達(dá)40%和30%。

此外,某些鼠類和蚯蚓對(duì)一些農(nóng)藥也有降解作用。利用植物修復(fù)可以把一部分重金屬從土壤中帶走,如針對(duì)土壤污染物的種類,種植有較強(qiáng)吸收力的植物,羊齒類鐵角蕨屬的一種植物,有較強(qiáng)的吸收土壤中重金屬的能力,對(duì)土壤中鎘的吸收率可達(dá)10%,連種多年,可降低土壤含鎘量。

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),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作物無法生存,但在其上生長的苔蘚砷富集量可達(dá)1250×10-6。

⒏ 工程治理

利用物理(機(jī)械)、 物理化學(xué)原理治理污染土壤,是一種最為徹底、穩(wěn)定、治本的措施,但投資大,適于小面積的重度污染區(qū),主要有隔離法、清洗法、熱處理、電化法等。

近年來,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辟了新途徑。如磁分離技術(shù)、陰陽離子膜代換法、生物反應(yīng)器等。雖然大多數(shù)處于試驗(yàn)探索階段,但積極吸收、轉(zhuǎn)化新技術(shù)、新材料,在保證治理效果的基礎(chǔ)上降低治理成本,提高工程實(shí)用性,有著重要的實(shí)際意義。

⒐ 合理使用農(nóng)藥、化肥

合理使用農(nóng)藥、化肥,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、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,重視高效、低毒、低殘留農(nóng)藥的開發(fā)與生產(chǎn)。禁止使用雖是低殘留,但急性、毒性大的農(nóng)藥。禁止使用高殘留的有機(jī)氯農(nóng)藥。

根據(jù)農(nóng)藥特性,合理施用,制訂使用農(nóng)藥的安全間隔期。采用綜合防治措施,既要防治病蟲害對(duì)農(nóng)作物的威脅,又要把農(nóng)藥對(duì)環(huán)境和人體健康的危害限制在最低程度。

根據(jù)土壤的特性、氣候狀況和農(nóng)作物生長發(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。

⒑ 科學(xué)地進(jìn)行污水灌溉

工業(yè)廢水種類繁多,成分復(fù)雜,有些工廠排出的廢水可能是無害的,但與其他工廠排出的廢水混合后,就變成有毒的廢水。污水灌溉等廢棄物對(duì)農(nóng)田已造成大面積的土壤污染。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。

總之,防治土壤污染的首要任務(wù)是控制和消除土壤污染源。在防治土壤污染的措施上,必須考慮到因地制宜,采取可行的辦法,既消除土壤環(huán)境的污染,也不致引起其它環(huán)境污染問題。

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。

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