基础知识（一）辅导：什么是土壤污染

土壤是指陆地表面具有肥力的疏松表层，植物可以在此生长，其厚度一般在2 m左右，土壤不仅为植物生长提供力学支持，还为植物生长发育提供必要的水、肥、气、热等肥力因素。近年来，由于人口的快速增长和工业的快速发展，固体废弃物堆积倾倒在土壤表面，有害废水渗入土壤，大气中的有害气体和浮尘随雨水落入土壤，造成土壤污染。任何阻碍土壤正常功能，降低作物产量和品质，并通过食物、蔬菜、水果等间接影响人体健康的物质。，被称为土壤污染物。
土壤污染物的来源和种类很多，大致可以分为无机污染物和有机污染物。无机污染物主要包括酸、碱、重金属盐(铜、汞、铬、镉、镍、铅等。)、放射性元素铯和锶的化合物、含砷、硒和氟的化合物等。有机污染物主要包括有机农药、酚类、氰化物、石油类、合成洗涤剂、3，4-苯并以及城市污水、污泥和粪便带来的有害微生物。当土壤中有害物质过多，超过了土壤的自净能力时，土壤的组成、结构和功能就会发生变化，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“土壤→水→人体”被人体间接吸收，危害人体健康，即土壤污染。
要控制和消除土壤污染，首先要控制和消除土壤污染源，加强工业“三废”治理，合理施用化肥和农药。同时要做好预防措施，如根据土壤污染物的种类，种植吸收能力强的植物，降低有毒物质的含量(如铁线蕨属植物可以吸收土壤中的重金属)；或者通过生物降解净化土壤(比如蚯蚓可以降解农药、重金属等。);或者施用抑制剂，改变土壤中污染物的迁移转化方向，减少作物的吸收(如施用石灰)，提高土壤的pH值，促进镉、汞、铜、锌等。以形成氢氧化物沉淀。此外，可以通过增加有机肥的施用、改变耕作制度、改变土壤和深耕来控制土壤污染。
土壤污染
由于生理毒性物质或过量的植物营养物质进入土壤而导致土壤性质恶化和植物生理功能障碍的现象。土壤在陆地生态系统中处于无机世界和生物世界的中心。它不仅在系统中循环能量和物质，还与水、大气和生物进行物质交换。一旦发生污染，它们之间会有污染物的相互转移。从作物土壤中吸收和积累的污染物通常通过食物链传播，并影响人类健康。
污染物的种类土壤污染物有以下四种:①化学污染物。包括无机污染物和有机污染物。如汞、镉、铅、砷等重金属，过量的氮、磷植物营养素，氧化物和硫化物等。如各种化学农药、石油及其裂解产品以及其他有机合成产品。②物理污染物。指工厂和矿山产生的固体废物，如尾矿、废石、粉煤灰和工业废料等。③生物污染物。是指带有各种病菌的城市垃圾和卫生设施(包括医院)排出的废水、废物、粪便。④放射性污染物。主要存在于核原料开采和大气爆炸的地区，以锶和铯为主要放射性元素，在土壤中存活时间长。
污染物进入土壤的主要途径有:①污水灌溉。用未经处理或不达标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。属于封闭的局部污染。②酸雨和降尘。工业排放的SO2、NO等有害气体在大气中反应形成酸雨，以自然降水的形式进入土壤，造成土壤酸化。冶金烟囱排放的金属氧化物粉尘在重力作用下以降尘的形式进入土壤，在污水厂周围形成半径2-3公里的点污染。③汽车尾气。汽油中添加的防爆剂四乙基铅随废气排入污染土壤，行驶频率高的道路两侧往往形成明显的铅污染带。④向土壤中倾倒固体废弃物。积累的土壤直接污染，自然条件下的二次扩散会形成更大范围的污染。⑤过量施用农药和化肥。这是一个开放的农业区。
污染物在土壤中去了哪里？进入土壤的污染物因其类型和性质不同，主要有固定、挥发、降解、分散和淋溶等不同去向。重金属离子，主要是那些能稳定吸附土壤中无机和有机胶体的离子，包括那些与氧化物特异性吸附和与胡敏紧密结合的离子，以及土壤溶液化学平衡中产生的不溶性金属氢氧化物、碳酸盐和硫化物，将大部分固定在土壤中，难以消除。虽然一些化学反应可以减轻它们的毒性作用，但它们仍然是土壤环境的潜在威胁。化学品的归宿主要通过气态挥发、化学降解、光化学降解和生物降解从土壤中消失，其挥发主要取决于其溶解度和蒸汽压，以及土壤的温度、湿度和结构。比如大部分除草剂都可以发生光化学降解，有些农药(有机磷等。)能在土壤中发生化学降解；现在用的农药大多是有机化合物，所以也可以生物降解。也就是说，土壤微生物在利用农药中的碳作为能源的同时，破坏了农药的化学结构，导致脱烃、脱卤、水解、芳烃烷基化等化学反应，导致农药降解。土壤中的重金属和农药会随着地表径流或土壤侵蚀而部分流失，造成污染物的扩散；农作物收成中的重金属和农药残留也会转移到外部环境，即通过食物链进入牲畜和人体。过量施入土壤的氮肥在土壤的氧化还原反应中分别形成NO、N□和NH□、N□。前两者易淋溶污染地下水，后两者易挥发造成氮素流失污染大气。
防治土壤污染，首先要通过国家立法，完善与环境保护相关的法律、标准和制度；同时，通过土壤质量监测，严格控制污染物排放，合理施用农药、化肥，禁用残留时间长、对人畜毒性大的农药；还要修复土地破坏严重的矿山和工业区的地表景观，保持环境清洁，防止土壤污染的发生。一般来说，可以采取以下措施来改良和利用污染土壤:①改革耕作制度。土壤污染物的危害程度往往与土壤性质密切相关。例如，有机氯农药在干燥土壤中的残留期可长达数年，但在稻田厌氧微生物的作用下，只需2至3个月即可基本消失。镉离子在稻田中易形成难溶化合物，毒性降低。另一方面，砷可以在稻田中形成比亚砷酸毒性更大的亚砷酸。因此，可以根据这些原则调整耕作制度，减少土壤污染的危害。②污染土地的合理利用。污染严重的土壤可以改种非食用经济作物或经济树，减少食物污染。③施用石灰、磷酸盐、氧化铁等化学改良剂可以降低土壤中重金属的毒性。用稀酸和氯化铁处理土壤，可以加速土壤中重金属的去除，但在具体实施过程中需要防止地下水受到污染。④客土或深埋等工程措施是控制土壤污染的快速彻底的方法，但工程量大。
一、土壤污染的来源
土壤污染一般是由空气和水污染转化产生的。它们可以单独工作，也可以相互重叠交叉，属于点污染的范畴。随着农业现代化，特别是农业化学水平的提高，大量的化肥、农药散落在环境中，土壤受到面源污染的机会越来越多，其程度也越来越严重。在水土流失和风蚀的影响下，污染面积不断扩大。
根据污染物的性质，土壤污染物可分为无机物和有机物:无机物主要包括汞、铬、铅、铜、锌等重金属和砷、硒等非金属；有机化合物主要包括苯酚、有机农药、油类、苯并芘和洗涤剂等。这些化学污染物主要是由污水、废气、固体废物、农药和化肥带入土壤并积累起来的。
(一)污水灌溉对土壤的污染生活污水和工业废水中含有许多植物所需的养分，如氮、磷、钾等。因此，合理利用污水灌溉农田一般具有增产的作用。然而，污水中也含有许多有毒有害物质，如重金属、酚类、氰化物等。如果污水不经必要处理直接用于农田灌溉，会将污水中的有毒有害物质带到农田，污染土壤。例如，冶炼、电镀、燃料和汞化合物产生的工业废水会造成镉、汞、铬和铜等重金属污染。石化、化肥、农药等工业废水会造成苯酚、三氯乙醛、农药等有机物的污染。
(二)空气污染对土壤的污染。空气中的有害气体主要是工业排放的有毒废气，污染面积大，会对土壤造成严重污染。工业废气的污染大致可分为两类: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、烟雾等固体颗粒和烟、雾等液体颗粒通过沉降或降水进入土壤，造成污染。比如有色金属冶炼厂的废气中含有铬、铅、铜、镉等重金属，污染了附近的土壤；生产磷肥和氟化物的工厂会对附近的土壤造成粉尘污染和氟化物污染。
(三)化肥造成的土壤污染施用化肥是农业增产的重要措施，但不合理的使用也会造成土壤污染。长期使用氮肥会破坏土壤结构，造成土壤板结，恶化生物性状，影响农作物的产量和品质。过量使用硝酸盐氮肥会使饲料作物含有过多的硝酸盐，阻碍牲畜体内氧气的运输，使其患病，严重的会导致死亡。
(四)农药对土壤的影响农药可以防治病、虫、杂草。如果使用得当，它们可以确保农作物增产。但它们是一种有害的土壤污染物，施用不当会造成土壤污染。
除了一些农药(粉剂、水剂、乳剂等。)喷洒在作物上被植物吸收或逸入大气，约有一半散落在农田里。这部分农药和直接施用于农田的杀虫剂(如拌种消毒剂、熏蒸剂和地下害虫杀虫剂等。)构成了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，通过食物和饲料危害人畜健康。此外，农药除了杀虫防病，还会伤害对农业有益的微生物、昆虫和鸟类，破坏生态系统，给农作物造成间接损失。
(5)固体废弃物对土壤的污染工业垃圾和城市垃圾都是土壤的固体污染物。例如，各种农用塑料薄膜被广泛用作温室和塑料薄膜中的塑料覆盖物。如果管理和回收不当，会有大量的残膜碎片散落在田间，造成农田的“白色污染”。这种固体污染物不易蒸发、挥发，也不易被土壤微生物分解，是一种在土壤中停留时间较长的污染物。
二。土壤污染防治
(一)科学污水灌溉工业废水种类繁多，成分复杂。一些工厂排放的废水可能是无害的，但当与其他工厂排放的废水混合时，它就变成了有毒的废水。因此，在利用废水灌溉农田之前，应按照《农田灌溉水质标准》规定的标准进行净化，既利用了废水，又避免了土壤污染。
(2)合理使用农药？重视开发高效、低毒、低残留的农药，合理使用农药，既能减少对土壤的污染，又能经济有效地消灭病、虫、草，充分发挥农药的积极作用。在生产中，不仅要控制化学农药的用量、适用范围、施药次数和施药时间，还要改进农药剂型，严格限制高毒高残留农药的使用，重视低毒低残留农药的开发和生产。
(3)合理施用化肥，增加有机肥。根据土壤、气候和作物生长发育特点，配制肥料，严格控制有毒化肥的使用范围和用量。
多施有机肥，增加土壤有机质含量，可以增强土壤胶体对重金属和农药的吸附能力。如棕色腐殖酸能吸附溶解三氯苯类除草剂和部分农药，腐殖质能促进镉的沉淀。同时，增加有机肥还可以改善土壤微生物的流动条件，加速生物降解过程。
(4)施用化学改良剂，采取生物改良措施在重金属轻度污染的土壤中施用抑制剂，可以将重金属转化为不溶性化合物，减少作物的吸收。常用的抑制剂有石灰、碱性磷酸盐、碳酸盐和硫化物等。如在镉污染的酸性或微酸性土壤中施用石灰或碱性炉灰，可将活性镉转化为碳酸盐或氢氧化物等不溶性物质，改良效果显著。
因为重金属大多是喜硫元素，施绿肥，稻草等。在水田中，施用适量的硫化钠、石硫合剂等。在陆地上有利于重金属形成不溶性硫化物。
对于砷污染的土壤，可以应用Fe2SO4和MgCl2生成FeASO4和Mgnh4aso4等不溶物，减少砷的危害。此外，还可以种植抗性作物或具有富集某些重金属元素能力的低等植物，用于净化小面积的污染土壤。比如玉米抗镉能力强，土豆和甜菜抗镍能力强。一些蕨类植物可以积累数百甚至数千ppm的锌和镉。例如，谷类作物不能在砷污染的土壤中生存，但生长在其上的苔藓可以积累1250× 10-6的砷。
总之，根据“预防为主”的环保方针，防治土壤污染的首要任务是控制和消除土壤污染源。对于被污染的土壤，要采取一切有效措施，清除土壤污染物，控制土壤污染物的迁移转化，改善农村生态环境，提高农作物产量和质量，为广大人民群众提供优质安全的农产品。
中国土壤污染的特点
土壤污染具有隐蔽性和滞后性。空气污染、水污染、垃圾污染等问题一般都是直观的，可以通过感官发现。但是，土壤污染就不同了。通常可以通过分析土壤样本、检测作物残留，甚至研究对人类和动物健康的影响来确定。所以土壤污染从污染到出现问题通常要滞后很长时间。比如日本的“痛症”用了10到20年才被人们认识。
土壤污染的积累。污染物通常在大气和水中比在土壤中更容易迁移。这使得土壤中的污染物不像在大气和水中那么容易扩散和稀释，所以很容易在土壤中积累超标。同时，这也使得土壤污染具有强烈的地域特征。
土壤污染是不可逆的。重金属对土壤的污染基本上是一个不可逆的过程，很多有机化学物质的污染也需要很长时间才能降解。例如，被某些重金属污染的土壤可能需要100 ~ 200年才能恢复。
土壤污染难以控制。如果大气和水体受到污染，在切断污染源后，通过稀释和自净有可能逆转污染问题，但污染土壤中积累的难降解污染物几乎不能通过稀释和自净消除。
土壤污染一旦发生，仅靠切断污染源往往难以恢复。有时，只能通过土壤置换和土壤沥滤来解决问题，其他处理技术可能会产生较慢的效果。因此，污染土壤的治理通常成本较高，治理周期较长。鉴于土壤污染难以控制，且土壤污染的发生具有明显的隐蔽性和滞后性，土壤污染一般不容易受到重视。