土壤是“萬(wàn)物之本、生命之源”,是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基地,是陸地生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ),是最珍貴的自然資源和環(huán)境資源,它關(guān)系到糧食安全、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全、農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展以及經(jīng)濟(jì)社會(huì)的和諧穩(wěn)定。
當(dāng)前,土壤及土壤環(huán)境問(wèn)題已成為世界共識(shí)。2014年國(guó)際土壤聯(lián)合會(huì)的主題是“土壤擁抱生命與萬(wàn)物”,2013年第68屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)決議通過(guò)了12月5日為世界土壤日,并宣布2015年為國(guó)際土壤年,主題為“健康土壤帶來(lái)健康生命”,并普遍開展國(guó)際宣傳慶祝活動(dòng)。中國(guó)對(duì)土壤及土壤環(huán)境污染的問(wèn)題一直極其重視,早就將土壤保護(hù)戰(zhàn)略作為重要環(huán)境要素戰(zhàn)略之一。近10年來(lái),在國(guó)家有關(guān)部委主持下,相繼實(shí)施了“全國(guó)土壤污染調(diào)查”、“中低產(chǎn)田改造工程”、“千億斤糧食增產(chǎn)工程”、“污染土壤修復(fù)技術(shù)及示范”等重大項(xiàng)目,積累了大量的土壤環(huán)境治理經(jīng)驗(yàn),為保障國(guó)家糧食安全和生態(tài)環(huán)境安全打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。因此,珍惜和保護(hù)并永續(xù)利用土壤是我們義不容辭的責(zé)任,也是我們未來(lái)生存所必須要承擔(dān)的義務(wù)。
那么,什么是土壤?土壤有哪些作用?土壤具有哪些特點(diǎn)?當(dāng)前中國(guó)土壤類型有哪些?當(dāng)前土壤為什么會(huì)“不清潔”?土壤污染現(xiàn)狀如何?我們?cè)撊绾伪Wo(hù)土壤資源呢?
土壤由巖石風(fēng)化而成的礦物質(zhì),動(dòng)植物、微生物殘?bào)w腐解產(chǎn)生的有機(jī)質(zhì),土壤生物(固相物質(zhì))以及水分(液相物質(zhì)),空氣(氣相物質(zhì)),氧化的腐殖質(zhì)等組成(圖1)。固體物質(zhì)包括土壤礦物質(zhì)、有機(jī)質(zhì)和微生物通過(guò)光照抑菌滅菌后得到的養(yǎng)料等。液體物質(zhì)主要指土壤水分。氣體是存在于土壤孔隙中的空氣。土壤中這3類物質(zhì)構(gòu)成了一個(gè)矛盾的統(tǒng)一體,它們互相聯(lián)系、互相制約,為作物提供必須的生長(zhǎng)條件,是土壤肥力的物質(zhì)基礎(chǔ)。
簡(jiǎn)言之,土壤是在地球表面生物、氣候、母質(zhì)、地形、時(shí)間等因素綜合作用下所形成的、處于永恒變化中的、疏松礦物質(zhì)與有機(jī)質(zhì)的混合物。
1)土壤是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基地
土壤是植物生長(zhǎng)的基礎(chǔ),有土壤的地方就會(huì)有植物,植物體所需的大量元素(如N、P、K、Ca、Mg、S等)和微量元素(如Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu等)主要靠土壤提供;同時(shí),植物所需水分也主要來(lái)自土壤。植物生長(zhǎng)所需空氣與支撐條件也靠土壤顆粒結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)節(jié)。良好的土壤,應(yīng)該使植物吃得飽——“養(yǎng)分充足”,喝得足——“水分充足”,住得安——“空氣通暢”,站得穩(wěn)——“根系支撐”。應(yīng)該說(shuō),土壤中這些因素與條件,都是隨自然與人為環(huán)境影響而發(fā)生著不斷變化的,人類的任務(wù)就是要把握住這種“平衡與調(diào)節(jié)”,使土壤越用越好、越變?cè)椒?,使植物生長(zhǎng)越來(lái)越繁茂,使農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量不斷增加,能持續(xù)地滿足人類生存與發(fā)展的需要(圖2)。
“民以食為天,食以土為本”,健康的土壤生態(tài)是作物高產(chǎn)、食品安全的基本條件(圖3)。綠色植物生存發(fā)展的5個(gè)基本要素:光能、熱能、空氣(包括二氧化碳)、水分和養(yǎng)分中,除光能外,其他要素全部或部分來(lái)自于土壤。
2)土壤是陸地生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)
生態(tài)系統(tǒng)(ecosystem,ECO)指在自然界的一定空間內(nèi),生物與環(huán)境構(gòu)成的統(tǒng)一整體,在這個(gè)統(tǒng)一整體中,生物與環(huán)境之間相互影響、相互制約,并在一定時(shí)期內(nèi)處于相對(duì)穩(wěn)定的動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。生態(tài)系統(tǒng)是生物群體與其所處的環(huán)境組成的統(tǒng)一體,陸地生態(tài)系統(tǒng)是包羅整個(gè)陸地表層的“大系統(tǒng)”。
在陸地生態(tài)系統(tǒng)中,土壤作為最活躍的生命層,是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的子系統(tǒng),在土壤生態(tài)系統(tǒng)組成中,綠色植物是其主要生產(chǎn)者(producer),它通過(guò)光合作用,把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為有機(jī)形態(tài)的貯藏潛能,同時(shí)又從環(huán)境中吸收養(yǎng)分、水分和二氧化碳,合成并轉(zhuǎn)化為有機(jī)形態(tài)的儲(chǔ)存物質(zhì)。消費(fèi)者(consumer),主要是食草或食肉動(dòng)物,如土壤原生動(dòng)物、蚯蚓、昆蟲類、脊椎動(dòng)物的嚙齒類動(dòng)物(如草原地區(qū)的鼢鼠、黃鼠、兔子,農(nóng)田中的田鼠),它們用現(xiàn)有的有機(jī)質(zhì)作為食料,經(jīng)過(guò)機(jī)械破碎,生物轉(zhuǎn)化,這部分有機(jī)質(zhì)除小部分的物質(zhì)和能量在破碎和轉(zhuǎn)化中消耗外,大部分物質(zhì)和能量則仍以有機(jī)形態(tài)殘留在土壤動(dòng)物中。土壤生態(tài)系統(tǒng)的分解者(decomposer),主要指生活在土壤中的微生物和低等動(dòng)物,微生物有細(xì)菌、真菌、放線菌、藻類等,低等動(dòng)物有鞭毛蟲、纖毛蟲等,它們以綠色植物與動(dòng)物的殘留有機(jī)體為食料從中吸取養(yǎng)分和能量,并將它們分解為無(wú)機(jī)化合物或轉(zhuǎn)化成土壤腐殖質(zhì)。
土壤處于大氣圈、水圈、巖圈及生物圈的交界面,是地球表面各種物理、化學(xué)、生物化學(xué)過(guò)程、反應(yīng)界面、物質(zhì)與能量交換、遷移過(guò)程等最復(fù)雜、最頻繁的地帶。這種特殊的空間位置,使得土壤具有抗外界溫度、濕度、酸堿性、氧化還原性變化的緩沖能力。對(duì)進(jìn)入土壤的污染物能通過(guò)土壤生物進(jìn)行代謝、降解、轉(zhuǎn)化、清除或降低毒性,起著過(guò)濾器和凈化器的作用,為地上部分的植物和地下部分的微生物的生長(zhǎng)繁衍提供一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的環(huán)境。
土壤在陸地生態(tài)系統(tǒng)中起著極其重要的作用。主要包括:1)保持生物活性、多樣性和生產(chǎn)性;2)對(duì)水體和溶質(zhì)流動(dòng)起調(diào)節(jié)作用;3)對(duì)有機(jī)、無(wú)機(jī)污染物具有過(guò)濾、緩沖、降解、固定和解毒作用;4)具有儲(chǔ)存并循環(huán)生物圈及地表養(yǎng)分和其他元素功能。這些功能均可通過(guò)人工調(diào)節(jié)為人類服務(wù)。
3)土壤是最珍貴的自然資源
土壤資源是指具有農(nóng)、林、牧業(yè)生產(chǎn)性能的土壤類型的總稱,是人類生活和生產(chǎn)最基本、最廣泛、最重要的自然資源,屬于地球上陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分。人類消耗的80%的熱量、75%以上的蛋白質(zhì)及大部分的纖維,都是直接來(lái)源于土壤。所以,土壤資源和水與大氣資源一樣,是維持人類生存與發(fā)展的必要條件,是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展最基本的物質(zhì)基礎(chǔ)。
那么土壤資源是可再生的還是不可再生的呢?
與光、熱、水、氣資源一樣,土壤資源稱為可再生資源,因?yàn)閺耐寥蕾|(zhì)量上看,只要科學(xué)地對(duì)土壤“用養(yǎng)結(jié)合”,不斷對(duì)土壤進(jìn)行“補(bǔ)償和投入”,就完全可以使土壤“永續(xù)利用”。但是研究表明,在地球表面形成1 cm厚的土壤,一般需要300~500年,石灰?guī)r發(fā)育的土壤,需要1000多年。所以,從土壤數(shù)量上看,土壤資源又是有限的,是不可再生的。
中國(guó)人口占世界人口的1/5,但耕地僅1億hm2,人均耕地僅為世界人均的1/3。中國(guó)的土壤資源并非取之不盡,用之不竭的。特別是在人為影響與破壞條件下,土壤肥力一旦下降,質(zhì)量一旦“退化”,例如土壤遭到沙化、鹽漬化、石質(zhì)化及土壤污染等,就會(huì)使土壤失去生產(chǎn)力,給社會(huì)與人類帶來(lái)嚴(yán)重后果。因此,從這個(gè)意義上講,土壤質(zhì)量是有限的,保護(hù)土壤資源是全社會(huì)、乃至全人類義不容辭的責(zé)任。
4)土壤是最珍貴的環(huán)境資源
土壤不但為植物與動(dòng)物提供良好的生態(tài)環(huán)境,也為人類提供良好的生活環(huán)境。土壤對(duì)進(jìn)入的污染物能起過(guò)濾與緩沖作用,但是,土壤能接受的外來(lái)污染物是有限的,過(guò)多的污染物進(jìn)入土壤所產(chǎn)生的嚴(yán)重污染,將對(duì)人類生存造成危害。
總之,土壤在地球表層系統(tǒng)中,與大氣圈、生物圈、巖石圈、水圈共同構(gòu)成一個(gè)獨(dú)特的系統(tǒng)圈層,而土壤圈便是系統(tǒng)圈層的中心。土壤圈既是這些圈層的支撐者,又對(duì)它們的形成和演化產(chǎn)生深刻的影響,它自身就是地球表層系統(tǒng)中最活躍最富有生命力的圈層,是土壤科學(xué)與生產(chǎn)實(shí)踐的研究中心。
1)土壤資源具有一定的生產(chǎn)力。其生產(chǎn)力的高低,除了與土壤的自然屬性有關(guān)外,很大程度上決定于人類生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)水平。不同種類和性質(zhì)的土壤對(duì)農(nóng)、林、牧具有不同的適宜性。
2)土壤資源具有可更新性和可培育性。人類可以利用土壤的變化發(fā)展規(guī)律,應(yīng)用先進(jìn)技術(shù),促使肥力不斷地提高,生產(chǎn)更豐富的產(chǎn)品,滿足人類的生活需要。如果不恰當(dāng)?shù)乩猛寥?,其肥力和生產(chǎn)力將下降。
3)土壤資源的位置有固定性,面積有其有限性,同時(shí)具有其他資源不能代替的性質(zhì)。在人口不斷增加的情況下,應(yīng)合理利用和保護(hù)土壤資源。
4)土壤資源的空間存在形式具有地域分異規(guī)律,表現(xiàn)在時(shí)間上有季節(jié)變化的周期性,土壤性質(zhì)及其生產(chǎn)特征也隨著季節(jié)的變化而發(fā)生周期性變化。
中國(guó)的陸地面積約為世界陸地面積的6.4%,亞洲大陸面積的22.1%。全部國(guó)土從北到南橫跨不同的熱量帶,其土壤資源具有3大特點(diǎn)。1)土壤類型多,資源豐富。中國(guó)主要土壤發(fā)生類型可概括為紅壤、棕壤、褐土、黑土、栗鈣土、漠土、潮土(包括砂姜黑土)、灌淤土、水稻土、濕土(草甸、沼澤土)、鹽堿土、巖性土和高山土等13系列(圖4和圖5)。可分46個(gè)土類,130多個(gè)亞類,各自具有不同的生產(chǎn)力和發(fā)展農(nóng)、林、牧的適宜性。2)山地土壤資源多。各種高山和山地丘陵的土壤資源占國(guó)土面積的65%以上,多宜于發(fā)展各種經(jīng)濟(jì)林木。3)耕地面積小。中國(guó)現(xiàn)有耕地約1億hm2,低于世界人均水平。概括而言,全國(guó)可供農(nóng)、林、牧生產(chǎn)的用地總量約占整個(gè)國(guó)土面積的60%。
當(dāng)前土壤為什么會(huì)“不清潔”?土壤污染現(xiàn)狀如何?
隨著人口增加、經(jīng)濟(jì)發(fā)展,中國(guó)面臨的土壤污染,即土壤環(huán)境安全問(wèn)題,近來(lái)越顯突出。土壤被污染后,不僅可以直接表現(xiàn)為土壤生產(chǎn)力的下降,也可通過(guò)土壤、植物、動(dòng)物、人體之間的鏈,使某些微量和超微量的有害污染物在農(nóng)產(chǎn)品中富集起來(lái),從而對(duì)植物和人類產(chǎn)生嚴(yán)重危害。另外,土壤污染也是環(huán)境污染的重要組成部分,也可導(dǎo)致其環(huán)境要素的污染,如土壤中污染物過(guò)多可導(dǎo)致地下水或地表水污染。而風(fēng)可將污染土壤攜帶到大氣中造成大氣污染,所以土壤污染有可能成為水和大氣污染的來(lái)源。土壤污染影響食品安全,危害人體健康,必須堅(jiān)決防治。
那么,土壤污染的“污染物”來(lái)自哪里?土壤污染物的來(lái)源具有多源性。
根據(jù)污染物質(zhì)的性質(zhì)不同,土壤污染物分為無(wú)機(jī)物和有機(jī)物兩類:無(wú)機(jī)物主要有Hg、Cr、Pb、Cu、Zu等重金屬和As、Se等非金屬;有機(jī)物主要有酚、有機(jī)農(nóng)藥、油類、苯并芘類和洗滌劑類等。這些化學(xué)污染物主要由污水、廢氣、固體廢物、農(nóng)藥和化肥帶進(jìn)土壤并積累起來(lái)。
1)污水。生活污水和工業(yè)廢水中含有N、P、K等許多植物所需要的養(yǎng)分,所以合理地使用污水灌溉農(nóng)田,一般有增產(chǎn)效果。但污水中還含有重金屬、酚、氰化物等許多有毒有害的物質(zhì),如果污水沒(méi)有經(jīng)過(guò)必要的處理而直接用于農(nóng)田灌溉,會(huì)將污水中有毒有害的物質(zhì)帶至農(nóng)田,污染土壤。例如冶煉、電鍍、燃料、汞化物等工業(yè)廢水能引起Cd、Hg、Cr、Cu等重金屬污染;石油化工、肥料、農(nóng)藥等工業(yè)廢水會(huì)引起酚、三氯乙醛、農(nóng)藥等有機(jī)物的污染(圖6)。
2)廢氣。大氣中的有害氣體主要是工業(yè)中排出的有毒廢氣,它的污染面大,會(huì)對(duì)土壤造成嚴(yán)重污染。工業(yè)廢氣的污染大致分為兩類:氣體污染,如二氧化硫、氟化物、臭氧、氮氧化物、碳?xì)浠衔锏?;氣溶膠污染,如粉塵、煙塵等固體粒子及煙霧、霧氣等液體粒子,它們通過(guò)沉降或降水進(jìn)入土壤,造成污染。例如,有色金屬冶煉廠排出的廢氣中含有Cr、Pb、Cu、Cd等重金屬,對(duì)附近的土壤造成污染;生產(chǎn)磷肥、氟化物的工廠會(huì)對(duì)附近的土壤造成粉塵污染和氟污染(圖7)。
3)化肥。施用化肥是農(nóng)業(yè)增產(chǎn)的重要措施,但不合理的使用,也會(huì)引起土壤污染。長(zhǎng)期大量使用氮肥,會(huì)破壞土壤結(jié)構(gòu),造成土壤板結(jié),生物學(xué)性質(zhì)惡化,影響農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量。過(guò)量使用硝態(tài)氮肥,會(huì)使飼料作物含有過(guò)多的硝酸鹽,妨礙牲畜體內(nèi)氧的輸送,使其患病,嚴(yán)重的導(dǎo)致死亡。
4)農(nóng)藥。農(nóng)藥能防治病、蟲、草害,如果使用得當(dāng),可保證作物的增產(chǎn),但它是一類危害性很大的土壤污染物,施用不當(dāng),會(huì)引起土壤污染。噴施于作物體上的農(nóng)藥(粉劑、水劑、乳液等),除部分被植物吸收或逸入大氣外,約50%散落于農(nóng)田,這一部分農(nóng)藥與直接施用于田間的農(nóng)藥(如拌種消毒劑、地下害蟲熏蒸劑和殺蟲劑等)構(gòu)成農(nóng)田土壤中農(nóng)藥的基本來(lái)源。農(nóng)作物從土壤中吸收農(nóng)藥,在根、莖、葉、果實(shí)和種子中積累,通過(guò)食物、飼料危害人體和牲畜的健康(圖8)。此外,農(nóng)藥在殺蟲、防病的同時(shí),也使有益于農(nóng)業(yè)的微生物、昆蟲、鳥類遭到傷害,破壞了生態(tài)系統(tǒng),使農(nóng)作物遭受間接損失。
5)固體污染。工業(yè)廢物和城市垃圾是土壤的固體污染物。例如,各種農(nóng)用塑料薄膜作為大棚、地膜覆蓋物被廣泛使用,如果管理、回收不善,大量殘膜碎片散落田間,會(huì)造成農(nóng)田“白色污染”(圖9)。這樣的固體污染物既不易蒸發(fā)、揮發(fā),也不易被土壤微生物分解,是一種長(zhǎng)期滯留土壤的污染物。
當(dāng)前,中國(guó)土壤污染現(xiàn)狀如何?2014年4月17日環(huán)境保護(hù)部和國(guó)土資源部公布《全國(guó)土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)》,從公報(bào)披露的一系列數(shù)字看,中國(guó)部分地區(qū)土壤污染較重,耕地土壤環(huán)境質(zhì)量堪憂,工礦業(yè)廢棄地土壤環(huán)境問(wèn)題突出(圖10)。
數(shù)字1:全國(guó)土壤總超標(biāo)率16.1%。點(diǎn)位超標(biāo)率,是指土壤超標(biāo)點(diǎn)位的數(shù)量占調(diào)查點(diǎn)位總數(shù)量的比例。
全國(guó)土壤總超標(biāo)率為16.1%,其中重度污染點(diǎn)位比例為1.1%。土壤污染以無(wú)機(jī)型為主。南方土壤污染重于北方,長(zhǎng)三角、珠三角、東北老工業(yè)基地等部分區(qū)域土壤污染問(wèn)題較為突出,西南、中南地區(qū)土壤重金屬超標(biāo)范圍較大。Cd、Hg、As、Pb 4種無(wú)機(jī)污染物含量分布呈現(xiàn)從西北到東南、從東北到西南方向逐漸升高的態(tài)勢(shì)。
數(shù)字2:耕地點(diǎn)位超標(biāo)率19.4%。
耕地土壤點(diǎn)位超標(biāo)率為19.4%,其中輕微、輕度、中度和重度污染點(diǎn)位比例分別為13.7%、2.8%、1.8%和1.1%,主要污染物為Cd、Ni、Cu、As、Hg、Pb、滴滴涕和多環(huán)芳烴。林地點(diǎn)位超標(biāo)率為10%,草地點(diǎn)位超標(biāo)率為10.4%,未利用地點(diǎn)位超標(biāo)率為11.4%。
數(shù)字3:土壤Cd超標(biāo)率7.0%。
Cd、Hg、As、Cu、Pb、Cr、Zn、Ni 8 種無(wú)機(jī)污染物點(diǎn)位超標(biāo)率分別為7.0%、1.6%、2.7%、2.1%、1.5%、1.1%、0.9%、4.8%,其中Cd 重度污染點(diǎn)位比例為0.5%。
六六六、滴滴涕、多環(huán)芳烴3類有機(jī)污染物點(diǎn)位超標(biāo)率分別為0.5%、1.9%、1.4%。
數(shù)字4:重污染企業(yè)及周邊土壤超標(biāo)點(diǎn)位36.3%。
在調(diào)查的690 家重污染企業(yè)用地及周邊土壤點(diǎn)位中,超標(biāo)點(diǎn)位占36.3%,主要涉及黑色金屬、有色金屬、皮革制品、造紙、石油煤炭、化工醫(yī)藥、化纖橡塑、礦物制品、金屬制品、電力等行業(yè)。調(diào)查的工業(yè)廢棄地中超標(biāo)點(diǎn)位占34.9% ,工業(yè)園區(qū)中超標(biāo)點(diǎn)位占29.4%。
中國(guó)重金屬污染土壤面積達(dá)2000萬(wàn)hm2,占總耕地1/6,因工業(yè)污染的近700萬(wàn)hm2土壤,使糧食減產(chǎn)100億kg,其中,土壤Cd的污染超標(biāo)面積近20年來(lái),增加了14.6%。其他Hg、As、Cu、Zn在東南沿海地區(qū)超標(biāo)占污染總面積的45.5%,廣州有50%農(nóng)地受Cd、As、Hg毒害,杭州有萬(wàn)畝連片農(nóng)田受Cd、Pb、As、Cu 等污染,使10%土壤失去生產(chǎn)力。上海市郊10個(gè)設(shè)施蔬菜園,土壤Zn含量高達(dá)517 mg/kg,超標(biāo)5倍之多。
數(shù)字5:固體廢物集中處理處置場(chǎng)地土壤超標(biāo)點(diǎn)位21.3%。
在調(diào)查的188 處固體廢物處理處置場(chǎng)地中,超標(biāo)點(diǎn)位占21.3%,以無(wú)機(jī)污染為主,垃圾焚燒和填埋場(chǎng)有機(jī)污染嚴(yán)重。調(diào)查的采油區(qū)中超標(biāo)點(diǎn)位占23.6%,礦區(qū)中超標(biāo)點(diǎn)位占33.4%,55個(gè)污水灌溉區(qū)中有39個(gè)存在土壤污染,267條公路干線兩側(cè)的1578個(gè)土壤點(diǎn)位中超標(biāo)點(diǎn)位占20.3%。
2014年12月,農(nóng)業(yè)部又發(fā)布了《關(guān)于全國(guó)耕地質(zhì)量等級(jí)情況的公報(bào)》,公報(bào)顯示,評(píng)價(jià)為1~3等的優(yōu)良耕地僅占總面積的27.3%,而評(píng)價(jià)為4 ~10等的中等及劣質(zhì)耕地占比超過(guò)72%,其中以農(nóng)藥與化肥污染為主。中國(guó)耕地平均施化肥N為224 kg/hm2,接近國(guó)際公認(rèn)上線225 kg/hm2,中國(guó)每年N肥用量達(dá)2233 萬(wàn)t,進(jìn)入土壤與水環(huán)境中約達(dá)1000萬(wàn)t,使不少農(nóng)產(chǎn)品硝態(tài)氮含量明顯超標(biāo)。中國(guó)農(nóng)藥年用量達(dá)131.2萬(wàn)t,平均每公頃施用14 kg,比發(fā)達(dá)國(guó)家高出一倍,遭農(nóng)藥污染的農(nóng)田面積達(dá)9333.33 萬(wàn)hm2。20 年前停用的DDT、六六六當(dāng)前在土壤中仍可檢出。
1)土壤污染對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的影響
萬(wàn)物土中生,土壤是孕育萬(wàn)物之母,是農(nóng)產(chǎn)品安全生產(chǎn)的基礎(chǔ),土壤一旦受到污染,就必然會(huì)影響到其上種植農(nóng)作物的產(chǎn)量、品質(zhì)和安全質(zhì)量。目前,全國(guó)大約10%的糧食,24%的農(nóng)畜產(chǎn)品和48%的蔬菜存在質(zhì)量安全問(wèn)題。土壤環(huán)境的各種污染會(huì)引起農(nóng)產(chǎn)量質(zhì)量下降,嚴(yán)重影響農(nóng)產(chǎn)品的安全。例如土壤中如果過(guò)量施氮肥,會(huì)導(dǎo)致蔬菜硝酸鹽或亞硝酸鹽積累。蔬菜是人們食用最多的食物之一,人體攝入的硝酸鹽81%來(lái)自蔬菜,因此,蔬菜中硝酸鹽含量過(guò)高將對(duì)人體產(chǎn)生危害。隨著氮素水平的提高,蔬菜營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)下降,硝酸鹽總量及谷氨酸、脯氨酸等氨基酸、非蛋白質(zhì)與總氮比值升高,蔬菜內(nèi)維生素C、可溶性糖含量下降,N含量逐漸增加,P、K含量逐漸減少,硝酸鹽污染加劇。同時(shí),蔬菜中硝酸鹽含量過(guò)高易引起病蟲危害,從而影響蔬菜產(chǎn)量,降低品質(zhì),不耐儲(chǔ)藏。
2)土壤污染對(duì)人體健康的影響
土壤污染造成的危害不易及時(shí)發(fā)現(xiàn),具有一旦污染就難以清除的特點(diǎn),其主要通過(guò)農(nóng)作物等間接對(duì)人體健康產(chǎn)生危害。
重金屬污染的危害。由于工業(yè)廢水未經(jīng)過(guò)任何處理進(jìn)行灌田,使土壤中積累的有害重金屬的量及種類越來(lái)越多,造成嚴(yán)重污染,然后,土壤中的重金屬通過(guò)農(nóng)作物進(jìn)入人體而對(duì)人體健康產(chǎn)生危害。如Hg、Cd、Pb、As、Cr、Tl等污染土壤后都會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生各種危害。例如,中國(guó)貴州興義地區(qū)居民中曾出現(xiàn)Tl中毒患者200多例,主要癥狀是頭痛、頭暈、失眠、多夢(mèng)、記憶力減退、四肢無(wú)力、周圍神經(jīng)炎以及脫發(fā)等。經(jīng)調(diào)查,該地區(qū)灶礬山麓礦渣中鉈化合物含量較高,礦渣被雨水淋溶進(jìn)入土壤中,使土壤Tl污染嚴(yán)重,Tl被蔬菜吸收富集后,造成蔬菜中Tl 含量超標(biāo)。Tl通過(guò)蔬菜進(jìn)入人體,在體內(nèi)引起神經(jīng)細(xì)胞病變,其病變主要在大腦、小腦、脊髓;視神經(jīng)也有病變和壞死。Tl還影響心肌和其他神經(jīng)肌肉,產(chǎn)生各種中毒癥狀。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,Tl還有導(dǎo)致人體出現(xiàn)畸形的作用。
農(nóng)藥污染的危害。農(nóng)藥種類繁多,至今全世界已開發(fā)農(nóng)藥原藥1200多種,其中常用的有200余種。化學(xué)農(nóng)藥在當(dāng)今以至將來(lái)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中不可能完全被取代。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中大量、反復(fù)多次施用農(nóng)藥,首先使土壤受到污染。使用農(nóng)藥時(shí),不論采用什么方式,黏附在農(nóng)作物上的藥量一般約占30%,其余大部分落于土壤。如使用農(nóng)藥拌種、浸種和除草等,直接將農(nóng)藥施入土壤,或是雨水?dāng)y帶農(nóng)藥和洗滌植株體表的農(nóng)藥均進(jìn)入土壤。土壤中農(nóng)藥的殘留量一般很低,但通過(guò)食物鏈和生物濃縮可使生物體內(nèi)含量提高至幾千倍、甚至幾萬(wàn)倍。農(nóng)藥污染后,主要通過(guò)飲食進(jìn)入人體,產(chǎn)生各種危害。其中包括:
急性中毒。急性農(nóng)藥中毒是一個(gè)十分嚴(yán)重的問(wèn)題。由于不正確使用農(nóng)藥,特別是有機(jī)磷農(nóng)藥的急性中毒的發(fā)生率比有機(jī)氯農(nóng)藥高得多。例如對(duì)硫磷、內(nèi)吸磷的不適當(dāng)使用造成的死亡,是農(nóng)藥造成急性中毒事件中最多的。氨基甲酸酯農(nóng)藥的急性中毒與有機(jī)磷有些相似,但毒性一般較低,其中有些種類毒性較高。
慢性中毒。長(zhǎng)期接觸農(nóng)藥可以引起慢性中毒,最多見(jiàn)的是有機(jī)氯和有機(jī)磷農(nóng)藥慢性中毒。有機(jī)氯農(nóng)藥慢性中毒主要表現(xiàn)為食欲不振、上腹部和肋下疼痛、頭暈、頭痛、乏力、失眠、噩夢(mèng)等,還可引起肝腫大和肝功能異常;有機(jī)磷農(nóng)藥慢性中毒除一般癥狀外,主要表現(xiàn)為血液中膽堿酯酶活性顯著而持久的降低。農(nóng)藥的慢性中毒還表現(xiàn)在影響多種酶的活性。酶活性的改變,必然引起體內(nèi)生理、生化功能紊亂和病理改變。對(duì)內(nèi)分泌系統(tǒng)和免疫功能等也有一定影響。
致突變、致癌和致畸作用。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明,有機(jī)氟農(nóng)藥有致突變和致畸作用,有機(jī)磷農(nóng)藥也有致突變作用,六六六有致肝癌和致畸作用。因此,農(nóng)藥對(duì)人類有潛在的危險(xiǎn)性,應(yīng)予以高度重視。
3)生物性污染的危害
土壤的生物性污染仍然是當(dāng)前土壤污染的重要危害,影響面廣。它的危害有:
引起腸道傳染病和寄生蟲病。動(dòng)物或人體排出的含有病原體的糞便污染土壤,人與土壤直接接觸,或生吃種植在這種土壤中的蔬菜瓜果等而感染得病。主要包括傷寒、副傷寒、痢疾、病毒性肝炎等傳染病,以及蛔蟲病和鉤蟲病等寄生蟲病。許多腸道病菌在土壤中能存活10至數(shù)10 d,腸道病毒可存活2~4月,寄生蟲卵在土壤中存活的時(shí)間更長(zhǎng)。對(duì)于傳播寄生蟲病而言,土壤起著特殊的作用,因?yàn)樵谶@些寄生蟲的生活史中,有一個(gè)階段必須在土壤中度過(guò)。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。
通過(guò)皮膚或黏膜進(jìn)入人體而得病。這種傳播方式表現(xiàn)為:鉤端螺旋體的帶菌動(dòng)物有牛、羊、豬、鼠等,在中性或弱堿性的土壤中鉤端螺旋體能存活幾個(gè)星期;炭疽桿菌抵抗力很強(qiáng),家畜一旦感染了炭疽病并污染土壤后會(huì)在該地區(qū)相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)傳播此病。
引起破傷風(fēng)和肉毒中毒。天然土壤中常含有破傷風(fēng)桿菌和肉毒桿菌,人接觸土壤而感染,這兩種病菌抵抗力很強(qiáng),在土壤中能長(zhǎng)期存活。
防治土壤污染,切實(shí)珍惜和保護(hù)土壤資源
土壤環(huán)境質(zhì)量關(guān)系到糧食安全、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全、農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展以及經(jīng)濟(jì)社會(huì)的和諧穩(wěn)定。考慮到中國(guó)人口眾多、耕地資源嚴(yán)重不足的基本國(guó)情,以及土壤一旦被污染就很難被修復(fù),或者需要很長(zhǎng)時(shí)間才能恢復(fù)到原來(lái)的無(wú)害狀態(tài),應(yīng)采取措施盡量減少土壤的污染。一定要寸土必爭(zhēng),要切實(shí)珍惜和保護(hù)我們賴以生存的每一寸土壤——這是我們義不容辭的責(zé)任。
1)做好土壤污染的預(yù)防工作
控制和消除工業(yè)“三廢”對(duì)農(nóng)田土壤的污染。工業(yè)“三廢”即廢氣、廢水、廢渣,會(huì)通過(guò)各種渠道進(jìn)入土壤,是導(dǎo)致土壤污染的一個(gè)主要方面。要加強(qiáng)對(duì)企業(yè)“三廢”排放的管理,做到達(dá)標(biāo)排放,嚴(yán)禁污染物直接排放到農(nóng)田,禁止引用不符合農(nóng)灌水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的污水進(jìn)行灌溉。
減少化學(xué)農(nóng)藥的使用。化學(xué)農(nóng)藥對(duì)土壤、農(nóng)作物、土壤微生物都有較大的毒害作用,殘留期長(zhǎng),通過(guò)揮發(fā)、淋溶能夠進(jìn)入大氣和水環(huán)境,并且最終會(huì)危害人類的健康。因此,通過(guò)大力推廣高效低毒的生物農(nóng)藥,改進(jìn)農(nóng)藥施用器械和技術(shù),提高農(nóng)藥利用率,加強(qiáng)病蟲害的統(tǒng)防統(tǒng)治,減少化學(xué)農(nóng)藥的使用是防止土壤污染的一種重要手段。
合理施用化學(xué)肥料。應(yīng)根據(jù)氣候、水利條件、土壤肥力狀況、農(nóng)作物營(yíng)養(yǎng)狀況,合理施用化學(xué)肥料,通過(guò)開展測(cè)土配方施肥,推廣水肥一體化等技術(shù),確定肥料最佳用量和施用方法,防止過(guò)量和不當(dāng)方法施肥,提高肥料的利用率,減少化肥施用對(duì)土壤、大氣和水造成的污染。
加強(qiáng)對(duì)污染區(qū)域的監(jiān)測(cè)和管理。監(jiān)測(cè)是管理和控制污染的基礎(chǔ)和先決條件,由于土壤污染具有反應(yīng)慢、隱蔽性強(qiáng)等特點(diǎn),因此,對(duì)污染區(qū)域開展定位例行監(jiān)測(cè),監(jiān)控土壤污染的變化動(dòng)態(tài),對(duì)土壤污染的控制與管理具有十分重要的意義和作用。加強(qiáng)對(duì)土壤環(huán)境、農(nóng)作物的監(jiān)測(cè)分析,還能為合理施用化學(xué)肥料、農(nóng)藥,選擇合適的污染治理技術(shù)等方面提供科學(xué)的依據(jù)。
2)開展全國(guó)土壤質(zhì)量本底調(diào)查,建立全國(guó)土壤質(zhì)量檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)
目前,中國(guó)已頒布了《農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全法》和《產(chǎn)地安全管理辦法》,產(chǎn)地管理具有了法律依據(jù),初步構(gòu)建了農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地安全標(biāo)準(zhǔn)體系和與之配套的技術(shù)體系。繼續(xù)加強(qiáng)全國(guó)農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地安全質(zhì)量普查工作,分階段、分步驟對(duì)農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地周邊污染源調(diào)查、查清全國(guó)污水灌區(qū)、大中城市郊區(qū)、工礦企業(yè)區(qū)周邊以及重要農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)區(qū)的產(chǎn)地安全質(zhì)量狀況;進(jìn)而完成全國(guó)其他農(nóng)區(qū)(一般農(nóng)區(qū))產(chǎn)地普查工作,摸清產(chǎn)地污染的底數(shù),并在此基礎(chǔ)上,開展農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地安全質(zhì)量的分等定級(jí)和區(qū)劃,繪制產(chǎn)地安全質(zhì)量評(píng)價(jià)和與區(qū)劃相關(guān)的圖件,構(gòu)建全國(guó)農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地安全質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)和預(yù)警平臺(tái),開展農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地種植結(jié)構(gòu)的適宜性調(diào)整,從而在合理利用寶貴耕地資源的基礎(chǔ)上,達(dá)到保障食用農(nóng)產(chǎn)品安全生產(chǎn)的目的。
3)加強(qiáng)土壤質(zhì)量保護(hù)與修復(fù)技術(shù)研究
構(gòu)建土壤污染治理修復(fù)的科技創(chuàng)新體系,引導(dǎo)科研院所和高等院校開展土壤污染治理修復(fù)技術(shù)攻關(guān),重點(diǎn)研發(fā)土壤污染治理方面的關(guān)鍵技術(shù)。加強(qiáng)國(guó)際合作,積極引進(jìn)、消化、吸收國(guó)外先進(jìn)的管理經(jīng)驗(yàn)和治理修復(fù)技術(shù)及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估制度。對(duì)各種有效的土壤修復(fù)技術(shù),包括生物修復(fù)、化學(xué)物理修復(fù)等進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用與研究。
4) 加大土壤污染防治資金投入
各級(jí)人民政府要切實(shí)加大投入力度,重點(diǎn)支持農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境監(jiān)測(cè)、調(diào)查評(píng)估、環(huán)境監(jiān)管能力建設(shè)、污染產(chǎn)地治理修復(fù)工程等,保障農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤污染治理修復(fù)工作經(jīng)費(fèi)。按照“誰(shuí)污染、誰(shuí)治理”的原則,督促企業(yè)落實(shí)土壤污染防治資金;按照“誰(shuí)投資、誰(shuí)受益”的原則,完善多元化投融資機(jī)制,引導(dǎo)和鼓勵(lì)社會(huì)資金參與土壤污染防治工作。各級(jí)政府要將土壤污染治理納入政府投資計(jì)劃和同級(jí)財(cái)政預(yù)算,并切實(shí)予以保障。通過(guò)補(bǔ)助、貼息等政策,積極支持土壤污染治理工作。積極爭(zhēng)取國(guó)家各類農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境保護(hù)補(bǔ)助資金,對(duì)重點(diǎn)土壤污染治理工程予以適當(dāng)支持。
5) 進(jìn)一步提高全民生態(tài)環(huán)保意識(shí)
要讓大家知道,只有“凈土”,才有“潔食”,只有“潔食”,才能健康,只有健康,才能保障社會(huì)的安全與穩(wěn)定。要通過(guò)各類媒體加強(qiáng)土壤與環(huán)境質(zhì)量的宣傳與科普工作,增強(qiáng)人民群眾對(duì)土壤污染的嚴(yán)重性和危害性的認(rèn)識(shí),從而進(jìn)一步提高全民生態(tài)環(huán)保意識(shí)。 (責(zé)任編輯 王媛媛)
作者簡(jiǎn)介:趙其國(guó),中國(guó)科學(xué)院院士,中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所研究員。曾獲中國(guó)科學(xué)院竺可禎獎(jiǎng)、國(guó)際道庫(kù)恰也夫獎(jiǎng)、第四屆日經(jīng)亞洲大獎(jiǎng)等。 |
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來(lái)自: 頭戴菊花唱大戲 > 《自然農(nóng)法》