吳密根

（天津工業(yè)大學環(huán)境與化學工程學院應用化學系，天津 300160）

土壤的污染及其治理方法

吳密根

（天津工業(yè)大學環(huán)境與化學工程學院應用化學系，天津 300160）

改革開放30年以來，隨著快速的工業(yè)化、城市化進程，土壤環(huán)境污染物種類和數(shù)量不斷增加，發(fā)生的地域和規(guī)模逐漸擴大，危害也進一步深入，脆弱的農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境迅速惡化，由化學農(nóng)藥引起的土壤污染導致農(nóng)作物產(chǎn)量和品質下降，影響人類健康，本文在分析土壤污染類型及危害的基礎上，提出了采用施用化學改良劑、科學進行廢水灌溉、合理施用化肥和農(nóng)藥等防治措施。

土壤污染；化學農(nóng)藥；有機污染；無機污染；治理方法

地球是人類的家園，土壤是地球表面自然環(huán)境的重要組成部分和陸地生態(tài)系統(tǒng)的基礎[1]。目前全世界化學農(nóng)藥的生產(chǎn)與使用一直保持著旺盛的發(fā)展勢頭[2]。中國更是世界農(nóng)藥的生產(chǎn)與使用大國，農(nóng)藥制劑產(chǎn)量由20世紀50年代初的年產(chǎn)500t猛增到“十五”期間的80萬t[3]。這些農(nóng)藥（包括其助劑和溶劑）大部分都直接或間接滴落到土壤表面，滲入耕作層，直接影響了農(nóng)作物的生長和品質，并通過食物鏈發(fā)生進一步的傳播,間接危及人體健康。

1 農(nóng)藥污染類型

1.1 重金屬對土壤的污染

重金屬污染的來源主要是采礦、冶煉等工礦企業(yè)排放的廢氣、廢水和廢渣，煤和石油等礦物燃料的燃燒以及農(nóng)藥化肥的過量使用，其中主要包括Cd、Pb、Zn、Cu、Ni、Hg、Cr及類金屬 As等。重金屬不能被微生物降解，進入土壤后很難消除，且多為過渡元素，有可變的價態(tài)。我國許多地方的部分農(nóng)田土壤中重金屬含量較高，污染相當嚴重。2001年，國家環(huán)保局對北京、上海、天津和深圳4個“菜籃子”工程試點城市一些區(qū)域的種植生產(chǎn)基地的砷、汞、鉛、鎘、銅、滴滴涕和六六六等土壤因子進行的環(huán)境質量調查監(jiān)測結果表明，由于污染物在土壤中長期富集，土壤環(huán)境質量達標率只有84.9%。北京某些地區(qū)，30個土壤、水質監(jiān)測點位中有5個監(jiān)測點位菜田耕層土壤中汞含量超標，超標率為16.7%，最大超標倍數(shù)為3.1倍。天津市11個土壤、水質監(jiān)測點位中有3個監(jiān)測點位超標[4]。近年來華南地區(qū)部分城市有50%的農(nóng)地遭受Cd、As、Hg等有毒重金屬和石油類污染，在東南一些地區(qū)，As、Cu、Zn等元素的超標土壤面積占污染總面積的45.5%，江西省某縣多達44%的耕地遭到重金屬污染，并形成670km2的“鎘米”區(qū)。在湖北恩施和陜西紫陽，水和土壤環(huán)境中硒含量較高，曾經(jīng)導致動物牧草硒中毒；貴州、內(nèi)蒙古一些地區(qū)的水和土壤氟含量嚴重超標，造成了人畜氟中毒[5]。以上海市土壤環(huán)境背景值為標準，上海市崇明島蔬菜地兩側土壤重金屬Cd、Pb、Zn和Cu超標率分別為25.14%、10.1%、8.7%和6.5%[6]。對上海郊區(qū)蔬菜種植面積達50.5%的農(nóng)田調查發(fā)現(xiàn)，Cd、Hg和Zn是上海蔬菜農(nóng)田土壤中主要的重金屬累積污染物[7]。上海市主要蔬菜園藝場環(huán)境不合格因素主要為土壤,6個劣于3級標準的園藝場的限制因素皆為土壤，污染物Cd最高達1.06 mg/kg[8]。

1.2 有機農(nóng)藥對土壤的污染

有機磷和有機氯農(nóng)藥是造成土壤農(nóng)藥污染的主要有機物，其他土壤有機污染物還包括氨基甲酸酯類、有機氮類殺蟲劑、磺酰脲類除草劑、多環(huán)芳烴等持久性有機污染[9]。據(jù)中國科學院南京土壤研究所最新調查研究發(fā)現(xiàn)，目前長江三角洲地區(qū)土壤污染除了“常見”的農(nóng)藥等污染外，最嚴重的是“持久性有機污染物”，局域的農(nóng)田土壤多達16種多環(huán)芳烴、100多種多氯聯(lián)苯類及十余種二英類劇毒物質，其結果令人吃驚和擔憂。東南沿海地區(qū)部分土壤也出現(xiàn)具有內(nèi)分泌干擾作用的多環(huán)芳烴、多氯聯(lián)苯、塑料增塑劑、農(nóng)藥甚至二()英等復合污染高風險區(qū)。導致爛種和濫芽率大幅度提高，棉苗側根減少，棉苗死亡率提高，現(xiàn)蕾期推遲和株高降低[10]。有的農(nóng)藥能代謝為更毒或致癌的化合物，如殺蟲脒水解產(chǎn)生四氯磷甲苯胺，代森鋅代謝為乙撐硫脲，直到農(nóng)產(chǎn)品收獲時還會有殘留的農(nóng)藥及其有毒代謝物，而且，被土壤吸附后降解較慢，容易在土壤中累積，對生態(tài)系統(tǒng)和人體健康形成潛在威脅[11]。

2 農(nóng)藥土壤污染的治理策略

對被農(nóng)藥化肥污染的土壤治理來講,傳統(tǒng)化學以及物理修復技術的最大弊端是污染物去除不夠徹底,從而導致二次污染的發(fā)生。而生物修復技術與傳統(tǒng)方法相比，具有費用低、效率高、安全性能好、易于管理與操作、不會產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點,在修復污染土壤中起到越來越重要的作用。

2.1 農(nóng)藥土壤污染的生物修復

通過土壤動物、微生物修復，土壤中的某些低等動物如蚯蚓等可吸收土壤中的重金屬。蚯蚓對砷，鋅等金屬的富集系數(shù)很大，因此在砷污染的土壤上放養(yǎng)蚯蚓，待其富集金屬離子后,采用電擊、灌水等方法驅除蚯蚓，集中處理，修復被金屬污染的土壤。微生物可通過帶電荷的細胞表面吸附重金屬離子，或者通過攝取其必要的營養(yǎng)元素主動吸收重金屬離子，將重金屬離子富集在細胞表面或內(nèi)部，達到修復被無機金屬污染的土壤的目的。

2.2 植物降解和富集的修復技術

植物降解和富集技術可用來修復重金屬引起的污染，植物萃取是使用超積累植物去除土壤中金屬或將土壤中的有機污染物富集到可獲取的植物地上部分。例如，對砷污染的土壤植物修復研究表明，非污染區(qū)植物砷的含量一般在3.6mg/kg左右，而在污染的土壤（砷含量為18.8～1630mg/kg）中生長的蜈蚣草（Pterisvittata），其體內(nèi)砷含量為1442～7526mg/kg。因此，對砷污染的土壤可以采用大面積種植蜈蚣草的方法修復[12]。

2.3 菌根修復技術

菌根是植物根系和真菌形成的一種共生體，在這個共生體中，真菌從植物中獲得光合作用產(chǎn)物，植物通過根外菌絲吸收土壤中的礦質養(yǎng)分。含有大量微生物的菌根是一個復雜的群體，包括放線菌、固氮菌和真菌，這些菌具有一定的降解污染的能力，例如，林先貴等[13]研究了施用綠賣隆、二甲四氯和氟樂靈的土壤接種菌根對白三葉草生長的影響，發(fā)現(xiàn)接種VA菌根真菌后，植株的菌根侵染率、生長量和氮磷的吸收都明顯高于沒接種前的植株。

對于被氰化物污染的土壤，仇榮亮[14]利用漂白粉(Ca(ClO)2)、H2O2、二氧化氯消毒劑(ClO2)作為氧化劑，處理氰化物污染的土壤，比較實驗結果得出，用ClO2處理含氰污染的土壤，具有效果好，利用率高，成本低等優(yōu)勢。

2.4 合理施用化肥，增施有機肥

增施有機肥，提高土壤有機質含量，可增強土壤膠體對重金屬和農(nóng)藥的吸附能力。如褐腐酸能吸收和溶解三氯雜苯除草劑及某些農(nóng)藥，腐殖質能促進鎘的沉淀等。

2.5 施用化學改良劑，采取生物改良措施

在受重金屬輕度污染的土壤中施用抑制劑，可將重金屬轉化成為難溶的化合物，減少農(nóng)作物的吸收。常用的抑制劑有石灰、堿性磷酸鹽、碳酸鹽和硫化物等。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，可以使活性鎘轉化為碳酸鹽或氫氧化物等難溶物，改良效果顯著[15]。

2.6 健全完善農(nóng)田土壤污染防治的法律體系

借鑒國外先進立法經(jīng)驗，首先要明確立法的目的，構化體系。其次是明確治理機構權限范圍和職責。在立法中應對土壤污染防治的行政管理機構的職能及管理體系作出明確規(guī)定，建立起土壤污染的調查、監(jiān)測、評估制度，制定有關土壤污染整治與整治計劃的制度，確立農(nóng)田土壤污染的科學評估標準，還有運用刑法手段保護土壤具有重要意義，對土壤污染刑事法律責任進行規(guī)定也勢在必行[16]。

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10.3969/j.issn.1008-1267.2010.03.001

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1008-1267（2010）03-055-03

2009-12-18

吳密根（1987-），男，湖南長沙人就讀于天津工業(yè)大學