书城童书青少年应该知道的土壤
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第12章 超越自净——土壤的污染及原因

土壤不但为植物生长提供机械支撑能力,并且能为植物生长发育提供所需要的水、肥、气、热等肥力要素。近年来,由于人口急剧增长,工业迅猛发展,固体废物不断向土壤表面堆放和倾倒,有害废水不断向土壤中渗透,大气中的有害气体及飘尘也不断随雨水降落在土壤中,导致了土壤变质,妨碍土壤正常功能,降低作物产量和质量,并且危害到人体的健康。那么,土壤究竟是怎么样被污染的呢?目前的土壤污染又是一个怎样的情况呢?

1.土壤污染概述

土壤的污染是指在土壤中,污染物的数量和排放速度超过了土壤的自净作用的速度,打破了土壤环境中的自然动态平衡,从而导致土壤酸化、板结,土壤质量恶化等情况。另外,由于污染物质能够转移,所以在土壤中生长的植物也会被间接的污染。当人吃了这些土壤中生长出来的粮食或水果时就会被感染上各种奇怪的疾病。如果是其他植物,当其他食草性动物吃了这些被污染的植物时也会感染上各种疾病。这样生物圈内的食物链就被破坏了。由此也能够看出,土壤污染的影响直接涉及到人类的各种主要食物来源,与人类生活和健康的关系极为密切。所以,对土壤进行保护和控制污染是环境保护中最具有意义的事情。

2.土壤污染源

土壤污染物的来源广、种类多,大致可分为无机污染物和有机污染物两大类。无机污染物主要包括酸、碱,以及重金属(铜、汞、铬、镉、镍、铅等)盐类,放射性元素铯、锶的化合物,含砷、硒、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、合成洗涤剂、苯类以及由城市污水、污泥及厩肥带来的有害微生物等。土壤污染具有隐蔽性和积聚性,当土壤中含有害物质过多,超过土壤的自净能力,就会引起土壤的组成、结构和功能发生变化,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”,或通过“土壤→水→人体”间接被人体吸收,危害人体和生命健康,就是土壤污染。

为了治理土壤的污染,首先要控制和消除土壤污染源,加强对工业“三废”的治理,合理施用化肥和农药。同时还要采取防治措施,如针对土壤污染物的种类,种植有较强吸收力的植物,降低有毒物质的含量(例如羊齿类铁角蕨属的植物能吸收土壤中的重金属);或通过生物降解净化土壤(例如蚯蚓能降解农药、重金属等);或施加抑制剂改变污染物质在土壤中的迁移转化方向,减少作物的吸收(例如施用石灰),提高土壤碱性,促使镉、汞、铜、锌等形成氢氧化物沉淀。此外,还可以通过增施有机肥、改变耕作制度、换土、深翻等手段,治理土壤污染。

另外,人为活动产生的污染物进入土壤并积累到一定程度,也能引起土壤质量的恶化。并且这样也是造成农作物中某些指标超过国家标准的现象之一,这种情况也被称为土壤污染。

污染物进入土壤的途径是多样的。对于废气中含有的污染物质,特别是颗粒物,在重力作用下沉降落到地面后进入土壤;而废水中的污染物是通过渗透而进入土壤的;固体废物中的污染物是直接进入土壤或者是通过其渗出液而进入土壤的。在这三种污染物中,最主要的是污水灌溉带来的土壤污染。另外,农药、化肥的大量使用,使土壤有机质含量下降,土壤板结,也是土壤污染的来源之一。

土壤污染的后果除了导致土壤质量下降、农作物产量和质量下降外,更为严重的是土壤对污染物具有富集作用,一些毒性大的污染物,如汞、镉等富集到作物果实中,人或牲畜食用后就会发生中毒现象。

具有生理毒性的物质或过量的植物营养元素进入土壤,会导致土壤性质恶化和植物生理功能失调的现象。土壤处于陆地生态系统中的无机界和生物界的中心,不仅在本系统内进行着能量和物质的循环,而且与水域、大气和生物之间也不断进行物质交换,一旦发生污染,三者之间就会有污染物质的相互传递。作物从土壤中吸收和积累的污染物,常常通过食物链的传递而影响人体健康及生命,使整个生态系统均受毒性侵害。

3.中国土壤污染的特点

不同的地区土壤污染的情况不一样。我国的土壤污染类型和国情有直接的关系。我国土壤污染具有以下特点。

首先具有隐蔽性和滞后性。大气污染、水污染和废弃物污染等问题一般都比较直观,通过感官就能发现。而土壤污染则不同,它往往要通过对土壤样品进行分析化验和农作物的残留检测,甚至通过研究对人畜健康状况的影响才能确定。因此,土壤污染从产生污染到出现问题通常会滞后较长的时间。这也是土壤污染的普遍特性。

其次是累积性。污染物质在大气和水体中,大气和水体都有状态循环,一般都比在土壤中更容易迁移。这使得污染物质在土壤中并不像在大气和水体中那样容易扩散和稀释,因此容易在土壤中不断积累而超标,同时也使土壤污染具有很强的地域性。

再次是具有不可逆转性。特别是重金属对土壤的污染,重金属的毒性较强,被某些重金属污染的土壤需要一两百年才能恢复,基本上是一个不可逆转的过程,即使是一些有机化学物质的污染也需要较长的时间才能降解。

并且土壤污染具有难治理的特点。如果大气和水体受到污染,切断污染源之后通过稀释作用和自净化作用就有可能使污染问题慢慢逆转,土壤只能依靠稀释作用和自净作用来降解污染物,具有相当高的难度。有时要靠换土、淋洗等方法才能解决问题,这也是比较快速的改良土壤污染的方法。因此,治理污染土壤的成本较高、治理周期较长。正是因为土壤污染难于治理,而土壤污染又具有明显的隐蔽性和滞后性特点,因此土壤污染问题一般都不太容易受到重视。

最后是辐射污染。目前,由于科技产业的飞速发展,越来越多的辐射成为污染源。大量的辐射不仅污染了环境而且也污染了土地,导致被污染的土地中含具有毒性的化学物质,这种毒质会使植物生长不良或停止生长。