【关键词】农业土壤污染防治
1前言
土壤是人类赖以生存的物质基础，是人类不可缺少、不可再生的自然资源。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，所有这些都导致了土壤的污染不断加剧。土壤污染对人类的危害性极大，不仅直接导致粮食减产，而且通过食用生长于污染土地上的植物及其产品影响人体健康，还通过对地下水的污染以及污染物的转移构成对人类生存环境多个层面上的不良胁迫和危害，因此污染土壤迫切需要修复、治理。
2土壤污染的来源及特征
2.1污染物质进入土壤的主要途径
（1）大气沉降。工业排放的气体以及粉尘、烟尘等固体粒子和烟雾、雾气等液体粒子等，通过沉降或降水进入土壤，造成污染。污染常呈现以污染源为中心的椭圆形或带状分布。（2）污水灌溉。污水中含有重金属、酚、氰化物等许多有毒有害的物质，如果污水没有经过必要的处理而直接用于农田灌溉，会将污水中的有毒有害的物质带至农田，污染土壤。（3）化肥污染。不合理使用化肥，也会引起土壤的污染。长期大量使用氮肥，会破坏土壤结构，造成土壤板结，生物学性质恶化，影响农作物的产量和质量。过量地使用硝态氮肥，会使饲料作物含有过多的硝酸盐，妨碍牲畜体内氧的输送，使其患病，严重的导致死亡。（4）农药污染。农药施用不当，会引起土壤污染。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、饲料危害人体和牲畜的健康。（5）固体废物的污染。固体废弃物在堆放和处理过程中，由于日晒、雨淋、水洗，污染物极易移动，以辐射状、漏斗状向周围土壤、水体扩散。另一方面，部分固体废弃物以垃圾堆肥的形式施入土壤，造成土壤重金属污染。（6）放射性的污染。随着核技术各领域的广泛应用，越来越多的放射性污染物进入土壤中，这些放射性污染物除可直接危害人体外，还可以通过生物链和食物链进入人体，在人体内产生内照射，损害人体组织细胞，引起肿瘤、白血病和遗传障碍等疾病。
2.2土壤污染的特点
（1）隐蔽性和滞后性：土壤污染与大气污染、水污染等问题不同，它往往不很直观，需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。（2）累积性和地域性：污染物质在土壤中不像在大气和水体中容易扩散和稀释，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。（3）具有不可逆转性：重金属对土壤的污染基本是一个不可逆转的过程，被某些重金属污染的土壤可能要100到200年时间才能够恢复；许多有机化学物质的污染也需要较长的时间才能降解。（4）土壤污染很难治理：土壤仅仅依靠切断污染源的方法则往往很难恢复，治理成本往往很高、治理周期也较长。鉴于土壤污染难于治理，而且土壤污染问题的产生有具有明显的隐蔽性和滞后性，土壤污染问题往往不容易受到重视。
3土壤污染的防治措施与修复技术
3.1土壤污染的预防措施
（1）加强宣传、监督和管理。建立和完善土壤污染防止、控制和治理的有关法规和政策措施，严格执行国家有关污染物排放标准。（2）加强土壤污染的调查和监测，建立土壤污染监测、预报和评价系统。在研究土壤背景值、通过调查摸清我国土壤污染总体状况的基础上，研究和建立适合我国国情的土壤质量监测、评价标准和预报系统。（3）发展清洁生产，消除污染源。在工业方面应认真研究和大力推广闭路循环、无毒工艺，控制“三废”的排放。在生活污染方面加强分类回收和净化处理。在农业生产中，加强污灌管理，严格执行农田灌溉水质标准；控制化肥农药的使用。（4）植树造林，保护生态环境。土壤污染是以大气污染和水污染为媒介的二次污染为主，植树造林一方面可净化空气，降低大气污染而引起的土壤污染，另一方面还可以涵养水分、调节气候、防止水土流失和保护土壤的自净能力。
3.2污染土壤的修复技术
土壤的污染已成为急需解决的重要环境问题之一。目前，国内外针对已污染的土壤已经发展了一系列的修复工作。
（1）污染土壤的生物修复技术。生物修复是指人为控制条件下利用生物的生命代谢活动，使污染环境中有毒有害物减量化或使其完全无害化，实现环境净化、生态效应恢复的新兴生物技术。（2）污染土壤的植物修复。植物治理重金属污染土壤是指将某种特定的植物种植在重金属污染的土壤上，而该种植物对土壤中的污染元素具有特殊的吸收富集能力，将植物收获并进行妥善处理（食用植物可灰化回收，非食用植物可按原用途加以利用）后即可将该种重金属移出土体，达到改良土壤的目的。最常见和研究较多的就是对重金属和有机污染物污染土壤的植物修复技术。（3）污染土壤的化学修复技术。化学修复技术是一项发展相对成熟的修复技术，化学修复方法包括各种中和或去除有毒物质的技术，涉及土壤淋洗修复、溶剂浸提修复、化学氧化修复、化学还原修复、化学脱氯修复、电化学修复、真空浸提修复、沉淀修复和活性碳吸附修复。
参考文献：
[1]王利英.土壤污染的生物修复技术研究现状及展望.河北农业科学，2003，7（增刊）：76-79.
[2]青年科学家论坛.污染环境的植物修复[J].科技与产业，2002，2（3）：33-391.
关键词：农田土壤污染；重金属污染；土壤修复；耕地质量；防治对策；中国；
万物土中生，人们吃的粮食、瓜果、蔬菜，以及植物油料、糖料、中药材等几乎全部产自土壤；人们吃的肉、蛋、奶等畜禽产品，以及淡水产品多数也是由土中生长的饲料转化而来。只有保有清洁的土壤，才有可能生产出安全的食物，才能从源头上保障舌尖上的安全。然而，目前我国的土壤污染问题日趋严重，舌尖上的安全受到了严重威胁，已到了必须采取行动的时刻。
1我国农田土壤污染状况
1.1农田土壤受污染率呈明显上升之势
根据国家环保部公布的资料，1989年全国受污染农田600万hm2[1]，占当年耕地总面积的4.6%；1990年全国受污染农田面积667万hm2[2]，占当时全国耕地总面积的5.1%；1991全国受污染农田1000万hm2[3]，占当年全国耕地总面积的7.7%；2000年对30万hm2基本农田保护区土壤有害重金属抽样监测结果表明，土壤重金属超标率达12.1%[4]；2011年在全国31个省(市、区)364个村庄的监测结果表明，农村土壤样品污染物超标率达21.5%[5]。根据宋伟等人的测算，我国受到重金属污染的农田面积占耕地总面积的16.67%[6]。根据赵其国院士的材料[7]，我国重金属污染农田土壤超过2000万hm2，占耕地总面积的16.4%，加上农药污染农田土壤933万hm2、污水灌溉污染农田217万hm2、受石油污染的土壤50万hm2、受工业废渣污染的农田10万hm2和受采矿污染的土壤面积20万hm2，共计3230万hm2，相当于当时全国耕地面积的26.5%(1)。首次全国土壤污染状况调查结果表明，全国耕地土壤点位超标率为19.4%，其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为13.7%、2.8%、1.8%和1.1%，主要污染物为镉、镍、铜、砷、汞、铅、滴滴涕和多环芳烃[8]。
综合各方面的材料，我国农田土壤受污染率已从20世纪80年代末期的不足5%，上升至目前的近20%。尤其令人震惊的是，部分经济发达地区农田污染问题非常突出，例如，广东省清洁土壤只有11%，轻度污染农田占耕地总面积的77%，重度污染农田占耕地总面积的12%左右[9]。
1.2土壤污染趋向多源性和复杂性，并且治理难度巨大
我国土壤污染正从常量污染物转向微量持久性毒害污染物；土壤污染从局部蔓延到大区域，从城市郊区延伸到乡村，从单一污染扩展到复合污染，从有毒有害污染发展至有毒有害污染与氮、磷营养污染的交叉，形成点源与面源污染共存，生活污染、农业污染和工业污染叠加、各种新旧污染与二次污染相互复合或混合的态势[10]。目前，受到重金属污染的农田已遍布我国多个省(市、区)[11]。
土壤污染与大气污染和水污染不同，大气污染和水污染一般比较直观，容易被人们发觉；而土壤污染往往不易被人们发现，一般要等到农产品发生危害时，人们才会追溯到土壤，并且需要通过对土壤样品进行分析化验和农作物的残留检测才能确定。另外，污染物质在大气和水体中一般容易扩散和稀释，所以只要切断污染源并采取有效的治理措施，很快就会见效；而污染物在土壤中一般难以扩散和稀释，土壤污染一旦发生，则很难恢复，治理成本较高、治理周期较长，甚至被某些重金属污染的土壤需要200~1000年的时间才能够恢复[10]。
2农田土壤中主要污染物质及污染物进入农田路径
2.1农田土壤中的主要污染物质
农田土壤污染有化学污染、物理污染和生物污染。影响农产品安全质量的主要是化学污染。因此，目前引人关注的也主要是化学污染及化学污染物。
化学污染物质可分为：无机污染物和有机污染物两大类[12]。无机污染物包括对生物有危害作用的元素和化合物，主要指重金属元素如汞(Hg)、镉(Cd)、砷(As)、铅(Pb)、铬(Cr)、铜(Cu)、镍(Ni)、锌(Zn)、钴(Co)等，当前最引人关注的是Hg、Cd、As、Pb、Cr等，尤其是2013年湖南“镉米”事件给人们带来了很大的恐慌；有机污染物包括有机氯类、有机磷类、氨基甲酸酯类、苯氧羧酸类、苯酰胺类等，主要来自化工厂排放和化学农药。
2.2污染物质进入农田的主要路径
众所周知，土壤中的污染物主要来自工矿业三废(废水、废气、废渣)、机动车尾气排放，以及生活垃圾、污泥、肥料、农药和农膜。但这些污染物质是怎么进入农田中的？概括起来主要有以下3种路径：
2.2.1大气沉降
工矿企业每天向大气排放大量的粉尘和废气，热电厂、餐饮企业和家庭每天向大气排放大量的烟尘，机动车每天向大气排放大量的尾气，大风将地表有害的粉尘吹向天空，机动车在行驶过程中将路面的粉尘抛向天空。可以说，每天有大量的粉尘和废气排向大气，而这些物质又以降尘的形式，或伴随着降水回到地面，进入农田，污染土壤。大气沉降物质包括Hg、Pb、Cd、Zn等重金属[13]，以及二氧化硫、氟化物、氮氯化物、碳氢化合物等；有的地方，大气沉降甚至是农田土壤污染物的主要来源，如据天津郊区农田重金属来源分析结果，农田土壤中Cd和Pb的90%来自于大气沉降[14]。大气污染物沉降所造成的土壤污染具有区域范围广和外源污染的特点。某一个区域，即使不使用任何污染物质，也有可能受周边大气污染的影响，以大气污染物沉降的方式造成土壤污染。酸雨是一种典型的大气沉降污染，目前，全国近12.2%的国土受到酸雨的影响[15]。
2.2.2洪水冲积
在矿区经常看到堆积如山的矿渣堆放场，或规模巨大的尾矿库；在一些工矿企业周边星状分布着大大小小的渣山或废水塘。这些含有大量有害物质的尾矿、废渣、废水，平时只危害当地的水体和土壤，但一旦遇到暴雨和洪水，大量的有害物质就会冲向周边和下游地区的农田，污染水体和土壤。如2001年6月广西壮族自治区环江毛南族自治县遭遇特大暴雨袭击，环江河上游的3家选矿企业尾矿库溃坝，洛阳镇、大安乡、思恩镇600hm2农田被尾矿及废矿渣淹没[16]，庄稼大面积死亡，到了第二年，地里种什么作物都不长，严重的地方寸草不生。土壤化验结果表明，农田土壤酸度过大，Pb、Zn、As等元素超标。因洪水造成矿区尾矿库溃坝，或因暴雨造成工矿企业污水泛滥的现象时有发生，造成大面积农田土壤污染，同时还造成灌溉水源的污染。
2.2.3农业生产
农业生产过程，包括灌溉、用肥、用药、覆膜，已成为污染物质进入农田土壤的主要路径。
(1)污水灌溉。包括在北方缺水地区和南方特旱季节，人们为了保障农产品产量无奈地利用未经处理或处理不彻底的生活污水、工业废水浇灌田地；也包括在广大的灌区，人们并未意识到灌溉用水受到了污染，无意之中将含有污染物质的水浇灌到了农田，造成土壤污染。白银市污水灌区调查分析结果表明，Cd为重度污染，Hg、As、Ni、Pb、Cu、Zn等在大部分区域内属于中度污染，个别区域为重度污染[17]。西安市西北郊沣惠渠灌区调查分析结果表明，长期污水灌溉，农田土壤Cd、Hg、Cr、Cu、Zn5种元素表现出不同程度污染，其中Cd和Hg污染尤为严重[18]。利用污水浇灌农田是造成土壤污染的主要原因，我国80%的土壤污染与灌溉有关[19]；环境保护部和国土资源部开展的首次土壤污染状况调查结果表明，55个污水灌溉区中有39个(占71%)存在土壤污染问题，在1378个土壤点位中，超标点位占26.4%，主要污染物为镉、砷和多环芳烃[8]。
(2)不合理地使用农药。农药包括各种杀虫剂、杀菌剂、杀螨剂、杀线虫剂、杀鼠剂、除草剂、脱叶剂、植物生长调节剂等。不合理地使用农药主要体现在3个方面：一是违规使用高毒高残留农药；二是过量使用农药；三是在不适宜的时间使用农药。农药在农业保产增产中发挥了重要作用，但不合理使用农药所造成的土壤污染问题日益突出，全国受农药污染的农田土壤已达933万hm2[7]。
(3)不合理地使用肥料。关于肥料对土壤的污染问题，人们一般只关注化肥，很少关注有机肥。实际上，不仅化肥会污染土壤，有机肥同样也会污染土壤。
化肥污染包括3个方面：一是某些用于生产化肥的原料中所伴生的天然重金属物质在化肥生产过程中未被完全清除，导致化肥中含有重金属而污染土壤，在部分磷肥中存在这种现象[20-21]，如有学者认为，2013年湖南的“镉米”事件主要是农田使用的磷肥中镉含量高[16]，吴卓耕等人的分析结果也表明土壤镉含量高与长期大量施用磷肥有直接关系[22]；二是过量使用化肥和化肥与有机肥比例失衡造成土壤结构恶化和土壤微生物环境的改变，或因土壤环境的改变加剧土壤中有害重金属物质活化，危害农作物；三是由于过量使用化肥，未被作物吸收的化学成分进入水体(包括地下水和地表水)，污染水环境。
有机肥污染主要是指有机肥中含有的有毒有害物质对土壤的污染。农民自家粗制的农家肥，有的因掺入含毒生活垃圾(包括电子产品废弃物、各类化学试剂)而含大量有害污染物质，有的是掺入含重金属的湖塘底泥或污水处理厂含重金属的污泥，有的是牲畜粪便本身含有病原菌、重金属、激素、抗生素及其他有机污染物[23]；另外，不少商品有机肥同样含有重金属等有害物质。如刘荣乐等人对162个商品有机肥样品测试分析结果表明：按照我国现有的有机-无机复混肥料国家标准(GB18877-2002)在162个测试样品中有1个样品Cr超标，2个样品Pb超标，9个样品Cd超标；但按照德国腐熟堆肥中部分重金属限量标准，在162个样品中有110个Cd超标，73个Ni超标，31个Zn超标[24]，等等。王飞等人于2012年8~11月对华北地区42个商品有机肥样品测试分析结果表明：按照中国有机肥行业标准，Pb的超标率高达80.56%，其他测试重金属不超标；但按照德国腐熟堆肥标准，大部分测试重金属超标[25]。
(4)不合理使用地膜。2012年全国地膜使用量131.1万t，地膜覆盖面积1758万hm2。地膜在我国各地的广泛推广使用，大大延长了冷凉地区农作物种植季节，扩大了某些农作物的种植区域，提高了农产品产量。但与此同时，大量的废弃残膜也带来了农田白色污染问题[26]。
3农田土壤污染防治对策
3.1首要工作是强化土壤污染防控
土壤污染具有隐蔽性、滞后性以及累积性和治理的艰难性，农田土壤一旦受到污染，其治理难度很大，成本很高。因此，必须强化污染防控，控制污染物进入土壤。当前最为迫切的工作有8个方面：
(1)严控工矿企业三废(废水、废气、废渣)排放，强化垃圾堆放场和矿区尾矿库的防渗、防漏、防刮(风吹)、防冲(洪水冲击)能力，防止污染物质进入水体、大气和农田。
(2)强化灌溉水源质量监控工作。一旦发现水源受到污染，及时通报相关灌区，严控未经处理和处理不达标的污水灌溉农田。
(3)严控高毒、高残留农药的使用，并强化农药使用知识的宣传，做到科学用药。
(4)强化化肥质量监控，尤其是强化对磷肥重金属的监控，严控重金属超标化肥进入市场，并强化科学用肥技术的推广，做到化肥用量适度、化肥施用时机与频率适宜、化肥与有机肥比例合理。
(5)强化对商品有机肥重金属等有害物质的监控，严控重金属等有害物质超标的有机肥进入市场。
(6)开展对农村粗制农家肥质量的抽查检测工作，并加大宣传力度，让广大农民认识到含毒生活垃圾等有害物质进入农家肥的危害性。
(7)强化农家肥无害化处理技术的研发与推广，并针对广大农民自制农家肥所存在的重金属污染问题，开展有机肥安全生产与使用专项行动。
(8)科学使用地膜，广泛推广可降解地膜或可回收地膜，严控地膜对土壤的污染。
3.2因情而宜，走综合治理之路
首先应强化对土壤污染状况的调查，包括污染物类型、污染物来源、污染程度、污染区域的水热环境与土壤环境状况，以及不同作物对各类污染物的响应机理等，针对不同区域、不同类型的污染土壤走不同的治理之路。
(1)改善土壤环境，促使有害重金属固化，减轻对农作物的危害。重金属在自然界是一种客观存在的微量元素，也普遍存在于土壤之中。重金属成害需要一定的条件，一是含量超过一定的标准，二是有适宜的环境条件。比如，重金属Cd在pH值为4.5~5.5时最容易被水稻吸收[27]。通过增施有机肥和在土壤中加入化学试剂，提升土壤pH值到5.5以上，土壤中黏土矿物和氧化物与重金属生成络合、螯合物，性质趋于稳定[28]，水稻对镉的吸收性大大降低。
(2)调整粮食作物品种结构，躲避重金属污染。不同的作物品种对重金属有着不同的吸附能力，通过调整粮食作物品种结构，可以大大地降低重金属的污染。如粳稻与籼稻相比，其对重金属Cd的吸收性小得多，台湾在镉米事件之后，大力推广粳稻种植，劝阻农户在Cd浓度较高的区域种植籼稻[27]。
(3)暂时性退出可食用性农作物的生产，改种非食用性植物。某些受到污染的农田不能继续从事粮食、蔬菜、水果等可食性农产品的种植，但可以种植绿化植物或其他非食用性工业原料作物。当然，在选择非食用性工业原料时，必须考虑它们在后续可能对人类造成的危害。
1样品的采集和分析
1.1采集和制备
选择洽川湿地南到处女泉北到黄河魂入口之间湿地布点采样，共设置18个采样点，采样点位置见图1和图2。每个采样点同时采集3份样品，每份1kg左右，混匀作为一个采样点的样品。样品晾干后去除石子和动植物残体等异物，使之通过80目尼龙筛，利用四分法将采集的18个土壤样品分别缩分。准确称取1．00g土样置于100ml聚四氟乙烯烧杯中，用盐酸—硝酸—氢氟酸—高氯酸消解，定容于50ml容量瓶中。消解样品同时做空白1份。
1.2测定
1.2.1试剂各元素的分析纯试剂，用于配制储备液和标准溶液。盐酸、硝酸、高氯酸、氢氟酸均为分析纯，二次蒸馏水。
1.2.2样品测定采用WFX120原子吸收分光光度计（北京瑞利）测定试液中的Pb、Cd、Cr、Cu、Zn和Mn并根据回归方程计算含量。
1.2.3准确度实验选取2号土壤样品，加入一定量各元素标准溶液，消化后测定并计算加标回收率，平行测定3次。
1.2.4精密度实验选取消化后的2号样品，对各元素均连续进样5次，计算精密度。
1.3重金属污染危害评价方法本文采用瑞典科学家Hakanson提出的潜在生态危害指数法，对湿地土壤重金属累积程度和潜在危害进行评价。该指数法不仅反映了某一特定环境中各种污染的影响，也反映了多种污染物的综合影响，并以定量的方法划分出潜在生态危害的程度，是目前国内外土壤（沉积物）中重金属污染评价研究的先进方法之一。单项污染系数：Cif＝Cisurface／Cin式中：Cif是某一重金属的污染系数，Cisurface是表层土壤重金属浓度实测值，Cin是参比值。文章采用陕西表层土壤背景值作为参比值。单项污染系数分级标准：Cif≤1为非污染，1≤Cif≤2为轻微污染，2≤Cif≤3为中度污染，Cif≥3为重度污染。潜在生态危害单项系数：Eir＝Tir×Cif式中：Eir是某一重金属的潜在生态危害系数，Tir是某一种重金属的毒性响应系数，反映了重金属对人体和固体物质系统的危害，有关重金属的毒性系数为：Pb＝5，Cd＝30，Cr＝2，Cu＝5，Mn＝1，Zn＝1。潜在生态危害综合指数［3］：RI＝Σni＝1Eir。重金属污染潜在生态危害系数和潜在生态危害综合指数分级标准见表1。
2洽川湿地土壤中重金属污染情况及评价
2.1洽川土壤中重金属测定结果洽川湿地土壤重金属含量测定结果见表2，经准确性和精密度实验，回收率均高于90％，RSD均小于1％，测定结果可信。陕西省表层土壤重金属的背景值见表3。在18个采样点土样测定结果中，Pb的含量为74．3～405．5mg／kg，均高于该地区该元素背景值21．6mg／kg；Cd的含量为1．7～7．5mg／kg，均高于该地区该元素背景值0．094mg／kg；Cr的含量为46．9～115．6mg／kg，只有5、7、13和14号采样点低于该地区该元素背景值；Cu的含量为9．91～52．9mg／kg，其中1、5、9和14号采样点低于该地区该元素背景值；Mn的含量为283．7～743．3mg／kg，其中1、4、7、12、13、14、17和18号采样点低于该地区该元素背景值；Zn的含量为33．4～150．6mg／kg，6个采样点低于该地区该元素背景值。
2.2洽川湿地重金属污染评价评价结果见表4、表5，从两表可以分析得出：从单项污染系数看，Pb的单项污染系数均大于3，洽川湿地属于Pb重度污染；Cd的单项污染系数均大于3，洽川湿地属于Cd重度污染；Cr除5、7、13和14采样点单项污染系数小于1属于无污染，其余采样点均在1～2之间，属于轻微污染；各个采样点Cu的单项污染系数在0．46～2．47之间，处于无污染到中度污染；Mn的单项污染系数在0．51～1．36之间，湿地Mn污染处于无污染到轻度污染；Zn的单项污染系数在0．48～2．17之间，处于无污染到中度污染。从潜在生态危害单项系数分析，Pb的生态危害单项系数3号点处于中等生态危害，4号点处于强生态危害，其余点均属于轻微生态危害；对于Cd，各采样点均处于极强生态危害；对于Cr、Cu、Mn和Zn，各采样点均处于轻微生态危害。从潜在生态危害综合指数分析，11号点处于强生态危害，其余采样点均属于很强生态危害，主要是Cd的危害造成。从污染情况看分析，湿地重金属污染Cd最严重，Pb次之，Cu和Zn污染较弱，Cr和Mn的污染最轻。
3结果分析
[关键词]农村地区；土壤污染；治理策略
中图分类号：Q938.1+3文献标识码：A文章编号：1009-914X（2017）33-0215-01
引言
土壤污染是指人类活动进入土壤并积累到一定程度的污染物，导致土壤环境恶化，对生物、水体、空气和人体健康造成危害。目前，除大气和水污染外，土壤污染已成为第三大环境污染。在我国，受污染的耕地面积达8000万公顷，占中国总耕地面积的63.5%。由于土壤污染不易被人感知，只能通过各种受体（动物和植物）和特殊的测试可以发现，往往没有引起足够的重视，而土壤污染治理成本高、周期长，缺乏有效的修复技术，增加了治理难度。土壤是农业赖以生存的资源，人们从土壤中获取食物，土壤污染直接造成农作物的污染，威胁着人们的健康。目前，我国农村地区的土壤存在着重金属污染问题，工业废水的排放，导致土壤中铅、汞、镉、铬、砷等重金属和有机污染物超标，也破坏了土壤层，导致某些物质过剩，影响土壤的正常使用。
1农村地区土壤污染类型
农村土壤污染主要有两个方面：第一，重金属污染，铅、汞、镉、铬、砷超标较严重。土壤中的重金属超过标准要求，砷和其他重金属，对肝脏系统、消化系统和免疫系统造成严重的危害，甚至造成器官损害。土壤污染的潜在污染时间长、隐蔽性强、重金属降解缓慢，可连续生产，污染损害大。第二，土壤有机污染。很多农村地区的化工企业，含有大量的有機物，例如，皮革厂废水含酚、硫化物、氨、表面活性剂、有机物会引起微生物疯狂生长，破坏土壤成分同时，一些有机结构，具有很强的致癌倾向，这样的农作物进入人体后可引起癌症。
2农村地区土壤污染来源
农村地区土壤污染来源有自然污染和人为污染，自然污染是指大自然周围的一些矿富集中心或材料形成的自然扩散，造成周围土壤的污染；人为污染包括“三废”污染，即不合理的农业生产、畜牧养殖和大气沉降。而工矿污染是造成土壤污染的主要原因。金属、冶炼、煤炭等排放的烟尘、灰尘等类型的铅和汽油、废水灌溉和废渣都会导致土壤污染。化肥施用不当会造成农田污染，如氮肥引起土壤酸化，磷肥造成重金属污染，钾肥造成土壤酸化或硫酸盐污染，土壤酸化除了影响农产品产量和质量，降低肥料利用率外，还加速了重金属在土壤中的活化，影响植物生长，危害生物健康食品链。
3土壤污染特点及危害
土壤污染具有隐蔽性、滞后性，持久性、累积性、地域性、不可逆性和难以治理性。管理困难，成本高昂。土壤污染会影响作物的产量和质量，影响土壤营养元素和形态的有效性，破坏土壤的矿物结构、理化性质、降低土壤肥力水平，严重的会直接危及生态安全、食品安全和人体健康，而且影响投资业务的业绩，对外贸易和一些重要的国际公约制约区域和国家的可持续发展。
4农村地区土壤污染治理策略
在农村地区，土壤污染对农作物安全生产直接相关。作物流入市场，为了保持中国粮食生产安全，针对土壤污染的存在，政府及相关部门应加强预防和控制措施，重点治理已污染的土壤，恢复土壤层结构，保证粮食作物的安全性。
4.1清理污染土壤
物理恢复是指利用物理手段消除土壤中的金属污染物和有机污染物，使农村发生污染的土壤正常种植，土壤重金属和有机质含量得到内部控制。或利用水泥灌注污染物固定，减少污染物在土层中继续流动。一些农村地区采用深基坑，减少土壤中的重金属含量。农业土壤恢复、物理修复方法是最基本的方法，不能完全解决土壤污染问题。
4.2污染物化学反应处理
化学修复方法常应用于污染严重的地区。同时，化学修复可以有效解决土壤生态修复过程中的污染物污染和环境破坏问题。修复技术最常用的有化学还原法、化学氧化法、化学浸出和电化学修复。化学浸出法是在污染土壤中使用有机化学溶剂，通过化学氧化反映去除污染物。主要使用化学氧化剂、还原剂和污染物氧化来修复还原土壤，减少土壤中污染物的毒性和流动性。原位修复是化学氧化还原的主要形式。
4.3微生物在污染控制中的应用
微生物具有强大的生命力，一些微生物以污染物为食，使污染物分解和消耗，所以土壤污染可以用微生物修复法。对微生物群落的引入可以有效地吸附土壤中的重金属离子，与金属离子的价态变化，降低游离金属离子含量。此外，土壤中微生物的生长会消耗有机质，有机质分解成简单的有机化合物，加速有机污染物的降解速度。微生物修复治理需要综合考虑土壤环境，如果土壤污染程度较高，细菌群落选择不合适，会导致微生物死亡，所以在污染控制中的应用微生物还需要进一步的研究。
4.4增加污染土壤区域内的植被种植
植物可以改善土壤结构，很多植物可以吸收污染物，污染物将被固定，吸收和分解。植被恢复通常侧重于污染物的提取，通常持续性植物提取技术是直接吸收土壤中的污染物，或用植被诱导萃取技术，以活性物质降低各种污染物的积累，提高污染物的萃取效率；植物对污染物具有较强的吸附选择性，将土壤中的污染物吸附固定，逐渐提高土壤结构，使土壤逐渐恢复到耕地的程度。
4.5加强农村环境保护法制建设，为农村环境保护提供法律保障
国家层面应对农村环境保护和农村污染防治专门立法，为农村土地污染防治提供具体法律规定、法律依据和法律保障。在立法技术上，将环保审批做为工商登记前置，对易污染、重污染企业，进一步严格政策门槛和法律准入，力争从源头控制污染。各级政府和有关部门要进一步明确农村环境保护和污染控制的权力和责任，完善农村环境管理机构，规范农村环境污染检测制度，建立科学的农村环境保护协调机制，避免农村环境执法难、管理难。在环境法律制度方面，应进一步完善农村公益诉讼机制，加强农村环境污染事故的民事、行政和刑事责任追究力度，尝试建立地方环境污染损害评估机制，向农村居民提供便利与污染损害鉴定服务。
5结语
综上所述，中小企业污水随意排放会造成地下水和农村灌溉水源和污染，近而对土壤产生污染。土壤污染防治应采用多种方法，利用化学反应处理和微生物处理方法对污染土壤进行净化，通过绿色植被减少土壤污染物浓度，确保粮食安全生产。
作者：丁伟
参考文献
[1]谢文明，于飞，冯晓宇，周影茹，孙力，孙海军，陈莹，卢伟伟，陆玉芳，陈贵，黄梦静，施卫明.太湖流域农村地区典型村镇土壤养分和水体污染现状调查[J].土壤，2014，04：613-617.
重金属污染对我们来说已经不是一个陌生的话题。那么究竟什么是重金属污染?它对我们的健康到底有多大的危害呢?它有是怎样跑到我们的体内去的呢?下面将一一介绍。
重金属指比重大于4或5的金属,约有45种,如铜、铅、锌、铁、钴、镍、钒、铌、钽、钛、锰、镉、汞、钨、钼、金、银等。尽管锰、铜、锌等重金属是生命活动所需要的微量元素,但是大部分重金属如汞、铅、镉等并非生命活动所必须,而且所有重金属超过一定浓度都对人体有毒。体内重金属的正常含量及超标的症状如下:
铅:人体内正常的铅含量应该在0.1毫克/升,如果含量超标,容易引起贫血,损害神经系统。而幼儿大脑受铅的损害要比成人敏感得多。
砷:俗称“砒霜”,如果24小时内尿液中的砷含量大于100微克/升就使中枢神经系统发生紊乱,并有致癌的可能,而且如果孕妇体内砷超标还会诱发畸胎。
镉:正常人血液中的镉浓度小于5微克/升,尿中小于1微克/升。如果长期摄入微量镉容易引起骨痛病。
汞:正常人血液中的汞小于5-10微克/升,尿液中的汞浓度小于20微克/升。如果急性汞中毒,会诱发肝炎和血尿。
重金属进入人体的途径主要有三种,分别是吃的食物、水和大气。
据中科院陈同斌博士透露,北京有部分古老的城市公园里表层土壤的重金属含量较高。这是因为,那些古老公园里亭台楼阁相对多,雕梁画栋更是比比皆是,由于早些年的油漆为了增强防腐性,其中的铅、砷等重金属含量超标。这些油漆内的重金属跑到了土壤里,就造成了公园土壤重金属超标。由于北京起风比较平常,这些细小的尘土携带着人们根本察觉不到的重金属,通过人的呼吸作用就会进入人体。除北京外,国内其他比较古老的城市公园也有这中情况出现。
水的污染通常都是由当地工厂废水排放造成的,这种现象在京城各大区县几乎都有。通州就是其中一个比较明显的地方,虽然这些年通州在现代化建设方面做得比较好,但是那里是污水灌溉时间比较长的地区,过去的污水中重金属含量往往较高,浇灌土壤后容易产生污染。这些含有超标重金属的废水一旦排到干净下游,就会污染大片水源。由于这种受重金属污染的水在颜色、气味等方面与正常水没有差别,农民根本看不出来,一旦用这些水来灌溉,必然会让土壤及农作物成为重金属污染对象。蔬菜是最易“吸收”重金属元素的农作物,因此土壤被环境重金属污染后生长的蔬菜与其它作物相比,蔬菜对多种重金属富集量要大得多,经证明,在被污染的土壤里生产出的蔬菜的有毒物质含量可达土壤中有害物质含量的3-6倍。(按:人畜食用了被重金属污染的蔬菜后,在体内浓缩积累会带来严重的后果,如被列为世界八大公害典型之一的日本富山县的骨痛病,就是由重金属镉污染引起的;我国广西一些被镉污染的地区,人体的镉含量高出正常人的7倍,经X光检验,人体骨骼也已显着病变。)人吃了在重金属污染的土壤上种出来的农作物,很容易受到重金属的毒害。
蔬菜水果是我们日常生活中最重要的部分。既然重金属污染危害这么大,那么那些受到重金属污染的蔬菜水果我们能不能通过多浸泡、多清洗或多煮来去除重金属呢?陈同斌博士表示,这些效果都不大,因为重金属污染是从植物根系中上来的,它存在于植物的体内,不像农药那样大部分都喷洒在农作物外表,多洗就可以清除干净。
有一种比较可行的办法就是注意选购一些蔬菜品种,比如生菜、莴苣容易富集镉,可以尽量少食。另外,叶类菜是所有蔬菜中最容易受重金属污染的,最好也要少食用。但这只是治标不治本,最根本的解决方法还是要防治土壤的重金属污染。土壤重金属污染与有机物的污染不同,它不能被分解消失,即使人为的控制土壤环境条件使重金属的有害作用暂时减弱,它也能在适当的时候恢复。因此如果蔬菜的生长环境一旦遭到重金属污染,要想恢复和治理就非常的困难。目前土壤重金属污染的控制方法主要有以下几种方法:
1)利用不同植物种类对污染物吸收差异的特性,合理安排蔬菜轮作茬口,使具有一定程度污染土壤生产的蔬菜达到或接近食品卫生标准,以降低重金属进入食物链的量,如有的蔬菜不易“吸收”镉,那么如果菜田土壤的镉含量多点种植该蔬菜就不会造成多大的危害。该方法不需投资,方法简便,效果也比较好,但必须在有关的专家指导下进行。
2)控制土壤环境条件,降低重金属污染物对植物的有效性。如可以施用石灰、胡敏酸、钙镁磷肥等土壤改良剂对土壤进行处理,使易被蔬菜吸收的重金属元素在这些改良剂的作用下通过化学反应转换为蔬菜不吸收的有机结合态。这种方法有一缺点,由于土壤中的重金属元素的这种化学反应是可逆的,有一定条件下又会从有机结合态回转成易被蔬菜吸收的形态。比如说随着酸性污水的浸染,土壤中已经被固定的重金属元素又会被活化为可被蔬菜吸收的交换态。
3)对重金属污染土壤最彻底的改良方法是铲除其表土,这就是农业工程客土法,所谓客土,就是用外来的土壤换掉已被污染了的菜田土。这种方法在日本土壤污染地区应用很广,可以彻底清除已污染的土壤,根本断绝植物生长的污染基质,在无外来污染浸入的前提下,可保证蔬菜的正常生长和残留达标,但这种方法工程量大,耗资也巨。
4)严格控制灌溉水中重金属元素的浓度,杜绝用未经处理的工业废水和城市污水直接灌溉菜田。一旦菜田受重金属灌溉水的污染,所有改良成果都会毁于一旦。
总之,重金属污染虽然是个严峻的问题,但是只要我们明白并高度重视它人体健康的危害,相信用我们人类的智慧和决心一定能够战胜它。
参考文献:
(1)陈同斌,石培华,李锐《拯救走向荒芜的土地》商务印书馆2001-9
(2)魏振枢《环境水化学》化学工业出版社
(3)张辉《土壤环境学》化学工业出版社2006-1-1
(3)叶振国
关键词：土壤污染；调查；潜在生态危害系数法；生态健康风险评估
中图分类号：X825文献标识码：A文章编号：0439-8114（2017）21-4031-04
老化工厂搬迁遗留下来的土壤污染问题日益引起人们的关注，使得土壤污染修复研究成为当今环保领域的研究热点之一[1，2]。改革开放初期，随着经济发展的需求，乡镇化工厂大量兴建，由于环保意识薄弱、环保措施不当，大量工业废渣、废水直接被掩盖于场址土地之下[3]。随着国家环保监察力度不断加大，一些小工厂被关闭，对场址土地重新利用时，其造成的土壤污染日益显现出来。
本研究通過对江苏省某地某生产农药的废弃化工厂进行实地走访调查，采集土样、水样，送检，根据测得的数据确定了调查区域污染物种类以及污染程度，通过潜在生态危害系数法[4-7]和毒性风险评估法[8-10]对数据进行分析处理，为该污染场地土壤修复治理提供依据。
1材料与方法
1.1区域概况
调查区域地处某化学工业园新材料产业园北部。该区域原为丘陵，随着周边用地规划调整作为工业用地开发，形成了目前工业园区、村庄、农田与工厂混杂分布的局面。该厂区南边濒临河流，北边绿山工业大道经过，交通发达，占地约28000m2，主要生产乙烯利、2，4-滴、敌敌畏。目前调查区域内相关企业已经全部停产搬迁，厂房空置，煤渣浅埋在土壤表层，污染严重，空气中能闻到明显的刺鼻气味。
1.2样品采集与处理
通过走访现场和企业老员工确定采样点分布，按采用厂内和厂外相结合的原则设置了11个采样点，用便携式手持gps定位，样点分布如图1所示。1-5号点在主要污染区，9号点在生产区域边上，其余点在厂外路边。采样时间为2016年4月和12月共2次，用螺旋钻采样器采集表层和浅层土壤于密封袋中，贴好样点标签，保存待用。
土壤放于风干盘中，去除沙石和杂草等杂物，研磨过18目筛，风干后进一步研磨，过60目筛，保存于密封袋中待测。
1.3检测方法
挥发性有机污染物采用便携式光离子化检测器（PID），现场测定挥发性有机污染物（VOC）含量；土壤于密封袋中2h，传感器进入密封袋中2s，读取数值。半挥发性有机污染物采用气相色谱-质谱（GC-MS）联用检测法，委托南京索益盟环保科技有限公司检测。重金属污染物采用X射线荧光光谱仪（XRF），委托常州大学理化中心检测。
1.4数据分析方法
1.4.1潜在生态危害指数计算法[11]某地多种重金属综合潜在生态危害指数（RI）计算如式（1）所示。
RI=Eri=Tri×Cri=Tri×（1）
式中，Ci实测为重金属i的实际测量值；Cni为该重金属元素的评价标准；Cri为重金属i的污染系数；Tri为重金属i的毒性响应系数，参考Hakanson数值[12]，即Hg=40，Cd=30，Pb=Cu=Ni=5，Cr=2，Zn=1。
潜在生态危害指数RI为某一点多个重金属潜在生态危害系数的综合值，分为4个等级，分别为RI<150为轻微生态危害；150≤RI<300为中等生态危害；300≤RI<600为强生态危害；RI≥600为很强生态危害。
1.4.2暴露风险评估法[11，12-17]
1）经口摄入土壤的致癌风险公式为：
CRois=OISERca×Csur×SFo（2）
式中，CRois为经口摄入土壤途径的致癌风险，无量纲；OISERca为经口摄入土壤暴露量（致癌），0.4187×10-6kg土壤/（kg体重·d）；Csur为表层土壤中污染物浓度，mg/kg，现场实地测量获得；SFo为经口摄入致癌斜率因子，（kg·d）/mg。
2）皮肤接触土壤的致癌风险公式为：
CRdcs=DCSERca×Csur×SFd（3）
式中，CRdcs为皮肤接触土壤途径的致癌风险，无量纲；DCSERca为皮肤接触土壤暴露量，0.2289×10-6kg土壤/（kg体重·d）；SFd皮肤接触致癌斜率因子，（kg·d）/mg。
3）吸入土壤颗粒的致癌风险公式为：
CRpis=PISERca×Csur×SFi（4）
式中，CRpis为吸入土壤颗粒途径的致癌风险，无量纲；PISERca为吸入土壤颗粒暴露量，0.0049×10-6kg土壤/（kg體重·d）；SFi为呼吸吸入致癌斜率因子，（kg·d）/mg。
4）经口摄入土壤的非致癌风险公式为：
HQois=（5）
式中，HQois为经口摄入土壤途径的非致癌风险，无量纲；OISERnc为经口摄入土壤暴露量（非致癌），1.2059×10-6kg土壤/（kg体重·d）；RFDo为经口摄入参考计量，（kg·d）/mg。
5）皮肤接触土壤的非致癌风险公式为：
HQdcs=（6）
式中，HQdcs为皮肤接触土壤途径的非致癌风险，无量纲；DCSERnc为皮肤接触土壤暴露量，0.6594×10-6kg土壤/（kg体重·d）；RFDd为皮肤接触参考计量，（kg·d）/mg。
6）吸入土壤颗粒的非致癌风险公式为：
HQpis=（7）
式中，RFDi为呼吸吸入参考计量，mg/（kg·d）；PISERnc为吸入土壤颗粒暴露量，0.0143×10-6kg土壤/（kg体重·d）。
2结果与分析
2.1场地土壤主要污染物识别
对污染场地的样品检测，所测主要结果如表1、表2所示。检出挥发、半挥发性污染物23种，污染物检出率28.04%，污染物主要有2，4-二氯苯酚、邻苯二甲酸二甲酯、菲、荧蒽、苯并（b）荧蒽等。其中污染最严重的是2，4-二氯苯酚，因为废弃化工厂生产除草剂的主要成分就是2，4-二氯苯酚，苯酚类污染物有刺激性气味，对眼睛、黏膜、呼吸道有刺激作用，对身体危害大；多环芳烃大多具有致癌的危险，因此要对其进行生态风险评估。污染土壤中主要包含锌（Zn）、铜（Cu）、铅（Pb）、镍（Ni）、铬（Cr）、镉（Cd）和汞（Hg）等重金属，可能是废催化剂倾倒掩埋所致，样品中检测的重金属含量如表2所示。由表2可以看出，4号点Zn，2号点Cu，4号、7号和9号点Ni，2号、3号、4号和6号点Cr等都超出国标二级限值（GB15618-1995），对地下水的污染和人们身体的健康都存在着严重的安全隐患。
2.2便携式光离子化检测器分析
PID可以现场快速测定土壤挥发性有机气体浓度，对于土壤现场调查及采样选择有指导意义。以mg/kg为单位的有机气体浓度数据读数作为污染评价指标（PI），判断标准为PI<10，场地无挥发性有机污染物；10≤PI<100，场地存在轻度挥发性有机污染物；100≤PI<200，场地存在中度挥发性有机污染物；PI≥200，场地存在严重挥发性有机污染物。由表3可以看出，编号为2的样品PI最高，为826.7，场地存在严重挥发性有机污染物；编号为6到11的样品PI均小于10，场地无挥发性有机污染物。因此，厂房所在区域存在严重挥发性有机污染物，随着距离的增加，PI减小，厂房外的PI均小于10，场地污染程度极度轻微，可能是汽车尾气或者附近居民喷施农药残留影响所致。
2.3重金属潜在生态危害指数法分析
根据污染场地重金属的实际测量值（表2）以及公式（1），计算出单一元素的污染系数（表4），由表（4）以及公式（2）、（3）计算出土壤中某一重金属的潜在生态危害系数和RI（表5）。
由表4可以看出，6号至11号样点的Zn、Cu、Pb和Cr的单一污染指数都小于1，属于无污染；2号至4号样点Cr的单一污染指数在1～2，属于轻度污染，Hg的单一污染指数大于3，属于重污染。废弃工厂内的重金属污染明显比工厂外的污染严重，重金属可能来自于工厂掩埋的催化剂。
由表5可以看出，1号、2号、4号和5号样点的300≤RI<600，属于强生态危害。工厂内大量使用的催化剂、煤渣等废弃物直接掩埋在厂区，重金属转移到土壤和地下水中，遗留下难以解决的土壤污染问题；路边上的样点RI基本上都小于300，属于中等生态危害，可能主要来自于汽车尾气中的重金属。
2.4暴露评估
调查区域附近有河流和居民区，污染物可能会经口摄入土壤、皮肤接触土壤和呼吸吸入土壤等3种暴露途径进入人体并危害人体健康。污染物Cr、苯并（b）荧蒽和2，4-二氯苯酚浓度取1号至5号点的平均值，分别为0.1502、0.1504和1.6416mg/kg。由表6可以看出，不同暴露途径的致癌和非致癌风险差异明显。重金属Cr经口摄入土壤、皮肤接触土壤和呼吸吸入土壤的致癌风险分别为3.14×10-8、6.88×10-7和2.45×10-7，均低于可接受的风险水平1.0×10-6，不会给附近居民带来潜在的致癌风险；非致癌风险也均低于非致癌的风险水平1。苯并（b）荧蒽的致癌和非致癌风险也低于可接受的风险水平，表明重金属和苯并（b）荧蒽不会给附近居民带来致癌和非致癌风险。2，4-二氯苯酚的非致癌风险为6.60×10-4、3.61×10-4和4.59×10-7，低于非致癌的风险水平1，不会带来非致癌风险，但是在检测的样品中2，4-二氯苯酚的浓度最高且易挥发、高毒性，长期生活在这种环境中易造成严重的身体健康问题。
3结论