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本文作者：方堃1,2劉瀟威1王靜2徐新宇3作者單位：1.農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān)測所2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測技術(shù)研究所3.江蘇省無錫市惠山區(qū)環(huán)境監(jiān)測站

土壤是種養(yǎng)殖農(nóng)產(chǎn)品主要的環(huán)境要素，其承擔(dān)著產(chǎn)地環(huán)境中大約90％來自各方的污染物［1］。近年來，由于產(chǎn)地土壤環(huán)境受到污染而造成的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全問題逐漸增多，引起了廣泛的重視和研究［2］。土壤污染具有多源性、隱蔽性、累積性等特性，決定了它對生長在其中的農(nóng)產(chǎn)品危害的復(fù)雜性、長期性、潛在性和突發(fā)性［3］。因此，研究產(chǎn)地土壤環(huán)境中主要污染物的來源、特點以及污染現(xiàn)狀，提出相應(yīng)的防治措施，對有效保護(hù)我國農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤環(huán)境，保障農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全具有重要的意義。

一、產(chǎn)地土壤環(huán)境污染的定義及分類

土壤污染的定義目前不統(tǒng)一，主要有3種不同觀點。（1）“絕對性”定義，即部分學(xué)者認(rèn)為由人類向土壤添加有害物質(zhì)，土壤中該有害物質(zhì)含量超過了土壤背景值，土壤就受到了污染。（2）“相對性”定義，即有學(xué)者以特定的參照數(shù)據(jù)來加以判斷，如以土壤背景值加2倍標(biāo)準(zhǔn)值為臨界值，如果超過臨界值，則認(rèn)為土壤已被污染。（3）“綜合性”定義，即定義為不但要看含量的增加，還要看后果，即當(dāng)加入土壤的污染物超過土壤的自凈能力，或污染物在土壤中累積量超過土壤基準(zhǔn)值，而給生態(tài)系統(tǒng)造成危害，此時才能被稱為污染。由于第3種定義更具有實際意義，而被使用的最多。土壤污染主要可分為無機(jī)物污染（重金屬、化肥、鹽堿類），有機(jī)物污染（主要是持久性有機(jī)污染物，如多環(huán)芳烴、多氯聯(lián)苯以及難降解的農(nóng)藥等有機(jī)物質(zhì)），生物污染（帶有病菌的城市垃圾、廄肥等）以及放射性污染（鍶和銫等在土壤中生存期長的放射性元素）等類型，污染物可單獨對土壤的污染起作用，但多數(shù)是多種污染物共存的復(fù)合污染。產(chǎn)地土壤環(huán)境的污染物來源復(fù)雜，但主要來自工礦企業(yè)“三廢”污染和污水灌溉兩個方面。據(jù)統(tǒng)計，我國耕地污染退化面積約占總耕地面積的1／10，其中工業(yè)“三廢”污染的耕地近1000萬hm2，使用污水灌溉的耕地已達(dá)330多萬hm2［4］。近年來，農(nóng)業(yè)面源污染也開始成為引起土壤污染的一個重要因素。

二、主要的產(chǎn)地土壤環(huán)境污染物

（一）重金屬類物質(zhì)

目前，國際上公認(rèn)影響比較大、毒性較高的重金屬類物質(zhì)一般有5種，即汞、鎘、鉛、鉻、砷。20世紀(jì)50－70年代，日本富士縣的“骨痛病”就是由于鎘污染而導(dǎo)致糙米中鎘超標(biāo)而引起的，患者數(shù)千人，其中數(shù)百人死亡，至今還有人不斷提出起訴和索賠。隨著我國工業(yè)和農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，城市化進(jìn)程的不斷加快，由于污水灌溉和工礦企業(yè)排污引起的產(chǎn)地土壤環(huán)境重金屬污染問題也逐漸顯現(xiàn)。如我國20世紀(jì)70年代，就有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)遼寧省沈陽張士灌區(qū)的土壤重金屬超標(biāo)嚴(yán)重，污染面積達(dá)2500多hm2，造成農(nóng)產(chǎn)品無法食用［5］。雷鳴等人對湖南工礦污染區(qū)的調(diào)查也顯示，株洲和湘潭等地工礦污染地區(qū)的鎘、砷和鉛污染面積占當(dāng)?shù)馗乜偯娣e的90％以上［6］。在各類農(nóng)產(chǎn)品中，水稻和葉菜類蔬菜是最易富集重金屬元素的農(nóng)作物［7～8］，因此，當(dāng)土壤被環(huán)境中的重金屬污染后，稻米和葉菜類蔬菜中重金屬殘留問題值得關(guān)注。重金屬污染普遍具有以下共同點：（1）污染面積逐漸擴(kuò)大。由于重金屬類物質(zhì)與污染排放密不可分，隨著工農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，特別是重工業(yè)的地域性轉(zhuǎn)移，重金屬元素威脅的范圍逐漸加大。（2）污染治理耗時較長。土壤中的重金屬很難靠稀釋作用和自凈化作用來消除，即使通過生物修復(fù)等手段，某些被重金屬污染的土壤也可能要100～200年時間才能夠恢復(fù)。（3）累積性和不可逆性。土壤中的重金屬會被農(nóng)作物吸收，通過食物鏈逐級放大和改變存在形態(tài)，從而對人體健康造成嚴(yán)重威脅。比如，汞被生物體甲基化后形成甲基汞，其具有神經(jīng)毒性的環(huán)境污染物，主要侵犯中樞神經(jīng)系統(tǒng)，可造成語言和記憶能力障礙等嚴(yán)重問題。人體長期攝入重金屬，會蓄積于內(nèi)臟和骨骼中，引起多種疾病。如在人體內(nèi)，鎘的半衰期長達(dá)7～30年，可蓄積50年之久，能對多種器官和組織造成損害［9］。如此長的半衰期，對人體來說甚至是不可逆的，一旦進(jìn)入體內(nèi)就難以排出。

（二）持久性有機(jī)污染物（POPs）

POPs是指一類具有長期殘留性、生物蓄積性、半揮發(fā)性和高毒性，能夠在大氣環(huán)境中長距離遷移并能沉積回地球，對人類健康和環(huán)境具有嚴(yán)重危害的天然或人工合成的有機(jī)物質(zhì)。目前，我國污染較為嚴(yán)重的POPs物質(zhì)主要有：（1）多環(huán)芳烴（PAHs）。我國已有學(xué)者開展了對京津及附近地區(qū)、長三角地區(qū)、珠三角地區(qū)及東南沿海等區(qū)域的研究。結(jié)果表明，土壤中的PAHs主要來源于燃燒源（包括工業(yè)燃煤、汽車尾氣排放等）。對北京郊區(qū)土壤中16種PAHs的研究表明，土壤中16種PAHs的平均濃度為1350μg／kg，其含量范圍在16～3880μg／kg之間［10］。（2）有機(jī)氯農(nóng)藥（OCPs）。OCPs具有高效的殺蟲力，1950－1970年被廣泛用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，但是由于OCPs特殊的物理化學(xué)性質(zhì)，其難以被化學(xué)降解和生物降解，在土壤中半衰期可達(dá)幾年甚至十幾年。由于OCPs嚴(yán)重對環(huán)境的影響，從20世紀(jì)80年代起許多國家開始禁止或限制使用OCPs。據(jù)統(tǒng)計，我國多年來累計施用滴滴涕40多萬t，六六六等OCPs19萬余t，雖然OCPs目前已被禁止使用，但是由于降解緩慢，其對土壤的污染仍不容小視［11～12］。（3）二英（Dioxin）。二英是一類物質(zhì)的簡稱，包括210多種化合物。焚燒垃圾和塑料制品，以及有機(jī)物和氯的熱處理過程，都會釋放二英類物質(zhì)。它們通過大氣干濕沉降、污水污泥農(nóng)用以及廢棄物堆放等多種途徑進(jìn)入土壤環(huán)境［13］。我國有學(xué)者對一些地區(qū)土壤中二英含量的調(diào)查顯示，部分省份土壤存在二英污染問題，其中鋼鐵廠和垃圾焚燒廠周圍土壤污染尤為明顯［14～16］。（4）多氯聯(lián)苯（PCBs）。PCBs不但具有持久性有機(jī)污染物高毒、難降解的共同特點，同時還是內(nèi)分泌干擾物，對人類健康和環(huán)境具有嚴(yán)重危害。目前，在工業(yè)發(fā)達(dá)的國家和地區(qū)，已發(fā)現(xiàn)有較高濃度的PCBs。在不發(fā)達(dá)國家和地區(qū)、人跡罕至的海洋、大氣、水、土壤中也發(fā)現(xiàn)了PCBs。我國從1965年開始生產(chǎn)PCBs，到20世紀(jì)80年代初停產(chǎn)，共生產(chǎn)上萬t，多年的使用造成一些地區(qū)環(huán)境污染嚴(yán)重［17］，已經(jīng)在局部地區(qū)釀出了嚴(yán)重污染事件。POPs污染的主要特點：（1）高毒性。主要表現(xiàn)為它的“三致性”，即致癌、致畸、致突變效應(yīng)。它還具有遺傳毒性，能造成人體內(nèi)分泌系統(tǒng)紊亂，使生殖和免疫系統(tǒng)受到破壞，并誘發(fā)癌癥和神經(jīng)性疾病。（2）持久性。POPs類有機(jī)污染物結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，在自然條件下很難被降解。研究表明，即使是很多年前使用過，在許多地方依然能夠發(fā)現(xiàn)它們的殘留物，POPs分子結(jié)構(gòu)中化學(xué)鍵具有相對較高的鍵能，可以抵御光解、化學(xué)和生物降解。一旦它們釋放進(jìn)入環(huán)境，將有可能在環(huán)境中持久存在。（3）生物蓄積性。POPs類有機(jī)污染物分子結(jié)構(gòu)中通常含有鹵素原子，具有低水溶性、高脂溶性的特征，因而能夠在脂肪組織中發(fā)生生物蓄積，從而導(dǎo)致從周圍介質(zhì)遷移、富集到生物體內(nèi)，并通過食物鏈的生物放大作用達(dá)到中毒濃度。（4）遷移性。POPs具有半揮發(fā)性，能夠從水體或土壤中以蒸汽形式進(jìn)入大氣環(huán)境或被大氣顆粒物吸附，通過大氣環(huán)流遠(yuǎn)距離遷移。在較冷或高海拔地方會重新沉降到地面上。而后在溫度升高時，它們會再次揮發(fā)進(jìn)入大氣，進(jìn)行遷移。如今在地球兩極以及珠穆朗瑪峰地區(qū)都已監(jiān)測到POPs物質(zhì)的存在。

（三）農(nóng)業(yè)面源污染物質(zhì)

農(nóng)業(yè)面源污染主要是在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中濫施化肥、農(nóng)藥和農(nóng)用地膜所致。（1）化肥。自從1843年人類開始生產(chǎn)化肥以來，化肥的使用已有165年的歷史，隨著農(nóng)業(yè)的發(fā)展，全球化肥施用量將不斷增加。我國自20世紀(jì)80年代開始，化肥施用量逐年增長。農(nóng)業(yè)部數(shù)據(jù)顯示，目前使用量約穩(wěn)定在5460萬t（折純量），平均施用量達(dá)500kg／hm2以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出發(fā)達(dá)國家225kg／hm2的安全上限。由于化肥主要來源于礦物，其中含有大量的重金屬類物質(zhì)，比如用作磷肥的礦石中通常含有一定量的鎘元素，過量施用必然會造成間接污染。（2）農(nóng)藥。雖然有機(jī)氯等高殘留農(nóng)藥目前已被禁止，但其他農(nóng)藥使用問題也非常突出。據(jù)統(tǒng)計，2006年我國農(nóng)藥年產(chǎn)量約130萬t，使用面積約2.8億hm2，只有約20％能被作物吸收利用，大部分進(jìn)入了水體、土壤及農(nóng)產(chǎn)品中［18～19］。除有效成分外，農(nóng)藥中的助劑等其他成分也會長期殘留于產(chǎn)地土壤環(huán)境中，形成持續(xù)污染。（3）農(nóng)用地膜。由于設(shè)施農(nóng)業(yè)的普及，地膜污染也在加劇，近20年來，我國的地膜用量和覆蓋面積已居世界首位，2010年地膜覆蓋面積約為1.8×1011m2，年用量約為130萬t，年均約有50萬t農(nóng)膜殘留于土壤中，殘膜率達(dá)40％。而且在全部農(nóng)膜市場中，高檔農(nóng)膜僅占2％，中低檔農(nóng)膜高達(dá)98％［20］。殘留土壤中的劣質(zhì)地膜不但破壞土壤結(jié)構(gòu)，減低土壤肥力，還會在分解過程中析出鉛、錫等有毒物質(zhì)，影響作物安全。面源污染的主要特點：（1）影響面積大。與重金屬污染等集中于工礦企業(yè)周邊不同，面源污染物質(zhì)影響面積非常大［21］。據(jù)統(tǒng)計，我國化肥利用率不到4成，在施用過程中，大量肥料未被有效利用并流失，這在我國幾乎所有耕地中都會產(chǎn)生。（2）直接危害小。大多數(shù)面源污染物主要影響水體環(huán)境，對產(chǎn)地土壤環(huán)境的直接危害較小，其危害主要表現(xiàn)在間接方面，即長期過量使用化肥會出現(xiàn)土壤孔隙堵塞、板結(jié)甚至酸化，降低微生物活性，從而降低農(nóng)作物產(chǎn)量，同時能活化重金屬等有害物質(zhì)，影響農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全。（3）污染控制難。農(nóng)業(yè)面源污染的污染源并不具體，同時在給定的區(qū)域內(nèi)它們的排放是相互交叉的，加之不同的地理、氣象、水文條件對污染物的遷移轉(zhuǎn)化影響很大，因此很難具體監(jiān)測單個污染源的排放并加以控制。

三、我國產(chǎn)地土壤環(huán)境污染的主要問題分析

（一）污染源頭控制不到位

由于我國部分企業(yè)環(huán)保意識不強(qiáng)，污染控制技術(shù)不達(dá)標(biāo)，工業(yè)“三廢”和污水灌溉造成的產(chǎn)地土壤環(huán)境污染并未禁絕，污染事故仍時有發(fā)生。同時，由于我國環(huán)境管理體系主要建立在城市和重要點源污染防治上，對面源污染重視不夠，導(dǎo)致農(nóng)村環(huán)境治理體系的發(fā)展嚴(yán)重滯后。加之農(nóng)業(yè)投入品使用方式粗放，缺乏科學(xué)引導(dǎo)，特別容易導(dǎo)致農(nóng)業(yè)面源污染，使目前畜禽養(yǎng)殖業(yè)和礦物肥料大量施用造成的產(chǎn)地土壤環(huán)境污染問題逐步顯現(xiàn)。

（二）污染底數(shù)不清楚

目前我國產(chǎn)地土壤環(huán)境污染途徑多，原因復(fù)雜，由土壤污染引發(fā)的農(nóng)產(chǎn)品安全事件時有發(fā)生，成為影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、群眾健康和社會穩(wěn)定的重要因素。而現(xiàn)在已開展的污染監(jiān)測工作覆蓋范圍較窄，對產(chǎn)地土壤污染的范圍、程度甚至污染物種類缺乏整體的掌握，導(dǎo)致防治缺乏針對性。

（三）污染治理缺乏有效手段

產(chǎn)地土壤環(huán)境污染治理的難度較大，其主要原因在于土壤本身的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且各地土壤背景情況各不相同，對污染物的結(jié)合情況多變，加之復(fù)合污染物之間的相互作用，使得快速解決土壤污染問題難以實現(xiàn)。土壤污染修復(fù)的方法多種多樣［22］，包括物理方法，如客土法、熱處理法等，缺點在于費用昂貴，難以用于大規(guī)模污染土壤的改良?；瘜W(xué)方法，如化學(xué)固定或化學(xué)淋洗等，但前者只能降低污染物的生物有效性，后者又容易造成二次污染。生物修復(fù)方法，其中植物修復(fù)以運行成本低，回收和處理富集重金屬的植物較為容易，成為了近年來發(fā)展的熱點，但該方法的主要問題在于超積累植物較難獲得，同時植物對重金屬一季累積的絕對量并不可觀。

四、產(chǎn)地土壤環(huán)境污染的防治對策建議

（一）杜絕污染源頭

消除工業(yè)“三廢”對產(chǎn)地的污染排放，嚴(yán)格污灌管理。加大環(huán)保監(jiān)管和執(zhí)法力度，嚴(yán)格執(zhí)行國家制定的污染排放標(biāo)準(zhǔn)，杜絕超標(biāo)排放現(xiàn)象。特別注重產(chǎn)地環(huán)境的保護(hù)工作，設(shè)立定位監(jiān)測點，健全農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。同時，嚴(yán)格控制農(nóng)業(yè)面源污染。應(yīng)加大對農(nóng)業(yè)面源污染的重視程度，加強(qiáng)農(nóng)業(yè)環(huán)境法律法規(guī)建設(shè)，完善農(nóng)村環(huán)境管理機(jī)構(gòu)。積極轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)發(fā)展方式，推進(jìn)測土配方施肥、精準(zhǔn)施肥、水肥一體化等農(nóng)業(yè)技術(shù)，鼓勵使用農(nóng)家肥或其他有機(jī)肥料，提高化肥利用率，從源頭上減少化肥流失造成的面源污染。

（二）做好農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤環(huán)境治理規(guī)劃和分級工作

農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤環(huán)境污染往往呈現(xiàn)時空變異性，同時由于污染物種類繁多，潛在的相互作用等因素，難以簡單界定。因此，應(yīng)積極開展農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤環(huán)境的小比例尺詳細(xì)普查數(shù)據(jù)，摸清污染原因、污染種類和范圍程度，做好治理的規(guī)劃計劃。同時，健全產(chǎn)地土壤環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，組織開展污染等級劃分工作，對未污染的土壤，要進(jìn)一步加大保護(hù)力度；對輕度污染的土壤，應(yīng)抓緊修復(fù)治理或種植替代作物；對有毒有害物質(zhì)超標(biāo)嚴(yán)重的土壤，應(yīng)堅決設(shè)立禁止生產(chǎn)區(qū)，或科學(xué)調(diào)整種植其他非食用農(nóng)作物。

（三）強(qiáng)化農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤環(huán)境的治理技術(shù)研究

開展有關(guān)農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤污染控制、種植結(jié)構(gòu)調(diào)整和修復(fù)技術(shù)研究，針對重金屬污染等難點問題，加快快速檢測、修復(fù)和治理技術(shù)研究，以生態(tài)修復(fù)為重點，篩選出生長周期短、富集效果好的生物品種，積極開展綜合治理。大力開發(fā)和推廣節(jié)約、替代、綠色的先進(jìn)技術(shù)，發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)和循環(huán)農(nóng)業(yè)，提高化肥農(nóng)藥等農(nóng)業(yè)投入品的利用率。