我国土壤环境面临的问题

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1、德州学院 生物系 2007 界 生物科学专业 毕业论文（设计）1我国土壤环境面临的问题徐立芹（德州学院生物系 山东德州 253023）摘 要： 综述了土壤圈的功能及人类与土壤圈的关系，概述了土壤污染的原因及土壤污染对人体健康的影响和土壤污染的防治，并概述了另一重要意义上的土壤环境问题土壤退化。展望了今后应予以加强的研究方向，为进一步开展土壤环境与人类关系及土壤保护的研究提供参考。关键词： 土壤圈 ; 土壤环境 ; 土壤退化 ; 土壤污染 ; 地氟病 ; 土壤健康质量 ;引言：土壤是自然环境要素的重要组成部分之一，它是处于岩石圈最外面的一层疏松的部分，具有支持植物和微生物生长繁殖的能力，称为土壤

2、圈，土壤还具有同化和代谢外界进入土壤的物质能力 1，所以土壤又是保护环境的重要净化机。这是土壤的两个重要功能. 但目前，我国的土壤污染问题较严重，据初步统计，全国至少 13001600 万公顷耕地受到农药污染，每年因土壤污染减产粮食 1000 多万吨，因土壤污染而造成的各种农业经济损失合计约 200 亿美元 2。目前人们较为关心的土壤环境问题主要有如下三个方面 1：1：人类大规模生产，生活活动改变了影响土壤发育的生态环境，使土壤本身的自然循环状态受到影响或破坏，如人类对森林，草原等天然植被的破坏引起土壤侵蚀，水土流失，土地沙化和贫瘠，由此引干旱，沙尘暴，河流断流地下水位水下降等一系列生态环境问

3、题。2：现代化农业生产对农药，化肥的大量使用，使土壤遭受长期污染。3：现代城市发展以及现代工业排放的大量废气，废水和废渣中各种污染物，常常经由不同途径污染土壤。下面将对我国的土壤环境问题进行论述。一：土壤环境质量土壤环境质量的好坏可以根据土壤的不同用途，从不同的角度进行调查和评价。一般认为土壤的物质组成，含量，物理性质和化学性质等决定质量， 德州学院 生物系 2007 界 生物科学专业 毕业论文（设计）2包括土壤及其成土母质的结构，密度，渗透性能，透气性能持水性能，收缩膨胀性能，以及各种无机物和有机物的含量，肥力生物活性等。土壤环境质量，它包括土壤及其成土母质的结构，密度，渗透性能，透气性能持

4、水性能，收缩膨胀性能，以及各种无机物和有机物的含量，肥力生物活性等。1 土壤污染源 土壤是一个开放体系，土壤与其他环境要素间进行着不间断的物质和能量交流。因而造成土壤污染的物质来源是极为广泛的。大致可以将土壤污染分为以下几类：（1） 工业污染源 在工业废水，废气和废渣中，含有多种污染物，其浓度一般都比较高，一旦进入农田造成土壤污染，在短期内即可引起对作物的危害。一般直接由工业“三废”引起的大面积土壤污染仅局限于工业区中数千米，数十米范围内。工业“三废”引起的土壤污染往往是间接的，是由于以废渣等作为肥料施入农田，或以污水灌溉等长期作用使污染在土壤中长期积累引起的。（2） 农业污染源 农业生产本身

5、产生的土壤污染包括化学农药，化肥，除草剂等污染，这些物质的使用范围在不断扩大，数量和品种在不断增加。喷撒农药时，有相当一部分直接落于土壤表面，一部分则通过落叶，降雨而进入土壤。农药的大量使用是土壤中污染物的一个重要来源。（3） 生活污染源 人类尿及畜禽排除的废物长期以来被看做是重要的土壤肥来源问题外，也会产生严重的土壤和水体污染问题。含有人畜遗弃，排泄物的生活污水和被污染的河水等均含有致病的各种病菌和寄生虫，将这种未经处理的肥源施与土壤，会引起严重的生物污染。此外，自然因素也会造成土壤污染。例如，强烈的火山喷发，富含某些重金属或放射性元素的矿床附近地区的土壤，由于含矿物质（岩石，矿物）的风化分

6、解和传播，可使有关元素在自然界的作用下向土壤中迁移，引起土壤污染。2 土壤污染物质德州学院 生物系 2007 界 生物科学专业 毕业论文（设计）3土壤污染物质是指的进入土壤并影响正常性能 ，能够对土壤起作用的物质，即能使土壤成分发生改变，降低作物生产的数量 质量并对人体健康产生危害的那些物质。按污染性质大致可分为以下几类：（1） 重金属在环境科学领域相关研究中提及的重金属元素主要指一些密度大于4（有的文献为大于 5）的微量金属（含个别半金属）元素，主要有 Cr Co Mn Co Zn Rb Sr Zr Mo Ag Cd Sn Sb Cd Os 及半金属20 多种。实际中，较常见的一些重金属污物

7、为 Hg Cd Pb Cu Zn Ni Co Se As 等 3。重金属不能为土壤微生物分解，而且可为微生物富集。因此土壤一旦被重金属污染，难于彻底消除，会对土壤形成长时间的威胁。重金属主要通过以下几条途径进入土壤：使用含重金属的农药制剂等；含金属的粉尘沉降进入土壤。（2） 工业与城市废水对土壤的污染这种污染大都来自不科学的污水灌溉。合理的使用污水灌溉农田，本来可以充分利用水肥源，特别是污水中的氮，磷和钾，并可利用土壤的净化能力，减少水体中的污染物浓度，保护土壤环境。但如污水未经必要的处理，任意灌溉，即会将污水中的有害物质带进农田，污染土壤。 （3） 农药与化肥对土壤的污染农药与化肥是重要的生

8、产资料，如果使用适当，对农作物有显著的效果。但是，如果使用不当，将会带来许多副作用。其中之一，是造成土壤污染，使用氮肥太多时被植物吸收的数量相对减少，大部分残留在土壤中，经过分解转化，变成硝酸盐成为地下水和河流的污染源随着化肥用量的增加这种污染的深度和广度越来越重，由于大量农药在土壤中积累，特别是含有过去使用的含铅，汞，砷制剂，毒性大，在土壤中残留时间长，有的农药在土壤中残留时间长达 10-30 年，残留农药被植物吸收，积累在果实茎叶和根部，通过食物链进入动物和人体，危害健康。使用农药消灭的同时也会有益于农业的微生物，昆虫和鸟类遭受毒害。而某些农业害虫却由于产生了抗药性，更加蔓延和猖獗，据世界

9、粮农组织调查，1965 年使昆虫和螨类产生抗药的有182 种，1968 增加到 228 种，到 1979 年增加到 364 种。美国加利福尼亚州的德州学院 生物系 2007 界 生物科学专业 毕业论文（设计）4农场中的 25 种主要农业害虫中，有 17 种已经对一种或对几种杀虫剂具有抗药性，而害虫的天敌数目却减少了，具有抗药的害虫每年给这个洲的农业造成几千万美元的损失。随着农药量的增加，土壤中农药残留量越来越多，粮食被农药污染的程度也相应的增加，所以，农药使用量不能无止境的增加 4 。（4） 废气对土壤的污染大气中的有害气体如硫氧化物和氮氧化物，通过沉降或形成酸雨降落地面使土壤酸化。某些有害粉

10、尘通过沉降也会污染土壤。例如，在生产磷肥氟化物炼铅等工厂附近的土壤，容易受到粉尘的污染。磷肥厂用的磷矿石含矿石含氟量一般为 24%，如果对排出的废气处理不当，可能使周围上千平方米工里的土地受到氟污染。在有色金属工厂附近，由于废气中含有大量的铅，铬，铜等有害物质，常使附近土壤受到这些有毒物质的污染。（5） 生物对土壤的污染造成投入生物污染的污染源主要是未经处理的粪便，垃圾，医院废水，生活废水，屠宰场等。其中危害最大的是传染病医院未经处理和消毒的污水和废物。他们含有各种病菌，如伤寒杆菌，痢疾细菌肝炎及蛔虫病等。有些病原菌和寄生虫由于不适应土壤中的环境，可以自然净化或消失，但有时则在投入中繁殖。人们

11、在生吃瓜果时，难免传染上疾病。（6） 固体废物对土壤的污染 固体废物来源可以分为矿业固体废物，工业固体废物，城市垃圾，农业废物和放射性固体废物。他们的种类繁多，所含有毒物质各不相同：矿业固体废物与工业固体废物中往往含有各种有毒物质；城市垃圾中含有各种病原菌和寄生虫；农业固体废物中含有各种腐烂有机物和残留农药；放射形固体废物中含有铀，铯等放射性元素。这些固体废物任意堆放，经雨水浸淋，河川湖泊的地下水。用了污染的水灌溉农田，就会改变土质和土壤结构，影响投入中微生物活动，妨碍根系生长，影响作物产量。3 土壤污染对人体健康的影响土壤中元素背景值与土壤污染和地方病的关系德州学院 生物系 2007 界 生

12、物科学专业 毕业论文（设计）5地球上的生物都是在地壳物质上生长繁育起来的。研究表明，人体血液与地壳中的 18 用元素含量（Fe、Zn、I、Co、V、Mn、Cr、Mo、Sn、Cu、Al、As、Sb、Pb、Cd、Ni、Hg）呈显著性相关，而与海水无相关性。我国学者的研究也发现，在一定的环境单元内，岩石、土壤与植物的水下底泥之间，土壤与植物和水下底泥之间，其铜、锌、镍、锰、铅、铬元素含量皆呈极显著正相关。水体中的元素含量与土壤、植物和底泥都不相关，只与岩石成分有正相关趋势，说明土壤与环境和生物的密切关系。土壤中各元素与生命活动的密切关系，是通过食物链组建起来的。根据土壤元素含量及其对生物的作用，可将

13、土壤分为两大类：生物必须元素和非必需元素。在必需元素中，有的对所有生物（动、植物和人类）都必需，有的只对植物必需，如硼；有的只对动物和人类需要，如鈷、硒。不过，必须与非必需元素的界限，是随着生物与环境之间的相互作用的发展而转变的，也是随着科学技术水平提高而逐渐被发现或认识的，从现在必需元素的确定历史过程可以说明这一点。例如就对植物的元素来说，最早只认识为碳、氢、氧、磷、钾、硫、镁、钙、铁等十种元素是必需的，后来才逐渐认识锰、硼、锌、铜、钼、氯对植物的必需性。必需元素含量过低时，生命活动不能正常进行；过高时，对生命活动又不利，他们只能维持在一定的浓度范围之内，才能使生命活动正常运行。非必需元素在

14、土壤环境中含量过低时，对生命尚无明显不利作用，但稍稍升高会导致严重的后果，例如汞、镉等 5。因此，土壤元素背景含量的波动都会在生物（包括植物、动物和人类）体上反映出来 ，土壤中某些元素的含量的变化以经引起了明显的病变，即所谓的地方性疾病。目前已经基本明确病因的地方性疾病有甲状腺肿、氟病、大骨节病及克山病等，它们都是由于土壤中某一个或几个元素背景含量异常（过高或过低）而引起的。另外，有现代人为活动应起的环境污染所导致的污染也很突出。下面对几种地方病情况经行讨论。（1） 地方性甲状腺肿这是由地区性土壤环境中碘元素含量过低（如山区），或含量过高（如沿海），所造成的。表现为地方性甲状腺组织增生与肥大，

15、因病变位于颈部，德州学院 生物系 2007 界 生物科学专业 毕业论文（设计）6又叫大脖子病。世界上许多国家都与这种病，全球约 2 亿患者。主要流行与亚洲的喜马拉雅山，非洲的刚果和流域，南美洲的安地斯山区等，我国西北，东北，华北和西南等地区的山区及丘陵地区最重。我国学者曾提出国内土壤碘的地理分布与地方性甲状腺肿分布的一般模式：从湿润地区到干旱地区，从内陆到沿海，从山岳到平原，从河流到上游到下游，土壤环境中的碘由淋溶转为积累。因此，缺碘的地方性甲状腺肿的流行强度由山地丘陵到平原渐减，最后消失。相反，干旱，半干旱气候和沿海地区，又往往发生高碘的地方性甲状腺肿。（2） 地方性氟病包括龋齿与地方性氟中毒。由于氟的水迁移性强，所以在高温多雨与淋溶性地区易于产生缺氟病，如山地，丘陵，酸性淋溶的林地等区域，氟的积累则往往是相对干燥地带，它们或是干旱与半干旱的富钙地球化学环境，或是半湿润的富铁地球化学环境 6。（3） 克山病为一种地方性心肌病，最早在我国黑龙江克山县发现，故名为克山病。据研究这是与钼和硒含量有关的地方性疾病 7。病区的土壤环境是气候湿润多雨的低山丘陵，土壤为棕壤，褐土系列，富含腐殖质。（4） 水俣病因人体摄入过量的汞尤其是甲基汞所引起的脑损伤，于 1953 年在日本九州岛水俣湾首次发现。最初是在动物体上发现的，后来在人体上发现。水俣病是以脑组织损伤为特征，轻度