土壤中的主要污染物及危害

1）重金属污染物

环保部门一项统计显示，我国受镉、砷、铬、铅等重金属污染的耕地面积已达2 000万公顷，占全国总耕地面积的1／6。全国每年因重金属污染而减产粮食1 000多万t。另外，受重金属污染的粮食每年也多达1 200万t，合计经济损失至少200亿元。除耕地之外，我国工矿区、城市也存在土壤污染问题。

我国的重金属污染在北方只是零星的分布，在南方则显得较密集，在湖南、江西、云南、广西等省区的部分地方出现一些连片的分布。其中，受镉污染和砷污染的比例最大，约分别占受污染耕地的40%，仅镉污染土地就可能达到8 000万亩，尤其是存在于珠江三角洲、长江三角洲等地区，经济越发达的地区水源与土壤等污染就越严重。如“镉大米”的产地湖南、江西、湖北等稻米主产区的灌溉水系是湘江、赣江、汉江等河流，沿岸城市的有色金属开采和冶炼业都比较发达，导致整个水系的重金属污染情况异常严重，其中的镉成分，通过灌溉的方式，进入土壤并富集。

重金属，如汞、镉、铬、铅及类金属砷，它们属于有毒元素；另外铜、锌、硒、锰等是作物必需元素，但当其含量超出作物需求上限时，也形成污染；放射性物质，如90 Sr、137 Cs等。如镉对生物体和人体是非必需的元素，是一种污染元素。天然土壤中的镉含量一般在0.01～0.70 mg／kg。环境中大约70%的镉积累在土壤中。镉的污染主要来源于铅、锌、铜的矿山和冶炼厂的废水、尘埃和废渣，电镀、电池、颜料、塑料稳定剂和涂料工业的废水等，农业生产中施用的磷肥也可能带来镉的污染。

镉在土壤环境中的存在形态可以分为水溶性镉、难溶性镉和吸附态镉。土壤对镉的吸附能力很强，进入土壤的镉容易被土壤胶体吸附，呈吸附交换态蓄积在土壤中。土壤胶体吸附的镉，一般随pH值的下降而溶出率增大。土壤中水溶性镉、难溶性镉在一定条件下可以相互转化，如土壤酸度的增大，不仅可以增大碳酸镉的溶解度，也可以增大硫化镉的溶解度，使水溶性镉的含量增加。这就是“镉大米”主要产自湖南、江西、广东等地的原因。

土壤重金属污染直接导致了食物品质的不断下降。目前不少地方粮食、蔬菜、水果等食物中镉、铬、砷、铅等重金属含量超标或接近临界值，影响了食物的卫生品质和其他品质，导致农产品储藏品质和加工品质也不能满足深加工的要求。这种状况已经严重影响耕地质量、食品安全与身体健康。

2）农药、化肥

农药包括：难降解有机物，如有机氯类农药；可降解有机物，如畜禽粪便、酚、洗涤剂等。其中，数量较大而又比较重要的化学农药，主要是有机磷、有机氮、氨基甲酸醋类、苯氧羧酸类和苯酰胺类农药等。

施用农药确实能对农作物的增产增收起到重要的作用，但是，在世界范围内连年大量使用农药，会引起许多不良后果。例如，由于药效随害虫抗药性不断增强而相对降低，且施用农药对抑制害虫的天敌也有毒杀作用，从而破坏了农业生态平衡。更为重要的是，由于一些农药化学性质稳定，存留时间长，大量持续使用会在土壤中累积，累积到一定程度后，便会影响作物的产量和质量，成为污染物质。化学农药残留可以通过各种途径，挥发、扩散、移动而转入大气、水体和生物体中，构成其他环境因素的污染，并通过食物链对人类造成危害。

农药污染土壤的程度可以用其残留特性来表示。即用残留量和残留期来表示。农药残留量是指农药因迁移、转化，含量减少，但仍残留在土壤中的量。农药在土壤中的残留量受到很多因素的影响，如挥发、淋溶、吸附、降解以及农药施用量等。农药在土壤中的残留期常用半衰期和残留期表示。半衰期是指施药后附着于土壤的农药因降解等原因含量减少一半所需的时间；残留期是指施于土壤的农药因降解等原因含量减少75%～100%所需的时间。

农药在土壤中的残留，是导致农药对环境污染和生物危害的根源。大量研究结果表明，当土壤中农药残留积累到一定程度时，会对土壤生物，包括微生物、原生动物、节肢动物等以及植物产生不同程度的危害；土壤中的农药残留还可以通过扩散、质流产生迁移，污染大气、地表水和地下水；多数农药有很强的脂溶性和很弱的水溶性，土壤中农药残留可通过食物链（土壤→陆生植物→食草动物或土壤→土壤中无脊椎动物→脊椎动物→食肉动物或土壤→水中浮游生物→鱼和水生生物→食鱼动物等途径）进入各种生物体内，并在生物体内高度富集，最终通过人的呼吸和饮食进入人体，危及人的健康。

化肥的主要成分是氮素（氮肥）、磷素（磷肥）、钾素（钾肥）。由于化肥成分简单，大部分只含一种营养元素，养分含量高，肥效快，易溶于水从而被植物吸收，因此成为增加和平衡土壤养分、提高土壤肥力和农作物产量的重要物质。然而，随着化肥的大量使用，在提高农作物产量的同时，由于不考虑具体的土壤和气候条件及作物的营养特点，长期过量使用或不能科学施用化肥，对生态环境带来了一系列的负面影响，造成地表水、地下水、土壤、大气不同程度的污染，还会降低农作物产品质量，甚至对人类健康构成潜在威胁。