我国农业土壤污染现状及其成因

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2018-11-15
简介
文章通过我国农业土壤污染现状、农业土壤污染成因进行了分析研究,规划农业土壤污染趋势与对策,提高了土壤保护的意识,体会到土壤污染所带来的危害,从根本上改善土壤污染状况。详情请阅读文章!

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随着我国农业和农村经济的快速发展和人口的急剧增加,农业生态环境不断恶化,农业环境污染已经成为制约农业和农村经济可持续发展的重要因素,其中尤以土壤污染影响深远。土壤污染是指进入土壤中的污染物超过土壤的自净能力,而且对土壤、植物或环境造成损害的状况。土壤污染物不是直接进入人体,危及健康,而是间接地影响人体健康,土壤中的污染物可以通过粮食、蔬菜、水果、奶、蛋、肉等进入人体,引发各种疾病,危害人体健康。同时,土壤污染直接影响土壤生态系统的结构和功能,将对生态安全构成威胁。1 我国农业土壤污染现状我国土壤污染总体形势相当严峻,全国至少有1300~1600万hm2耕地受到农药污染,约占全国耕地的10%以上,污水灌溉污染耕地216.7万hm2,固体废弃物堆存占地和毁田13.3万hm2,每年因重金属污染的粮食达1200万t,每年造成的直接经济损失超过200亿元人民币[1]。我国农业土壤污染主要表现在肥料元素积累、多种重金属污染严重、农药和有机污染物残留量高等方面。土壤中积累的肥料元素主要是氮素。当氮肥施用量长期或大量超过植物的需氮量,造成肥料氮以NO3+-N的形式在土壤中累积。肥料造成的土壤污染主要表现在促进土壤酸化,破坏土壤结构,导致土壤盐渍化[2]。山东省新旧蔬菜大棚的调查结果表明,0~20cm土层pH值比棚外平均降低了0.46个单位,20~40cm土层pH值比棚外平均降低了0.3个单位[3]。广西重点发展的龙眼、荔枝、柑桔及芒果果园,由于大量化学肥料的使用,土壤pH平均下降1个单位,pH<4.5的强酸性土壤已占被调查样本数的34%,严重制约了当地果品产业的发展[4]。长期大量的施用肥料,特别是超量施用化肥和偏施氮肥,造成保护地土壤的次生盐渍化问题已非常普遍。目前硝酸根已成为保护地土壤增加最多的盐分离子,约占到阴离子总量的67%~76%[5]。对北京、济南、南京、上海等地土壤表层0~20cm全盐含量的测定结果表明,露地全盐含量均小于1.0gkg,大棚为1.0~3.4gkg,温室为7.5~9.4gkg[6]。长期使用化肥对微生物活性也有一定的影响,土壤微生物生物量、均呈下降趋势,土壤转化酶和过氧化氢酶被一定程度上抑制[7,8]。据研究,长期施氮肥土壤蓝细菌数量明显降低[9]。土壤中的无机污染物主要包括有镉(Cd)、汞(Hg)、铬(Cr)、铅(Pb)、铜(Cu)、锌(Zn)等重金属和砷(As)、硒(Se)、氟(F)等非金属物质。我国许多地方的部分农田土壤中重金属含量较高,污染严重。2001年国家环保局对北京、上海、天津和深圳4个“菜篮子”工程试点城市一些区域的种植生产基地的砷、汞、铅、镉、铜、滴滴涕和六六六等土壤因子进行的环境质量调查监测结果表明:由于污染物在土壤中长期富集,土壤环境质量达标率只有84.9%。北京某些地区,30个土壤、水质监测点位中有5个监测点位菜田耕层土壤中汞含量超标,超标率为16.7%,最大超标倍数为3.1倍。天津市11个土壤、水质监测点位中有3个监测点位超标。近年来华南地区部分城市有50%的农地遭受Cd、As、Hg等有毒重金属和石油类污染,在东南一些地区,As、Cu、Zn等元素的超标土壤面积占污染总面积的45.5%,江西省某县多达44%的耕地遭到重金属污染,并形成670hm2的“镉米”区。在湖北恩施和陕西紫阳,水和土壤环境中硒含量较高,曾经导致动物牧草硒中毒发生;贵州、内蒙古一些地区的水和土壤氟含量严重超标,造成了人畜氟中毒[10]。据我国农业部进行的全国污灌区调查,在约140万hm2的污水灌区中,遭受重金属污染的土地面积占污水灌区面积的64.8%,其中轻度污染的占46.7%,中度污染的占9.7%,严重污染的占8.4%[11]。通过对白银市污水灌溉区与沿黄灌区农田土壤进行调查测定,表明该市一些污水灌溉区农田Cr、Cu、Pb、Zn、Cd、As、Hg等有害物质已严重超标,且有逐年加重的趋势[12]。以上海市土壤环境背景值为标准,上海市崇明岛蔬菜地两侧土壤重金属Cd、Pb、Zn和Cu超标率分别为25.14%、10.1%、8.7%和6.5%[13]。对上海郊区蔬菜种植面积达50.5%的农田调查发现,Cd、Hg和Zn是上海蔬菜农田土壤中主要的重金属累积污染物[14]。上海市主要蔬菜园艺场环境不合格因素主要为土壤,6个劣于3级标准的园艺场的限制因素皆为土壤,污染物Cd最高达1.06mgkg[15]。有机磷和有机氯农药是造成土壤农药污染的主要种类,其他土壤有机污染物还包括氨基甲酸酯类、有机氮类杀虫剂、磺酰脲类除草剂、多环芳烃等持久性有机污染。对一些地区的6种典型农业区域有机食品生产基地、绿色食品生产基地、无公害蔬菜生产基地、污水灌溉区、规模化畜禽养殖基地周围的农田、常规农业生产区土壤污染状况进行调查监测表明,以六六六和滴滴涕为主的有机氯农药浓度总体已远低于标准限值,污染水平总体上处于安全状态,但仍存在局部污染;持久性致癌有机物多环芳烃类在6种典型区域检出率为100%,表明土壤污染在向有机-无机复合污染的方向发展[16]。据中国科学院南京土壤研究所最新调查研究发现,目前长江三角洲地区土壤污染除了“常见”的农药等污染外,最严重的是“持久性有机污染物”,局域的农田土壤多达16种多环芳烃、100多种多氯联苯类及十余种二英类剧毒物质,其结果令人吃惊和担忧。东南沿海地区部分土壤也出现具有内分泌干扰作用的多环芳烃、多氯联苯、塑料增塑剂、农药甚至二(口恶)英等复合污染高风险区,浓度高。农用塑料薄膜的使用量也在逐年增加。中国东北、华北大量使用农膜地区,仅农田塑料的年残留量就高达40kghm2左右,土壤平均残留率达20%左右。在长期使用地膜覆盖的农田中地膜残留量一般在60~90kghm2,最高可达165kghm2,棉田土壤中残膜导致烂种和滥芽率大幅度提高,棉苗侧根减少,棉苗死亡率提高,现蕾期推迟和株高降低。据北京市农业局对密云、大兴等5个近郊县的花生地抽样调查结果表明,塑料地膜残留量为27.45~69kghm2,残留塑料地膜占地膜总使用量的40%以上。农业部组织的塑料地膜残留污染调查表明,污染较严重的地区农田土壤中残留塑料地膜量在90~135kghm2。
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