殷麗娜 郝桂俠 康杰

摘要：近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，工業(yè)化、城市化進(jìn)程日益加快，我國土壤污染形勢(shì)十分嚴(yán)峻，呈現(xiàn)出各種污染物復(fù)合并存的局面。文章主要分析了我國土壤污染現(xiàn)狀、特點(diǎn)及其危害，并介紹了當(dāng)前國內(nèi)外土壤污染物的監(jiān)測(cè)方法。

Abstract： In recent years，with the rapid development of urbanization and industrialization in China. Soil pollution in China is so serious that various contaminants co-exist in the soil. The present situation of soil pollution， its special characteristics and its hazards in China is introduced in this article. Monitoring methods of soil pollution at home amd abroad are also introduced.

關(guān)鍵詞：重金屬污染;有機(jī)物污染;土壤監(jiān)測(cè)

Key words： heavy metal pollution;organic pollution;soil monitoring

中圖分類號(hào)：X833 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1006-4311（2019）08-0173-03

0 ?引言

土壤污染主要是由人類生產(chǎn)、生活產(chǎn)生的“三廢”、生活垃圾、交通運(yùn)輸、大氣降雨、降塵等物質(zhì)通過大氣、水體、生物等進(jìn)入土壤，當(dāng)廢棄物的量超過土壤自身的承載能力時(shí)，就會(huì)對(duì)土壤生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生影響，從而引起土壤的組成、結(jié)構(gòu)以及功能發(fā)生變化。土壤不僅是生態(tài)環(huán)境的一個(gè)重要組成部分，更是人類不可或缺的生存場(chǎng)所，未來城鎮(zhèn)化、產(chǎn)業(yè)化和農(nóng)業(yè)集約化是大勢(shì)所趨，我國土壤污染問題將愈加嚴(yán)峻。

1 ?土壤污染現(xiàn)狀

在上世紀(jì)七十年代之前，我國土壤污染只存在于局部地區(qū)，主要是點(diǎn)源污染。但隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，快速建設(shè)的工業(yè)區(qū)、工業(yè)城市的出現(xiàn)，導(dǎo)致廢棄物越來越多，并且不斷累積到土壤中，久而久之，土壤環(huán)境的壓力愈加嚴(yán)峻，甚至土壤環(huán)境中出現(xiàn)了大面積的區(qū)域性污染狀況，嚴(yán)重影響了土壤環(huán)境質(zhì)量。

我國土壤污染物種類多樣，按污染物性質(zhì)分類，可將土壤污染分為放射性污染、生物污染、有機(jī)物污染、重金屬污染等。

1.1 土壤生物污染

土壤生物污染是指病原菌、寄生蟲等有害生物入侵土壤，破壞土壤生態(tài)系統(tǒng)，導(dǎo)致土壤質(zhì)量的下降。土壤生物污染出現(xiàn)的主要原因是施用人畜糞便或者灌溉未經(jīng)處理的工業(yè)廢水、生活污水，尤其是醫(yī)院污水。這些污染物中含有各種病原菌，包括痢疾細(xì)菌、肝炎病毒、傷寒桿菌蛔蟲等，這些病原菌有的能夠自然凈化消失，而有的會(huì)在土壤中大量繁殖，嚴(yán)重影響土壤環(huán)境，甚至危害農(nóng)作物生長(zhǎng)。人類若食用污染后的土壤中長(zhǎng)出的農(nóng)產(chǎn)品，極可能受到間接危害，或者不小心直接接觸到被污染的土壤，也可能會(huì)引發(fā)一些病癥的出現(xiàn)，十分不利于人體健康。土壤生物污染種群中腸道致病性原蟲和蠕蟲類是分布最廣的，有數(shù)據(jù)顯示，世界上至少一半人受一種甚至幾種寄生蠕蟲的感染。

1.2 土壤有機(jī)物污染

土壤有機(jī)污染物的主要來源是染料、噴涂、塑料制品、化工廠、石油、農(nóng)藥等，其中農(nóng)藥是最主要的有機(jī)污染物質(zhì)。土壤農(nóng)藥污染一般有兩類，分布是有機(jī)磷和有機(jī)氯農(nóng)藥，其它土壤有機(jī)污染物還包括一些持久性有機(jī)污染物，比如多環(huán)芳烴、磺酰脲類除草劑、有機(jī)氮類殺蟲劑等。不可否認(rèn)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中化學(xué)農(nóng)藥的作用巨大，具體體現(xiàn)在作物病蟲害防治等方面，具有提高農(nóng)戶的經(jīng)濟(jì)收益起到了巨大作用，然而，在存在上述好處的同時(shí)，過量的農(nóng)藥也給土壤環(huán)境帶來了巨大壓力，使其面臨著嚴(yán)峻的環(huán)境污染問題。被農(nóng)藥長(zhǎng)期污染的土壤會(huì)出現(xiàn)明顯的酸化現(xiàn)象，并且其土壤養(yǎng)分會(huì)大大流失;土壤的生物活性會(huì)降低，不利于土壤微環(huán)境;造成土壤孔隙度變小，極易導(dǎo)致板結(jié)。

土壤有機(jī)物污染和重金屬污染相比，具有復(fù)雜性和區(qū)域性的特點(diǎn)，不僅不利于農(nóng)產(chǎn)品的健康生長(zhǎng)，也對(duì)人類生命安全造成了極大威脅。土壤中滲入了有機(jī)污染物后，這些污染物會(huì)和土壤組分發(fā)生一系列的化學(xué)、物理及生物等過程，而經(jīng)過這些過程土壤的養(yǎng)分會(huì)大打折扣?，F(xiàn)階段土壤有機(jī)污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估一般是采用土壤中有機(jī)污染物的總濃度，但該指標(biāo)存在一定局限性，它能夠反映出其在土壤中的富集程度，但無法將植物中有機(jī)物污染的濃度及生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)合理預(yù)測(cè)出來[2]。土壤有機(jī)污染物的賦存形態(tài)直接決定了其遷移轉(zhuǎn)化及生物有效性，因此認(rèn)識(shí)土壤有機(jī)污染物賦存形態(tài)至關(guān)重要，不可或缺。因此，有機(jī)污染物的賦存形態(tài)是評(píng)估土壤及作物中有機(jī)污染風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)鍵。

揮發(fā)性有機(jī)污染物嚴(yán)重危害著地下生物和地上植物，并且由于這些污染物質(zhì)存在較大的揮發(fā)性，還會(huì)對(duì)大氣造成較大污染，大氣污染隨著空氣流動(dòng)，再經(jīng)過雨水的沖刷和淋溶，最終還會(huì)對(duì)土壤形成污染。土壤中的VOCs是一種特殊的土壤污染物，它具有不同于其他污染物的污染特性，比如多樣性、累積性、毒害性、揮發(fā)性等，由于這類污染物的成分具有較強(qiáng)的危害性和復(fù)雜性，其危險(xiǎn)性較大，在土壤環(huán)境管理中應(yīng)優(yōu)先管理這類污染物質(zhì)?；诖耍瑖夂芏喟l(fā)達(dá)國家都有相關(guān)規(guī)定，必須妥當(dāng)處置揮發(fā)性有機(jī)污染，確保土壤及生物安全。

1.3 土壤重金屬污染

土壤重金屬污染的形成原因主要是重金屬或其化合物，其來源廣泛，包括汽車尾氣，采礦、化工、金屬加工、冶煉等工業(yè)排放的廢水、廢氣、廢渣，農(nóng)藥和化肥的施用等。重金屬在土壤表現(xiàn)出不同的毒性，一般來說污染元素包括鎘、鎳、汞、鉻、鉛、銅等。土壤重金屬被植物、動(dòng)物吸收富集，通過直接接觸或食物鏈傳遞等危害動(dòng)物及人體的健康，引起骨痛病、水俁病以及癌癥的高發(fā)生率。具體來說：鉛對(duì)人體存在較大危害，尤其是在人體骨髓造血系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)方面，并且鉛不斷在人體里積累的話，還會(huì)損害人的腎臟疾病，威脅人的智力發(fā)展;若農(nóng)產(chǎn)品被鉛污染了，此類農(nóng)產(chǎn)品若被人類食用了將對(duì)人類造成極大的危害。此外對(duì)人體損害較大的還有三價(jià)鉻和六價(jià)鉻，三價(jià)鉻對(duì)人體的危害已然十分嚴(yán)重，存在致畸致殘作用，而六價(jià)鉻的毒性比其更甚，嚴(yán)重的甚至?xí)l(fā)鼻咽癌和肺癌。

土壤重金屬含量過高會(huì)直接影響到農(nóng)產(chǎn)品的生長(zhǎng)和質(zhì)量，導(dǎo)致其產(chǎn)量降低。因?yàn)橹亟饘俸窟^高的土壤無法保證農(nóng)作物正常的生理系統(tǒng)發(fā)展和發(fā)育過程完善，在這種情況下其產(chǎn)量和品質(zhì)必定大打折扣。例如：過量的鎘存在于土壤中會(huì)影響農(nóng)作物的光合強(qiáng)度，使其葉綠素含量下降，從而造成作物失綠，生物酶活性降低;過量的鉛存在于土壤中會(huì)影響農(nóng)作物的正常生長(zhǎng)和發(fā)育，從而導(dǎo)致產(chǎn)量降低;過量的汞存在于土壤中會(huì)形成汞化合物，而這種物質(zhì)會(huì)影響到土壤中的微生物活力，不僅降低了土壤肥力，也不利于農(nóng)作物茁壯生長(zhǎng)。

相比于大氣污染和水污染，土壤重金屬污染具有潛伏性、累積性、不可逆轉(zhuǎn)性、治理難度大、成本高且周期長(zhǎng)等特點(diǎn)，存在較大的人體健康風(fēng)險(xiǎn)和環(huán)境隱患，因此，曾有人稱土壤污染為“化學(xué)定時(shí)炸彈”。

1.4 土壤放射性污染

隨著經(jīng)濟(jì)和科技的高速發(fā)展，各領(lǐng)域均取得了飛速發(fā)展，包括科研、地質(zhì)、醫(yī)療、工農(nóng)業(yè)等，而在這些高速的領(lǐng)域內(nèi)核技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，這同時(shí)也意味著更多的放射性污染物開始進(jìn)入到土壤中。通?？蓪⑼寥婪派湫晕廴疚镔|(zhì)來源分為兩類，分別是天然來源和人為來源。至今目前，還未發(fā)現(xiàn)天然放射性核素對(duì)人類的生活存在威脅，可以說土壤放射性污染主要是人為因素導(dǎo)致的，比如人類對(duì)礦物的開采冶煉、核試驗(yàn)、核事故等。一旦放射性污染物質(zhì)接觸到土壤，或者利用其它方式進(jìn)入到土壤，都會(huì)使土壤受到污染。在土壤中常見的放射性核素主要有131I、240Pu、90Sr、134Cs、137Cs。

一般來說放射性污染物質(zhì)的隱蔽性較強(qiáng)，其進(jìn)入到土壤中很難被發(fā)覺，且由于其放射性元素半衰期長(zhǎng)，在土壤中逐漸累積的越來越多的放射性污染物質(zhì)會(huì)破壞原先的生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定，引發(fā)物種變異和土壤變質(zhì)，如此一來在土壤中生長(zhǎng)的植物也會(huì)存在放射性污染物質(zhì)，這些植物經(jīng)過食物鏈傳遞到人體，最終會(huì)對(duì)人體造成巨大的不利影響，且更嚴(yán)重的這些不利影響會(huì)遺產(chǎn)給下一代。如氡子體的輻射危害占人體所受的全部輻射危害的55%以上，誘發(fā)肺癌的潛伏期大多都在15年以上，是重要致癌物質(zhì)，氡已成為人們心肺癌的主要原因。

1.5 土壤污染特點(diǎn)

總而言之，我國土壤污染的特點(diǎn)如下：

①一旦出現(xiàn)土壤污染，較難修復(fù)，僅靠切斷污染源無濟(jì)于事。

②由于重金屬污染物質(zhì)難以降解，也就意味著一旦土壤受到重金屬污染，在短時(shí)間內(nèi)幾乎是不可逆的土壤損害，需要花很長(zhǎng)時(shí)間才能逐漸消除。

③土壤污染具有不均勻性。各地土壤性質(zhì)不同，而污染物在土壤中的遷移并不是有規(guī)律的，且遷移較慢，因此在土壤中污染物具有不均勻性。

④與大氣、水體相比，土壤污染物質(zhì)較難遷移、擴(kuò)散和稀釋，因此其污染物會(huì)不斷的積累，逐漸的增多。

⑤土壤污染具有隱蔽性和滯后性，很難在土壤污染一開始就確定污染性質(zhì)，通常都是在污染后才能進(jìn)行相關(guān)的檢測(cè)確定其性質(zhì)。

2 ?土壤污染物監(jiān)測(cè)方法

鑒于土壤污染問題的日益嚴(yán)峻，針對(duì)土壤污染物的監(jiān)測(cè)方法國內(nèi)外諸多學(xué)者開展了大量研究。當(dāng)前土壤污染物的監(jiān)測(cè)方法主要是針對(duì)土壤中的重金屬和有機(jī)物進(jìn)行分析。

2.1 土壤重金屬監(jiān)測(cè)方法

土壤重金屬傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法有電化學(xué)法、分光光度法、電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法（ICP-AES）、電感耦合等離子體-質(zhì)譜法（ICP-MS）、X射線熒光光譜法、原子熒光光譜法、原子發(fā)射光譜法、原子吸收光譜法等。田媛等[3]在2012年采用ICP-MS分析檢測(cè)了利用再生水灌溉的多個(gè)地區(qū)土壤中多種重金屬元素（Cd、As、Hg等），同時(shí)對(duì)比了井水澆灌土壤中該元素含量之間的相對(duì)差異。王天順等[4]在2016年利用石墨爐原子吸收光譜法，對(duì)土壤中的Cd和Pb進(jìn)行了定量分析及含量空間分布，驗(yàn)證了檢測(cè)方法的精準(zhǔn)度以及檢出限，同時(shí)得出了Cd、Pb兩種元素各自的變異系數(shù)。

土壤重金屬檢測(cè)是一項(xiàng)持續(xù)性的工作，隨時(shí)都會(huì)出現(xiàn)新的問題，檢測(cè)方法也必須有的放矢，采取新方法解決新問題，讓檢測(cè)手段更加高效和便捷。近幾年，國內(nèi)外出現(xiàn)了多種新的分析方法，包括生物傳感器、免疫分析法、酶抑制法、X射線熒光光譜法、激光誘導(dǎo)擊穿光譜法等，可應(yīng)用于土壤重金屬快速分析儀器。韓平等[5]應(yīng)用便攜式X射線熒光譜分析儀測(cè)試了土壤中重金屬污染物Cu、Zn、Pb、Cr、As，驗(yàn)證了便攜式X射線熒光譜分析儀檢測(cè)土壤中重金屬元素有較好的準(zhǔn)確度和精密度，可快速監(jiān)測(cè)土壤中重金屬。

2.2 土壤有機(jī)物監(jiān)測(cè)方法

針對(duì)土壤中的有機(jī)物，分析方法主要有反射干涉光譜法、離子色譜法、熒光及其傳感器法、高效液相色譜法、氣相色譜法、分光光度法等[6]。截至目前，基于熱解吸原理的氣相色譜法（GC）依然是最受官方組織認(rèn)可的一種監(jiān)測(cè)方法，氣相色譜又常常與質(zhì)譜聯(lián)用，結(jié)合頂空、吹掃捕集及其它各種前處理方法，可定量定性分析VOCs。王琳[7]利用吹掃捕集氣相色譜質(zhì)譜法，測(cè)定了土壤中的苯系物類、氯代苯類和鹵代烴類等二十多種揮發(fā)性有機(jī)物，通過優(yōu)化吹掃時(shí)間和溫度等參數(shù)，采用2g土壤，目標(biāo)化合物方法檢出限介于0.02～1.00μg/kg，測(cè)定結(jié)果的精密度和加標(biāo)回收率均比較高。該研究表明了其所用的檢測(cè)方法是具有可行性的。鐘巖[8]采用靜態(tài)頂空進(jìn)樣技術(shù)對(duì)土壤樣品進(jìn)行處理，利用氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用對(duì)土壤中37種揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行了測(cè)定分析，通過測(cè)定得到最低檢出濃度為0.39～1.76μg/kg，加標(biāo)回收率為69.8%～110.2%，RSD為3.1%～10%，具有操作簡(jiǎn)單，分析時(shí)間短，靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)。靜態(tài)頂空-氣質(zhì)聯(lián)用法和吹掃捕集-氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用測(cè)定土壤揮發(fā)性有機(jī)物的方法，在國際國內(nèi)都是較為成熟，應(yīng)用最廣泛的VOCs測(cè)定方法。

2.3 我國土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)方法

國家標(biāo)準(zhǔn)和環(huán)保行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是土壤環(huán)境污染監(jiān)測(cè)中常用的標(biāo)準(zhǔn)方法。當(dāng)前我國有多項(xiàng)涉及土壤監(jiān)測(cè)的國家和環(huán)保行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方法，表1、表2、表3列出主要污染物的監(jiān)測(cè)方法。

3 ?結(jié)論

盡管土壤具有一定的自凈能力，但一旦土壤所承載的污染物超過了其能夠自凈的最大范疇，土壤污染問題依然會(huì)出現(xiàn)，十分不利于我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展。為更好的解決我國土壤污染問題，當(dāng)前土壤污染防御工作的重點(diǎn)應(yīng)為研究土壤監(jiān)測(cè)方法和技術(shù)。對(duì)于監(jiān)測(cè)工作而言，監(jiān)測(cè)方法是基礎(chǔ)，只有建立健全土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)方法體系，加強(qiáng)土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)水平，保證監(jiān)測(cè)的科學(xué)性、規(guī)范性、準(zhǔn)確性，才能確保評(píng)價(jià)結(jié)果的客觀性和合理性，進(jìn)而了解真實(shí)的土壤環(huán)境，真正做好土壤環(huán)境監(jiān)管。

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