土壤是指陸地表麵具有肥力、能夠生長植物的疏鬆表層,其厚度一般在2m左右。土壤不但為植物生長提供機械支撐能力,並為植物生長發育提供所需要的水、肥、氣、熱等肥力要素,是地球上生命活動不可缺少的重要物質。土壤也是生態係統物質交換和物質循環的中心環節,它是各種廢棄物的天然收容和淨化處理場所。隻有清潔的土壤,才能生產安全的食品。當前,食品安全問題越來越受到人們的重視,而我國土壤汙染的總體形勢比較嚴峻,已對生態環境、食品安全、百姓身體健康和農業可持續發展構成威脅,人們必須更深入地了解土壤,利用和保護土壤。
一、土壤汙染
1.定義
土壤汙染主要是指人類在生產和生活過程中所產生的有毒有害汙染物進入土壤並積累到一定程度,超過土壤的自然本底含量和土壤自淨能力的限度,就會在土壤裏積累,引起土壤的物理、化學和生物學性質發生改變,土壤質量惡化,降低農作物的產量和質量,並影響食品安全,危害人體健康的現象。
2.汙染物種類
凡是妨礙土壤正常功能,降低作物產量和質量,並通過糧食、蔬菜、水果等食物間接影響人體健康的物質,都叫做土壤汙染物。土壤汙染物的來源廣、種類多,大致可分為無機汙染物、有機汙染物和病原體三大類。
無機汙染物主要包括酸、堿、重金屬(銅、汞、鉻、鎘、鎳、鉛等)鹽類、放射性元素銫、鍶的化合物、含砷、硒、氟的化合物等。
有機汙染物主要包括劇毒和殘留期長的化學農藥、酚類、氰化物、石油、合成洗滌劑、多環芳烴等。
病原體主要包括由人畜糞便處理不當、垃圾堆放不妥、生活汙水、工業廢水和醫院汙水等未經無害化處理灌溉農田,或利用其底泥施肥等帶來的有害微生物等,包括腸道致病菌、腸道寄生蟲(蠕蟲卵)、鉤端螺旋體、炭疽杆菌、破傷風杆菌、肉毒杆菌、黴菌和病毒等。這些病原體能在土壤中生存較長時間,如痢疾杆菌能在土壤中生存22~142d,結核杆菌能生存一年左右,蛔蟲卵能生存315~420d,沙門氏菌能生存35~70d。
3.常見的土壤汙染類型及來源
(1)水型汙染主要是工業廢水和生活汙水汙染土壤,是汙染物進入土壤的主要途徑。水型汙染多是因用未經處理或未達到排放標準的汙水灌溉農田造成的。有的農作物大量富集某些有害物質,致使人食用後引起中毒。如我國遼寧沈陽張士灌區由於長期引用工業廢水灌溉,導致土壤和稻米中重金屬鎘含量超標,人畜不能食用,土壤不能再作為耕地。
(2)氣型汙染大氣中的汙染物特別是顆粒物,沉降到地麵進入土壤或經降雨沉降汙染土壤,主要汙染物有鉛、銅、砷、氟和酸雨等。
(3)固體廢棄物汙染固體廢棄物直接進入土壤或其滲出液進入土壤,其中如垃圾、糞便、工業廢渣、化肥、農藥等汙染土壤。土壤被某些重金屬和農藥汙染後,有的被土壤吸附,有的變成難溶解的鹽類,能較長期地殘留在土壤中,且消除其危害十分困難。
(4)農業型汙染農藥、化肥的大量使用,造成土壤有機質含量下降,土壤板結。此外,不合格的畜禽糞便肥料也造成土壤汙染。由於畜禽飼料中添加銅、鉛等微量元素和抗生素、動物生長激素等,使得許多未被畜禽吸收的微量元素和有機汙染物隨糞便排出體外,汙染土壤環境。
4.土壤汙染的特點
(1)隱蔽性和滯後性大氣和水體汙染等問題一般都比較直觀,而土壤汙染往往要通過對土壤樣品進行分析化驗和農作物的殘留檢測,甚至通過研究對人畜健康狀況的影響才能確定。因此,土壤汙染從產生汙染到出現問題通常會滯後較長時間,一般不太容易受到重視。如日本的“骨痛病”經過了10~20年之後才被人們所認識。
(2)累積性汙染物在土壤中並不像在大氣和水體中那樣容易擴散和稀釋,因此容易在土壤中不斷積累而超標,同時也使土壤汙染具有很強的地域性。
(3)不可逆轉性重金屬對土壤的汙染基本上是一個不可逆轉的過程,許多有機汙染物的汙染也需要較長的時間才能降解,如被某些重金屬汙染的土壤可能要100~200年時間才能恢複。
(4)難治理性大氣和水體受到汙染,切斷汙染源之後通過稀釋和自淨化作用有可能使汙染問題不斷逆轉,但是積累在汙染土壤中的難降解汙染物則很難靠稀釋和自淨化作用來消除。土壤汙染一旦發生,僅僅依靠切斷汙染源的方法很難恢複,有時要靠換土、淋洗土壤等方法才能解決,其他治理技術見效較慢。因此,治理汙染土壤通常成本較高,治理周期較長。
二、土壤汙染對食品安全性的影響
土壤汙染除導致土壤質量下降,影響土壤生態係統的結構和功能,使農作物產量和品質下降外,更為嚴重的是土壤對汙染物具有富集作用,並通過食物鏈進入人體和動物體中,引發癌症和其他疾病等,危害人畜健康。
1.化肥
現代農業生產離不開化肥,但大量的、沒有節製的、非科學地施用化肥不僅造成很大浪費,也使土壤板結、酸性加重,破壞土壤結構和生態係統,造成水土流失,汙染周圍環境,降低農產品的品質,給作物的食用安全帶來一係列問題。據悉,目前我國化肥施用量大大高於發達國家設置的警戒線,是世界化肥平均用量的大約2.5倍。