土壤环境污染及防治对策

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摘要分析了增加土壤重金属与有毒元素、导致土壤硝酸盐积累、破坏土壤结构、促进土壤酸化、降低土壤微生物活动等不良影响；提出了强化环境保护意识、加强土壤肥料的监测和管理、增施有机肥、推广配方施肥技术、施用硝化抑制剂、改进施肥方法等防治措施。
关键词土壤环境；污染；防治对策
中图分类号X53文献标识码A文章编号 1007-5739（2011）03-0292-01
化肥是重要的农田物资，对提高作物产量起到过很大作用。解放前，我国基本上不施用化肥，解放初期全国化肥施用甚少，20世纪70年代施用量急剧上升，而且化肥的施用量逐年增加。随着化肥施用量的增加，土壤的污染也越来越严重[1-2]。与此同时，随着人们生活水平和生活质量的提高，人们也越来越来重视农产品的安全和质量。现就影响农产品质量的土壤环境污染及对策探讨如下。
1土壤环境污染的影响
1.1重金属和有毒元素有所增加，直接危害人类身体健康
重金属是化肥对土壤产生污染的主要污染物质，进入土壤后不仅不能被微生物降解，而且可以通过食物链不断在生物体内富集，甚至可以转化为毒性更大的甲基化合物，最终在人体内积累，危害人体健康。土壤环境一旦遭受重金属污染就难以彻底消除。产生污染的重金属主要有锌、铜、钴、铬等。从化肥的原料开采到加工生产，总是给化肥带进一些重金属元素或有毒物质，其中以磷肥为主。我国目前施用的化肥中，磷肥约占20%，磷肥的生产原料为磷矿石，它含有大量有害元素氟和砷，同时磷矿石的加工过程还会带进其他重金属如镉、汞等，特别是镉。
另外，利用废酸生产的磷肥中还会带有三氯乙醛，对作物会造成毒害。比如，2005年延安市子长县南家湾施用含有三氯乙醛过量的磷肥，使大面积农作物受害，大面积绝收。因此，对用重金属含量高的磷矿石制造的磷肥要慎重使用，以免导致重金属在土壤中的积累。
研究表明，无论是酸性土壤、微酸性土壤还是石灰性土壤，长期施用化肥均会造成土壤中重金属元素的富集。例如，长期施用硝酸铵、磷酸铵、复合肥，可使土壤中砷的含量达50～60 mg/kg。同时，随着镉进入土壤量的增加，土壤中有效镉含量也会增加，导致作物吸收的镉量增加。
1.2微生物活性降低，物质难以转化及降解
土壤微生物是个体小而能量大的活体，它们既是土壤有机质转化的执行者，又是植物营养元素的活性库，具有转化有机质、分解矿物和降解有毒物质的作用。中国科学院南京土壤研究所的试验表明，施用不同的肥料对微生物的活性有很大的影响，土壤微生物数量、活性大小的顺序为：有机肥配施无机肥＞单施有机肥＞单施无机肥。目前，我国施用的化肥中以氮肥为主，而磷肥、钾肥和有机肥的施用量低，这会降低土壤微生物的数量和活性。
1.3养分失调，硝酸盐累积
目前我国施用的化肥以氮肥为主，而磷肥、钾肥和复合肥较少，长期这样施用会造成土壤营养失调，加剧土壤磷、钾的耗竭，导致硝态氮累积。硝态氮本身无毒，但若未被作物充分同化可使其含量迅速增加，人体摄入后被微生物还原为亚硝态氮，使血液的载氧能力下降，诱发高铁血红蛋白血症，严重时可使人窒息死亡。同时，硝态氮还可以在体内转变成强致癌物质亚硝胺，诱发各种消化系统癌变，危害人体健康。2008年笔者对宝塔区调查得知，该区过量施用无机和有机氮肥，使鲜青菜中硝酸盐的平均含量达到2.334 g/kg，最大值达5.495 g/kg，该地人体摄入的硝酸盐含量比标准值高21～24倍，癌症发病率比正常地区高7倍。另据在甘泉县4个点的调查得知，露地栽培田地100 cm的土层中硝态氮的积累量为120～600 kg/hm2，而以施用化肥为主的保护地菜田土壤中，100 cm土层中硝态氮的累积量高达350～1 864 kg/hm2。在保护地栽培条件下，即使是以施用有机肥为主的100 cm土层中硝态氮累积量也在240～740 kg/hm2。
1.4酸化加剧，pH值变化大
长期施用化肥还会加速土壤酸化。这一方面与氮肥在土壤中的硝化作用产生硝酸盐的过程相关。整个过程分为2步，首先是铵转变成亚硝酸盐，反应式为：2NH4++3O2→2NO2-+2H2O+4H+。然后亚硝酸盐再转变成硝酸盐，反应式为：2NO2-+O2→2NO3-。可见在通气良好的土壤中，硝化作用的结果是形成H+，因此当氨态氮肥和许多有机氮肥转变成硝酸盐时，释放出H+导致土壤酸化。另一方面，一些生理酸性肥料，比如磷酸钙、硫酸铵、氯化铵在植物吸收肥料中的养分离子后土壤中H+增多，许多耕地土壤的酸化和生理性肥料的长期施用有关。在江西红壤丘陵所做的试验中，氯化铵和硫酸铵分别相当于60 kg/hm2的数量施用，2年后表土pH值从5.0分别降至4.3和4.7。同时，长期施用KCl因作物选择吸收所造成的生理酸性的影响，能使缓冲性小的中性土壤逐渐变酸。同样酸性土壤施用KCl后，K+会将土壤胶体上的H+、Al3+交换下来，致使土壤溶液中H+、Al3+浓度迅速升高。此外，氮肥在通气不良的条件下，可进行反硝化作用，以NH3、N2的形式进入大气，大气中的NH3、N2可经过氧化与水解作用转化成HNO3，降落到土壤中引起土壤酸化。
化肥施用促进土壤酸化现象在酸性土壤中最为严重。例如，在南泥湾农场，新垦田经耕种施肥后pH值由1999年的5.95，降到2008年的5.08。土壤酸化后可加速Ca、Mg从耕作层淋溶，从而降低盐基饱和度和土壤肥力。
2防治对策
2.1强化环保意识，加强监测管理
目前，大多数人还没有意识到化肥对土壤环境和人体健康造成的潜在危险。应加强教育，提高群众的环保意识，使人们充分意识到化肥污染的严重性，调动广大公民参与到防治土壤化肥污染的行动中。注重管理，严格化肥中污染物质的监测检查，防止化肥向土壤带入过量的有害物质。制定有关有害物质的允许量标准，用法律法规来防治化肥污染。
2.2增施有机肥，普及配方施肥
有机肥是我国传统的农家肥，包括秸秆、粪尿肥、绿肥、厩肥、杂肥等。施用有机肥能够增加土壤有机质、土壤微生物，能改善土壤结构，改善理化性质，提高土壤的吸收容量，增加土壤胶体对重金属等有毒物质的吸附能力。各地可根据实际情况推广豆科绿肥。另外，作物秸秆本身含有较丰富的养分，比如稻草含有0.5%～0.7%的氮、0.1%～0.2%的磷、1.5%的钾以及硫和硅等。因此，推行秸秆还田也是增加土壤有机质的有效措施，绿肥、油菜、大豆等作物秸秆还田前景较好，应加以推广[3]。
配方施肥技术是综合运用现代化农业科技成果，根据作物需肥规律、土壤供肥性能与肥料效应，在以有机肥为主的条件下，产前提出施用各种肥料的适宜用量和比例及相应的施肥方法[4]。推广配方施肥技术可以确定施肥量、施肥种类、施肥时期，有利于土壤养分的平衡供应，减少化肥的浪费，避免对土壤环境造成污染，值得推广。
2.3应用硝化抑制剂，改进施肥方法
硝化抑制剂又称氮肥增效剂，能够抑制土壤中铵态氮转化成亚硝态氮和硝态氮，提高化肥的肥效和减少土壤污染。据河北省农林科学院农业资源环境研究所贾树龙研究，施用氮肥增效剂后，氮肥的损失可减少20%～30%。由于硝化细菌的活性受到抑制，铵态氮的硝化变缓，使氮素较常时间以铵的形式存在，减少了对土壤的污染。
氮肥深施，主要是指铵态氮肥和尿素肥料。据农业部统计，在保持作物相同产量的情况下，深施节肥的效果显著；碳铵的深施可提高利用率31%～32%，尿素可提高5.0%～12.7%，硫铵可提高18.9%～22.5%。磷肥按照旱重水轻的原则集中施用，可以提高磷肥的利用率，并能减少对土壤的污染。还可采取施用石灰，调节土壤氧化—还原电位等方法降低植物对重金属元素的吸收和积累，还可以采用翻耕、客土深翻和换土等方法减少土壤重金属和有害元素含量[5]。
3参考文献
[1] 刘青松.农村环境保护[M].北京：中国环境出版社，2003：99-105.
[2] 崔玉亭.化肥与生态环境保护[M].北京：化学工业出版社，2000：61.
[3] 鲁如坤.土壤植物营养学原理和施肥[M].北京：化学工业出版社，1998：112-201.
[4] 金新民.试论提高化肥利用率的可能途径[J].农业与技术，1998，18（4）：16.
[5] 杨景辉.土壤污染与防治[M].北京：中国农业出版社，1994.