1．土壤環(huán)境污染的概念
土壤是地球三大環(huán)境要素（大氣、水和土壤）之一，是人類和動物賴以生存的環(huán)境，同時也是人類和其他生物絕大部分食物的生長環(huán)境。土壤環(huán)境如果遭到污染，直接影響到人類和其他生物的生存，而且土壤的污染也會導致大氣和水體遭受污染。
土壤環(huán)境污染是指污染物通過各種途徑進入土壤，其數(shù)量和速度超過了土壤的容納和凈化能力，而使土壤的性質(zhì)、組成和性狀等發(fā)生改變，破壞土壤的自然生態(tài)平衡，并導致土壤的白然功能失調(diào)、土壤質(zhì)量惡化的現(xiàn)象。
土壤環(huán)境的破壞以及污染物在土壤中的累積直接影響的是土壤的功能和結(jié)構(gòu)。在功能上，土壤環(huán)境污染表現(xiàn)出的特征是土壤肥力的下降，對養(yǎng)分、水分以及元素的運輸能力下降，導致植物生長緩慢或無法生長。在結(jié)構(gòu)上，土壤環(huán)境污染表現(xiàn)出來的特征是土壤板結(jié)、透水能力下降、pH值發(fā)生較大變化等。
土壤污染不像大氣和水體污染那么容易被人們所發(fā)現(xiàn)，大氣和水體都是較為簡單的單相體，一旦發(fā)生污染會立即發(fā)生性狀、功能的變化，如水體發(fā)生污染，就會馬上呈現(xiàn)出顏色、氣味的明顯變化，接著發(fā)生魚類大量死亡的現(xiàn)象；大氣污染一旦發(fā)生也會表現(xiàn)出氣味、透明度等的變化，人和動物的感官會受到刺激，這些都即刻可以判斷出水體和大氣己經(jīng)發(fā)生污染。而土壤是較為復(fù)雜的三相共存體，污染物在土壤中的轉(zhuǎn)化更為復(fù)雜，而且，土壤中的污染物往往和土壤微粒結(jié)合或吸附在一起，或隱埋在土壤中，或向土壤深處遷移，并不表現(xiàn)出很明顯的污染特征。直到土壤中的污染物通過植物進入食物鏈進入動物和人體，并且使動物和人體發(fā)生了毒害時，土壤污染才被發(fā)現(xiàn)，而在這個時候，土壤污染往往己經(jīng)十分嚴重了。
土壤污染一旦發(fā)生就很難治理，因為土壤成分的復(fù)雜性，導致土壤中的化學變化十分復(fù)雜，而且土壤膠體還具有很強的吸附能力，使得土壤中的污染物很難提取出來，甚至一些重金屬元素己經(jīng)和土壤中的礦物質(zhì)化合在一起，這樣的污染物幾乎已經(jīng)沒有辦法將其與土壤分開了。
2．土壤環(huán)境污染的影響因素
土壤是較為復(fù)雜的三相體，它與大氣、水、植物、動物和微生物緊密相關(guān)。這種復(fù)雜性也決定了土壤對污染物的緩沖能力比其他介質(zhì)要強，同時也決定了土壤對污染物的轉(zhuǎn)化也十分活躍。也就是說，當污染物進入土壤中的時候，土壤可以對其進行吸附，使污染物的化學性質(zhì)變得較為穩(wěn)定，雖然土壤中進入的污染物較多，但是仍然不會發(fā)生土壤環(huán)境污染。但當土壤中進入了一種化學性質(zhì)較為穩(wěn)定的物質(zhì)，單這種物質(zhì)就其化學性質(zhì)來說，還不能構(gòu)成對土壤的污染，然而這種物質(zhì)進入土壤中之后，通過土壤中的化學、生物化學變化，使得污染物的化學性質(zhì)發(fā)生變化，不僅變得比較活潑，而且成為了土壤的污染物。產(chǎn)生這樣的現(xiàn)象的因素與土壤的內(nèi)在性質(zhì)和外來因素都是有關(guān)的。
(1) 土壤基本特征對土壤污染的影響
1) 土壤孔性與土壤污染
土壤孔性是土壤中孔隙的特征，它包括土壤孔隙的數(shù)量、大小、分布狀況等。土壤孔性是衡量土壤結(jié)構(gòu)質(zhì)量的重要指標。土壤孔性較好的土壤能夠保證土壤的通氣性、透水性、保水性和根系的正?；顒?，土壤的孔隙特征不僅可以調(diào)節(jié)土壤的水、氣、肥、熱，還決定了生物的活動性，而生物的活動性對于土壤中化學物質(zhì)的遷移轉(zhuǎn)化是十分重要的。
土壤的孔隙特征對進入土壤的污染物的遷移有重要的影響。土壤密實、孔隙度小，對污染物的截流效果是很好的，一般垃圾填埋場都會有密實的勃土墊底，而這樣的土壤中透氣性差，生物活動性不強，對有機物的降解能力很弱，容易引起有機物的污染。而土質(zhì)疏松的土壤孔隙度較大，微生物活動強烈，可以使有機污染物迅速分解，不致產(chǎn)生土壤有機污染，但是這樣的土壤卻不能截流污染物的下滲，很容易使污染物向土壤深處遷移，對于防止無機污染物和重金屬污染十分不利。
2) 土壤勃粒與土壤污染
土壤的結(jié)構(gòu)不同決定了土壤中茹粒特征的不同。黏粒可以強力地吸附土壤中的污染物，使其阻留在土壤的表層，不能向下遷移，黏粒的吸附還可以降低重金屬等污染物的活性，使重金屬的毒性降低。同時，黏?？梢员Ｋ７剩ち］^多的土壤中往往水肥較好，適合植物和微生物生長。生物活動性的增加可以促進對有機物的降解。如果土壤中沙粒含量較多的話，土壤對于污染物的阻留作用就會減弱，致使污染物向下遷移。但黏粒較多的土壤中，往往透性不好，對于好氧微生物的生存不利，所以有研究者向黏粒較多的土壤中投入沙粒，以增加其透氣性，但是沙粒對污染物的阻留能力較差，雖然減少了對地表土壤的污染，但是很有可能引起對地下水的污染，這一點是值得討論的。
3）土壤中的陽離子交換量
在土壤中化學物質(zhì)主要存在著吸附和解吸過程、沉淀和溶解過程兩個動態(tài)平衡過程，這兩個平衡決定著化學物質(zhì)的狀態(tài)。當這個平衡中，如果吸附和沉淀占據(jù)主導地位，那么污染物就會向穩(wěn)定的形態(tài)變化，使其遷移的能力降低、毒性也隨之降低。如果在這個平衡中解吸和溶解過程占據(jù)主導的地位，那么污染物的活動能力就會增強，遷移能力提高，導致污染加重。所以，這兩個平衡共同影響著土壤的污染狀況。
土壤中陽離子交換量表征著土壤膠體顆粒吸附能力的大小，交換量較大時說明其吸附能力較強。交換量的大小與土壤豁土礦物及有機質(zhì)的含量有關(guān)。勃土和有機質(zhì)的含量越大那么交換量就越大，即吸附性越強。因為膠體和有機質(zhì)常常帶有較多的負電荷，所以對陽離子的吸附能力比較強。在對陽離子有較強吸附能力的土壤中，重金屬很客易被土壤吸附，使得重金屬的遷移能力下降，減少了重金屬污染擴散的可能性。
4) 氧化還原電位（Eh)
氧化還原電位也是決定土壤中化學物質(zhì)活動性的重要指標，它明顯地影響著金屬元系的價態(tài)和活度。例如在氧化的條件下，鉻呈現(xiàn)六價態(tài)，毒性增大，而銅鐵都呈現(xiàn)高價穩(wěn)定狀態(tài)，其毒性并不強；然而在還原的條件下，鉻被還原為毒性較低的三價，銅和鐵卻由于價態(tài)的降低而活性增加，可能會引起對植物的危害。
5）土壤有機質(zhì)
土壤有機質(zhì)一般是指植物可以被吸收利用的有機物，這些有機物可以在微生物的作用下分解，生成比較簡單的有機物，包括氨基酸、脂肪酸等，這些有機物中的一些可以與土壤中重金屬生成較為穩(wěn)定的鹽，降低重金屬的活性，還有一些有機物可以和農(nóng)藥、化肥以及其他的有機、無機物反應(yīng)，使這些有機物的狀態(tài)發(fā)生變化，從而影響土壤中有機物的轉(zhuǎn)化。
6) pH值
土壤的酸堿度是土壤化學性質(zhì)的重要指標，它與土壤中的化學元素的狀態(tài)密切相關(guān)。酸堿度的變化往往引起土壤中的化學物質(zhì)發(fā)生劇烈變化。當pH值降低時，已經(jīng)成鹽的金屬離子被釋放，膠體上的金屬離子被氫離子所取代，土壤中的可溶態(tài)金屬離子濃度會增加，對植物產(chǎn)生危害的可能性隨之增加。而當pH值升高時，情況與之相反。
(2）外界因素對土壤污染的影響
1) 氣候因素
氣候主要是指氣溫和降雨，這兩項因素所影響的是土壤的溫度和濕度。土壤的溫度和濕度影響著土壤中的化學反應(yīng)條件。當氣溫升高時，土壤溫度也會隨之升高，溫度的升高可以直接提高化學反應(yīng)的速度，并且，有一些平時不能發(fā)生的反應(yīng)也會由于溫度的升高而發(fā)生。溫度的升高也會使微生物的活動能力提高，與微生物有關(guān)的化學反應(yīng)速度會隨之加快。降雨強度比較大的時候，土壤中水分增加，土壤中的污染物會隨水分的流動而流動，遷移的可能性增大，同時也會有更多的污染物溶解入土壤溶液中，被植物吸收的污染物也會增多，可能產(chǎn)生對植物的毒害。
2) 人為活動
人類是地球的主人廠人類為了生存和發(fā)展的需要對土地進行了大規(guī)模的改造。但是有些改造是破壞性的。礦山尾礦會造成大面積的重金屬污染；用含有重金屬的污水灌溉造成農(nóng)田的重金屬污染；化肥的施用使土壤的物理化學性質(zhì)都發(fā)生了變化；土壤的沙漠化使土壤失去原有的功能和肥力；核試驗會使相當面積的土壤遭到放射性污染，酸雨也會使土壤pH值升高，改變土壤的化學性質(zhì)。
影響土壤污染的因素是很多的，土壤污染一般不是由一種因素造成的，在研究土壤污染的時候要針對污染情況具體分析，找出污染原因。
3．土壤環(huán)境的污染物
土壤是一個開放性的系統(tǒng)，它和外界進行著連續(xù)、快速和大量的物質(zhì)和能量交換。在進入土壤的那些物質(zhì)中，有些土壤可以對其進行轉(zhuǎn)化利用，成為維特自身功能的一部分，例如植物的落葉、雨水等，這些物質(zhì)對于土壤來說，量多量少幾乎沒有關(guān)系。有一些物質(zhì)是土壤中原來沒有的，而且對于土壤來說是可有可無的，如果有少量這些物質(zhì)進入土壤，土壤可以通過吸附、降解達到穩(wěn)定這些物質(zhì)的目的，但是如果這些物質(zhì)進入土壤的速度和濃度都遠遠超出了土壤對其進行吸附和降解的速度，那么這些物質(zhì)就可能成為土壤的污染物了。另外還有一些物質(zhì)是土壤不需要的，而且會損壞土壤的功能，這些物質(zhì)無論量多量少，一旦進入土壤就會成為土壤的污染物。我們把進入土壤后損害土壤結(jié)構(gòu)和功能、陣低土壤的質(zhì)量和肥力、影響植物的生物量和生長狀態(tài)、有害于人體健康的物質(zhì)統(tǒng)稱為土壤環(huán)境的污染物。
根據(jù)土壤污染物的性質(zhì)可以把土壤污染物分為如下四種類型。
（1) 有機污染物
污染土壤的有機物種類很多，大多數(shù)都是難以降解或是毒性巨大的。
1) 化學農(nóng)藥
農(nóng)藥對土壤的污染在于它可以長期殘留在土壤中以及它強烈的毒性。代表的污染物有：DDT、六六六、對硫磷、馬拉硫磷、氨基甲酸酯等。
2）除草劑
除草劑對土壤的污染和農(nóng)藥的作用基本上是一致的，加之有些除草劑的靶向性并不是很好，會對植物的生長產(chǎn)生危害。除草劑主要是苯氧羧酸類物質(zhì)。
3）油類
油類污染物主要是來自煉油企業(yè)、采油區(qū)、油田廢油。石油中含有很多難以降解的芳烴物質(zhì)。而且石油嚴重影響土壤的含氧量和透氣性，使得土壤中的微生物無法生存，影響土壤的功能，而且油污還會散發(fā)出來令人不愉快的異味。
4）有機有毒化合物
化工廠排放的有毒化合物進入土壤中之后會造成土壤的有機污染，有毒污染物主要影響土壤中微生物生長和地上植物的成活。如苯并芘、酚類等。
(2）無機污染物
1) 重金屬污染物
重金屬污染物是土壤中最難以治理的一種污染物。它主要是隨著含有重金屬的污水灌溉農(nóng)田、冶煉廠含有重金屬的廢氣的沉降等過程進入土壤的。重金屬形態(tài)穩(wěn)定、不會分解、容易富集，治理起來無論是成本投入還是對土壤本身的損傷都是難以承受的。常見的污染土壤環(huán)境的重金屬有：偏、汞、鉛、銅等。
2）化學肥料
現(xiàn)在農(nóng)業(yè)的高產(chǎn)，化學肥料功不可沒。但是，化肥帶來的農(nóng)業(yè)環(huán)境污染也不容忽視。長期使用化肥會使土壤的有機質(zhì)含量下降，產(chǎn)生板結(jié)。
3）酸堿污染物
工業(yè)廢氣中的SO2、CO2、NO2等酸性氣體隨降水落入土壤之后會使土壤酸化。而石灰產(chǎn)業(yè)周邊的土壤中pH值常常升高，表現(xiàn)為堿化。
(3）放射性污染物
放射性污染物主要來自和平利用的核工業(yè)、核爆炸、核設(shè)施的泄漏等。放射性污染物與重金屬一樣不能被微生物分解，潛在威脅殘留在土壤中很長時間。
(4）病原菌微生物
病原菌主要是由于人畜糞便肥料的施用、污水灌溉等途徑進入土壤中的。土壤中有適宜的溫度和濕度，營養(yǎng)物質(zhì)也比較豐富，對于微生物的生長繁殖很有利。這些病原菌微生物會隨水流、食物等進入食物鏈，導致牲畜和人患病。見圖2.4。
4．土壤環(huán)境的污染源
目前認為土壤污染絕大部分都是由人類活動引起的，土壤的污染一般都是由于人類在生產(chǎn)生活中肆意排放污染物造成的。所以說，土壤環(huán)境污染的污染源應(yīng)該從人類的生產(chǎn)生活中來尋找。按照污染源的性質(zhì)劃分可以有如下幾種。
（1) 工業(yè)污染源
工業(yè)排放的主要污染物是“三廢”，即廢水、廢氣、廢渣。工業(yè)廢水往往成分復(fù)雜，污染物濃度比較高，這些廢水不經(jīng)處理就排放到地表、河流、湖泊、海洋等，造成大面積的污染。工業(yè)廢水排放量比較大，即使?jié)舛容^低，也會由于污染物總量較大浩成土壤的污染。工業(yè)廢氣會隨盛行風向污染下風向的土壤，當廢氣中的污染物由于沉降從大氣中降至地面時，就成為了土壤污染物。廢渣的任意堆放也是引起土壤污染的一個重要原因，即使廢渣采取了防淋濾等措施，仍然不能阻止污染物向土壤中遷移，廢渣的滲濾液還有可能污染地下水。
（2）農(nóng)業(yè)污染源
農(nóng)業(yè)污染源是一種面源，它對土壤污染是呈片狀的，如化肥和農(nóng)藥都是大面積地施用。農(nóng)藥在噴灑時有將近一半都落在地表，落在植株上的農(nóng)藥又隨雨水的淋濾降至地面，最后仍會污染土壤?；适侵苯邮┯糜诘乇淼?，對土壤的污染作用更為明顯。農(nóng)業(yè)灌溉采用污水灌溉也會導致土壤污染，因為污水中的污染物濃度和成分很難控制，加之現(xiàn)在大部分農(nóng)村的灌溉方式都是大水漫灌，一旦進入土壤中的污染物的濃度和數(shù)量沒有得到控制就會導致污染超過土壤的自然凈化能力，最后導致土壤的污染。
另外，畜牧業(yè)中也有許多問題是值得注意的。在牧場上牲畜糞便的處理不及時也會引起公共衛(wèi)生的污染。而牲畜糞便中的病原體引起的傳染病和寄生蟲病也是某些地區(qū)此類疾病屢屢發(fā)病的原因之一。
(3）生物污染源
生物污染源主要是指由于人畜糞尿滋生細菌和寄生蟲等致病微生物，從而導致土壤污染的污染源。生物污染源主要集中在生活垃圾、生活污水以及飼養(yǎng)場的排出固體物和污水中。這些污水如果進入土壤就會把細菌和寄生蟲帶入土壤中，引起土壤的生物污染。
（4）交通污染源
交通污染源是指由于交通運輸排出的污染物引起土壤污染的污染源。這里所說的交通主要是指公路和鐵路交通，因為公路和鐵路交通與土壤的聯(lián)系都比較緊密。在公路交通中，最嚴重的是汽車尾氣的鉛污染，在相當長的一段時間里，在汽油中加入含鉛物質(zhì)以改良汽油。但是也造成了公路兩側(cè)大面積的鉛污染。其特點就是污染物沿公路和鐵路線兩側(cè)分布。如果是在街道密集、車輛較多的城市，這些污染地帶會由于交叉縱橫而連成片，使交通污染源成為面源?；疖囋阼F路上運行時，乘客的排泄物會直接排出在鐵道線上，還有一些未封閉的車廂扔出的垃圾和廢物都會對土壤造成污染。
5．放射性污染源
放射性污染源的污染物只有一種，即放射性物質(zhì)。它往往是以點源存在的，雖然放射性污染在土壤污染中并不是很頻繁，但是放射性污染卻是最難治理的土壤污染之一。放射性污染源主要包括：原子實驗場、核電站、原子能的非和平釋放等。
6．生活污染源
土壤污染物的生活污染源是由于人類在生活中產(chǎn)生的污染物造成的。人類在生活中向外界排放大量有機和無機的污染物。如生活垃圾在土壤表面的堆積，生活污水在土壤表面的溢流等，這些廢物廢水中都含有大量有機物、無機營養(yǎng)元素、病原細菌等，而且尤其在鄉(xiāng)村，人類的生活廢物廢水缺少較為合理的處理方式，導致生活污染成為繼農(nóng)業(yè)污染源之后的又一嚴重污染源。
7．土壤污染的危害
(1) 土壤污染對農(nóng)業(yè)的危害
土壤是農(nóng)業(yè)最重要的生產(chǎn)資料，是人類的食物來源。直接影響人類的健康和生存質(zhì)量，所以農(nóng)業(yè)土壤污染歷來是人們比較關(guān)注的土壤污染。
農(nóng)田污染的卞要類型有如下四種。
1) 水質(zhì)污染型
農(nóng)田由于進行長期的污水灌溉，進入土壤中的污染物的速度和濃度己經(jīng)超過了土壤凈化的能力，形成水質(zhì)型污染。水質(zhì)型污染還有可能使深層土壤及地下水遭到污染，這種污染物類型與土壤質(zhì)地和降雨量都有關(guān)系。
2）大氣污染型
大氣污染型主要是由于大氣的干沉降和濕沉降作用將大氣中的污染物帶到土壤中。主要的污染物有酸性化學物質(zhì)、重金屬粉塵以及有害有機物。引起這種污染的原因是在土壤周邊建有較大或較多的化學工業(yè)、冶煉工業(yè)、煉油廠等。污染物由污染源排出后進入大氣，再由于沉降作用降至土壤中，造成土壤污染。
3) 工業(yè)廢渣污染
工業(yè)廢渣是很難處理的一類污染物，這類污染物處理工藝復(fù)雜，處理費用高，很多工業(yè)企業(yè)不愿意或者沒有能力處理自身產(chǎn)生的廢渣，往往把工業(yè)廢渣露天堆放在曠地，或者做沒有下墊的簡單填埋。這樣廢渣中的污染物就會隨雨水的淋濾作用向土壤中滲透。由于工業(yè)廢渣體積龐大成分復(fù)雜，往往會造成大面積的土壤污染。
4）化肥、農(nóng)藥以及農(nóng)膜污染
化肥和農(nóng)藥的無計劃施用，會造成土壤化學性質(zhì)發(fā)生變化，改變土壤pH，破壞土壤結(jié)構(gòu)和微生物的生境，造成土壤肥力下降，影響了農(nóng)作物的生長。農(nóng)用地膜雖然可以提高幼苗成活率，但是很多地膜很難自然降解，長期存在于土壤中，不僅形成了白色污染，而且影響土壤的透氣性和水分運動，影響農(nóng)作物的生長。
(2) 土壤污染對農(nóng)作物的危害
1) 污染物濃度達到一定水平時農(nóng)作物就會遭受毒害，導致大量減產(chǎn)甚至死亡。例如銅等重金屬，被植物吸收后重要集中在植物的根中，很少向植物的上部分轉(zhuǎn)移，致使植物根部重金屬濃度過高，植物還沒有成熟或者收獲就己經(jīng)被毒害枯萎死亡。這些植物雖然對人體還沒有產(chǎn)生危害，但是造成了農(nóng)作物大量減產(chǎn)。
2）污染物在農(nóng)作物成熟和收獲的時候仍然在植物可以忍受的限度之內(nèi)，在這個限度內(nèi)植物仍然可以成熟，但是植物的細胞、組織或某一器官己經(jīng)遭到毒害。這樣的農(nóng)作物被收獲后，就會直接對人體產(chǎn)生毒害。
(3）土壤環(huán)境污染與人類健康
土壤與人類的生產(chǎn)生活關(guān)系十分密切，土壤是人類生活的一個平臺。人類幾乎所有的活動都與土壤直接或間接相關(guān)。所以，一旦土壤受到污染，其對人類的危害也是十分嚴重的。
土壤環(huán)境污染一旦形成，就會對人類健康產(chǎn)生很大的影響。如果土壤受到了有機污染，當有機物分解時，可能會產(chǎn)生惡臭，對人的感官會產(chǎn)生極為不愉快的刺激，而且有些有機物降解時會產(chǎn)生有毒氣體，這些氣體被人呼吸后，也會對人體產(chǎn)生毒害。污染的土壤如果是草場，那么不僅會使牧草產(chǎn)量減少，而且會使食草動物體內(nèi)積累污染物。
人體中有許多必需的化學元素，這些元素主要是靠食物的攝取，如果在食物中這種元素的含量出現(xiàn)了異常，人體就會出現(xiàn)缺乏或富集微量元素的癥狀。如我國克山地區(qū)土壤中硒的含量很低，導致當?shù)鼐用袢蔽鴩乐?，也就是大家常說的“克山病”。而缺鐵會引起缺鐵性貧血；缺乏鈣會影響骨質(zhì)的形成；缺乏碘元素會引起甲狀腺腫大等。這些都是缺乏微量元素造成的。但是，如果土壤受到了某種元素的污染，那么土壤中這種元素的含量會大大增加，人們食用了被污染的土壤中生長的糧食或蔬菜就會導致這種元素在體內(nèi)大量富集，甚至引起中毒。這些元素中有些是人類不需要的，這些元素只要很微量就會出現(xiàn)中毒癥狀，還有一些元素是人體所需的微量元素，但是在人體中的富集過量后也會出現(xiàn)中毒癥狀。
在有些地區(qū)用含有福元素的污水灌溉農(nóng)田，生產(chǎn)出來的鎘米，人食用后，鎘元素套使骨骼中的鈣質(zhì)排出，導致骨骼脆弱和容易變形。在日本曾發(fā)生的痛痛病就是由于鎘污染引起的。
