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层次健康风险评价:城镇土壤及污染

时间:2023-10-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:我国也有例如张士灌区等土壤污染区的相关人和家畜受到明显污染危害的案例。土壤一旦遭受到污染后极难恢复,重金属元素对土壤的污染是一个不可逆的过程。工业废物和城市垃圾是土壤的固体污染物。例如,有色金属冶炼厂排出的废气中含有铬、铅、铜、镉等重金属,对附近的土壤造成污染;生产磷肥、氟化物的工厂会对附近的土壤造成粉尘污染和氟污染。

层次健康风险评价:城镇土壤及污染

土壤是孕育万物的摇篮,是人类文明的基石。ISO(2005)从土壤的组成和产生考虑,认为土壤是“由矿物颗粒、有机质、水分、空气和活的有机体以发生层的形式组成,是经风化和物理、化学以及生物过程共同作用形成的地壳表层”。运用当代土壤圈物质循环的观点,人们对土壤的认识和理解得到进一步地深化和拓展,现今考虑到土壤抽象的历史地位、具体的物质描述以及代表性的功能表征,可将土壤作如下定义,即“土壤是历史自然体,是位于地球陆地表面和潜水域底部具有生命力、生产力的疏松而不均匀的聚集层,是地球系统的组成部分和调控环境质量的中心要素”。[12]土壤环境作为一个极为复杂的复合体系,包含固相、液相和气相,同时其组分变化巨大。另一方面,土壤环境系统与生长于土壤中的植物系统之间相互作用组成了土壤植物生态系统[12,20]

环境领域土壤污染主要指由于人为因素有意或无意地将对人类本身和其他生命体有害的物质或制剂施加到土壤中,使其增加了新的组分或某种成分的含量明显高于原有含量,并引起现存的或潜在的土壤环境恶化和相应危害的现象。

根据土壤学的内容,土壤污染具有三大特点:[12,20-21]

(1)隐蔽性或潜伏性。

水体和大气的污染比较直观,严重时通过人群的感官即能发现,而土壤污染则往往要通过农作物包括粮食、蔬菜、水果或牧草以及其对应人群或动物健康状况才能反映出来,从遭受污染到产生后果有一个逐步累积的过程,具有隐蔽性或潜伏性。例如,作为世界十大公害事件的日本痛痛病事件,即是由于居民常年食用被含镉废水污染了的土壤所生产的“镉米”所致(重病区大米含镉量平均为0.527 mg/kg),此时,致害的那个铅锌矿已经开采结束了,期间历经二十余年。我国也有例如张士灌区等土壤污染区的相关人和家畜受到明显污染危害的案例。

(2)不可逆性和长期性。

土壤一旦遭受到污染后极难恢复,重金属元素对土壤的污染是一个不可逆的过程。例如,我国东北张士灌区的镉污染造成了大面积的土壤毒化、水稻矮化、稻米异味且含镉量超过卫生标准,经过很多年的艰苦努力,包括施用改良剂、深翻、清灌、客土和选择品种等各种措施,才逐步恢复其部分生产力,付出了大量的代价。

(3)后果的严重性。

一旦土壤受到污染,生物多样性、生物循环和水循环(包括水质和水循环过程)等也就必然受到相应的影响。另一方面,由于土壤污染的隐蔽性以及不可逆性(或长期性),因此往往通过食物链危害动物和人类的健康。例如有研究表明,土壤和粮食重金属污染与一些地区居民肝肿大有着显著的剂量效应关系,污灌引起的污染越严重,人群的肝肿大概率就越高。

土壤的污染源可分为自然源和人为源。自然源是指自然界自行向环境排放有害物质或造成有害影响的场所,此种状况一般称为自然灾害,如正在活动的火山等。人为源是指人类活动所形成的污染源,是科学研究的主要对象,而在这些污染源中,化学品对土壤的污染是人们最为关注的,按照物质或制剂进入土壤的途径所划分的途径可划分土壤污染源为污水灌溉、固体废物的利用、农药化肥的施用、大气沉降物等,具体情况如下:

(1)污水灌溉。

生活污水和工业废水中,含有氮、磷、钾等许多植物所需要的养分,所以合理地使用污水灌溉农田,一般有增产效果。但是,污水中还含有重金属、酚、氰化物等许多有毒有害的物质,如果污水没有经过必要的处理而直接用于农业灌溉,则会将污水中有毒有害的物质带至农田,污染土壤。例如冶炼、电镀燃料、汞化物等工业废水能引起镉、汞、铬、铜等重金属污染;石油化工、肥料、农药等工业废水会引起酚、三氯乙醛、农药等有机物的污染。

(2)固体废物的利用。

工业废物和城市垃圾是土壤的固体污染物。例如,各种农用塑料薄膜作为大棚、地膜覆盖物被广泛使用,如果管理、回收不善,大量残膜碎片散落田间,会造成农田“白色污染”。这样的固体污染物既不易蒸发、挥发,也不易被土壤微生物分解,是一种长期滞留土壤的污染物。(www.xing528.com)

(3)化肥和农药的施用。

施用化肥是农业增产的重要措施,但不合理的化肥使用,也会造成土壤污染。长期大量使用氮肥,会破坏土壤结构,造成土壤板结、生物学性质恶化,影响农作物的产量和质量。过量地使用硝态氮肥,会使饲料作物含有过多的硝酸盐,妨碍牲畜体内氧的输送,使其患病,严重的导致死亡。农药能防治病、虫、草害,如果使用得当,可保证作物的增产,但它也是一类危害性很大的土壤污染物,施用不当,会引起土壤污染。喷施于作物体上的农药(粉剂、水剂、乳液等),除部分被植物吸收或逸出进入大气外,约有一半左右散落于农田,这一部分农药与直接施用于田间的农药(如拌种消毒剂、地下害虫熏蒸剂和杀虫剂等)构成农田土壤中农药的基本来源。农作物从土壤中吸收农药,在根、茎、叶、果实和种子中积累,通过食物、饲料危害人体、牲畜的健康。此外,农药在杀虫、防病的同时,也使有益于农业的微生物、昆虫、鸟类受到伤害,破坏了生态系统,使农作物遭受间接损失。

(4)大气沉降物。

大气中的有害气体主要是工业中排出的有毒废气,它的污染面大,会对土壤造成严重污染。工业废气的污染大致分为两类:气体污染,如二氧化硫氟化物臭氧氮氧化物碳氢化合物等;气溶胶污染,如粉尘、烟尘等固体粒子及烟雾,雾气等液体粒子,它们通过沉降或降水进入土壤,造成污染。例如,有色金属冶炼厂排出的废气中含有铬、铅、铜、镉等重金属,对附近的土壤造成污染;生产磷肥、氟化物的工厂会对附近的土壤造成粉尘污染和氟污染。

土壤污染的类型目前并无严格的划分,如从物质的属性来考虑,一般可分为有机物、无机物、土壤微生物和放射性物质的污染。

(1)有机物污染。

有机物污染可分为天然有机污染物与人工合成有机污染物,这里主要是指后者,它包括有机废弃物(工农业生产及生活废弃物中生物易降解与生物难降解有机毒物)、农药(包括杀虫剂、杀菌剂与除莠剂)等污染。有机污染物进入土壤后,可危及农作物的生长与土壤生物的生存,如稻田因施用含二苯醚的污泥曾造成稻苗大面积死亡,泥鳅、鳝鱼绝迹。人体接触污染土壤后,手脚出现红色皮疹,并有恶心、头晕现象。农药在农业生产上的应用尽管收到了良好的效果,但其残留物却污染了土壤及其对应的食物链。近年来,塑料地膜地面覆盖栽培技术发展很快,由于管理不善,部分膜被弃于田间,它已成为一种新的有机污染物。

(2)无机物污染。

无机污染物有的是随地壳变迁、火山爆发、岩石风化等天然过程进入土壤,有的随着人类的生产与消费活动而进入的。采矿、冶炼、机械制造建筑材料、化工等生产部门,每天都排放大量的无机污染物,包括有害的重金属及其化合物、酸、碱与盐类等。生活垃圾中的煤渣,也是土壤无机物污染的重要组成部分。

(3)土壤生物污染。

土壤生物污染是指一个或几个有害生物种群,从外界侵入土壤,大量繁殖,破坏原来的动态平衡,对人类健康与土壤生态系统造成不良影响。造成土壤生物污染的主要物质来源是未经处理的粪便、垃圾、城市生活污水、饲养场与屠宰场的污物等。其中,危害最大的是传染病医院未经消毒处理的污水与污物。土壤生物不仅可能危害人体健康,而且有些长期在土壤中存活的植物病原体还能严重地危害植物,造成农业减产。

(4)放射性物质污染。

放射性物质污染是指人类活动排放出的放射性污染物,使土壤的放射性水平高于天然本底值。放射性污染物是指各种放射性核素,它的放射性与其化学状态无关。放射性核素可通过多种途径污染土壤。放射性废水排放到地面上,放射性固体废物埋藏处置在地下,核企业发生放射性排放事故等,都会造成局部地区土壤的严重污染。大气中的放射性物质沉降,施用含有铀、镭等放射性核素的磷肥与用放射性污染的河水灌溉农田也均会造成土壤放射性污染,这种污染虽然一般程度较轻,但其污染的范围较大。土壤被放射性物质污染后,通过放射性衰变,能产生α、β、γ射线,这些射线能穿透人体组织,损害细胞或造成外照射损伤,或通过呼吸系统或食物链进入人体,造成内照射损伤。

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