土壤学论文
前言
土壤是人类生态环境的重要组成部分.是结合无机界和有机界的纽带，是联系其他要素的关键环节.是人类赖以生存、发展的主要自然资源之一。但由于现代工农业生产的飞跃发展，有的地方农药、化肥过度使用。工矿企业固体废弃物向土壤倾倒和堆放，城市污水、工业废水、大气沉降物也会进入土壤，使土壤污染日益严重。土壤污染是全球三大环境要素（大气、水体、和土壤）的污染问题之一。不断恶化了的土壤污染态势，已经成为影响我国可持续发展的重大障碍，防治土壤污染刻不容缓。
1现今土壤状况
目前,我国土壤污染的总体形势严峻,部分地区土壤污染严重,在重污染企业或工业密集区、工矿开采区及周边地区、城市和城郊地区出现了土壤重污染区和高风险区。土壤污染类型多样,呈现出新老污染物并存、无机有机复合污染的局面。土壤污染途径多,原因复杂,控制难度大。土壤环境监督管理体系不健全,土壤污染防治投入不足,全社会防治意识不强。由土壤污染引发
的农产品质量安全问题和群体性事件逐年增多,成为影响群众身体健康和社会稳定的重要因素。
土壤污染目前呈现如下特点：
（1）污染面积增加明显,一些地区的土壤污染由局部趋向连续分布；
（2）污染物种类增加,复合污染的特点日益突出；
（3）污染物含量呈增加趋势,在一些传统农业区,土壤重金属镉超过国家二类土壤标准的面积达35.9%,超过国家一类土壤标准的面积竟达89.4%,且部分污染物来源尚未查清；
（4）城市土壤污染严重,我国西南某城市土壤中汞含量已超过国家标准100倍,在东北某城市的工厂废弃地,土壤镉、铅含量也严重超标达数百倍。必须指出的是：目前对于城市土壤仍无适用于不同用途的土壤环境质量标准,而只能借用农田土壤环境质量标准进行评价。
土壤污染已造成严重的后果,主要表现在：
（1）造成直接的经济损失。全国每年因土壤污染而损失的粮食达120亿kg,由此造成的直接经济损失超过100亿元；
（2）导致农产品品质下降,危害人体健康。在沈阳张
士镉污染区,糙米镉含量平均0.55mg/kg,最高达0.79mg/kg,蔬菜镉含量超过对照区的5.6倍,居民头发、尿、血液中镉含量明显高于对照,癌症发病率高出对照区3-6倍。
（3）导致大气和水体环境污染。
（4）对国家的可持续发展造成严重威胁。土壤是人类社会生产活动的重要物质基础,是不可缺少、难以再生的自然资源。土壤污染具有典型的定时炸弹性质,一旦大面积爆发,将会对国家可持续发展造成难以估量的影响,因此必须对土壤污染的预防和污染土壤修复予以高度重视。
2土壤污染的含义和特点
2.1、土壤污染的含义
土壤是指陆地表面具有肥力、能够生长植物的疏松表层,其厚度一般在2 m左右。土壤不但为植物生长提供机械支撑能力,并能为植物生长发育提供所需要的水、肥、气、热等肥力要素。近年来,由于人口急剧增长,工业迅猛发展,固体废物不断向土壤表面堆放和倾倒,
有害废水不断向土壤中渗透,汽车排放的废气,大气中的有害气体及飘尘不断随雨水降落在土壤中。农业化学水平的提高,使大量化学肥料及农药散落到环境中,导致土壤遭受非点源污染的机会越来越多,其程度也越来越严重,在水土流失和风蚀作用等的影响下,污染面积不断扩大。因此,凡是妨碍土壤正常功能,降低农作物产量和质量,通过粮食、蔬菜、水果等间接影响人体健康的物质都叫做土壤污染物。
当土壤中有害物质过多,超过土壤的自净能力,引起土壤的组成、结构和功能发生变化,微生物活动受到抑制,有害物质或其分解产物在土壤中逐渐积累,通过“土壤→植物→人体”,或通过“土壤→水→人体”间接被人体吸收,达到危害人体健康的程度,就是土壤污染。
2.2、土壤污染的分类
土壤污染物有下列4类：
化学污染物。包括无机污染物与有机污染物，前者如汞、镉、铅、砷等重金属，过量的氮、磷植物营养元素以及氧化物与硫化物等；后者如各种化学农药、石油及其裂解产物、以及其他各类有机合成产物等。 物理污染物。指来自工厂、矿山的固体废弃物如尾矿、废石、粉煤灰与工业垃圾等。
生物污染物。指带有各种病菌的城市垃圾与由卫生设施（包括医院）排出的废水、废物以及厩肥等。 放射性污染物。主要存在于核原料开采与大气层核爆炸地区，以锶与铯等在土壤中生存期长的放射性元素为主。
2.3、土壤污染的特点
因土壤由固体、液体和气体三相组成，其污染的成因来自多方面的时间积累。因此土壤污染较之大气污染、水体污染和固定污染而言，不易觉察，有以下一些特点：
隐蔽性和滞后性。土壤污染从产生到出现问题通常会滞后较长时间，往往要通过对土壤样品进行分析化验和农作物的残留检测，甚至通过研究对人畜健康状况的影响后才能确定。比如日本的“痛痛病”，是经过了10～20年之后才逐渐被人们认识。
累积性。污染物在土壤中并不像在大气和水体中那样容易扩散和稀释，因此会在土壤中不断积累而超标，同时也使土壤污染具有很强的地域性。
不可逆转性。重金属对土壤的污染基本上是一个不可逆转的过程，许多有机化学物质的污染也需要较
长时间才能降解。如被某些重金属污染后的土壤可能需要100～200年的时间才能够逐渐恢复。
难治理性。积累在土壤中的难降解污染物很难靠稀释和自我净化作用来消除。土壤污染一旦发生，仅仅依靠切断污染源的方法往往很难恢复，有时要靠换土、淋洗等多种方法才能解决。
3污染土壤的防治与修复
3．1污染土壤的防治
防治土壤污染，必须贯彻“预防为主”的方针。而 控制和消除土壤污染源，是防治污染的根本措施。控 制进入土壤中的污染物的数量和速度，使其在土壤中 缓慢自然降解，而不致大量积累造成土壤污染。 控制和消除土壤污染源的措施有：(1)控制和消除 工业“三废”(废水、废气、废渣)的排放，加强综合治
理；(2)控制化学农药和化肥的使用，积极研制低毒、低
残留的高效农药新品种；(3)加强粪便、垃圾和生活污 水的无害化处理；(4)加强污水灌溉区的监测、管理与 控制等[7。。
3．2污染土壤的修复
为降低土壤中污染物的浓度、固定土壤污染物、将土壤污染物转化成毒性较小低或无毒的物质、阻断土壤污染物在生态系统中的转移途径，从而见效土壤污染物对环境、人体或其他生物体的危害而采用化学、物理、生物等方法对受到污染的土壤进行修复的技术，统称土壤污染修复技术。
污染土壤的修复主要有三种方法：物理修复法、化
学修复法和生物修复法。采用物理或化学方法(如热 处理法和化学浸出法)修复污染土壤，虽然可以产生一 定的实效，但费用昂贵、容易造成二次污染，不适于大
面积应用。生物修复是指在一定的条件下，利用土壤 中的各种微生物、植物和其它生物吸收、降解、转化和
去除土壤环境中的有毒有害污染物，使污染物的浓度 降低到可接受的水平，或将其转化为无毒无害的物质，
恢复受污染生态系统的正常功能随’9]。生物修复法近
几年发展非常迅速，同传统的物理和化学方法相比，生
物修复法具有成本低、效果好、不产生二次污染、可以
削弱乃至消除环境污染物的毒性等优点，适于大面 积土壤的修复，因而逐渐被人们所重视和广泛接 受。
根据机理的不同，生物修复主要可以分为三种类 型：植物修复、动物修复和微生物修复。
3．2．1植物修复
植物修复是指利用植物忍耐和超量积累某种或某
些化学元素的特性，或利用植物及其根系微生物与环 境之间的相互作用，对污染物进行吸附、吸收、转移、降
解、挥发，将有毒有害的污染物转化为无毒无害物质， 最终使土壤功能得到恢复。植物修复技术因具有安 全、成本低、就地、土壤免遭扰动、生态协调及环境美化
功能等特点，又被称之为绿色修复。作为一种新兴、高
效、绿色、廉价的生物修复途径，植物修复技术已得到
广泛认可和应用，尤其在重金属污染土壤修复方面特 别显著。
根据修复作用、过程和机理的不同，植物修复又可分 为以下三种方式：植物提取、植物稳定和植物挥发。
3．2．2 动物修复
动物修复是利用土壤中的动物吸收和积累有毒有
害污染物，可在一定程度上降低土壤中污染物的比例， 达到修复和治理污染土壤的目的。寇永纲等[13]研究 了重金属污染土壤中不同铅浓度梯度下蚯蚓在培养期 内对铅的富集量，结果表明，蚯蚓对铅有较强的富集作
用，且随铅浓度的增加，蚯蚓体内的铅富集量也增加； 单位质量蚯蚓培养期内吸收铅量与铅浓度梯度表现出 极显著性差异。
3．2．3微生物修复
微生物修复是利用某些微生物对土壤中有毒有害 污染物具有吸收、沉淀、氧化、还原和降解等作用，从而
降低或消除土壤中污染物的毒性。
微生物降解有机污染物的技术在废水处理中的应
用已有几十年的历史，而将微生物降解技术有意识地 大规模应用于受污染的土壤治理仅仅十几年。美国、 日本、欧洲等发达国家对微生物修复技术进行了研究， 并完成了一些实际的处理工程，从而证实微生物修复 污染土壤有效、可行。
潘学芳等[研究了微生物降解前后石油烃组分的 变化和细胞内外烃组分的变化，结果表明，菌体细胞与
原油的吸附很紧密，并在成分上有一定的选择性，然后
被不加修饰地运输到细胞内。
我国是土地资源短缺的国家,土壤污染更加剧了短缺的严重程度。对已污染的土地资源开展有效修复,是解决这一问题的有效途径之一。因此,本领域在我国有着良好的应用前景,我们应当发挥在这一领域中的优势,继续深入开展污染土壤修复研究,将科研成果尽快转
化为生产力,特别是发展以污染土壤修复的生物材料、修复设备与成套技术,发展污染土壤修复环保产业,为东北老工业基地振兴和我国土地资源保护与可持续利用而贡献力量。
土壤学论文
前言
土壤是人类生态环境的重要组成部分.是结合无机界和有机界的纽带，是联系其他要素的关键环节.是人类赖以生存、发展的主要自然资源之一。但由于现代工农业生产的飞跃发展，有的地方农药、化肥过度使用。工矿企业固体废弃物向土壤倾倒和堆放，城市污水、工业废水、大气沉降物也会进入土壤，使土壤污染日益严重。土壤污染是全球三大环境要素（大气、水体、和土壤）的污染问题之一。不断恶化了的土壤污染态势，已经成为影响我国可持续发展的重大障碍，防治土壤污染刻不容缓。
1现今土壤状况
目前,我国土壤污染的总体形势严峻,部分地区土壤污染严重,在重污染企业或工业密集区、工矿开采区及周边地区、城市和城郊地区出现了土壤重污染区和高风险区。土壤污染类型多样,呈现出新老污染物并存、无机有机复合污染的局面。土壤污染途径多,原因复杂,控制难度大。土壤环境监督管理体系不健全,土壤污染防治投入不足,全社会防治意识不强。由土壤污染引发
的农产品质量安全问题和群体性事件逐年增多,成为影响群众身体健康和社会稳定的重要因素。
土壤污染目前呈现如下特点：
（1）污染面积增加明显,一些地区的土壤污染由局部趋向连续分布；
（2）污染物种类增加,复合污染的特点日益突出；
（3）污染物含量呈增加趋势,在一些传统农业区,土壤重金属镉超过国家二类土壤标准的面积达35.9%,超过国家一类土壤标准的面积竟达89.4%,且部分污染物来源尚未查清；
（4）城市土壤污染严重,我国西南某城市土壤中汞含量已超过国家标准100倍,在东北某城市的工厂废弃地,土壤镉、铅含量也严重超标达数百倍。必须指出的是：目前对于城市土壤仍无适用于不同用途的土壤环境质量标准,而只能借用农田土壤环境质量标准进行评价。
土壤污染已造成严重的后果,主要表现在：
（1）造成直接的经济损失。全国每年因土壤污染而损失的粮食达120亿kg,由此造成的直接经济损失超过100亿元；
（2）导致农产品品质下降,危害人体健康。在沈阳张
士镉污染区,糙米镉含量平均0.55mg/kg,最高达0.79mg/kg,蔬菜镉含量超过对照区的5.6倍,居民头发、尿、血液中镉含量明显高于对照,癌症发病率高出对照区3-6倍。
（3）导致大气和水体环境污染。
（4）对国家的可持续发展造成严重威胁。土壤是人类社会生产活动的重要物质基础,是不可缺少、难以再生的自然资源。土壤污染具有典型的定时炸弹性质,一旦大面积爆发,将会对国家可持续发展造成难以估量的影响,因此必须对土壤污染的预防和污染土壤修复予以高度重视。
2土壤污染的含义和特点
2.1、土壤污染的含义
土壤是指陆地表面具有肥力、能够生长植物的疏松表层,其厚度一般在2 m左右。土壤不但为植物生长提供机械支撑能力,并能为植物生长发育提供所需要的水、肥、气、热等肥力要素。近年来,由于人口急剧增长,工业迅猛发展,固体废物不断向土壤表面堆放和倾倒,
有害废水不断向土壤中渗透,汽车排放的废气,大气中的有害气体及飘尘不断随雨水降落在土壤中。农业化学水平的提高,使大量化学肥料及农药散落到环境中,导致土壤遭受非点源污染的机会越来越多,其程度也越来越严重,在水土流失和风蚀作用等的影响下,污染面积不断扩大。因此,凡是妨碍土壤正常功能,降低农作物产量和质量,通过粮食、蔬菜、水果等间接影响人体健康的物质都叫做土壤污染物。
当土壤中有害物质过多,超过土壤的自净能力,引起土壤的组成、结构和功能发生变化,微生物活动受到抑制,有害物质或其分解产物在土壤中逐渐积累,通过“土壤→植物→人体”,或通过“土壤→水→人体”间接被人体吸收,达到危害人体健康的程度,就是土壤污染。
2.2、土壤污染的分类
土壤污染物有下列4类：
化学污染物。包括无机污染物与有机污染物，前者如汞、镉、铅、砷等重金属，过量的氮、磷植物营养元素以及氧化物与硫化物等；后者如各种化学农药、石油及其裂解产物、以及其他各类有机合成产物等。 物理污染物。指来自工厂、矿山的固体废弃物如尾矿、废石、粉煤灰与工业垃圾等。
生物污染物。指带有各种病菌的城市垃圾与由卫生设施（包括医院）排出的废水、废物以及厩肥等。 放射性污染物。主要存在于核原料开采与大气层核爆炸地区，以锶与铯等在土壤中生存期长的放射性元素为主。
2.3、土壤污染的特点
因土壤由固体、液体和气体三相组成，其污染的成因来自多方面的时间积累。因此土壤污染较之大气污染、水体污染和固定污染而言，不易觉察，有以下一些特点：
隐蔽性和滞后性。土壤污染从产生到出现问题通常会滞后较长时间，往往要通过对土壤样品进行分析化验和农作物的残留检测，甚至通过研究对人畜健康状况的影响后才能确定。比如日本的“痛痛病”，是经过了10～20年之后才逐渐被人们认识。
累积性。污染物在土壤中并不像在大气和水体中那样容易扩散和稀释，因此会在土壤中不断积累而超标，同时也使土壤污染具有很强的地域性。
不可逆转性。重金属对土壤的污染基本上是一个不可逆转的过程，许多有机化学物质的污染也需要较
长时间才能降解。如被某些重金属污染后的土壤可能需要100～200年的时间才能够逐渐恢复。
难治理性。积累在土壤中的难降解污染物很难靠稀释和自我净化作用来消除。土壤污染一旦发生，仅仅依靠切断污染源的方法往往很难恢复，有时要靠换土、淋洗等多种方法才能解决。
3污染土壤的防治与修复
3．1污染土壤的防治
防治土壤污染，必须贯彻“预防为主”的方针。而 控制和消除土壤污染源，是防治污染的根本措施。控 制进入土壤中的污染物的数量和速度，使其在土壤中 缓慢自然降解，而不致大量积累造成土壤污染。 控制和消除土壤污染源的措施有：(1)控制和消除 工业“三废”(废水、废气、废渣)的排放，加强综合治
理；(2)控制化学农药和化肥的使用，积极研制低毒、低
残留的高效农药新品种；(3)加强粪便、垃圾和生活污 水的无害化处理；(4)加强污水灌溉区的监测、管理与 控制等[7。。
3．2污染土壤的修复
为降低土壤中污染物的浓度、固定土壤污染物、将土壤污染物转化成毒性较小低或无毒的物质、阻断土壤污染物在生态系统中的转移途径，从而见效土壤污染物对环境、人体或其他生物体的危害而采用化学、物理、生物等方法对受到污染的土壤进行修复的技术，统称土壤污染修复技术。
污染土壤的修复主要有三种方法：物理修复法、化
学修复法和生物修复法。采用物理或化学方法(如热 处理法和化学浸出法)修复污染土壤，虽然可以产生一 定的实效，但费用昂贵、容易造成二次污染，不适于大
面积应用。生物修复是指在一定的条件下，利用土壤 中的各种微生物、植物和其它生物吸收、降解、转化和
去除土壤环境中的有毒有害污染物，使污染物的浓度 降低到可接受的水平，或将其转化为无毒无害的物质，
恢复受污染生态系统的正常功能随’9]。生物修复法近
几年发展非常迅速，同传统的物理和化学方法相比，生
物修复法具有成本低、效果好、不产生二次污染、可以
削弱乃至消除环境污染物的毒性等优点，适于大面 积土壤的修复，因而逐渐被人们所重视和广泛接 受。
根据机理的不同，生物修复主要可以分为三种类 型：植物修复、动物修复和微生物修复。
3．2．1植物修复
植物修复是指利用植物忍耐和超量积累某种或某
些化学元素的特性，或利用植物及其根系微生物与环 境之间的相互作用，对污染物进行吸附、吸收、转移、降
解、挥发，将有毒有害的污染物转化为无毒无害物质， 最终使土壤功能得到恢复。植物修复技术因具有安 全、成本低、就地、土壤免遭扰动、生态协调及环境美化
功能等特点，又被称之为绿色修复。作为一种新兴、高
效、绿色、廉价的生物修复途径，植物修复技术已得到
广泛认可和应用，尤其在重金属污染土壤修复方面特 别显著。
根据修复作用、过程和机理的不同，植物修复又可分 为以下三种方式：植物提取、植物稳定和植物挥发。
3．2．2 动物修复
动物修复是利用土壤中的动物吸收和积累有毒有
害污染物，可在一定程度上降低土壤中污染物的比例， 达到修复和治理污染土壤的目的。寇永纲等[13]研究 了重金属污染土壤中不同铅浓度梯度下蚯蚓在培养期 内对铅的富集量，结果表明，蚯蚓对铅有较强的富集作
用，且随铅浓度的增加，蚯蚓体内的铅富集量也增加； 单位质量蚯蚓培养期内吸收铅量与铅浓度梯度表现出 极显著性差异。
3．2．3微生物修复
微生物修复是利用某些微生物对土壤中有毒有害 污染物具有吸收、沉淀、氧化、还原和降解等作用，从而
降低或消除土壤中污染物的毒性。
微生物降解有机污染物的技术在废水处理中的应
用已有几十年的历史，而将微生物降解技术有意识地 大规模应用于受污染的土壤治理仅仅十几年。美国、 日本、欧洲等发达国家对微生物修复技术进行了研究， 并完成了一些实际的处理工程，从而证实微生物修复 污染土壤有效、可行。
潘学芳等[研究了微生物降解前后石油烃组分的 变化和细胞内外烃组分的变化，结果表明，菌体细胞与
原油的吸附很紧密，并在成分上有一定的选择性，然后
被不加修饰地运输到细胞内。
我国是土地资源短缺的国家,土壤污染更加剧了短缺的严重程度。对已污染的土地资源开展有效修复,是解决这一问题的有效途径之一。因此,本领域在我国有着良好的应用前景,我们应当发挥在这一领域中的优势,继续深入开展污染土壤修复研究,将科研成果尽快转
化为生产力,特别是发展以污染土壤修复的生物材料、修复设备与成套技术,发展污染土壤修复环保产业,为东北老工业基地振兴和我国土地资源保护与可持续利用而贡献力量。