土壤重金属污染概念
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土壤重金属污染概念范文第1篇
中图分类号：X53文献标识码：A 文章编号：1005-569X(2009)05-0034-02
1 引 言
土壤是农业生产的基础,是人类最基本的生产资料和劳动对象。由于工业生产、矿山开采、农田污灌等原因，人类赖以生存的土壤受到不同程度的重金属污染。世界各国都面临不同程度的土壤重金属污染问题。据统计，我国约有1/5耕地受到重金属污染，每年被重金属污染的粮食多达1.2×107t。土壤重金属污染已成为全世界需要解决的环境问题。
目前土壤重金属污染治理的方法主要有客土法、石灰改良法、萃取法、化学淋溶法等。常规理化方法在污染土壤的改良和治理方面虽然具有一定的理论意义，但在实际应用上往往都存在一定的局限性。如加入土壤改良剂可降低土壤溶液中重金属离子的溶解度，但同时也导致某些营养元素沉淀而失效；客土法虽效果较好，但费用昂贵。而近年来迅速发展的植物修复技术以其安全、廉价的特点正成为研究和开发的热点。
2 植物修复的概念及类型
植物修复又称绿色修复，是以植物忍耐、分解或超量积累某种或某些化学元素的生理功能为基础，利用植物及其共存微生物体系来吸收、降解、挥发和富集环境中污染物的一项环境污染治理技术。
重金属的植物修复主要分为下面几种类型：
2.1 植物吸收
植物吸收即利用重金属超积累植物从土壤中吸取金属污染物,随后收割地上部并进行集中处理,连续种植该植物,达到降低或去除土壤重金属污染的目的。目前已发现有700 多种超积累重金属植物,积累Cr、Co、Ni等的量一般在0.1%以上，Mn、Zn可达到1%以上，如天蓝遏蓝菜地上部Zn含量为13000～21000 mg/kg，连续种植该植物14茬，污染土壤中Zn含量可从440 mg/kg降低到300 mg/kg[1]。
2.2 植物挥发
即利用某些植物根系吸收金属，促使重金属转变为可挥发形态，然后从土壤和植物表面逸出，以降低土壤污染。研究较多的是类金属元素Hg和非金属元素Se。湿地上的某些植物可清除土壤中的Se，其中单质占75%，挥发态占20～25%。
2.3 植物稳定
植物稳定指利用某些植物降低重金属的活性，从而减少重金属被淋洗到地下水或通过空气扩散进一步污染环境的可能性。其机理主要是通过金属在根部的积累、沉淀或根表吸收来加强土壤中重金属的固化[2]。但植物稳定不是一种永久性的去除土壤中污染元素的方法。它只
能暂时地降低污染元素的生物有效性，并没有彻底解决土壤的重金属污染问题。
3 植物修复技术的优缺点
3.1 优点
植物修复技术的显著优点是其在工程中可以原位实施，减小对土壤性质的破坏和对周围生态环境的影响，可称是真正意义上的“绿色修复技术”。这种方法无需专门设备和专业操作人员，工程上易于推广和实施。其最大优势是其运行成本大大低于传统方法。据美国的实践，种植及管理约为200～10000＄／hm2，即污染土壤的处理费用仅为0.02～1.0＄／a•m2，比物理、化学处理的费用低几个数量级。当超富集植物地上部可富集10 000mg／kg的重金属、产量达到25 t／hm2 时，其每年可使表层土壤中重金属浓度下降125mg／kg。
植物修复技术的优势在于其符合人类可持续发展的最终目标。在目前地球环境污染越来越重，缺乏安全、廉价而有效的治理措施的情况下，植物修复技术以其潜在的巨大优势得到了社会的广泛关注和期待。
3.2 缺点
植物修复技术也具有一些自身的不足。主要表现在：
(1)超富集植物生长缓慢，修复重金属污染土地需时较长。例如英国洛桑试验站的植物修复工程，利用富锌的天蓝遏蓝菜修复444 mgZn／kg土壤使之达到330 mg／kg仍需13.4年[1]。
(2)植物修复土壤一般局限在植物根系所能延伸的范围内，一般不超过20cm土层厚度。
(3)大多数超积累植物只能积累某种重金属，而土壤污染大多是重金属的复合污染。
(4)富集了重金属的超富集植物需收割并作为废弃物妥善处置。
(5)异地引种对生物多样性存在一定的威胁。
4 提高植物修复效率的方法
鉴于超富集植物生物量普遍较低，生长缓慢，植物修复效率有限，研究提高修复效率的措施成为当前一项十分迫切的任务。可通过以下几种方式来强化植物修复：
4.1 螯合诱导植物修复
螯合诱导植物修复是通过向土壤施加螯合剂来提高植物对金属的吸收量。由于螯合诱导植物修复能大幅度提高植物对金属的累积，已成为目前研究热点之一。常用螯合剂有EDTA、NTA、EDDS、小分子量有机酸等。
4.2 转基因技术
转基因植物修复技术主要包括两方面：一是通过基因筛选试验选择生物量大且金属富集能力强的超富集植物；二是将超富集植物的基因克隆移植到生物量大的耐性植物体内。Song等[3]将ycf1基因克隆到植物上，转基因植物Pb、Cd含量分别提高了2倍和118倍。转基因植物在修复金属污染土壤方面有良好的应用前景，能有效的提高植物对金属的耐性以及富集能力。
4.3 其他方法
施加营养剂（磷肥、氮肥等），可以促进植物生长发育，提高植物的生物量，同时还可以释放被吸附的金属，从而提高植物修复效率[4]。
植物―微生物联合修复是植物修复研究的新领域。根际微生物不仅能促进植物生长，提高生物量，还能产生某些分泌物，活化重金属；同时刺激植物的离子转运系统，增强向上转运的能力[5]。但目前研究多处于盆栽实验阶段，距实际应用尚有一定距离。
表面活性剂因其对土壤中重金属具有增溶和增流作用，使重金属解吸，并能增加植物细胞膜的透性，促进植物对重金属的吸收，所以在植物修复方面也有一定的应用。另外，调节土壤pH、氧化还原电位等也能在一定程度上提高植物修复的效率。
5 结 语
植物修复技术是一项处于迅速发展中，具有广阔应用前景的新技术。该技术适用于中低强度污染的治理，成本较低，具有良好的综合效益。重金属污染土壤的修复是一个系统工程,单一的修复技术很难达到预期效果。综合技术的应用可以弥补单一技术的缺陷，修复技术的综合运用很可能为土壤重金属复合污染的有效治理找到突破口。因此,生物修复综合技术将是今后重金属污染土壤修复技术的主要研究方向。
参考文献：
［1］ Baker AJM.The possibility of insitu heavy metal decontam ination of polluted soils using crops of metal-accumulating plants[J].Resources,Conservation and Recycling,1994,11,41-49.
[2] 崔德杰等 土壤重金属污染现状与修复技术研究进展[J].土壤通报,2004,35(3).
[3] SONG WJ.Engineering tolerance and accumulation of lead cadmium in transgenic plants[J].Nature Biotechnology,2003,21.914-919.
土壤重金属污染概念范文第2篇
［关键词］：重金属；监测；技术；探讨
1引言
随着我国经济社会的快速发展，工业化进程不断加快，工业废水排放量与日剧增，增加了污水处理的压力。工业废水中有的含有Cu、Pb、Zn、Cd、Fe、Mn、Cr、Ag、Ni等重金属，其比重大于4，如果处理不当，会产生因重金属造成的重金属污染。目前我国由于在重金属的开采、冶炼、加工过程中，造成不少重金属如铅、汞、镉、钴等进入大气、水、土壤，引起严重的环境污染。如随废水排出的重金属，即使浓度小，也可在藻类和底泥中积累，被鱼和贝类体表吸附，产生食物链浓缩，从而造成严重的危害。因此，加强对重金属的监测，不断创新重金属监测技术，对于保持水体、土壤免受污染危害，保护环境和人民群众生命财产安全具有十分重要的现实意义。
2重金属污染的主要危害分析
目前我国重金属污染主要从地表水（饮用水源水、湖水、河水）、地下水、还有大气降水、以及底质（江、河、湖、海等水体底部的表层沉积物质）中来掌握重金属的污染情况。重金属污染与其他有机化合物的污染不同。不少有机化合物可以通过自然界本身物理的、化学的或生物的净化，使有害性降低或解除。而重金属具有富集性，很难在环境中降解。
水体中的金属元素按其对人体健康的影响可分为三类：一是人体健康必须的常量元素如：钠、钾、钙、镁和微量元素如：铁、锰、铜、锌、镍、钴、硒、钒、钼、硅、锡，他们的缺乏或过量都于人体健康不利。二是对人体健康有害的金属元素如：铅、镉、汞、砷、铬、铍、铊、钡等。三是在人体中确有存在，但生理功能尚不明的元素如：锂、硼、铝、钛、锆等。
水体中金属有利或有害不仅取决于金属的种类、理化性质，而且还取决于金属的浓度及存在的价态和形态，即使有益的金属元素浓度超过某一数值也会有剧烈的毒性，使动植物中毒，甚至死亡。金属有机化合物(如有机汞、有机铅、有机砷、有机锡等)比相应的金属有机化合物毒性要强得多；可溶态的金属又比颗粒态金属的毒性要大；六价铬比三价铬毒性要大等等。
重金属在人体内能和蛋白质及各种酶发生强烈的相互作用，使它们失去活性，也可能在人体的某些器官中富集，如果超过人体所能耐受的限度，会造成人体急性中毒、亚急性中毒、慢性中毒等，对人体会造成很大的危害，例如，日本发生的水俣病(汞污染)和骨痛病(镉污染，等公害病，都是由重金属污染引起的。
重金属在大气、水体、土壤、生物体中广泛分布，而底泥往往是重金属的储存库和最后的归宿。当环境变化时，底泥中的重金属形态将发生转化并释放造成污染。重金属不能被生物降解，但具有生物累积性，可以直接威胁高等生物包括人类，有关专家指出，重金属对土壤的污染具有不可逆转性，已受污染土壤没有治理价值，只能调整种植品种来加以回避。因此，底泥重金属污染问题日益受到人们的重视。
3重金属监测技术创新探讨
重金属检测方法:目前可用于微量元素检测的方法有同位素稀释质谱法、分子光谱法、原子发射光谱法、原子吸收光谱法、X射线荧光光谱分析法、中子活化分析法、生化法、电化学分析法等。
3.1重金属原子吸收光谱技术
原子吸收光谱法是依椐处于气态的被测元素基态原子对该元素的原子共振辐射有强烈的吸收作用而建立的。该法具有检出限低准确度高，选择性好,分析速度快等优点。
在温度吸收光程，进样方式等实验条件固定时，样品产生的待测元素相基态原子对作为锐线光源的该元素的空心阴极灯所辐射的单色光产生吸收，其吸光度（A）与样品中该元素的浓度（C）成正比。即 A=KC 式中，K为常数。据此，通过测量标准溶液及未知溶液的吸光度，又巳知标准溶液浓度，可作标准曲线，求得未知液中待测元素浓度。
石墨炉原子化与火焰原子化相比，石墨炉分析检测限低，耗样量少，配合石墨炉自动进样器可以方便全自动测定地表水, 饮用水, 雨水, 工业废水等水样中多种重金属元素。仪器测试过程校准，保证测量精度，内置多条曲线，可满足多种元素的分析需要。仪器建立了专门的数据库，用于分析结果数据和曲线的打印、储存及查询，其数据及曲线的修改和增删均十分方便。电脑元素分析仪内存更大，可测元素更多。金属多元素分析仪是一种多元素分析仪，可检测Mn、Cr、Ni、Mo、Cu、Ti等多种元素。共五个大通道，每个通道各有三十个小通道（可储存30条工作曲线），原则上共可检测150个元素，可由计算机进行控制,全中文菜单式操作,台式打印机打印结果。利用原子吸收光谱仪进行Cd测定结果如图1所示。同时，该仪器还为认证实验室提供一套完整的自动执行的校验包，使用独特的CVU工具自动运行OQ测试，按照日志簿容易地完成校验，以电子格式打印报告和在将来测试中使用，提供所有系统的校验，全向导式驱动，按标准操作程序(SOP)进行测试，带数据日志和跟踪审核的自动结果鉴定和规范符合演示。
图1利用原子吸收光谱仪进行Cd测定
3.2重金属分析技术
用一个恒定电位的参比电极和测量电极组成一个原电池，原电池电动势的大小取决于氢离子的浓度，也取决于溶液的酸碱度。重金属分析技术可同时进行温度、pH、ORP、电导率或TDS、溶解氧浓度和饱和度的测试。仪器采用模块化结构，各测量参数使用独立的在线实时测量板，除温度测量板必需外，其它各参数可任意组合。可选配自动清洗功能，通过加清洁剂并冲洗的办法清洗电极和流通池。在Windows系统平台开发的仪器操作软件具备了数据处理功能，可以手动或自动记录测量数据并以曲线图和表格的形式显示记录的数据，以Access数据库格式进行保存，也可将数据转换到Word文档的表格或Excel电子表格。仪器操作软件具有曲线图复制功能，将曲线图复制到剪贴板中，供其他软件粘贴使用。计算机通过RS－232、RS－485数字线路或网络接口可以远程操作仪器。
3.3重金属在线监测技术
土壤重金属污染概念范文第3篇
关键词:无公害蔬菜;重金属污染;生物防治;生物农药
1、引言
从世界范围来看,对于无公害蔬菜的基本概念,先后出现过许多相似的提法,诸如清洁蔬菜、健康蔬菜、无农药污染蔬菜、天然食品等等,至今尚未对无公害蔬菜的概念形成统一的说法。笔者认为:以国家颁布的《食品卫生标准》为衡量尺度,农药、重金属、硝酸盐、有害生物(包括有害微生物、寄生虫卵等)等多种对人体有毒物质的残留量均在限定的范围以内的蔬菜产品,可统称为无公害蔬菜。[4]
早在20世纪20年代,国外就开始发展无公害蔬菜,其主要生产方式是无土栽培。据不完全统计,世界上单用营养液膜法(NFT)栽培无公害蔬菜的国家就达76个。在新西兰,半数以上的番茄、黄瓜等果菜类蔬菜是无土栽培的。日本、荷兰、美国等发达国家,采用现代化的水培温室,常年生产无公害蔬菜。工业高度发达的日本,其许多城市郊区的蔬菜良田被工业废气、废水、废渣所污染,良田耕作层内的镉、铜等重金属大量富集、积累,致使蔬菜产品内的重金属含量严重超标,消费者重金属慢性中毒现象时有发生,引起日本政府的高度重视和社会各界的广泛关注。政府曾拨给大量的专项资金,动员广大科技工作者对“重金属污染”问题进行攻关。通过多年的努力,探索出客土换层、地底暗灌、配方施肥、生物固定等综合农艺措施。[1]
我国无公害蔬菜的研究和生产始于1982年,全国23个省、市开展了无公害蔬菜的研究、示范与推广工作。通过几年的研究实践,探索出一套综合防治病虫害、减少农药污染的无公害蔬菜生产技术。1985年全国推广无公害蔬菜生产面积60万亩。
2、无公害蔬菜研究与生产现状
(1)研制开发了一批高效、无毒生物农药,总结出一套以生物防治为重点的蔬菜病虫害综合防治技术
所谓生物防治,笼统地讲,是指病虫草等有害生物的生物学防治或植物保护的生物学防治方法;确切地说,生物防治是利用生物或其代谢产物来控制有害动、植物种群或减轻危害程度的方法。我国广大的蔬菜科技工作者和蔬菜种植示范户在长期的研究与生产实践中,探索总结出一套以生物防治为重点的蔬菜病虫害综合防治技术,即:在加强农业防治的前提下,在蔬菜病虫害发生期使用高效、无毒生物农药,并设法保护天敌;万一上述措施不奏效时,科学合理地选用高效低毒低残留化学农药,并严格控制农药的安全间隔期,尽量减少施药次数和降低用药浓度。[2]
(2)初步探索出治理菜田土壤重金属污染的办法,蔬菜产品中的重金属污染问题获得有效的解决途径
蔬菜产品的重金属污染问题早就引起我国蔬菜科技工作者的重视,同时对重金属在土壤中的存在状态、环境容量、迁移规律以及在植物体内的富集状况等做了大量的研究。实践表明,增施有机肥,可明显改善土壤理化性状,增加土壤环境容量,提高土壤还原能力,从而可以使铜、镉、铅等重金属在土壤中呈固定状态,蔬菜对这些重金属的吸收量相应地减少。另外,根据菜园土地的环境条件,利用排土工程法和就地表底土翻换工程法等工程措施,对各种重金属污染,均不失为良好的治理对策。[2]
(3)对蔬菜中的硝酸盐污染问题进行了系统研究,蔬菜产品中的硝酸盐污染得到有效控制
从1979年开始,中国农科院蔬菜花卉所的科研人员就对蔬菜中硝酸盐的分布水平、累积规律和控制途径等进行了系统研究,得出北京地区常见蔬菜品种中硝酸盐的大致含量,指出蔬菜中的硝酸盐含量除与蔬菜的种类、品种及蔬菜的生长部位有关外,还受外界光照、施肥等环境条件的影响。利用荫棚遮光栽培菠菜,与露地栽培相比,其产品中的硝酸盐含量明显降低;施用化肥,大白菜叶片中的NO3含量明显提高。上述研究成果广泛应用于蔬菜生产实践中,从蔬菜品种选择、施肥技术、栽培环境控制等多途径综合控制蔬菜产品中的硝酸盐污染,效果明显。[2]
3、无公害蔬菜的发展对策
(1)加强对无公害蔬菜生产的行政、组织与协调工作,建立和完善产前、产中、产后一条龙服务体系。
强有力的行政领导,加上优质的产、供、销一体化服务,是我国无公害蔬菜生产健康、持续、稳定发展的根本保证。建议在全国各大、中城市设立两类机构,即无公害蔬菜领导机构和无公害蔬菜服务机构。强化科研投入,增加科研力量,加强与无公害蔬菜有关的基础理论和开发技术研究。建议设立国家无公害蔬菜工程专项研究基金,成立国家无公害蔬菜工程技术研究协作小组,从财力、人力上给予重点扶持。着重加强微生物对土壤中有机污染物(薄膜、农药、垃圾等)的生物降解机理、高效无毒生物农药的研制、高抗病虫害蔬菜品种的选育等与无公害蔬菜有关的基础理论与开发技术研究。[3]
(2)建立一套规范化的无公害蔬菜生产技术体系
无公害蔬菜的生产,需要一套规范化的技术体系(或规程)加以指导。无公害蔬菜生产技术体系,主要应把握以下三关:一是生产基地选址关。首先对无公害生产基地进行生态环境本底状况调查,在对大气、水质、土壤等主要环境因素进行多种污染项目检测的基础上,选择诸环境要素综合指标较好的地域作为试验基地。二是种植过程无害化关。采取控制农药、化肥、生物和重金属污染的综合技术病虫害的蔬菜优良品种;采取施有机肥为主、化肥为辅,化肥中又以氮、磷、钾平衡配方的施肥技术等等。三是蔬菜残留毒物检测关。在蔬菜上市前,由质量检测部门对蔬菜中重金属、化学农药、化学肥料等有毒物质残留状况进行全面检测,保证产品的各项指标符合国内(或参照国际)的食品卫生标准或相应地区的有关标准。 [5]
参考文献
[1] 闫晓波. 无公害蔬菜青翠碧绿.中国环境报,2007.06
[2] 无公害蔬菜标准的探讨. 《食品研究与开发》杂志,2007.11
[3] 加强无公害蔬菜标准化建设.农民日报,2006.03
土壤重金属污染概念范文第4篇
关键词：镉污染；农田；修复技术；农产品安全；发展趋势
中图分类号 X53 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2017）06-0115-06
Research Progress on Remediation Technology of Cadmium-contaminated Agricultural Soils
Ni Zhongying1 et al.
（1Agricultural and Forestry Technology Promotion Center of Tonglu County，Tonglu311500，China）
Abstract：Cadmium is one of heavy metals most widely found in the polluted agricultural soils and agricultural products in China.Remediation of cadmium contaminated farmland soils is always the key and difficult point in the treatment of heavy metal pollution of China.In recent years，a great deal of research and exploration on the remediation technologies of cadmium contaminated farmland soils have been done at both home and abroad，and the effects of various kinds of passivation agent and agricultural measures on reducing cadmium accumulation in agricultural products were studied.Several measures，such as the implementation of low absorption crop varieties，engineering measures，chemical remediation，bioremediation and agronomic regulation，had been put forward.In this paper，the application effects，mechanism and limiting factors of various techniques in remediation of cadmium contaminated soil were reviewed.It is suggested that the classification management and the implementation of joint remediation technologies are the future development of the remediation of cadmium contaminated farmland soils in China.
Key words：Cadmium pollution；Farmland；Remediation technology；Agricultural product safety；Development trend
k是土壤等环境中活性较强的一种重金属，因毒性大、易被作物根系吸收而向籽实迁移并积累在农产品中，其对生态环境的影响远高于其他重金属，是我国农田土壤污染最为广泛和农产品中超标最为突出的重金属元素。根据《全国土壤污染状况调查公报》（环境保护部和国土资源部，2014），我国耕地土壤重金属的总超标率为19.4%，其中镉的点位超标率为7.0%，居我国土壤污染物首位[1]。同时，相关研究调查也证实，稻米等农产品中普遍存在镉的污染，在南方酸性红壤地区尤为突出[2-4]。环境中镉主要通过土壤-作物-食品链进入人体，有关镉污染土壤的修复一直是农业与环境科学领域研究的热点[5]，已初步形成了种植低吸收作物品种、工程措施、化学修复、生物修复和农艺调控等镉污染土壤修复技术[6]。这些技术主要通过以下3种途径达到农产品质量安全：一是减少作物对土壤中镉的吸收；二是改变镉在土壤中的存在形态，使其由活化态转变为稳定态；三是从土壤中去除镉，使镉接近或达到土壤本底水平。但目前这些技术多局限于室内模拟研究，尚处于试验阶段，在实际应用中还存在较大的局限性。本文分类评述了这些修复技术的效果、作用机理及限制因素，目的是为完善与发展镉污染农田土壤的修复技术提供借鉴。
1 低吸收镉作物品种的筛选
研究表明，不同农作物对镉的吸收和积累存在很大的差别，同类作物的不同品种之间对镉的吸收和积累也有所不同。因此，在实际生产中，可利用可食部位镉积累较低的农作物来避免或减控镉进入食物链，这被认为是镉污染土壤持续安全生产的一条有效途径。
1.1 低吸收镉作物品种 水稻、小麦和玉米等禾谷类作物的产品（籽实）中易积累镉，容易丧失食用价值。水稻对镉有较强的生理耐受能力和富集能力，因而水稻籽粒中的镉积累常常较高。国内已在小麦、水稻、大白菜、油菜、玉米、花生、番茄等农作物上开展了镉低积累品种的筛选研究[7-9]，并以水稻品种的筛选研究最多，不同水稻品种的镉积累可以有1倍以上的差异[10]。例如，蒋彬等采用大田试验对239份稻米中镉含量进行了分析发现[11]，不同水稻品种籽粒中镉含量可在0.01～1.99mg/kg变化，不同基因型稻米中镉含量差异极显著。研究表明[12-14]：晚稻对镉的富集性显著大于早稻，籼稻品种糙米镉含量高于粳稻，生育期较长的高产品种的糙米中镉含量高于生育期较短的中、低产品种，杂交稻的镉含量高于常规稻，普通稻镉含量高于优质稻，超级稻吸收积累镉的能力显著高于普通杂交稻。
不同蔬菜种类对镉的富集能力也有明显差异[15]，镉在蔬菜中迁移累积：苋菜>叶用莴苣>菜苔>蕹菜>芥菜；蔬菜对镉的吸收整体表现为：叶菜类>花果类>块根类[16]。成都地区的研究表明[17]，不同蔬菜对镉的吸收：菠菜>芹菜>大白菜>韭菜>黄瓜>油菜>花菜>蕃茄>甘蓝；对长沙地区的比较研究发现[18]，不同蔬菜对镉的吸收能力：叶菜类>茄果类>豆类>根菜类>甘蓝类>瓜类。这些研究为利用镉低积累农作物减免镉污染农田对农产品的危害奠定了基础。
目前还没有明确的镉低积累作物标准，但一般认为种植镉低积累作物能降低农作物的镉吸收和积累，其食用部位镉含量低于国家食品卫生标准，能满足农产品安全食用的要求[19]。镉低积累农作物中镉的富集系数和转运系数常低于1；另外，镉低积累农作物对镉具有较强的耐受性，可正常生长在镉污染的土壤中。
1.2 低积累机理 农作物籽粒中镉的积累量与作物根系的形态、根对镉的吸收能力和生理活性、根表氧化膜以及镉在体内运输的不同有关[10]。水稻根系具有向根际释放氧气和氧化物质的能力，根际氧化还原电位高于土体，可使水稻土中大量的亚铁和亚锰等还原物质在水稻根表氧化形成铁锰胶膜，后者可减少土壤镉离子进入水稻体内[20，21]。不同水稻品种形成氧化铁锰胶膜的能力不同，因此它们对降控镉离子进入水稻体内的能力也有差异。研究还表明，金属转运蛋白在水稻对镉的耐性和积累中也起着重要作用[20]。不同水稻品种的这些转运蛋白基因有所差别，导致了镉在不同水稻品种体内运转的差异。根系是镉等重金属进入植物的门户，根系的形态和生理活性以及根与土壤环境的相互作用都会影响植物对镉的吸收。单位产量耗水量、根冠比高的水稻品种其糙米中镉含量相对也较高[10]。
1.3 实际应用中的限制因素 镉低积累农作物在控制镉吸收的潜力有限，因此，这一技术一般只适用于轻中度镉污染土壤的镉污染控制。另有研究表明[22]，因不同土壤的pH值、Eh、有机质等性状的差异，镉低积累作物在不同性状的土壤中其低积累效果也会有很大的差别。但至今有关镉低积累作物在不同土壤、气候条件下的适应性还不清楚，从而影响了镉低积累作物的推广应用，这也是这些作物在控制镉吸收效果不稳定的主要原因。
2 镉污染土壤的化学修复技术
对土壤本身直接进行处理修复污染土壤的技术包括工程措施和化学修复。工程措施包括客土法、去表土法、电修复技术、淋滤法和洗土法等。客土法是在污染的土壤上加入未污染的新土来控制污染土壤对植物的危害；去表土法是将污染的表土移去来减少对植物的影响；电修复技术是通过在土壤外加一直流电场，在电解、电迁移、扩散、电渗、电泳的作用下促使重金属向阴极运动，通^工程化进行收集处理；淋滤法和洗土法是运用化学试剂与土壤重金属离子作用来降低土壤中重金属的浓度。目前，这些方法虽然短期内效果显著，但成本高、容易形成二次污染，主要用于场地重金属治理，在农田土壤镉污染修复的成功案例不多。而化学钝化治理方法就是向土壤中投入钝化剂（抑制剂，改良剂），通过增加土壤有机质、氧化物及粘粒的含量，改变土壤阳离子代换量、氧化还原电位（Eh）、pH值和电导等物理化学性质，来降低土壤镉等重金属生物有效性的方法，它是当前农田土壤镉污染治理的重要方法。与以上工程措施比较，化学修复方法对土壤结构影响不大，符合农业生产的需要。
2.1 化学钝化剂的种类 常用的钝化剂包括无机钝化剂和有机钝化剂两大类，无机钝化剂主要有工业废弃物（钢渣、炉渣）、石灰、赤泥、硅肥、钙镁磷肥、粉煤灰、白云石、粘土矿物（沸石、海泡石、膨润土、凹凸棒石）、拮抗物质等；有机钝化剂主要来源于有禽畜粪便、作物秸秆、泥炭、豆科绿肥和堆肥及天然提取高分子化合物等。其中，使用石灰是目前试验研究中应用较多的钝化剂。
2.2 钝化机理 化学钝化的机理主要是通过改变土壤性状来降低土壤中镉的活性，涉及沉淀固定、吸附及离子交换、离子拮抗、螯合等作用。但对多数钝化剂而言其作用机理往往不是单一的，常常是由多种机理共同作用。
2.2.1 沉淀/固定作用 多数钝化剂通过该作用来降低土壤中镉的有效性。施用石灰等碱性物质（包括石灰、生物质炭、白云石等）可明显提高土壤pH，降低土壤中镉的溶解度和活性。另外，当土壤中施入含碳酸根离子、硅酸根离子、氢氧根离子等的钝化剂时，镉离子可与这些阴离子发生作用生成难溶的碳酸镉、硅酸镉、氢氧化镉等沉淀，降低土壤镉的有效性，从而抑制作物对其的吸收。例如，钙镁磷肥中磷酸根离子可与镉离子结合，生成磷酸盐沉淀[23]。
2.2.2 吸附及离子交换作用 沸石等粘土矿物具有很强的离子交换能力，可通过离子交换和专性吸附吸持镉离子降低土壤中镉的有效性。另外，施用石灰可通过提高土壤pH，增加土壤胶体表面的负电荷，增强对镉离子的吸附，降低土壤中镉的生物有效性[24]。因有机质具有较高的比表面积和交换能力，因此，施用有机物料也能增加对镉的吸附[25]。
2.2.3 离子拮抗作用 有研究表明，镉能与许多营养元素包括锌、硒、铜、锰、铁、钙、钾、磷、氮等产生交互作用，它们之间的作用可以是协同、拮抗或无直接相关。镉离子与锌离子有相似的外层电子结构，两者可以互相竞争进入生物细胞上的结合位点，因此，施用锌可抑制玉米幼苗吸收镉。常用镉的拮抗物质有硫酸锌、稀土镧等。石灰中的Ca2+也能与Cd2+发生拮抗，降低土壤Cd2+的有效性[26]。
2.2.4 螯合作用 有机改良剂含有大量的氨基、亚氨基、酮基、羟基及硫醚等有机配位体，能与镉等重金属离子螯合形成难溶的螯合物，从而减轻重金属离子的生物有效性。
2.3 应用效果 众多试验都表明钝化效果随钝化剂添加量和钝化时间的增加而增加。据报道，在赤红壤中适当加入石灰后，可使土壤有效态镉含量大幅度降低；调节土壤pH值至7时能显著降低胡萝卜和菠菜中的镉含量[27]。南方酸性土壤中按0.7%比例添加石灰30d后土壤中有效态镉降低了28.17%[28]。向土壤中添加石灰和过磷酸钙可使大米镉含量下降45.1%[29]。生物炭是一种含碳量高、孔隙密度大、吸附能力强的多用途材料[30]，能明显减少土壤中有效态镉的含量，减少作物对重金属镉的吸收[31]。但生物炭的实际钝化效果因生物炭类型、土壤类型、作物种类等条件的不同而不同。在酸性土壤中投放钙镁磷肥能显著提高土壤pH，降低交换态和有效态镉含量，显著减少水稻对镉吸的吸收，且其后效持久[32]。据试验[54]，将300kg/hm2硅肥和1 800kg/hm2钙镁磷肥混合施用，可使水稻增产33.3%～36.2%，同时糙米镉含量下降72.1%～84.2%。施用粉煤灰也可提高土壤pH，降低镉的迁移能力。基施5g/kg碱性煤渣，可使早稻糙米镉含量降低75.4%，晚稻糙米镉含量降低87.9%[33]。
赤泥是在铝土矿提炼氧化铝的过程中产生的废弃物，其对镉的吸附容量高达22.25g/kg[34]，其对土壤中的重金属离子有较好的固定能力，使其从可交换状态转变为键合氧化物状态，从而降低土壤中重金属离子的活动性。赤泥可明显提高酸性土壤的pH值，赤泥处理后有效镉的含量可比对照处理下降31%[35]，10%用量时可使牛毛草含镉量降低87%[36]，且其改良效果具有持续性。
用于修复土壤重金属污染的粘土矿物主要有沸石、海泡石、凹凸棒石、伊利石、高岭石、蒙脱石等。据试验，沸石可吸附土壤中镉等重金属，降低其生物有效性[37]，使盆栽莴苣叶片镉浓度降低86%。与普通沸石相比，纳米沸石不仅能显著提高大白菜生物量，也能显著降低土壤可交换态镉含量和大白菜镉含量及镉积累[38]。施用海泡石能显著促进空心菜的生长，降低空心菜中镉的含量[39]，减少水稻和萝卜对镉的吸收[40]，但其效果取决于土壤类型[41]。在镉污染土壤中施用少量凹凸棒石，可减少镉对玉米生长的毒害[42]。
叶面喷施锌、硒，在富积锌、硒的同时可使镉的吸收降低37.01%和31.63%[43]。稀土镧对小白菜、大豆吸收镉有抑制作用[44]，也可抑制玉米幼苗对镉的吸收。经过稀土处理的大白菜，与对照相比镉含量下降89.4%～98.08%[45]。
施用有机肥料可促使交换态镉向有机结合态和氧化锰结合态镉转化[46]，从而降低土壤有效镉含量。据报道，在小麦盆栽试验土壤中施加猪厩肥，能有效减少了土壤中有效态和铁锰氧化物结合态镉含量[47]；施用牛粪、猪粪等有机肥降低了土壤中DTPA提取的镉含量[48]。稻草和紫云英可显著降低红壤和潮土中可交换态镉的含量[49]。泥炭能吸附土壤中镉等重金属，降低其生物有效性[50]。但也有研究表明，长期施用有机肥可增加稻田土壤重金属污染风险，这主要与有机肥对金属离子的激活效应有关。另外，在有机肥施用时需充分考虑到肥源中镉等重金属的含量。
2.4 存在问题 由于钝化机理的特殊性，多数钝化剂只是通过各种作用暂时性地降低了镉的有效形态，随着土壤环境的改变或其他因素的变化，土壤中镉的形态可能随之又恢复到之前的不稳定状态，因此，钝化修复容易在后期给土壤带来二次污染的威胁。目前大部分重金属钝化研究都基于短期室内试验，缺乏长期观测研究，对其最合适用量和施用方法的研究相对较少，寻找钝化剂的最佳┝亢妥罴咽檬逼谟写进一步研究。此外，长期大量使用可能会造成土壤中某些微量元素的缺乏，不利于作物的生长。
3 镉污染农田土壤的生物修复
镉污染农田土壤的生物修复是指利用生物的某些习性来适应、抑制和改良镉污染，包括动物修复、植物修复和微生物修复。
3.1 动物修复技术 动物修复是利用土壤中的某些低等动物如蚯蚓、鼠类等能吸收重金属的特性，在一定程度上降低了污染土壤中重金属含量，达到了动物修复重金属污染土壤的目的。目前利用低等生物进行镉污染修复的研究仍局限在实验室阶段。敬佩等的研究发现[51]，蚯蚓对镉具有较强的富集能力，富集量随着蚯蚓培养时间的延长而逐渐增加。但因受低等动物生长环境等因素制约，动物修复效率一般，并不是一种理想的修复技术。
3.2 植物修复技术 植物修复是指利用植物吸收、吸取、分解、转化或固定土壤中有毒有害污染物的技术的总称[52]，包括植物提取、植物挥发、植物降解、植物根滤和根际微生物降解，其中植物提取修复即利用超积累植物的特性来修复镉等重金属污染土壤应用最为广泛。超积累植物的概念最早由Brooks等于1977年提出，目前已发现400多种，涉及近20科、500种，其中十字花科较多，主要集中于芸薹属、庭芥属及遏蓝菜属。对镉污染土壤修复效果较好的超积累植物包括十字花科、禾本科在内的10余科植物[53-54]；我国已筛选出的镉超高富集植物主要有东南景天、宝山堇菜、中油杂I号、蒲公英、龙葵、小白酒花、园锥南芥等。除此之外，一些观赏性植物、农田杂草、木本植物也是镉污染土壤修复超积累植物来源[55-56]。某些超积累植物积累镉的含量可在0.1%以上。
镉超积累植物耐性机理主要有区隔化作用、抗氧化作用和螯合作用等。区隔化作用作为重金属进入植物体的第一道屏障，主要利用植物细胞壁中大量配体残基通过包括离子交换、吸附、配位络合等作用结合重金属，影响重金属离子向细胞内扩散，以达到解毒的作用。抗氧化系统是植物受逆境胁迫时抵抗不良影响的重要机制，保护细胞免受氧化胁迫的损伤。植物体内存在有机酸、氨基酸、植物螯合肽（PCs）和金属硫蛋白（MTs）等多种金属配位体，可与重金属元素发生螯合作用，将离子态的重金属转变成低毒或无毒的螯合态形式，从而降低了原生质体中游离态重金属浓度，减轻或解除了其毒害作用。
植物修复技术的优点是实施较简便、投资较少和对环境破坏小，但其也存在着一些不足，主要是这类植物往往生长缓慢、生物量低，修复周期长而难以广泛应用。但也有试验表明，通过向土壤中引入有益微生物、施用化学物质及肥料和采取农艺强化措施，促进超积累植物对养分的吸收，提高超积累植物修复镉污染土壤的效率[57]。
3.3 微生物修复技术 某些微生物可对土壤中重金属进行固定、迁移或转化，从而达到降毒和解毒的目的。微生物修复重金属污染土壤的原理主要包括微生物沉淀、微生物吸附和微生物摄取。一些微生物的代谢产物，如S2-、PO43-能与Cd2+反应生成沉淀，降低镉的毒性[58]。微生物细胞壁和其分泌的胞外聚合物（EPS）含有大量的化学基团，能直接吸附重金属[59]，减轻或解除镉的毒害作用。目前用于镉污染土壤修复的微生物涵盖了细菌（柠檬酸杆菌、芽孢杆菌、假单胞菌等）、真菌（根霉菌、青霉菌、木霉菌等）和某些小型藻类（小球藻、马尾藻等）[53，60]。微生物镉污染土壤修复方法作为一种绿色环保的修复技术，已引起国内外相关研究机构的极大重视，具有广阔的应用前景。但该类方法修复见效速度慢、修复效果不稳定，使得大部分微生物修复技术还局限在科研和实验室水平，实例研究少。
生物修复技术因具有资金投入少、操作成本低、对环境无二次污染等优势，在处理重金属污染土壤方面有着广阔的应用前景，随着现代分析科学和技术的发展，生物钝化技术有望在镉污染土壤的实地修复中发挥有效作用。但某些生物修复也不能将重金属从土壤中永久去除，一旦土壤环境理化特性发生变化，被钝化的重金属离子会被重新活化。
4 镉污染的农艺调控技术
作物对镉的吸收受土壤质地、pH值、Eh值、阳离子交换量（CEC）、根际环境、养分含量、有机质组分等多种环境因子的影响，农艺控制措施一般是通过多种植物组合间作、轮作以及改变土壤水分状况和养分状况等，从而达到有效降低植物对镉的吸收的目的。
4.1 水分管理 土壤的Eh值可影响土壤镉的有效态而影响作物对镉的吸收，随着Eh值的降低，土壤中水溶性镉含量、水稻吸收镉的总量及地上部镉含量随之下降。由于Eh值主要受土壤淹水状况影响，故可通过控制土壤水分来调节Eh值，达到降低作物镉吸收的目的[61]。水稻全生育期淹水管理可促进土壤中产生H2S，后者可与Cd形成CdS沉淀，降低镉的生物有效性[61]。张雪霞等的土壤水分管理试验表明，水稻籽粒中镉积累：80%的最大田间持水量>最大田间持水量>前期淹水+抽穗扬花期烤田>全生育期淹水，全生育期淹水管理在能保证水稻产量的同时，可有效降低水稻茎叶、糙米中的镉含量。
4.2 科学施肥 施肥对植物吸收镉也有一定的影响。不同形态的氮肥可造成土壤-作物根际环境状况的变化，从而影响镉在根际土壤的化学行为，导致镉有效性的差异，也会影响作物对镉的吸收。硝态氮能提高根际土壤的pH值，降低土壤镉等重金属的活性，促进水稻等作物对镉等重金属的吸收，而铵态氮的作用则刚好相反。徐明岗等研究发现[62]，施用（NH4）2SO4、NH4Cl这2种氮肥至镉污染土壤会促进植物对镉的吸收。由于磷肥对土壤pH值的影响，当加入钙镁磷、磷酸氢钙和磷酸二氢钾等碱性磷肥时，pH值升高，镉的生物有效性降低。因此，在施用磷肥时，应考虑不同磷肥的化学性质及土壤性质的差异。钾肥对土壤中镉有效性的影响同样表现在影响土壤pH值和理化性质，在镉污染的水稻土中采用含硫钾肥较为适宜。贾倩等的研究表明[63]，钾硅肥施用可显著降低水稻茎叶和籽粒中镉含量。胡坤等[64]采用盆栽试验发现，镁和硫能通过抑制镉从秸秆向水稻籽粒的转移来降低籽粒的镉积累；铁、铜、锰、硼等处理都能有效地抑制镉从茎秆向籽粒的转移，从而减少水稻籽粒的镉含量；硒能改变镉在根亚细胞的分布，增强镉在根细胞壁上的吸附，从而降低水稻对镉的吸收。
4.3 改变耕作制度 耕作管理制度也可控制农作物中重金属的积累。在土壤镉污染严重的农田可通过选择抗污染的植物或不种植进入食物链的植物（例如，苎麻、桑树等）来防止农产品中镉的积累。
5 研究展望
以上分析表明，通过近30年的试验研究国内外已形成了多种技术用于农田土壤镉污染修复。但由于土壤镉污染产生的广泛性及土壤生态系统的复杂性、多样性，现阶段普遍推广的土壤镉污染修复技术尚存在一些不足。其中较为突出的是现有技术耦合集成度低、标准化不足，难以大面积异地复制推广。因此，今后还需加强农田土壤镉污染修复技术的研究，逐步形成农田镉污染分区、分类、分级阻隔与钝化阻控治理方法，创建高效、低成本、环境友好的阻隔与钝化材料与产品，创建轻简化、可复制的农田重金属污染阻隔与钝化技术体系，实现农田镉污染“边修复边生产”，保证农产品质量安全和人体健康，维护农业可持续发展。为此，笔者建议从以下几个方面加强研究：
（1）做好源头控制：由于污染土壤的治理与修复需要花费大量的人力与资金，因此农田土壤镉污染控制应从源头抓起，以防为主，在阻禁一切镉污染渠道的基础上，发展清洁工艺，减少污染或不污染土壤。
（2）加强各类技术的适用性研究：应根据镉污染物性质（浓度、形态）、土壤条件、气候条件，确定相应的治理措施。在具体研究时，应重视研发高效、低成本的农田镉污染阻隔、钝化产品及标准化技术构建。
（3）加强联合修复技术研究：单一的修复方法常难以适应多种重金属复合污染土壤的修复，有必要采用化学、生物学联合修复的方法，并加以优化。化学修复可以与其他修复方式（如植物修复、微生物修复等）相结合，使对重金属污染的土壤从“减”、“控”、“阻”多方面同时进行，保证有一个健康稳定的土壤环境。此外，还需注重钝化剂与肥料配合施用的技术研究，开发钝化修复专用肥，使其既能钝化镉，又能保证粮食安全和节s劳力成本。
（4）加强开展各类技术的稳定性和长期性研究：对于钝化剂的选择，要保证其对重金属的钝化效果明显且简单易行，同时，从长远角度出发，钝化剂的施入不能对土壤环境造成剧烈变化，不能对土壤的基本理化性质产生相对较大的影响。
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土壤重金属污染概念范文第5篇
那么，这次曝光的“镉大米”对人体有哪些危害呢？
专家告诉我们，“镉大米”对人体的危害是逐步显现的。发生在日本富山县的痛痛病，是镉污染导致人体慢性镉中毒的典型案例。那是1931年，日本富山县出现了一种怪病，患者大多是妇女，病症表现为腰、手、脚等关节疼痛。病症持续几年后，患者全身各部位会发生神经痛、骨痛现象，行动困难，甚至呼吸都会带来难以忍受的痛苦。到了患病后期，患者骨骼软化、萎缩，四肢弯曲，脊柱变形，骨质松脆，就连咳嗽都能引起骨折。患者不能进食，疼痛无比，有的人因无法忍受痛苦而自杀。这种病由此得名为“骨痛病”或者“痛痛病”。科研人员经过长期观察研究后发现，“骨痛病”是由于神通川上游的神冈矿山废水引起的镉中毒。镉中毒导致肾脏损害，进而造成骨质软化和疏松，严重者极易发生病理性骨折。流行病学研究还提示，慢性镉中毒患者可能导致神经系统、免疫系统、生殖系统损害以及恶性肿瘤的高发。
由于土壤污染具有隐蔽性和长期性，需要一个缓慢过程对健康造成危害，因而不易被察觉，但一旦发病后果就十分严重。由此可见，对环境污染的治理已经刻不容缓。
那么，环境污染造成的毒害究竟有多么严重呢？
笔者就此采访了哈尔滨某农业开发公司高级工程师曹洪祥先生。曹先生问我：你留意到没有，寄生在都市人身上的小动物虱子灭绝了，这既可喜、又可悲。可喜的是这种吸血的小害虫没了；可悲的是它们是食品中农药残留毒死的……据曹老师讲：农药化肥的大量使用倒是促进了粮食的增产，但是，一个不容忽视的问题就是农药残留。残留在作物内的农药短期内对人体看不出怎样来，可是，那小小的虱子就受不了，于是就灭绝了！如今，农药残留问题已经日益引起有关部门和民众的关注，于是提出了“绿色食品”、“无污染食品”、“有机食品”等概念。然而，土壤的污染问题尚未引起足够的重视。
江河水域的污染和土壤污染是连在一起的。
上个世纪80年代，松花江哈尔滨段许多渔民出现一种怪病：浑身肌无力、双手颤抖、关节弯曲、双眼向心性视野狭窄，医生大惑不解，经过诸多专家会诊，最后确诊是一种叫作“水俣病”慢性中毒症状。“水俣病”是上个世纪50年代在日本发现的，一种汞严重污染病症。水俣是日本一家化工厂的名字，化工厂排污造成了附近居民汞严重中毒，因得此病名。水质专家展开调查，最后证实主要污染源就是中石油吉林石化公司。当年爆炸引起硝基苯污染松花江的是其双苯厂，原来叫101厂；而造成汞污染的是当时的103厂。103厂排出的汞在水中通过微生物的作用，由无机汞变为有机汞，毒性扩大100倍！有机汞污染了江鱼，人食用毒鱼就会产生中毒症状，累计到一定程度，就会发病。检测沿江渔民的头发，发现这些人头发中汞含量超过普通人几十倍甚至上百倍！有近百名渔民进入医院治疗。近几年松花江水污染治理有一定进展，江里的鱼也开始多了。但哈尔滨早已不把它作为饮用水源了。
湘江这条灌溉了半个湖南的母亲河接纳了大量工业废水，使河水中的砷、镉、铅的总量占全省排放总量的90%以上。检测结果显示，从衡阳到长沙段的湘江中下游沿岸，蔬菜中的砷、镉、镍、铅含量均严重超标。水田土壤中的砷、锌的含量还要高于菜地。而这些“超标农作物”基本上都进了城乡居民口中……专家预测，湘江流域重金属污染治理至少需要百亿投资和十年以上的恢复周期。
浙江省政协去年11月召开的专题协商会透露，浙北、浙东和浙中地区因土壤污染，有近20%的农用地不能种植绿色农作物。
河北省地质调查院对清苑县及周边的农田土壤及玉米子实进行采样分析，结果显示，区域内土壤以重金属锌、铜、铬、铅、镉污染最为严重，农产品也受到一定程度的重金属污染，其中玉米子实中的重金属镍和铅超标。
资料披露，云南、广西、湖南、四川、贵州等重金属主产区，很多矿区周围都已形成日渐扩散的重金属污染土地，尤其是镉污染问题比较突出。国土资源部曾公开表示，中国每年有1200万吨粮食遭到重金属污染，占粮食产量的十分之一左右。
土壤重金属污染概念范文第6篇
关键词：土壤污染;现状;危害;治理措施
1土壤污染概念
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[1-2]。
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我国土壤污染现状与危害
2.1土壤污染的现状
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[3]。
2.2土壤污染的危害
2.2.1土壤污染导致严重的直接经济损失。初步统计,全国受污染的耕地约有1 000万hm2,有机污染物污染农田达3 600万hm2,主要农产品的农药残留超标率高达16%~20%;污水灌溉污染耕地216.7万hm2,固体废弃物堆存占地和毁田13.3万hm2。每年因土壤污染减产粮食超过1 000万t,造成各种经济损失约200亿元。
2.2.2土壤污染导致生物产品品质不断下降。因农田施用化肥,大多数城市近郊土壤都受到不同程度的污染,许多地方粮食、蔬菜、水果等食物中镉、砷、铬、铅等重金属含量超标或接近临界值。每年转化成为污染物而进入环境的氮素达1 000万t,农产品中的硝酸盐和亚硝酸盐污染严重。农膜污染土壤面积超过780万hm2,残存的农膜对土壤毛细管水起阻流作用,恶化土壤物理性状,影响土壤通气透水,影响农作物产量和农产品品质。
2.2.3土壤污染危害人体健康。土壤污染会使污染物在植物体内积累,并通过食物链富集到人体和动物体中,危害人体健康,引发癌症和其他疾病。
2.2.4土壤污染导致其他环境问题。土壤受到污染后,含重金属浓度较高的污染土容易在风力和水力作用下分别进入到大气和水体中,导致大气污染、地表水污染、地下水污染和生态系统退化等其他次生生态环境问题。
3造成土壤污染的原因
3.1过量施用化肥
我国每年化肥施用量超过4100万t。虽然施用化肥是农业增产的重要措施,但长期大量使用氮、磷等化学肥料,会破坏土壤结构,造成土壤板结、耕地土壤退化、耕层变浅、耕性变差、保水肥能力下降、生物学性质恶化,增加了农业生产成本,影响了农作物的产量和质量;未被植物吸收利用和根层土壤吸附固定的养分,都在根层以下积累或转入地下。残留在土壤中的氮、磷化合物,在发生地面径流或土壤风蚀时,会向其他地方转移,扩大了土壤污染范围。过量使用化肥还使饲料作物含有过多的硝酸盐,妨碍牲畜体内氧气的输送,使其患病,严重导致死亡[4]。
3.2农药是土壤的主要有机污染物
全国每年使用的农药量达50万~60万t,使用农药的土地面积在2.8亿hm2以上,农田平均施用农药13.9 kg/hm2。直接进入土壤的农药,大部分可被土壤吸附,残留于土壤中的农药,由于生物和非生物的作用,形成具有不同稳定性的中间产物或最终产物无机物。喷施于作物体上的农药,除部分被植物吸收或逸入大气外,约有1/2左右散落于农田,又与直接施用于田间的农药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,在植物根、茎、叶、果实和种子中积累,通过食物、饲料危害人体和牲畜的健康。
3.3重金属元素引起的土壤污染
全国320个严重污染区约有548万hm2土壤,大田类农产品污染超标面积占污染区农田面积的20%,其中重金属污染占80%,粮食中重金属镉、砷、铬、铅、汞等的超标率占10%。被公认为城市环境质量优良的公园存在着严重的土壤重金属污染。汽油中添加的防爆剂四乙基铅随废气排出污染土壤,使行车频率高的公路两侧常形成明显的铅污染带。砷被大量用作杀虫剂、杀菌剂、杀鼠剂和除草剂,硫化矿产的开采、选矿、冶炼也会引起砷对土壤的污染。汞主要来自厂矿排放的含汞废水。土壤组成与汞化合物之间有很强的相互作用,积累在土壤中的汞有金属汞、无机汞盐、有机络合态或离子吸附态汞,所以,汞能在土壤中长期存在。镉、铅污染主要来自冶炼排放和汽车尾气沉降,磷肥中有时也含有镉[5]。
3.4污水灌溉对土壤的污染
我国污水灌溉农田面积超过330万hm2。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,有增产效果。未经处理或未达到排放标准的工业污水中含有重金属、酚、氰化物等许多有毒有害的物质,会将污水中有毒有害的物质带至农田,在灌溉渠系两侧形成污染带。
3.5大气污染对土壤的污染
大气中的二氧化硫、氮氧化物和颗粒物等有害物质,在大气中发生反应形成酸雨,通过沉降和降水而降落到地面,引起土壤酸化。冶金工业排放的金属氧化物粉尘,则在重力作用下以降尘形式进入土壤,形成以排污工厂为中心、半径为2~3 km范围的点状污染。
3.6固体废物对土壤的污染
污泥作为肥料施用,常使土壤受到重金属、无机盐、有机物和病原体的污染。工业固体废物和城市垃圾向土壤直接倾倒,由于日晒、雨淋、水洗,使重金属极易移动,以辐射状、漏斗状向周围土壤扩散。
3.7牲畜排泄物和生物残体对土壤的污染
禽畜饲养场的厩肥和屠宰场的废物,其性质近似人粪尿。利用这些废物作肥料,如果不进行物理和生化处理,则其中的寄生虫、病原菌和病毒等可引起土壤和水域污染,并通过水和农作物危害人群健康。
土壤重金属污染概念范文第7篇
关键词：粮食安全 粮食污染 质量监管 对策
1 粮食安全的重要性
在新形势下，粮食质量的内涵已不再是普通产品质量的概念，它应是粮食的物理、化学、生物特性，卫生、品质、营养状况的综合反映；是粮食的特征指标必须达到相关标准的合格水平、卫生指标必须达到国家强制标准的最低水平、品质指标必须满足国家规范中的安全性要求、营养指标必须符合正常国民健康水平的合理要求。“合格、卫生、有品质、有营养”这就是新时期的粮食质量安全的内涵[1]。
1.1 粮食安全是人体健康和生命安全的保障
粮食不仅为人民提供了大量的碳水化合物，而且是人们日常饮食中维生素、食用纤维等人体新陈代谢和生长发育不可缺少的营养物质的重要来源。所以，保障人民群众身体健康和生命安全是粮食质量安全的一个基本目标。目前，由于粮食业的食物链变得越来越复杂，粮食质量安全的风险也就越来越容易被放大。在粮食从“农田到餐桌”的诸多环节中，有物理性危害，如杂草籽、金属碎屑、渣瓦石等；有化学性危害，如农药和重金属及有机溶剂残留、滥用添加剂染污、脂类物质酸败等；有生物性危害，如细菌和真菌及毒素的污染、害虫及鼠类的危害、转基因种质的危害等等。这些突出问题，迫切要求我们按照“三个代表”重要思想的要求，切实加强粮食质量安全工作，确保人民群众身体健康，维护广大人民群众的根本利益。
1.2 粮食安全是经济发展的前提条件
自人类茹毛饮血的远古时代，农业就已经是人类抵御自然威胁和赖以生存的根本。农业是人类“母亲产业”， 粮食是人类赖以生存和发展的根本，而在农业生产的直接成果就是粮食，没有粮食就没有人类的一切，更不用说人类的现代文明。与粮食生产直接相关的就是农业，这两方面是相辅相成的。粮食生产的农业状况在一定程度上制约着国民经济的整体发展。所以，我们若想推动国民经济更好、更快的发展，首先要做好粮食安全工作。
1.3 粮食安全是国家安全的基本战略
我国仍是农业大国，13亿总人口中有7.4亿是农民。所以粮食是社会安定的基础，农业是安定天下的产业。农业是不是能够取得稳定的发展，这对于国家的安全以及社会的安定都是非常重要的影响因素。当农业无法为社会供应充足的粮食时，就必然会影响人民的正常生活，破坏社会的安定，使生产发展遇到阻碍，国家也就无法更好地实现自立。从这一角度来说，粮食安全是国家安全的基础。因此，粮食问题不是经济问题，而是安全问题。当粮食安全有了保障，农民自然会有更多的收入，进而逐步推动农业发展，促进农村繁荣，更顺利的推进社会主义新农村建设、构建和谐社会。
2 影响粮食安全的因素
我国目前在粮食种植、收割、加工、销售中存在如下危害：
2.1 物理因素
在收割粮食时，很可能将泥土、杂草或者是粪便带入到粮食中去；在对粮食进行加工时，粮食会比较容易受到附近烟尘的污染等等。
2.2 化学因素
2.2.1 重金属。粮食中之所以会混入有毒重金属（汞、镉、铅），其原因主要是使用了重金属污染的土壤和水，这样这些有毒的重金属就会在其生长过程中被慢慢侵蚀。当人们使用了这些被重金属污染过的粮食就很可能造成不同程度的中毒，损坏其神经系统、智力可能会变低、骨质疏松，甚至细胞癌变。
2.2.2 农药残留。农药残留指残存在植物体内、土壤和环境中的农药及其有毒代谢物的量。当人们食用了带有农药残毒的粮食，很可能会导致身体的不舒服，出现呕吐、腹泻等情况，严重的话会造成死亡。我国粮食在出口时，要对粮食中的近50项农药残留进行检测，包括：磷化铝、莠去津、敌菌灵、灭多威、久效磷、戊唑醇、氯化苦、甲基对硫磷、乙酰甲胺磷、艾氏剂、狄氏剂、甲草胺、敌草快、六六六、甲基毒死蜱、乐果、滴滴涕、敌敌畏、甲拌磷、百菌清、、敌百虫、克百威、杀螟硫磷、七氯、马拉硫磷、氯氰菊酯、甲萘威、矮壮素、百菌清、溴氰菊酯、二嗪磷、乙硫磷、溴甲烷、氯菊酯、磷胺[2]。
2.2.3 生物因素。生物因素主要指由微生物引起的粮食质量问题。土壤、空气和水中都有不少的微生物，他们将以种种不同的方式传播到粮食及其加工品上。主要有以下三种方式：①粮食本身的传带寄附在粮食籽粒上的病原菌，随播种传到田间。②自然媒介的传播，主要是通过雨水、尘埃等传播给粮食。③在进行粮食加工时，机具、器材上的灰尘和粮食粉屑中附有大量腐生微生物会污染粮食[3]。
3 保证粮食安全要有硬措施
我们要在粮食生产、储藏、加工、运输、销售以及食用的整个过程中保证粮食安全。因此我们首先要熟悉在这整个过程中影响粮食质量安全的各个因素，进而做好预防措施，最终保证粮食质量安全。
3.1 技术对策
3.1.1 在面对物理因素导致的污染时：收割之后，要清洗粮食，还要对其进行分级、筛选；加工过程中，厂区要保持清洁，要做好对相关设备的保养和维修工作，要在粮食中掺入其它杂物；贮藏的库房需要有良好的通风，保持库房的干燥、阴凉、卫生。
3.1.2 解决重金属污染的措施：农田不要靠近工业用地，使用符合各项标准规定的种植土壤和水。
土壤重金属污染概念范文第8篇
1.1现代生态农业的概念与内涵
现代生态农业既是一门重要的科学，又是一种涉及国计民生的重要产业。它研究农业生物与环境之间的相互关系，以生态理论为基础，以现代生态农业技术为手段，通过农业与环境，生态与经济的平衡，达到农业可持续发展、农业安全和人类健康的最终目标。现代生态农业主要有以下7点内涵：
1.1.1现代生态农业以生态学原理为理论基础生态（ecology）是生物与生物之间以及生物与环境之间所形成的结构与关系；生态学是研究生物系统与环境系统（包括无机因素、生物因素、人类社会等方面）之间的关系的科学。生态学的基本原理包括：整体优化原则，趋时开拓原则，协调共生原则，区域分异原则，生态平衡原则，高效和谐原则，机巧循环原则，相生相克原则，最适功能原则，最小风险原则等。按照生态学原理，人类的经济活动必须遵循环境保护与经济发展，资源开发与可持续利用的原则。
1.1.2现代生态农业以农业可持续发展为核心农业生产应强调生态系统的良性循环，系统功能的稳定性与持续性。在生态结构上，农业生产应体现多层次、多产业复合；在效益上，体现生态、经济和社会效益并重。同时，要有利于发挥资源与自然潜力，保持农业可持续发展。
1.1.3现代生态农业必须促进生态与经济的平衡与发展生态农业建设的根本是既不为发展而牺牲环境，也不单纯为保护而放弃发展；既按生态规律开发，又按生态规律建设；既要创建一流的生态环境和生活质量，又要确保经济建设快速发展，做到生态与经济“双嬴”。
1.1.4现代生态农业必须将农业安全与人类健康列为首位现代生态农业除注重农业生产方式与生态环境相协调外，应更加注重农产品的安全与高附加值。开发安全食品，有利于改善农业生产环境，增加农业收入，促进农业可持续发展。其关键是建立严格的农业清洁生产的质量与监测体系，保证农产品的安全与人体健康。
1.1.5现代生态农业是现代农业技术集成的产业化经营体系现代种植技术、养殖技术、加工技术的集成是现代生态农业的重要条件。此外，建设以市场为导向，以产业经营技术为支撑，促进农、工、商、贸一体化产业经营系统的形成是生态农业不可缺少的重要环节。
1.1.6现代生态农业是大农业，多资源利用的生产体系生态农业建设，应充分利用土地、生物、技术、信息等资源，将农、林、牧、副、渔、加、商等各业进行有机联合，建立多层次的、持续高效的农业生态系统。
1.1.7现代生态农业具有明显的区域特点与生态模式组合现代生态农业因区域差异而表现出不同的生态结构、功能与模式，因此，在建设生态农业中，必须按区域特点建立各种因地制宜的市级、县级生态区域模式，使现代生态农业在促进地区与国家经济发展中起推动作用。
1.2国家级生态农业示范区发展的成效
2000~2002年国家批准全国生态区建设试点有314个，其中生态省4个（海南、吉林、黑龙江和福建省），生态市40个，生态县264个，其他试点10个。这一措施取得了以下的成效[1]。
1.2.1推动了试点区经济的持续发展江苏兴化市先后被授予全国农村综合实力百强县（市），成都温江县被评为四川省第一小康县，北京平谷县、上海崇明县、浙江安吉县的生产总值连续几年以10%以上的速度增长。一些贫困地区通过生态区建设，2000年农民收入达2074元，比试点前增加84.2%。
1.2.2改善了试点区的生态环境北京的平谷县、安徽的马鞍山市、成都的都江堰等地，通过生态保护，均在水资源、矿山生态治理中取得了成效。
1.2.3取得了良好的社会效益江西的宁都县、贵州的赤水县等地，通过生态农业建设，在水土治理、生态竹林产业方面均取得了突出的进展。
1.2.4促进了生态产业成规模发展浙江安吉县、福建华安县、贵州赤水市大力发展竹林生态产业，山东寿光市发展蔬菜产业，黑龙江饶河市、同江市发展有机食品产业，均成为农业产业的龙头。
1.3国家级生态农业示范区发展的经验
1.3.1形成了政府部门重视的建设目标生态农业的试验与示范，在政府与群众的共同支持与推动下，成为促进农村面貌发生变化的重大举措。
1.3.2建立了生态农业与示范保障制度通过制定一系列的地方环境保护法规和政策，保证了地区生态农业建设的顺利进行，使生态农业得到可持续发展。
1.3.3总结出体现地区特点的各种生态农业模式这些生态农业模式有：城乡一体化模式（江苏溧阳、成都温江县）；平原生态农业恢复模式（黄泛区）；山区生态恢复模式(安徽泾县和绩溪县)；南方的“恭城模式”等。
1.3.4找到解决环境问题的有效途径例如，云南通海县的猪－沼－果生态模式，辽宁盘山的稻田养蟹，安徽砀山酥梨复合种植，均在解决水土流失，绿化荒山，防治污染方面取得较好的效益[1]。
1.4江苏省生态农业示范县（市）的建设与经验
江苏省“九五”期间初步形成了30多个星火密集区生态农业产业，完善了6大农区生态农业基地建设，建设了20多个生态农业科技示范园，增加社会效益达100亿元；这些示范园与基地广泛分布在全省近30个县、市。下面介绍其中4个县、市级生态农业示范工程的经验[2]。
1.4.1赣榆县（苏北）“四种、四养、四过腹”农业生态工程模式。“四种”是种作物、果树、牧草、食用菌；“四养”是养牛、鸡、猪、鱼；“四过腹”是，牛粪喂鱼，鸡粪喂猪，牧草喂牛，猪粪进沼气池，这种生态工程模式，获得增产增收和生态效益。
1.4.2武进市（苏南）奶牛场污染排放生态治理工程模式。采用种草养牛，0.067hm2草地的牧草养一头奶牛，牧草与饲料综合利用，生产牛奶牛肉获效益。这是太湖地区防治污染的良好生态模式之一。
1.4.3海安市（苏中）农村环境综合治理工程模式。工程按生态效益与物质再循环原理设计。工程实施后，全县工业污染治理率达80％，实行平衡施肥的农田面积占总面积的90％，村庄绿化覆盖率达45％，环境效益显著。
1.4.4高淳县（南京市）蔬菜示范工程。养猪－沼－菜循环利用，改善环境污染，提高了生态效益。
1.5生态农业建设中应注意的问题
1.5.1遵循生态学原则生态农业建设必须遵循前述的生态学的各项原则，强调资源环境保护与经济发展相结合。
1.5.2发展以科技为主的产业市场生态农业建设必须发展以科技为主的产业市场，形成寓环境于一体的高新农业产业。应当因地制宜，实行农业的产业化经营，实现农业的根本性转变。
1.5.3重视环境质量和农业安全生态农业的区域及县级示范，应因地制宜，发挥优势，突出产业；重视环境质量和农业安全，加强农业清洁生产，提高农产品质量；面向市场，走向世界。
1.5.4重视总结经验和研究问题生态农业的发展，一方面要总结经验，不断深化。另一方面，要重视不同模式与资源配置，结构升级，环境响应等问题的深入研究，从而促进生态建设的发展。总之，21世纪是生态文化、生态文明、生态农业建设的新世纪，人与自然的和谐必将成为推进全社会生态建设的动力。
2农业安全
2.1全国的形势农业安全，主要是指农业的质量安全。当前我国农业持续发展面临的重要问题是提高效益，保证质量与不断增收，但其中保证质量是关键。因为，在今后跨入新世纪的现代农业发展中，没有质量就谈不上效益，更无法保证能增加收益。农业质量，是指农产品品质与质量。当前通过遗传选种及生物工程等高新技术，正在这方面取得进展。但农产品的品质与质量不仅包括农产品的色、香、味等品质，更重要的是农产品的安全质量，即要杜绝任何影响人体健康与生命安全的农产品质量。引发农产品质量变劣的因素包括自然与人为因素，其中生态环境，包括水、土、气、生等因子的污染，是影响农产品品质的重要方面。例如，水体污染所带来的各种过量的有机和无机元素，土壤富含重金属和其他有害元素，大气酸沉降产生的酸雨，以及生物富集的有害物质再返回土壤，均会使农产品品质变劣，给人类健康带来危害。事实表明，随着农业生产的高强度发展，化肥、农药与农膜的大量投入，是造成环境污染的重要原因。当前我国每年损失肥料氮量达9×106t，约相当于尿素1.9×107t。尿素进入水体而到土壤，对土体产生污染。目前我国不同程度遭受农药污染的农田面积达9.33×106hm2。例如，南京市有的市场所出售的鸡蛋，被初步监测出有机残留物含量超过国际标准15倍。新疆废旧地膜残留量平均每公顷达37.8kg，最高的可达225kg。这些残留土壤中的农膜一般50年内不会分解，它是造成农作物病害及污染的根源。特别是，当前无论是果、菜、瓜、豆、蛋、肉、鱼、鸡、鸭、油，还是大米、面粉、饲料，均出现不同情况的安全质量问题。这类农业安全问题，令人担忧。针对上述农业持续发展中的农产品质量问题,当前社会上有各种“保证农业与农产品质量”的新提法和新举措，例如，建立“有机农业”“绿色农业”、“绿色食品”、“绿色硅谷”、“无公害食品”等，即有建立生态农业体系的新思路。的确，21世纪的农业应该以建立“生态农业”为标志，但生态农业并不等于或不能完全保证是具有安全质量的，如果不能从本质上杜绝有害因素的介入，不能从整个农业生产体系与全部生产过程来保证质量安全，也仍然无济于事。总之，农业质量与安全是一个总体概念，只有针对保证人类生命健康的农业质量才是质量安全的核心内涵，这是人类追求农业质量的根本目的，也是本世纪农业持续发展的战略方向；如果忽视这一点，就根本谈不上我国农业的持续发展与农业增产、农民增收[3]。
2.2我国东南沿海经济发达地区环境污染的现状与问题举例
我国东南沿海的珠江三角洲、长江三角洲及闽南厦门、漳州、泉州地区，陆地面积约占全国的1.8%，人口占全国的7.1%。改革开放以来，特别是近10年来，这些地区的经济以惊人的速度持续增长，2001年GDP达2.2万亿元，约占全国的四分之一。与此同时，大规模城市化建设正在迅猛展开。但是，该地区的生态环境污染问题却相当严重，对社会经济的可持续发展和人体健康已经产生不良影响。为了深入了解这些经济快速发展地区环境污染状况，提出治理对策建议，中国科学院地学部[4]组织有关院士及专家20余人，于2002年9月在上述城市进行了实地考察。下面是调研结果和建议。
2.2.1经济高速增长背景下严重的生态环境问题
（1）水体污染严重。珠江三角洲、长江三角洲及厦漳泉地区，大部分水体的氨氮和耗氧有机物严重超标。太湖、淀山湖等20个湖泊水质多数在至类，处于富营养化状态，不能满足饮用水功能的要求。长江和珠江沿岸各大城市下游江段均存在明显的近岸污染带。长江三角洲地区大多数城市市区河道水质为至劣类，河水普遍黑臭。珠江广州河段水中已检出有机化合物300多种，其中38种属于国家环保局的优控污染物，114种属于美国环保局地表水质标准（EPA822-Z-99-001）中的优控污染物。上海、苏州、广州、深圳、东莞等城市已经面临突出的水质型缺水问题。近岸海域赤潮发生的次数和面积都在迅速增加。2001年共发生赤潮77次，造成经济损失约10亿元；仅深圳湾就发生赤潮16次之多，累计面积约150km2。在常量污染物污染的同时，持久性微量毒害污染物如重金属、难降解有机污染物、环境内分泌干扰物等在水体中日趋积累，已成为新的越来越严重的、具潜在健康危害的区域性水环境问题。已禁用20年的农药六六六和滴滴涕等在长江、珠江、太湖沉积物中都大量存在。这类微量毒害物质进入水环境后长期滞留，危害极大。由于水体普遍受到污染，饮用水的安全已经难以保障。在整个长江三角洲的河网地区很难找到可直接安全使用的洁净地表水源。许多饮用水源甚至含有种类繁多的有毒物和致癌物。2000年太湖水体中微量毒害有机物污染程度比1985年严重得多，例如，作为制药中间体的苯并噻唑浓度提高了100倍，作为塑料增塑剂的邻苯二甲酸酯浓度明显增加。珠江广州河段水源水被检出了数百种微量有毒污染物，其中六六六、滴滴涕及其衍生物等污染物的浓度大大超过美国环保局地表水质标准。城市上游取水河段普遍遭受污染。城市饮用水越来越多地依赖于商品瓶装水。
（2）酸雨未获缓解，城市光化学烟雾污染日益加重。由于大型燃煤企业二氧化硫排放总量还在增加，酸雨问题未获缓解。近10年来，珠江三角洲地区空气中二氧化硫和氮氧化物质量浓度分别在0.029~0.038mg/m3和0.054~0.070mg/m3范围内波动，与10年前大致相当。但总体酸雨频率还有所增加。1999年以来长江三角洲地区酸雨平均pH均在4.8以下，酸雨频率高于75.5%。厦门、漳州、泉洲地区近3年的酸雨最小pH值在4.0以下，酸雨频率达85.0％。大气污染类型出现由煤烟型向汽车尾气型逐渐演变过渡的趋势，氮氧化物已成为空气中的首要污染物。所以，在硫酸盐增加降水酸度的同时，硝酸盐贡献率在不断提高。城市大气光化学烟雾污染频繁出现并明显加重。珠江三角洲地区曾于2000年爆发区域性光化学烟雾污染事件。2002年9月6日，香港和深圳同时出现200μg/m3以上的高臭氧质量浓度的光化学烟雾污染事件。更值得注意的是，大气中有害气体、细粒子和痕量有毒污染物形成复合污染。目前困扰发达国家的一些大气环境问题已在东南沿海地区不断出现。珠江、长江三角洲及厦门地区的臭氧污染已相当严重，城市大气中观测到的臭氧平均质量浓度经常高于240μg/m3（超过国家标准），且呈现逐年升高的趋势。空气中高质量浓度的臭氧不仅影响农作物、植被和森林生长，同时对人体呼吸系统和皮肤有不利影响，危及健康。与健康密切相关的大气细粒子污染也已出现。珠江三角洲部分地区的降尘中有毒重金属Pb、Hg、As的质量分数分别达100.5、38.7、0.60mg/kg；在小于1.5μm的颗粒物中，16种优控多环芳烃的质量分数达88.9%。大气细粒子成为大气有毒重金属和有机污染物的载体。2002年初在珠江三角洲某肺癌高发病区，大气中富含携带多环芳烃致癌物的细粒子。室内空气污染也越来越成为空气污染的极其重要的方面。
（3）土壤污染突出，严重影响农产品安全质量。沿海大部分地区的耕地土壤中持久性有毒物质大量积累，农田、菜地农药残留和重金属污染突出，严重影响了农产品品质。2000年太湖全流域农田土壤中六六六、滴滴涕、15种多氯联苯同系物检出率达100%，滴滴涕和六六六质量分数超标率分别为28%和24%。广州有一半的农地遭受镉、砷、汞等有毒重金属和石油类的污染。杭州有六七百公顷连片农田受镉、铅、砷、铜、锌等多种重金属污染，致使10%的土壤基本丧失生产力。江苏也曾发生六七十公顷稻田的铜污染及水稻中毒事件。宁波主要蔬菜基地土壤镉污染普遍存在。上海市郊10个主要设施蔬菜园艺场中，土壤锌质量分数高达517mg/kg，超标5倍之多；而砷质量分数全部高于5.0mg/kg的安全线，有的已超过10mg/kg污染线，原则上已不适宜于无公害蔬菜的种植。此外，菜地土壤硝酸盐质量分数也大幅度增加。土壤质量的恶化影响到农产品质量。2000年下半年广州市检测到蔬菜亚硝酸盐质量分数超标率为6.8%，铅、镉、铬、砷四种重金属质量分数超标率为33.1%，农药残留质量分数超标率为6.5%。2001年浙江省农产品出口由于检测不合格而损失数亿美元。欧盟对中国茶叶的农药检测项目从原来的6种增加到62种，直接影响浙江省每年茶叶出口额670万美元。更令人不安的是，许多低浓度有毒污染物的影响是慢性的和长期的，可能长达数十年乃至数代人。
（4）食物安全和生态系统状况令人担忧。各种污染物可通过多种途径进入地表环境，并大量积累，对生态系统和人体健康的危害已显初步迹象。据不完全统计，广州市自1997年至2001年共发生因蔬菜农药残留引发的食物中毒事件28起，中毒415人。东莞市高毒、高残留农药每年造成急性中毒5至7宗，受害人数约300人。类似的急性中毒事故在浙江、江苏等地也时有发生。水产品中有毒物质含量检出率逐年增加，出口退货事件经常发生。此外，赤潮不仅造成养殖鱼类大量死亡，而且已同时出现多起因赤潮引起的人体中毒及死亡事件。水体生物物种显著减少乃至消失，渔业资源严重破坏，水生生态系统功能衰退。2002年在珠江广州市段观察到原生动物多为耐污或食菌及食碎屑种类，而自养或食藻种类减少。在近海，被称为我国四大鱼类的大黄鱼、小黄鱼、带鱼和乌贼受到的威胁最大，产量大幅下降。围海造地使沿海红树林、芦苇等湿地减少，海域淤积，纳潮量减少，造成航道淤积及港口深水岸线资源的破坏。在厦门，国家二级保护动物——文昌鱼的渔场遭到破坏，文昌鱼资源锐减，成为濒危物种。
2.2.2环境污染和生态破坏加重的主要原因
主要原因是：（1）地方政府偏重经济发展，轻视环境保护，环保投入不足，措施不力；（2）在产业结构和能源结构上存在严重的缺陷，常量污染物大量肆意排放，微量毒害污染物不断积累，复合污染突出；（3）城市规划和产业布局不合理，环境污染物难以控制和集中处理；（4）环保法规不够健全，环境标准不够严格，地区间、部门间缺乏有效的环境治理协调体制与合作机制；（5）区域环境科学技术的研究与发展滞后，储备不足。
2.2.3治理环境污染和生态破坏的建议与对策
鉴于上述原因，建议将东南沿海城市地区的环境污染与北方荒漠化引起的沙尘暴、长江黄河上游的水土流失等列为同等重要的环境问题，摆到政府的议事日程上来。同时建议该地区在未来的经济快速增长和城市化大规模发展过程中，采取以下治理对策与措施：（1）全面理解、贯彻“发展就是硬道理”的指导思想，强化“维护生态环境安全质量、保障人体健康和实现可持续发展”的战略思想，适当增加环境保护的投入比例，充分利用政策杠杆和市场机制，加强环保基础设施建设；（2）加快调整产业结构，改善能源消费结构；（3）加强环保法规建设，健全环境管理体制和机制，制定更严格的区域环境质量标准；（4）实行区域及部门合作，控制农业和农村面源污染，重视持久性毒害环境的污染物及其危害效应；（5）加强环境科学和污染治理技术的研究与发展，加强环保科普工作，提高全民生态环保意识。
2.3江苏省农业安全举例
江苏省环境污染问题十分突出。由环境污染所带来的农业产品质量与农业安全问题，成为影响全省可持续发展急需解决的战略问题[3]。
2.3.1环境污染状况
（1）大气污染。衡量大气质量的3项主要指标是SO2、NOx、总悬浮颗粒的质量浓度。根据国家《环境空气质量标准》（GB3095-96），江苏省这3项指标超过二级标准的城市占全省城市总数的比例分别为77%、85%和100%。如以全省平均状况论，3项指标都全部超标，超标率为1.0%~12.4%。
（2）酸雨污染。近10年来，全省频降酸雨，酸雨平均发生频率达23%。除淮阴与宿迁局部地区外，全省绝大部分地区均是酸雨影响区域。
（3）水体污染。全省除河流、湖泊均受不同程度污染外，尚有一半以上的城市饮用水受污染。此外，全省废水年排放量达3.4×109t，其中工业废水2.2×109t，占64.7%。废水中除COD、悬浮物及石油类（年平均质量分别为5.01×105t、1.8×105t、4.2×103t）之外，还含有毒物质如氰化物，砷及其化合物，重金属（汞、镉、铅、铬）等，其总质量年平均近300t，占全国的8.6%。
（4）土壤污染。江苏省1999年化肥（折纯）使用量达3.354×106t，占全国化肥用量的8.1%；其中以氮肥和磷肥为主，这两者占全省化肥使用量的75%。农药使用量达1.7×105t，占1999年全国农药用量的9.1%。“九五”期间农膜使用量为4×104~6×104t/a；其中1999年的使用量为5×104t，占全国使用量的5.1%。全省平均每年产生固体废弃物2.89×107t，约占全国产生固体废弃物总量的3.6%，其中含有大量的危险物；废弃物占地面积达2.489×107m2。所有这些物质均严重污染土壤，危害土壤的安全。
2.3.2农业安全状况
据不完全统计，江苏省遭受外省污水污染的农地面积超过4×105hm2。由于污水污染，鱼类资源减少，从1985年至2000年，鱼产量下降70%。农产品质量检测结果表明，重金属铅、镉、汞、铜、砷、锌等元素以及农药，是残留在农产品中最主要的有害物质。在受污染的产品中，80%的产品是受重金属污染或重金属加农药复合污染，其中铅的检出频率最高，其次为镉、汞等重金属；20%是受农药污染，农药多为呋喃丹、乐果、甲拌磷等，甚至在南京的市场中检出蔬菜含有禁用的剧毒农药甲胺磷、对硫磷。此外，农产品中硝酸盐的检出率也较高，其中，粮食产品硝酸盐的检出率为47.6%，蔬菜类达85.3%。2002年元旦，抽检南京、苏州、常州和徐州四市28种225份蔬菜，结果表明，这四市均出现不合格产品，不合格率分别为46%、42.1%、19%和45%。2002年5月抽检全省8市28县（区）的粮食产品（大米、小麦和面粉）质量，铅检出率达88.1%，超标率21.4%；南京、苏州、无锡三市基本农田保护区产品质量检测发现，重金属检出率几乎达100%；除苏州因抽样不当而未出现超标外，南京、无锡产品中的重金属铅、汞、镉超标率分别达66.7%、33.3%、25%。据报道，江苏省为全国恶性肿瘤死亡水平最高的省份，较全国平均水平高50%。自上世纪70年代以来，江苏恶性肿瘤死亡率一直居各死因之首。土壤中超容量外源重金属的存在，也是导致农产品遭受重金属污染的根源。江苏基本农田保护区土壤监测资料表明，土壤重金属检出率达100%，无锡市土壤重金属质量分数超过国家标准的12.5%，部分地区超出国家标准的1倍多。江苏土壤重金属污染是较为严重的。
2.3.3解决农业安全问题的建议与对策
（1）加强宣传，强化环境伦理道德教育。应当通过各种媒体，加强宣传，特别是应加强对农民合理使用农药和化肥等的科学技术教育。通过多层次、多方面、大范围的宣传教育活动，为治理、保护、优化江苏环境质量奠定深厚的民众基础，聚集强大的社会与民众力量。
（2）加快城镇污水处理。城镇污水是造成环境问题的重要污染源。“九五”初期，全省城镇生活污水处理率仅35%，大量的生活污水未经处理便直接排放。尤其是对土壤易造成重金属污染的工业废水，至1999年直接排放量达2.2×108t之多。应当提高城镇污水的处理能力，力争工业废水的达标排放率在90%以上，生活污水的处理率在80%以上，从源头上降低环境污染的危险性。
（3）加快农业结构性调整，重视生态环境建设。农业生产应与工业一样重视环境保护工作，重视农产品质量的优化。应严格控制施用农药、化肥，特别是氮肥的施用量（每公顷施240~270kg为宜）。通过实行秸秆还田、平衡施肥，推广施用高效低毒、低残留农药，以及实施病虫草害综合防治技术，有效地控制化肥、农药流失所导致的污染。
（4）综合治理乡镇工业，强化乡镇环境管理。应调整农村工业布局，促使乡镇工业走规模化、集约化的道路，以便实行污染集中控制与治理。同时努力推进其技术进步与更新改造，实施清洁生产。强化乡镇的环境管理，除了对乡镇工业实施从污染末端治理转化为工业生产的全过程环境管理与控制外，还要对农业活动中的不良环境行为加强管理与执法力度。
（5）加大资金投入，提高环保工作的有效性。“九五”期间的1999年度，环保资金投入126.6亿元，占当年全省GDP的1.64%；2000年投入154.0亿元，占全省GDP的1.79％。应当将投资基本稳定在GDP的2.0%左右，以支持环境保护事业的顺利发展。
（6）加强法制建设。应针对江苏环境问题的特征制订相关的地方法规，使环境法在保护江苏环境中发挥应有的重要作用。
（7）开展区域性农业安全与农业清洁生产的研究，不断总结经验，广泛推广。当前江苏省正在开展农业清洁生产创新研究，其总体目标如下：修订江苏省主要农产品国家市场无公害农产品品质强制标准和无公害农产品检测标准，并与国内、国际的标准和技术规范接轨；针对农产品品质与监测标准，通过示范基地试验，提出环境（本底）质量水平，制定农（粮、油、菜）、畜（肉、蛋）、水（淡水鱼）等生产领域的主要农产品加工技术规程，对相应的技术规程进行集成；开发肥料、农药、地膜、饲料、添加剂的无公害技术，以及治理水体、土壤中有毒有害物质的技术；在上述示范基地生产清洁农产品的基础上，探索公司（企业）、农户、市场等管理模式，并通过法规法制体系的调整，不断扩大开发规模，保证从基地到市场和餐桌上的食物有全清洁的生产过程。
为达到上述的总体目标，江苏省正在完善以下五大体系：农产品质量安全生产技术规范体系；农产品质量安全标准体系；农产品质量安全监管监测与认证体系；农产品质量安全管理与市场信息体系；农产品质量安全法规与执法体系。这五大体系可概括为：技术、质量、监测、管理、法制体系。这项研究任务的完成，必将有效地推动全省农业清洁与安全生产的进程，并将对全国农业安全生产起促进作用。
3结语
（1）现代生态农业是现代农业的发展方向；现代生态农业的核心是农业的可持续发展，其重要内容是农业安全。现代生态农业是以生态理论为基础，以现代生态农业技术为手段，通过农业与环境，生态与经济的平衡，达到农业可持续发展、农业安全和人类健康的最终目标。
（2）生态农业建设必须遵循生态学的各项原则，强调资源环境保护与经济发展相结合。生态农业建设必须发展以科技为主的产业市场，形成寓环境于一体的高新农业产业，实行农业的产业化经营，实现农业的根本性转变。生态农业的区域及县级示范，应因地制宜，发挥优势，突出产业，重视环境质量，加强农业清洁生产，重视农业安全，提高农产品质量，面向市场，走向国际。生态农业的发展，一方面要总结经验，不断深化；另一方面，要重视不同模式与资源配置，结构升级，环境响应等问题的深入研究，从而促进生态建设的发展。