土壤汙染(soil contamination)主要是指土壤中收容的有機廢棄物或含毒廢棄物過多,影響或超過了土壤的自淨能力,從而在衛生學和流行病學上產生了有害的影響。土壤汙染包括重金屬汙染、農藥和持久性有機化合物汙染、化肥施用汙染等。作物從土壤中吸收和積累的汙染物常通過食物鏈傳遞而影響人體健康。
一、來源
1.汙染物進入土壤的途徑
(1)汙水灌溉 用未經處理或未達到排放標準的工業汙水灌溉農田是汙染物進入土壤的主要途徑,在灌溉渠係兩側形成汙染帶,屬封閉式局限性汙染。
(2)酸雨和降塵 工業排放的SO2、NO等有害氣體在大氣中發生反應而形成酸雨,以自然降水形式進入土壤,引起土壤酸化。如冶金工業煙囪排放的金屬氧化物粉塵,在重力作用下以降塵形式進入土壤,形成以排汙工廠為中心、半徑為2~3km範圍的點狀汙染。
(3)汽車排氣 汽油中添加的防爆劑四乙基鉛隨廢氣排出汙染土壤,行車頻率高的公路兩側常形成明顯的鉛汙染帶。
(4)向土壤傾倒固體廢棄物 堆積場所土壤直接受到汙染,自然條件下的二次擴散會形成更大範圍的汙染。
(5)過量施用農藥、化肥 屬農業區開放性的汙染。
2.土壤汙染物的類型
(1)化學汙染物 包括無機汙染物和有機汙染物。前者如汞、鎘、鉛、砷等重金屬,過量的氮、磷植物營養元素以及氧化物和硫化物等;後者如各種化學農藥、石油及其裂解產物,以及其他各類有機合成產物等。
(2)物理汙染物 指來自工廠、礦山的固體廢棄物如尾礦、廢石、粉煤灰和工業及民用垃圾等。
(3)生物汙染物 指帶有各種病菌的城市垃圾和由衛生設施(包括醫院)排出的廢水、廢物以及廄肥等。
(4)放射性汙染物 主要存在於核原料開采和大氣層核爆炸地區,以鍶和銫等在土壤中生存期長的放射性元素為主。
二、土壤汙染對食品安全性的影響
進入土壤的汙染物增加到一定濃度時,農作物就會產生一定的反應,若汙染物的濃度超過作物需要或可忍受程度,無論是出現受害症狀,還是作物生長並未受害,隻要產品中該汙染物含量超標,都會對人畜造成危害。土壤中可能對食品安全造成影響的汙染物有以下幾種。
1.農藥
噴灑農藥時有40%~60%降落於地麵,隨降雨過程經地表流入水域或下滲進入土壤。我國農藥總施用量高達131.2萬噸(成藥),平均每畝施用931.3g,比發達國家高出一倍。特別是隨著種植結構的調整,蔬菜和瓜果的播種麵積大幅度增長,這些作物的農藥用量可超過100kg/公頃,甚至高達219kg/公頃,較糧食作物高出1~2倍。農藥施用後在土壤中的殘留量為50%~60%,已經長期停用的六六六、滴滴涕目前在土壤中的可檢出率仍然很高。
2.重金屬
一些人體需要量極少或不需要的元素如Pb、Cd、Al、Au、Sn、Hg、Be等,攝取達到一定數量時就會發生毒害作用,特別是Hg、Pb、Cd、As等毒性較強的元素。據統計,我國重金屬汙染的土壤麵積達2000萬公頃,占總耕地麵積的1/6。
3.酚類物質
與含酚廢水對作物的影響不同的是,土壤中殘留酚能維持植物中較高水平的含酚積累,並且植物中的酚殘留一般隨土壤酚的增多而增大。含酚類物質可破壞植物細胞滲透,抑製植物生長。
4.化肥
化肥對提高農作物產量起到了巨大的作用,但施用後其負麵影響也在增加,過量施用化肥不僅會造成很大的浪費,如磷肥的利用率美國僅為30%~50%,日本50%~60%,前蘇聯30%~40%,而且未被吸收的化肥會隨水土流失進入水體。近年來,在耕地麵積不斷減少的情況下,化肥的使用量一直處於上升態勢。如2004年我國化肥使用總量已達到4637萬噸,比上一年增長5.1%。我國耕地麵積不到世界的1/10,但是,氮肥使用量為世界的30%,每公頃高出世界平均水平2.05倍;磷肥的使用量為世界的26%,每公頃高出世界平均水平1.86倍。使用化肥的強度平均每公頃達400kg(太湖流域曾高達600kg),平均使用量是發達國家化肥安全使用上限的2倍,遠遠超過發達國家為防止水體汙染而設置的225kg/hm2的安全標準。施氮過多的蔬菜中硝酸鹽含量是正常情況的20~40倍。人畜食用含硝酸鹽的植物後,極易引起高鐵血紅素白血症,主要表現為行為反應障礙、工作能力下降、頭暈目眩、意識喪失等,嚴重的會危及生命。