第三节 土壤环境与健康
土壤是食物链的首端,是连接无机界和有机界的纽带,了解土壤污染的现状及其对人类的危害和土壤污染的防治是十分必要的。
一、土壤及其环境健康学意义
土壤是指地球陆地表面的疏松部分,由岩石风化和生物作用形成。土壤和空气、水一样,是人类环境的基本要素之一。土壤由固相(矿物质、有机质)、液相(土壤水分或溶液)和气相(土壤空气)等组成。土壤为植物提供营养源和水分,是植物生长、进行能量交换的主要场所。土壤中的氧化还原反应系统、胶体离子吸附交换系统、微生态化学反应系统、废弃物存放系统、地下水过滤系统等是重要的环境保护要素。
二、土壤的污染与自净
(一)土壤污染
土壤污染(soil pollution)是指在人类生产和生活活动中排出的有害物质进入土壤中,直接或间接地危害人畜健康的现象。
1.土壤污染的来源
土壤污染的主要有:①生活性污染,包括人畜粪便、生活垃圾和生活污水等;②工业和交通污染,主要是工业废水、废气、废渣及汽车尾气污染;③农业污染,主要是农药和化肥污染。
2.土壤污染物的种类
土壤污染物种类繁多,主要有生物性污染物(如病原菌)、化学性污染物(如重金属和农药等有毒有害物质)、放射性污染物。
3.土壤污染的特点
土壤污染具有危害的隐蔽性、污染物的累积性、不可逆转性和治理长期性的特点。
(二)土壤污染的自净
土壤污染的自净是指受污染的土壤通过物理、化学和生物学的作用,使病原体死亡,各种有害物质转化到无害的程度,土壤可逐渐恢复到污染前的状态。
1.病原体的死亡
病原微生物进入土壤后,受到日光的照射、土壤中不适宜病原微生物生活的环境条件、微生物间的拮抗作用、噬菌体作用以及植物根系分泌的杀菌素等许多不利因素的作用而死亡。
2.有机物的净化
土壤中的有机污染物在微生物的作用下,使有机物逐步无机化或腐殖质化。无机化是指含氮有机物在土壤微生物的作用下,分解成无机物(氨或氨盐、硝酸盐、甲烷、二氧化碳和水、硫酸盐或磷酸盐)的过程。腐殖质化是指已死的生物体在土壤中经土壤微生物分解而形成有机物。
3.化学污染物在土壤中的迁移、转化和残留
土壤中的重金属污染,如不及时修复,几乎可以长期以不同形式存在于土壤中。含有铅、砷、汞等农药的半减期为10~30年,有机氯农药的半减期为2~4年。化学污染物在土壤或农作物中的残留情况与化学污染物的特性及土壤的理化特性有关。残留情况常用半减期和残留期表示。
三、土壤污染对健康的影响
(一)土壤化学物污染的危害
土壤化学物污染主要是通过农作物、地面水或地下水对人体产生影响。在生产过磷酸钙工厂的周围,土壤中砷和氟的含量显著增高;铅、锌冶炼厂周围的土壤,不仅受到铅、锌、镉的严重污染,而且还受到含硫物质所形成的硫酸的严重污染。任意堆放的含毒废渣以及被农药等有毒化学物质污染的土壤,通过雨水的冲刷、携带和下渗,会污染水源,人、畜通过饮水和食物可引起中毒或肿瘤。我国于1983年停止生产有机氯农药,1984年停止使用六六六和滴滴涕农药,但其长远影响尚需逐渐消除。
(二)土壤放射性物质污染的危害
土壤放射性物质通过放射性衰变,能产生α、β、γ射线,这些射线能够穿透人体组织,使机体的一些组织细胞受到不同程度的损伤,重者死亡,这些射线对机体既可造成外照射损伤,又可通过饮食或呼吸道途径进入人体,造成内照射损伤,受害者多出现头晕、乏力、脱发、白细胞减少或增多,发生癌变等。
(三)土壤生物性污染的危害
人体粪便中的病原体污染了土壤,人们吃了在这种土壤中成长的蔬菜瓜果,可能会引起肠道传染病或寄生虫病,如细菌性痢疾、伤寒、蛔虫病等。土壤中的病原体还可通过皮肤或黏膜进入人体而致病,如钩端螺旋体病、破伤风等。
知识拓展
镉污染
镉是农作物生长和人体发育的非必需元素。镉可引起肾、肺、肝、睾丸、脑、骨骼及血液系统毒性,被美国毒物管理委员会(ATSDR)列为第6位对人体健康有毒的物质。镉的土壤环境容量相对较小,其本底值约为0.06mg/kg,超过1.0mg/kg时,即可认为土壤受镉污染。由于使用含镉磷肥及污水灌溉等,使得土壤中镉含量增加,继而被某些植物摄取而进入食物链。植物易吸收土壤中的镉,使作物体内镉含量增高。水稻对镉的富集作用很强,其镉含量可为水镉的800倍。食物、饮水和烟草是居民镉暴露的主要来源。日本富山县神通川流域曾出现因居民长期食用含镉量高的稻米而引起的慢性镉中毒,因患者全身疼痛,终日叫个不停,又称“痛痛病”。我国上海市郊的川沙污灌区、松江炼锌厂地区、吴淞口工业区等地土壤中,镉含量已超过背景值100倍左右,最高的酸溶性镉含量达130mg/kg。
四、土壤卫生防护
为了防治土壤污染,主要采取下列措施:①对粪便、垃圾和生活污水进行无害化处理;②加强对工业“三废”治理和综合利用;③合理使用农药和化肥,积极发展高效、低毒、低残留的农药;④积极慎重地推广污水灌溉,对灌溉农田的污水进行严格的监测和控制。
知识拓展
铊中毒
在我国贵州省某地区过去曾发生过一种奇怪的脱发病。有人一觉醒来,忽然发现头发一束束脱落。
调查发现:当地人非法开采矿石的现象非常普遍,废弃的矿渣随意堆放对当地环境造成极大破坏;调查当地人群发现乏力、下肢无力、发麻或失眠等症状多见,少数人有视力下降、四肢远端感觉障碍、疼痛及脱发等症状。
经研究发现,这里的土壤富集较多的铊元素。铊元素被农作物吸收后,又富集在植物的果实和种子中,人们吃了含铊的食物通过食物链进入人体,从而造成体内铊的积累。当铊的含量在人体内达到一定程度时,就会出现铊的中毒症状——脱发。