农田污染综合防治技术路劲与风险管控对策

农田污染综合防治技术路径与风险管控对

策

第一章我国农田污染概述

1、1我国农田污染现状及特征

1、1、1污染现状

农田污染就是指在施肥、灌溉等过程中，在土壤中添加了某些有害物质或使某些固有

物质含量过高，其污染负荷超过了土壤得承受容量。随着经济得发展，人类得各种活动对农田

得污染也在加重，致使农村生活环境日趋恶化，农业及其牛.产环境污染严重，从而影响了农

作物得产量与质量。

根据国家环保部公布得资料可知,我国农田受污染率从20世纪80年代末得不足5%,

迅速上升至20%以上（见表1・1）。首次全国污染状况调查表明，全国耕地土壤点位超标率为

19、4%,其中轻微、轻度、中度与重度污染点位比例如图1-1,主要污染物为镉、锲、铜、

碎、汞、铅、DDT与多环芳煌.在一些经济发达地区，农田污染问题更加突出，例如，广东省

得清洁土壤只有11%,轻度污染农田占耕地总面积得77%,重度污染农田占耕地总面积得

12%左右。

表1-1不同年份我国受污染农田面积及占耕地面积得比例

年份全国受污染农田（万hm2）占耕地总面积（％）

19896004、6

19906675、1

199110007、7

2007323026、5

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农HI污染综合防治技术路劲与风险管控

图1-1首次全国污染状况调查-全国耕地土壤点位超标率图

随着工业化与集约化水平得不断提高及应对措施得缺乏，我国农田污染进一步加重.据

初步统计,全国目前受污染得耕地约有1、5亿亩，污水灌猊污染耕地3250万亩，固体废弃物

堆存占地与毁出200万亩，合计约占耕地总面积得1/10以上，其中多数集中在较发达地区。

每年因重金属污染减产粮食100亿公斤，污染超标粮食120亿公斤;4000多万人长期生活

在污灌区内，2、5亿人受到污染耕地得直接威胁，每年癌症病发及死亡人群呈上升趋势，

一定程度上与农产品污染程度得增加有关。

农田土壤污染与大气污染与水污染不同,大气污染与水污染一般比较直观，容易被人们

发觉，而土壤污染往往不易被人们发现,一般要等到农产品发生危害时，人们才会追溯到土

壤，并且需要通过对土壤样品进行分析化验与农作物得残留检测才能确定。另外，污染物质

在大气与水体中•般容易犷散与稀释，所以只要切断污染源并采取有效得治理措施,很快就

会见效，而污染物在土壤中一般难以扩散与稀释。土壤污染一旦发生，则很难恢治治理成

本较高，治理周期较长，甚至被某些重金属污染得土壤需要200年以上得时间才能够恢复，

因此最好采取以防为主，防治结合得方法对农田土壤进行保护与修复。目前，我国农田污染局

部改善，但就是呈整体恶化趋势，需要进行进一步得防治措施。

1、1、2污染特征

我国农田土壤污染正从常量污染物转向微量持久性毒害污染物，从局部蔓延到大区域，

从城市郊区延伸到乡村，从单一污染扩展到复合污染，从有毒有害污染发展至有毒有含污染

与氮、磷营养污染得交叉，形成点源与面源污染共存，生活污染、农业污染与工业污染叠加,

各种新旧污染与二次污染相互复合或混合得态势。

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近年来，我国得农田污染主要呈现以下四个特点（见图1一2）：

首先，农田污染物种类逐渐增多，污染空间呈现出扩张化得趋势。FI前，我国农田污染物

不仅包括传统得农药、重金属污染，还包括化肥流失、畜禽粪便污染、秸秆废弃或焚烧、塑

膜残留与大量温室气体排放等方面。近年来，规模养殖场畜禽粪便污染已经成为中国农田

污染得重要来源之一，大部分得养殖场缺乏相应得防污措施；集约化种植业也正在变成中国

农HI污染得重要贡献者，而且其温室气体排放问题日益被关注.

其次，农田污染格局发生转变。中国农田系统污染呈不断加剧得变化趋势，污染源逐步

由工业为主与工农并重，向以农业自身为主得方向转变.同时，工业与生活污染物进一步向农

村转移，农田产地环境系统已经成为最广阔、最直接得受害者。农田污染得复杂化

再次,农田污染呈现复杂化趋势。农田污染逐步由简单走向复杂，在表现上逐步由"面源'

特征走向“立体〃与综合,呈现出复合交叉与食物链时空延伸特征，对畜禽、人体等构成了严

重得危害.

最后，农田污染治理得难度不断加大.国家曾先后组织开展多项重大农业环境治理工作，

取得一定成绩。但由于农田污染防治仍然就是一项新生事物，加上农田污染得高度综合性、

复杂性与潜伏性等，传统“点源"、"面源"污染防治得思路难以解决复杂得农田污染问题，

单方面研究已经远远不能从根本上有效得解决农田污染问题.

传统农药、重金属

污染物种类增加

污染空间扩张化

x.______________________y化肥、畜禽粪便污染、

秸秆废弃或焚烧、塑膜

［残留、大■油室气体J

我

国污染源由工业为主与

农田污染格局

农发生转变工农并重

田

土向以农业自身为主的

壤方向转变

污

染由简单到复杂

特

征

由面源到立体、综合

污染具有高度复杂性、

【综合性、淆伏性

单方面研究难以治理

图1一2我

国农田污染主要特征图

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1、2我国农田污染得危害

农田污染对经济、土壤环境质量与人体健康都会造成负面影响。

1、2、1农田污染对经济造成直接损失

农田污染物质会影响到农产品得产量与品质.仅以农田重金属污染为例,全国每年因重

金属污染而减产粮食1000多万吨，另外被重金属污染得粮食每年也多达1200万吨,合计造

成经济损失200亿元。2000年对23个省（市区）得不完全统计，我国污染农田乙万h

m2,造成农畜产品损失2489万千克，直接经济损失2、2亿元。对于农药与有机物污

染、放射性污染等其她类型得土壤污染所导致得经济损失，目前尚难以估计.但就是，这些

类型得污染所造成得后果十分严重，例如:我国天津蓟运河畔得农田，曾因灌溉三氯乙醛污染

得河水而导致数万亩小麦受害。

1、2、1农田污染造成农田土壤环境质量下降

一方面，土壤污染物质不易迁移、扩散与稀释,因而容易在农田中不断积累而超标，从

而造成土壤板结、硬化、地力下降而不适宜于粮食生产，这将会对我国造成严重得粮食压

力;另一方面，农田土壤受到重金属、无机盐、有机物与病原体等物质得污染且情况严重。

根据中国科学院得•项调查结果显示，目前全国至少有1300-1600万公顷耕地受到农药

得污染。我国东北地区一些农场长期使用氮肥,土壤有机质含量已由原来得5%—8%降到

1%—2%。江西红壤表土pH值由5、0降到4、3,土壤板结普遍严重。

1、2、1农田污染对人体健康构成威胁

由于农药、化肥得不合理使用与过量使用，导致粮食、蔬菜、水果等食物中镉、铭、碓、铅

等重金属含量超标或接近临界值，直接对人体健康与生命安全构成危害.据江苏省农业科学

院植保所2002年初对南京市部分农贸市场农产品得抽样检测数据显示，农药残留不合格

率超过20%（见图1一3）.这就是在冬季施用药肥数量较小得情况下得检测数据，到了夏季，农

产品尤其就是叶菜得农药残留不合格率将更大。另外，由于生物对农药有积累、浓缩、富集

作用，农药得使用不当会导致化学农药在生物体内富集。若长期食用体内农药含量很高得粮

食、肉、禽、蔬菜，也会使有毒物质在人体内富集。

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2002年初南京部分农贸产品农药残留不合格率

年初南京部分农贸产品农药残留不合格率

第二章我国农田污染得主要来源与污染路径

1、1污染物种类及主要来源

由于工矿业生产、农业生产与生活废物堆放，使得多种污染物进入农田土壤，造成污染。这

些污染物主要分为无机污染物与有机污染物。无机污染物包括对生物有危害作用得元素与

化合物，主要指重金属元素如汞(Hg)、镉(Cd)、碑(As)、铅(Pb)、格(Cr)、铜(Cu)、银

(Ni)、锌(Zn)、钻(C。)等，当前最引人关注得就是汞(Hg)、镉(Cd)、种(As)、铅(Pb)、

格(Cr),锌(Zn)等。有血污染物包括有机氯类、有机璘类、氨基甲酸酯类、苯氧浚酸类、

苯酰胺类等，主要来自化工厂排放与化学农药(详见表2-1).这些污染物一般通过三种路径进

入农田:大气沉降、洪水冲积、污染废物人为直接排放(图2—1)。

生活污水、工业废

水、农药、肥料

图2-1污染物进

入农田路径示意图

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表2-1农田土壤主要污染物及来源表

污染物种类污染来源

汞(Hg)氯碱工业、汞化合物生产等，仪器仪表工业，含汞农药，含汞电池

镉(Cd)冶炼、电镀、燃料等工业，采矿，含镉化肥，含镉电池生产

重

铜(Cu)冶炼、铜制品生产等，采矿，含铜农药

金

锌(Zn)冶炼,镀锌，纺织等工业，含锌农药，磷肥，采矿业

属

铅(Pb)油漆、颜料、冶炼等工业,采矿，汽车排气，农药化肥，含铅电池

类

格(Cr)冶炼、电镀,制革、印染等工业

银(Ni)冶炼、电镀、炼油、染料等工业，含锲电池生产

类金属碑(As)硫酸,化肥，农药,医药，玻璃等工业

类硒(Se)电子、电器、油漆、墨水等工业

钠(137C原子能、核工业、同位素生产、核爆炸

放射s)

核素盥(90原子能、核工业、同位素生产、荷包照

Sr)

氟（F）冶炼，磷酸与磷肥，氟硅酸钠等工业

其她

酸、碱、盐化工,机械，电镀，酸雨，造纸，纤维等工业

有机农药农药得生产与使用

酚炼焦、炼油、石油化工、化肥、农药等工业

有

氧化物电镀、冶金、印染等工业

机

石油油田、炼油、输油管道漏油

污

多环芳煌类炼焦、炼油等工业、电子垃圾拆卸，垃圾焚烧

染

有机洗涤剂机械工业、城市污水

一般有机物城市污水、食品加工、屠宰工业

病原微生物城市污水、医院污水、畜禽养殖、厩肥、生活垃圾

生物污染

寄生虫

1、2、1大气沉降

工矿企业每天向大气排放大量得粉尘与废气；热电厂、餐饮企业与家庭每天向大气排

放大量得烟尘;机动车每天向大气排放大量得尾气;大风将地表有害得粉尘吹向天空;机动车

在行驶过程中将路面得粉尘抛向天空;每天有大量得粉尘与废气排向大气。而这些物质又以

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降尘得形式或伴随着降水回到地面，进入农田污染土壤。大气沉降物质包括汞(Hg)、福(C

d)、铅(Pb)、锌(Zn)等重金属以及二氧化硫、氟化物、氮氯化物、碳氢化合物等。有得地

方大气沉降甚至就是农田土壤污染物得主要来源，如据天津郊区农田重金属来源分析结果，

农田土壤中Cd与Pb得90%来自于大气沉降。大气污染物沉降所造成得土壤污染具有区

域范围广与外源污染得特点.就就是说某一个区域，即使不使用任何污染物质，也有可能受周

边大气污染得影响，以大气污染物沉降得方式造成土壤污染，酸雨就是一种典型得大气沉降

污染。目前，全国近12、1%得国土受到酸雨得影响。

1、2、2洪水冲积

矿区通常都有堆枳如山得矿渣堆放场或规模巨大得尾矿库，在•些工矿企业周边星状分

布着大大小小得渣山或废水塘，这些含有大量有害物质得尾矿、废渣、废水，通常只危害

当地得水体与土壤，但一且遇到暴雨与洪水，大量得有害物质就会冲向周边与下游地区得农

田，污染水体与土壤。如2001年6月，广西壮族自治区环江毛南族自治县遭遇特大暴雨

袭击,环江河上游得3家选矿企业尾矿库溃坝，洛阳镇、大安乡、思恩镇600hm2农田被尾

矿及废矿渣淹没。庄稼大面积死亡,第二年农田地庄稼无法生长，严重得地方寸草不生。土壤

化验结果表明，农田土壤酸度过大,Pb、Zn、As等元素超标。因洪水冲积造成矿区尾矿库

溃坝或因暴雨造成工矿企业污水泛滥而导致大面积农田土壤污染与灌溉水源得污染得事件

时有发生，也就是污染物进入农田土壤得重要途径之一。

1、2、3污染物人为直接排放

1、2主要来源

我国农田污染得主要来源分为二大类:T矿业污染源、农业污染源与生活废物污染源c每一

大类中又细分为不同得种类，具体见图2—2。

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矿山开采

通过排放废液、

工矿业污染源废气、废渣污

染农田

「业生产V________________)

我

国

农

田

污

染

主

要重金属污染

来

畜禽养殖废物

源

一

农膜

人粪尿

生活废物污染源

—生活废弃物生活垃圾、废旧电池

图2—2我国农田污染主要来源图

1、1、2工矿业污染源

我国工矿业生产对农田得污染主要分为采矿生产造成得污染与工业生产造成得污染。

(1)工业生产污染源

我国农田得工'也污染绝大多数就是由于乡镇在工业化进程中忽视环境规划与治理所导

致得，这类企业得发展出现布局分散、规模小与经营粗放等特征，其中大多数企业由于技术

工艺落后、设备简陋、产品技术层次不高，经营者环境保护意识薄弱,只顾眼前经济利益，

缺乏公共责任意识、管理与各种制度不健全，使有毒有害得污染物排放超过国家允许排放

标准.而且，不同种类得工业集中排污极易造成各种污染物之间得交汇作用，结果或扩大原有

污染物得污染能力,或派生出新得污染物，造成环境污染更加严重。随着农村招商引资力度得

加大与城市建设环保意识得增强，原来在城市污染严重得企业乘势纷纷转向农村，落户农村工

业园区，这些企业所排放得废气、废水、废渣对周围农田造成直接或间接得污染，造成土壤

板结、耕作质量卜.降，严重影响了农田得耕地质量。

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工业生产中得废水主要来源于城乡工矿企业废水与城市污水。工业废水中含有大量对

人体有害得有机化合物质与重金属.石油、石化业得废水中含挥发性酚、三氯乙醛、石油类、

茉类、多环芳短、径等有害物质。她们使农田遭到污染或对农作物产生直接毒害而造成得

减产，虽然可经过微生物作用逐步消失，但短期土壤污染得后果也很严重。有些工业废水

中常含有重金属元素，如制革厂得含镉污水，电镀厂、冶炼厂得含锲污水，化工、制药厂得

含汞、铭、铅、硅污水，这些重金属在农田土壤中积累后难以消除，严重影响作物生长并使农

产品受污染。众多废水未经达标就任意排放，使得地表水体及土壤受到污染。据统计，目

前全国废水排放量达618x108m3/a（2010年）。仅2010年,全国废水排放总量为617、

3亿t,其中工业废水237、5亿t,生活污水379、8亿t。全国工业废水中有毒有害物质

28、5万t,其中汞1、D5t,镉30、1t,六价格54、8t,铅140、8t,碑118、It,挥

发性酚966、0t,氟化物241、8t,石油类1、01万3氨氮27、3万£由于工业废水处理

能力低下，废水中有毒有害物质排放量很大（表2-2）,使土壤及农E0受到严重污染。

表2-2全国工业废水中某些有毒有害污染物排放量年际对比单位:t

氨氮

石油类/

年度汞镉倍(VI)铅挥发酚氟化物/万

万t

t

4

11489、408、244899、

20015、6121、42、91、

0、5945、75

3

4

105、111、48346、

20024、821327732、52、

614、82

1

5637

84、103、2245、638、4

20035、58、3、2、4

51660、4

57

56、3306、1562、629、42、

20043150、82、4

366、21882

37453、400573、52、

20052、762、1105、62、3

8、32085

4

332

20062、649、496、430004571、92、

9、145、2

5

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农田污染综合防治技术路劲与风险管控

3

39、187、2926、34、

20071、26919、3821、7

3431

7

241929、

20081、3639、575.32152561、3

0、916、17

2

2001、332、182、197、1044、

55、42500、957、

993236

3

2011、0140、12427、

30、154、89661、01

05818、11、83

工业生产中有害物质通过工矿企业得烟囱、排气管或无组织排放进入大气，以微粒、雾

滴、气溶胶得形式飞扬，经重力沉降或降水沉降至地表造成农田土壤得污染。钢铁厂、冶炼

厂、电厂、硫酸厂、铝厂、磷肥厂、氮肥厂、化工厂等均可通过废气排放与重金属烟尘得

沉降而污染周围农田.这种污染受气候条件影响，一般常年主打风向得下风侧污染比较严重。

工业废气沉降物污染中，对土壤危害最大得就是黑色金属与有色金属冶炼加工业，每年全国

排放量约为16000亿m3,占工业废气总排放量得19%。工业废气沉降污染范围多在排放

源得周围10km左右半径内,主要污染土壤表层。这些金属不但对农田土壤环境造成污染,

而且通过土壤进入农作物富集，对人体健康产生威胁.

工'也生产中得废渣、选矿尾渣如不加以合理利用与进行妥善处理，任其长期堆放不仅

占用大片农田，还可因风吹、雨淋而污染堆场周I制土壤。据统计,1949年，我国工业废渣产

量只有1140万t,2001年全国工业废渣产量为8、92t（其中危险废物952万t）；比1

949年增加79倍。工业废渣得种类繁多，性质夏杂，产量不一，造成得环境污染及对人体健康

得危害不同。产生工业废渣导致农田土壤污染得主要行业有:采掘业、化学工业、金属冶炼

加工业、非金属矿物加工、电力煤气生产、有色金属冷炼等。这些行业废渣中主要包括煤

肝石、废石、尾矿、钢铁渣、铭渣、粉煤灰、电石渣、硫铁矿渣与碱渣，此外还有热处理与

选矿等过程中产生得含银废渣及化工生产中排除得含汞废渣等，其中铝渣、汞渣、镉渣得毒

性很大。有害废渣排放量见表2-3

表2-3化学工业有害废渣排放情况

固体废渣排放量/（万t/a）

铭渣12

林渣2

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汞渣0、8

氯乙烯渣0、7

碑渣0、5

镉渣0、05

（2）采矿生产污染源

随着我国矿山企业得发展与建设，矿山企业得开采与生产对土壤环境造成污染越来越

严重，据统计，全国工业固体废物80%以上来自矿山.由于我国固体采矿、选矿而每年产生

得尾矿与排放得废弃物达6亿吨，这些数量巨大得尾矿或排放废弃物利用率较低，并且由于无

法及时处理，只能长期堆放，这些尾矿与废物在风化过程中不断释放出酸与重金属,直接引

起矿区及其周围农田土壤得污染.

在众多工业生产所需得重金属中，铅锌用途最广泛,广泛用于电气工业、机械工业、军

事工业、冶金工业、化学工业、轻工业与医药业等领域。此外，铅金属在核工业、石油工

业等部门也有较多得用途。世界上80%以上得铅被用于生产铅酸电池。锌就是重要得有色

金属原材料，锌在有色金属得消费中仅次于铜与铝,锌金属具有良好得压延性、耐磨性与抗腐

性，能与多种金属制成物理与化学性能更加优良得合金。原生锌企业生产得主要产品有:金

属锌、锌基合金、氧化锌，这些产品用途非常广泛，主要有以下几个方面:镀锌、制造铜合金

材料、铸造锌合金材料、制造干电池等。

由于我国有色金属产量与对矿产品需求量快速增长，其中，铅、锌得消费量也增长迅速，

加上铅锌得广泛应用，我国对铅锌矿得开采也逐年增加，同时产生得矿区土壤及周I制农田

污染问题也口益突出。并且由于铅锌矿在我国东部、中部、西部均广泛分布（见图2-3）,

并且开采过程中会产生含大量重金属得废液、废气、废物，从而造成得农田重金属污染也

越来越多。江苏南京栖霞山铅锌矿矿区及其周边菜园土壤，Pb、As、Cd与Zn三级与二级

超标率均较高，污染严重;内梅罗多因子综合污染指数均大于3,达到重度污染，金属污染不

仅改变了矿区周边农田土壤，同时还严重影响了作物得正常生长与品质.对云南省兰坪县铅

锌矿周边蔬菜、水果中Pd、Zn、Cu、Cd得含量及污染状况进行了调查，发现其周边蔬菜

中上述金属含量大部分超过国家食品卫生标准，超标率分别为：66、23%,25、97%,

0.00%,31、17%,污染非常严重。辽宁省铁岭柴河铅锌矿区土壤Cd、Pb、Zn元素含量

分别为当地背景含量得11、4,5,3倍，矿区玉米籽实除Pb、Cd含量分别就是国家食品卫

生标准得16—21倍,5、5—9、7倍。

铅锌矿得开采主要引发得周围农田土壤污染主要有两个方面:①尾矿与废弃物挤占土地，经

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风化作用直接或间接污染周围农田土壤;②尾矿尾渣得粒度小，重量轻、表面积大，堆放

时易造成流动与渗漏;并且尾矿成分及残留选矿药剂往往含有毒性或放射性，一旦进入自然

界生物圈循环，对附近得村镇、农田、水源等构成巨大威胁.

中华人民共和国铅锌矿资源分布示意图

2-3我国铅锌矿资源分立示意图

除采矿过程对农田土壤造成污染外，铅锌得冶炼过程产生得污染也非常严重.目前，我

国铅锌工业发展仍以粗放型经营为主，在我国铅冶炼新增产能中,50%以上采用落后得烧结锅、

烧结盘工艺，这种技术无法有效回收冶炼烟气中得硫、神等元素，以致对环境得污染十分严

重。如沈阳冶炼厂冶炼锌产生得矿渣主要含Zn、Cd,从1971至1995年，其浸出液中Zn、

Cd含量分别达6600与75mg/L,目前已扩散到离堆放场700m以外得范围.在黔西北典型

得土法炼锌区调查得10个土样中,Pb、Cd含量分别比《土壤环境质量标准》得二级标准

超出40%与100%,且上法炼锌每生产11精锌，平均产生含尘废气10000m3,使当地大气环

境严重受污，并且通过大气沉降作用使得土壤及周边农田受到污染.

铅锌矿对农田土壤得污染具有特征性（如图2-4）,主要特征为:多元素复合污染、元素赋存形

式复杂、通常叠加化学药剂、污染具有累积性与不可逆性及部分矿山伴有放射性污染。

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Pb、Zn^Cd、

多元素复合污染Cu^Hg、As多

〔元素宜合污染J

铅不同金属元素受土

锌元素赋存形式复杂

矿壤pH值、Eh值影响,

污I具有不同形态J

染

农

田

土

壤

的选矿剂残留，含氯

特化物、硫化物、氟

征化物等有毒物质

具有累积性和不可逆性隐蔽性、难迁移

性、生物富集性

图2-4铅

锌矿污染农田土壤污染特征图

（1）多元素复合污染

铅锌矿区农田土壤污染常表现为以Pb、Zn、Cd、Cu、Hg与类金属元素As为主得

多种金属复合污染，其中尤以Pb、Cd、As得污染为重，主要就是由河水污灌与尾矿砂直

接影响所致。就污染程度而言，尾砂直接污染土壤较河水污染土壤严重。矿区重金属元

素两两之间存在着极显著或显著相关性,可证明矿区存在重金属不同程度、不同组合得复

合污染类型。有研究显示，在铅锌矿区土壤中Cd-Pb、Cd-Zn.Hg-As.Hg-Cu、Hg

—Pb、Hg-Zn、As-Pb、As—Zn、Cu—Pb>Cu-Zn、Pb—Zn存在极显著相关性；Cd—H

g、Cd—As>Cd—Cu、As-Cu存在显著相关性.

（2）元素赋存形式复杂

重金属在环境中危害生物得程度，不仅取决于其总量，更大程度上就是受其存在形态得影

响，不同得存在形态决定了重金属在土壤中得迁移与转化（如图2-5）,从而表现出不同得生

物可利用性。其中可溶态、可交换态较易于被植物吸收，对农作物危害大;碳酸盐结合态、

铁锦氧化物结合态、原生硫化态、有机结合态在环境条件改变得情况下可对环境造成二次

污染，对生物产生一定得危害作用;残渣态其活性最小，只能通过漫长得分化过程而释放，而

分化过程就是以地质年代计算得，相对于周围环境而言，残渣态基本上不起作用，因而毒性最

小。Pb、Zn等重金属在环境中易发生水解反应生成氢氧化物，也可与一些无机酸反应生成

硫化物、碳酸盐、磷酸盐等沉淀物，从而积累于土壤中;Cd在土壤中得存在形态与土壤pH

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值与Eh值(氧化还原电位)相关，当.土壤pH值呈碱性时,Cd易形成沉淀物质从而积累与.土

壤中。重金属在不同条件下可作为中心离子与阴离子或简单分子形成配位络合物，也可以

与有机物形成鳌合物，因此多种金属复合污染得土壤中金属得赋存形式具复杂性.

有机物络合、螯合重金属，

一定条件下可转化为活性

态污染土壤

图2-5重金属形态得相互转化图

(3)通常叠加化学药剂得污染

残留在尾矿中得选矿药剂，在其长期堆存过程中会受到外界环境作用与自身相互作用

产生有害气体与有毒酸性水，水中常含有氯化物、硫化物、氟化物、氟化物、表面活性剂

等;此外，大量得药剂进入到尾矿坝底部，在渗漏水淋溶得作用下乳化、分散、增容并向下

迁移,可能影响到整个生态系统。

(4)具有累积性与不可逆性

重金属污染具有隐蔽性,在短时间内往往难以发现，如长史豆在矿山污水得农田污灌

区能正常生长且在土壤受到Cd、Pb与Zn严重污染得情况下仍能够形成约2kg/m2得产

量.重金属污染具有累积性，遗留得铅锌矿渣堆因雨水得淋溶作用，加上自身酸化作用，随堆

存时间延长，矿渣堆表层(10cm)得重金属含量将减少，但下层(60cm)含晶却显著增加。

在长达100年得矿渣堆中，表层铅含量为575。51mg/kg,但其下层含量却达到514

4.57mg/kg；与存放时间较短得矿渣堆相比，其可活性铅含量也较高。另外，重金属污

染就是一种不可逆得污染过程，其可迁移性差且不能降解，因而会在生态系统中不断积累，

毒性不断增强，从而导致生态系统得退化，并通过在农作物中富集影响人体健康。

(5)部分矿山伴有放射性污染

铅锌矿开采、冶炼与加工过程中，排放含有放射性物质得废渣、废气、废水，使矿区

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周围得放射性环境严重恶化。研究表明,铅锌矿开发而用中锋放得天然放射性核素铀就是

造成环境土壤放射性污染得主要因素。临湘桃林铅锌矿6501洞得天然辐射总量及X、V、

a、。4种射线得测定结果显示，该矿洞放射线剂量明显偏高。

1、1、2农业污染源

农业生产过程包括用肥、用药、灌溉与覆膜，化肥农药得不合理使用，污水灌溉，农膜

及畜禽养殖产生得废物不当处理都会造成农田污染。

（1）化学肥料

我国就是世界上最大得化肥使用国，目前，化肥年使用量已达4637万t,占世界化肥施用总量

得35%,并且化肥得使用量还在逐年增加（图2—6）.另外，我国化肥有效利用率相对较低,

仅30%左右。未被吸收得氮、磷元素，除部分被土壤吸附存留于土壤中外，大部分则通过地

表径流、农田排水进入地表与地下水体，导致水体富营养化与其她水体污染.目前我国农业

生产中施用肥料得问题可概括为"三重三轻三低”，即重化肥，轻有机肥，肥料利用率低：重用

地,轻养地，土壤有机质低;重产出，轻投入，施肥效益低.

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49-2000年粮食产量与与农用化肥施用量

化学肥料对农田得污染包括个两个方面:一就是某些用于生产化肥得原料中所伴生得

天然重金属物质在化肥生产过程中未被完全清除，导致化肥中含有重金属而污染土壤。在部

分磷肥中存在这种现象，如有学者认为2013年湖南得（镉米）事件主要就是农田使用得磷

肥中镉含量超标，吴卓耕等人得分析结果也表明土壤镉含量高与长期大量施用磷肥有直接

关系；二就是过量使用化肥与化肥与有机肥比例失衡造成大量得NH4+、K+与土壤胶体吸

附得Ca2+、Mg2+等阳离子发生交换，使土壤胶体分散，结构被破坏，造成土壤板结、硬化

与肥力下降并且改变了土壤微生物环境，或因土壤环境得改变加剧土壤中有害重金属物质

活化，从而危害农作物。

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（2）化学农药

“九五”期间，中国农业使用得农药量每年基本稳定在23万t左右，其中杀虫、杀蛹剂

占62%,杀菌剂占21%,除草剂占17%,杀鼠剂与植物生长调节剂占很小得比重。而目前，

中国农药产量跃居世界第二位，并且产品结构不够合理、质量不高，产品中杀虫剂占70%,

杀虫剂中有机磷农药占70%,有机磷农药中高毒品种占70%。农田施用农药后，一部分被作

物吸收之外，大部分通过降水、灌溉与耕作进入土壤，造成农田污染.随着用药量与次数得相

应增加，部分农药残留量也进一步提高，并在农田中形成堆积效应，抑制了.土壤中得硝化细

菌、根瘤菌与根际微生物得生命活动，抑制了氨化作用、硝化作用以及微生物得呼吸作用，从

而对生物体产生不良影响.其中，一些含Pb、Hg、As得农药不仅污染表层土壤，甚至

涉及40~50cm深得土层,且稳定性较强，全部降解需20〜30年之久。

我国农药不合理使用现象严重，主要体现在3个方面：一就是违规使用高毒高残留农

药;二就是•过曷使用农药，三就显在不适宜得时间使用农药.农药在农业保产增产中发挥了重

要作用，但不合理使用农药所造成得土壤污染问题日益突出，目前全国受农药污染得农田土壤

已达933万hm2。

（3）污水灌溉

我国就是一个水资源相对缺乏得国家，水资源短缺与污染问题尤为突出。一方面，工

业发展离不开水，而农业更需要水，工农.业争水问题越来越成为社会发展得制约因素,特别就

是在我国北方得干旱与半干旱地区;另一方面工业、城市又排放大量得污水，既污染环境，又

浪费大量水源。因此，对污水得再生利用就是开源节流、减轻水体污染程度、改善生态环境、

解决缺水问题得有效途径之一.这也就是我国许多地方特别就是北方地区，使用污水灌溉

势得原因.但就是，由于污水处理能力低及环保意识淡漠，且污水成分复杂，带来一系列得农

田水土环境、生态安全等问题。

我国得污水濯溉历史可分为自发阶段、初步发展阶段、迅速发展阶段、稳定发展阶段。从

地域分布上，污灌农田主要集中在北方水资源严重短缺得海、辽、黄、淮4大流域，约占

全国污水灌溉面积得85%（污灌区分布见图2-7）.

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7我国主要污灌区分布图

我国1999年之前曾两次进行污灌区调查统计，调查数据显示有污灌区60个;通过查

阅1989-2011年污灌区相关文献得到，我国已报道得污灌区有131个，较之前数据调查增

加了1倍，这些污灌区一部分就是1999年以后新增得，还有一部分就是调查时因某些原因

未统计入库得.污灌区得增大同时意味着污灌区面积得增大，新增得71个污灌区中，有2

8个污灌区有确切得统计数据，其面积之与为28、16万hm2,其余43个污灌区面积统

计结果如按照每个污灌区面积0、05万hm2,则全部新增面积为30、3万hm2。

我国得污水灌溉与世界发达国家相比有其明显得特殊性。首先，污灌水质低劣，美国、

日本、以色列等国家得污灌水基本以处理达标后得再生水为主，水中

有害物质含量低，而我国由于污水处理设施量少、技术水平低，经费投入不足，运行率低，管

理不到位等问题导致污灌水质污染物超标严重，长期采用此类污水灌溉，必然会对农田质量产

生危害.据不完全调查，目前因污灌污染耕地达216、7万hm2,约占污灌总面积得5

4、94%。其次，由于污水以汇合排放为主，导致污灌水中成分复杂，从而使污灌区土壤也

常出现复合污染，如天津武宝宇污灌区，北京污灌区，辽宁省张1•、山西得太原、甘肃张掖污

灌区等。第三，污濯点数量进一步增加，近年来随着城市化进程得加快及污染产业向中、

小城市转移，矿山开采加速，导致工、矿废污水排放量日益增多且呈现点多面广得趋势，由此

也引起了污灌点得进一步扩大。

污水灌溉对农田得污染主要体现在对农田土壤环境得影响与对农作物得影响。

①污水灌溉对农田环境得影响

污水灌溉对农田环境得影响主要表现在污染物在土壤中得残留、累积.许多研究表明，

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污灌区土壤中得重金属与有机污染物含量明显高于背景值甚至超过国家标准，形成J'不同程

度得土壤污染，且随着灌;既时间得增长呈逐渐加重得趋势。白银市污水灌溉区农田土壤Cu、

Pb、Zn、Cd、As已严重超标，使土壤受到重金属得严重污染;沈阳市郊某污灌区经过10

年左右得停灌与灌渠改造等措施，该区污灌稻田土壤表层Cd含量仍然较高，污染程度仍处在

停耕前水平;研究表明污水灌溉就是造成土壤污染得主要原因，土壤中得污染物与灌溉水中

污染物基本一致，污灌水中重金属Hg、Cd、Pb含量得高低与相对应得灌区土壤中重金属得

累积量得多少基本一致。

污水灌溉中污染物对农田环境得影响还表现在对生物群落得影响上。赤峰市郊区污灌

区上壤，蔬菜，地下水中细菌总数、大肠菌群、肠道致病菌得检出高于清濯区；含油污水灌

溉会刺激土壤中好氧异养细菌(AHB)与真菌得生长;灌会改变土壤中固氮细菌得种群数量与

多样性，且这一现象在土壤表层尤为明显.

②污水灌溉对农作物得影响

污水灌溉对作物得影响主要包括污灌对作物品质、生态指标、酹活性得影响以及污染

物在作物体内得积累等方面。污灌对于作物品质得影响，目前瞧法不一。有研究表明，污水

濯溉对冬小麦与茄子得生长与产量污;而大部分研究结果为污濯会降低作物得品质。对污濯

区叶菜类与根菜类得营养品质(粗纤维、粗蛋白、还原糖)指标进行调查发现，含量明显

低于清灌区得各项指标；利用水培方式研究污水直接灌溉对小麦根系及幼苗生长影响，结

果发现污灌胁迫条件加速了小麦幼苗绿叶与根系得衰亡「并使根系活力明显卜降。污水浇灌

得小麦幼苗与对照组相比:植株矮小、根短、根数目少，茎、叶、根得干重、鲜重与可溶性

蛋白含量均明显降低，并出现叶尖枯黄，叶片色素含量下降,M