土壤污染主要是由人類生產、生活產生的“三廢”物質通過大氣、水體、生物等進入土壤，當廢棄物質的量超過土壤自身承載能力時，就會對土壤生態系統產生一定的影響，從而引起土壤的組成、結構以及功能發生變化[1].

眾所周知，土壤是人類賴以生存的場所，是生態環境的重要組成部分，隨著工農業及城鎮化的不斷發展，我國土壤污染問題日益加劇。2014 年國土資源部土地整治中心發布的《土地整治藍皮書》中顯示，我國受中度、重度污染的耕地面積約為 333.3×104hm2,交通主干線、大城市周邊、江河沿岸的耕地有機污染物和重金屬嚴重超標，對生態環境及人類健康產生了嚴重影響。土壤污染是一個全球性的環境問題，而在中國 1.33×108hm2耕地要養活13×108人，土壤尤其是耕地一旦發生污染將會產生一系列的社會問題。

1 土壤污染現狀

20 世紀 70 年代之前，我國土壤污染主要是點源污染，污染僅存在于個別地區。改革開放后，隨著經濟的飛速發展，一大批工業城市、工業密集區拔地而起，工業“三廢”的排放，在土壤中不斷累積，超出了土壤自身的承載能力，出現了區域性土壤污染狀況，引起土壤環境質量的下降[2].

我國土壤污染物種類繁多，按照污染物的性質對土壤污染進行分類，可分為重金屬污染、有機物污染、生物污染及放射性污染等。各類污染物復合并存，土壤污染形勢十分嚴峻。

1.1 重金屬污染

土壤重金屬污染由重金屬或其化合物造成，來源廣泛，包括采礦、冶煉、金屬加工、化工等工業排放的“三廢”,汽車尾氣，農藥和化肥的施用等。土壤中重金屬累積到一定程度，會引起土壤的組成、結構和功能發生變化；影響營養元素的有效性及土壤微生物群落多樣性；會通過抑制作物根系生長和光合作用致使作物減產甚至絕收；會通過淋洗或地表徑流等引起水體環境的污染；更可怕的是會通過直接接觸或食物鏈傳遞等危害動物及人體的健康[3],引起骨痛病、水俁病以及高的癌癥發生率等。

我國土壤重金屬污染問題十分嚴重。當前，每年受重金屬污染的糧食高達 1 200×104t,相當于 4 000×104人一年的口糧，這對于耕地后備資源不足，擁有 13×108人口的中國來說是一項極大的挑戰。農業部曾對全國 24 省、市 320 個嚴重污染區土壤調查發現，土壤重金屬超標率占污染土壤和農作物的 80%[4].有資料表明，耕地重金屬污染面積約占耕地總量的 17%,目前受到 Hg 污染的耕地約為 3.2×104hm2,涉及全國 15 個省市的 21 個地區；受 Cd污染的耕地約為 1.3×104hm2,涉及全國 11 個省市的 25個地區[5].我國土壤除受 Hg、Cd 污染外，Cr、As、Pb 和 Cu 的污染也較為嚴重。雷有德等[6]

研究發現，海北化工廠鉻污染場地中土壤 Cr3+濃度在 700~759 mg/kg,總鉻濃度為900~12 000 mg/kg,遠高于 300 mg/kg（土壤環境質量標準中規定的三級標準限值）。陰雷鵬等[7]調查了西安市主要功能區表層土壤中砷等重金屬元素的含量，結果表明，砷含量平均值為 14.5 mg/kg,土壤砷污染嚴重。張竹青等[8]對湖北省荊州市郊區蔬菜基地取樣分析發現砷的污染面較大，大棚和露天芹菜、菠菜都存在輕度砷污染。李吉鋒對關中東部地區公路路域土壤中鉛污染現狀分析結果表明[9],西澄高速、關中環線，S107 省道和 S201 省道渭南段的公路路域土壤均為中度鉛污染。近年來，由于機動車廢氣、工業“三廢”、生活垃圾等污染物的排放，我國城市土地的 Hg、Pb、Cd 等重金屬含量普遍高于郊區農村土地，具有明顯的人為富集特點[10].

1.2 有機物污染

土壤有機污染物主要來源于農藥、石油、塑料制品、染料等，其中農藥是最主要的有機污染物質。土壤農藥污染主要是由有機磷和有機氯農藥造成，其他土壤有機污染物還包括氨基甲酸酯類、有機氮類殺蟲劑、磺酰脲類除草劑、多環芳烴等持久性有機污染物[11].化學農藥是農業生產中必不可少的生產資料，在作物病蟲害防治中占有舉足輕重的作用，為人們挽回了巨大的經濟損失，但是農藥的過量使用也帶來嚴重的環境污染問題。被農藥長期污染的土壤會出現明顯的酸化現象，造成土壤養分的損失；致使土壤孔隙度變小，容易板結；影響土壤生物活性，對土壤微環境產生一定的破壞作用；過量農藥在農產品中的累積會間接危害人體健康。

我國農藥產量居世界第二位，農藥用量非常大，每年用量約為 5.5×108kg,施用面積 2.8×108hm2以上，全國大約有 87×104~110×104hm2農田土壤受到農藥污染，農藥在使用中僅有 30%左右被作物吸收，其余大部分流失在土壤、水體、大氣及農產品中，使農田、作物及農產品遭受不同程度的污染。中科院南京土壤研究所的最新調查研究叫人吃驚和擔憂，研究結果表明[11],現今長江三角洲地區土壤污染除了農藥等常見污染物外，最嚴重的是持久性有機污染物，局域農田土壤污染物包含多達 100 多種多氯聯苯類，16 種多環芳烴及 10 余種二惡英類劇毒物質。20 世紀50 年代日本以及歐美發達國家開始使用塑料薄膜以獲得農業生產力的提高，我國大致從 20 世紀 70 年代開始使用農用塑料薄膜，并逐步取代發達國家，成為生產量和使用量均位居世界首位的國家。農用薄膜使用量的逐年增加在帶來作物高產的同時也帶來了嚴重的土壤污染問題，有研究表明[11],在我國東北、華北農用薄膜年殘留量高達40 kg/hm2左右，土壤平均殘留率在 20%左右。據對新疆維吾爾族自治區 16 個縣市的調查發現[12],地膜平均殘留量為 37.8 kg/hm2,嚴重地塊可達 268.5 kg/hm2,造成的直接經濟損失在 1 500 ×104元以上。

1.3 生物污染

土壤生物污染是指病原菌、寄生蟲等有害生物入侵土壤，破壞土壤生態系統，導致土壤質量下降的現象。土壤生物污染主要是施用人畜糞便，灌溉采用未經處理的生活污水、工業廢水，特別是醫院污水所致。它們含有傷寒桿菌、肝炎病毒、痢疾細菌以及蛔蟲等各種病原菌，有些病原菌由于對土壤環境的不適應性可以自然凈化消失，有些則可在土壤中大量繁殖，對土壤環境造成一定的危害，最終導致農業減產[13].人類若食用被土壤污染的農產品則間接受到危害，若不慎直接接觸含有病原菌的土壤，可能會引起某些疾病的產生，損害人體健康。腸道致病性原蟲和蠕蟲類是分布最廣的土壤生物污染種群，全世界約有 50%以上的人口受一種甚至幾種寄生蠕蟲的感染，熱帶地區尤為嚴重。

我國水資源呈現緊缺狀況，污水灌溉成為一種趨勢，隨著污水排放量的增加，污水灌溉面積也在逐年增加。1963 年我國污灌面積為 4.2×104hm2,1976 年污灌面積為18×104hm2,1980 年為 133. 3×104hm2,1991 年為 306. 7×104hm2,1998 年達到了 361.8×104hm?,占當時全國灌溉總面積的 7.3%,大部分是將未處理的污水直接灌溉[14].未經處理的污水所含寄生蟲及病原菌的量成為實施污水灌溉的最大隱患。有調查顯示，污水在處理前后總大腸桿菌數量具有明顯的變化，處理前總數約為 10×104~1×108個/mL,處理后約為 1×104~100×104個 /mL,處理后總數雖明顯下降，但仍具有很大的危險性[15-16].有對人畜糞便施入土壤后病原菌數量的研究表明[17],隨著糞肥施用量的增加，表層土壤中大腸桿菌、糞大腸桿菌、沙門氏菌的數量均呈增加趨勢。另有對揚州市江都縣土壤的調查顯示，土壤中蠕蟲含量高，有些土壤樣品中檢測出的少量致病菌所產生的危害也不能忽視。我國土壤生物污染現狀不容樂觀。

1.4 放射性污染

土壤放射性污染物質的來源分為天然來源和人為來源。由于天然放射性核素對人類的生活沒有表現出不良影響，因此土壤放射性污染主要由人類對礦物的開采冶煉、放射性同位素的生產應用、核試驗、核事故等造成。放射性污染物質或直接進入土壤，或通過散發在大氣、沉降于水源，最終進入土壤，引起土壤污染。土壤中最為常見的放射性核素包含137Cs、134Cs、90Sr、240Pu 和131I[18].放射性污染物質進入土壤后很難被察覺，并且放射性元素半衰期長，在土壤中累積后直接危及生態系統的穩定性，會導致物種變異，引起土壤微生物種群結構發生變化[19],通過土壤在植物體內發生累積，最后通過食物鏈傳遞到人體，可引發人體白血病、癌癥、畸形等，并會對人體內臟產生傷害，同時具有一定的遺傳效應[20].

受工農業飛速發展的影響，我國土壤放射性污染呈現嚴重態勢。2006 年包頭市輻射環境管理處在對包鋼尾礦壩土壤的調查研究表明，2006 年污染范圍最遠達距壩3 km 左右的距離，受放射性污染的面積約為 15 km2,分別是 2002 年和 1998 年污染范圍的 1.5 倍和 3 倍多[21],放射性污染呈逐年擴大趨勢。徐東宸等[22]

對山東黃河口地區地面放射性元素的監測表明，多處監測區域內受放射性污染源的影響，鈾、釷含量存在超標現象。為了提高作物產量而施用的磷肥、鉀肥均含有一定的放射性元素，磷肥在生產過程中常伴生鈾、釷、鐳等放射性元素，鉀肥中通常含有放射性核素40K.20 世紀 90 年代初，我國的鉀肥消耗量約為每年 1.5×109kg（K2O），每年進入到農田土壤中的放射性40K 總強度可達 3.7×1013Bq[23].在我國，粉煤灰被廣泛應用于土壤改良中，而由原煤燃燒產生的粉煤灰中含有238U、226Ra、232Th、40K 和210Pb 等放射性元素[24],土壤修復改良中，粉煤灰用量大，會造成土壤放射性污染。楊俊誠等研究表明[25],粉煤灰用量達 6.75×104kg/hm2時，土壤放射性核素236Ra 和238Ra 比活度分別是對照的 3.56 倍和 2.6 倍。