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土壤环境容量

    环境容量(environmentalcapacity)是指“在人类生存和自然生态不致受害的前提下，某一环境单元(或要素)所能容纳的污染物的最大负荷量。”即在一定条件下环境对污染物的最大容纳量。

土壤环境容量“系指土壤环境单元所容许承纳的污染物质的最大数量或负荷量。”土壤环境容量实际上是土壤污染起始值和最大负荷值之间的差值。如把土壤环境标准作为土壤环境容量的最大允许极限值，则该土壤的环境容量的计算值，便是土壤环境标准值减去背景值，即该土壤环境的基本容量，有时也称之为土壤环境的静容量。

土壤环境的静容量虽然反映了污染物生态效应所容许的最大容纳量，但尚未考虑到土壤环境的自净作用和缓冲性能，即外源污染物进入土壤后的积累过程。由于土壤环境系统是由多层次、多相物质组成，并具有疏松多孔的复杂结构，土壤中各土层以及固、液、气相物质之间的相互作用、相互影响和相互制约，在土壤中时刻进行着各种物理、化学和生物的迁移及转化过程。污染物一旦进入土壤环境以后，就受到土壤环境系统的环境条件、性质的影响和制约，并与土壤多相物质相互作用，进行着复杂的迁移与转化过程，如污染物的输入与输出、吸附与解吸、沉淀与溶解、累积与降解等等，这些过程都处在动态变化中，其结果都能影响污染物在土壤环境中的最大容纳量，因此环境学界认为，土壤环境容量应是静容量加上这部分土壤的净化容量，才是土壤的全部环境容量。即将土壤环境容量定义为“一定土壤环境单元，在一定时限内，遵循环境质量标准，既维持土壤生态系统的正常结构与功能，保证农产品的生物学产量与质量，也不使环境系统污染时，土壤环境所能容纳污染物的最大负荷量”。

土壤环境系统不是孤立的，而是地球表层环境系统中一个全方位开放的子系统，土壤环境系统与其它环境子系统之间不断进行着物质与能量的迁移和交换，污染物既可以通过大气、水和生物迁移途径进入土壤环境，使之在土壤环境中逐渐累积，导致土壤污染，相反地，通过同样途径，污染物也可以从土壤环境向大气、水和生物环境系统输出，从而“净化”土壤环境。只要它们之间的这种“进出”的条件和平衡体系不被打破，保持着一种动态平衡，土壤环境系统也就可能对污染物保持着一定的动态容量。

    确定土壤环境容量的因素有土壤类型，包括土壤的组成、结构、物理化学性质和生物学特性以及土壤的温度、水分条件；污染元素和化合物的特性及形态特征；作物生态效应和土壤生物的影响；环境效应即污染物对地球表层环境系统的综合影响。这些都是造成土壤环境容量区域差异的重要原因。

    土壤环境容量可应用于制定土壤环境标准；制定农田灌溉用水水质和水量标准；制定污泥施用量标准，进行区域土壤污染物预测和土壤环境质量评价以及污染物总量控制管理等方面，从而能帮助我们更有效、更充分地使用土壤、防治土壤污染。

二、土壤污染源

    1.人为污染源：

    过量使用农药、化肥及污水灌溉等。城市固体废弃物、阴沟污泥、工矿业废渣等任意堆积、排放。大气、水体中的污染物迁移人土壤。

    自然污染源：

    在某些矿床或元素和化合物的富集中心周围，由于矿物的自然分解与风化，往往形成自然扩散带，使附近土壤中某元素的含量超出一般土壤的含量。

2.土壤中主要污染物质

    土壤中的污染物质与大气特别是和水体中的污染物质很多是相同的。

    重金属：如镉、汞、铬、铜、锌、铅、镍、砷等。

    有机物：其中数量较大而又比较重要的是化学农药，主要是有机氯、有机磷、有机氮、氨基甲酸酯类、苯氧羧酸类、苯酰胺类农药等。此外还有洗涤剂、酚、多环芳烃、多氯联苯、石油和有害微生物等。

    氮素和磷素化学肥料。

    放射性物质：137铯、90锶等。

    病原微生物：肠道细菌、炭疽杆菌、肠寄生虫、结核杆菌等

3.固体废弃物对土壤环境的影响

    固体废弃物的来源和分类

    从生态学的角度来说，废弃物就是生态系统向环境的排放物。人类生产和生活中排放或抛弃的固相物质就称为固体废弃物。

    废弃物的概念是相对的，一方面，在生态系统食物链中，前一级的排出物质对于后一级是资源，例如生态循环农业中，鸡粪可养鱼，鱼粪能肥田；另一方面，在人类生产活动中，工厂副产品可以再加工和利用，如废纸造纸、金属回收利用等，这就是废弃物的资源化。随着科学技术的进步和发展，资源的利用将更加充分和合理，废弃物的种类和数量将会变化以至减少。

    固体废弃物种类繁多，成分复杂，来源广泛。

(1)产业废弃物：

    农业废弃物：农林牧副渔等活动丢弃的固体废弃物，主要是秸秆、树枝、树叶、动物尸体及骨头、家畜粪便等以及塑料制品如农用薄膜等。

    矿业废弃物：因采矿而剥离的表土及由于贫矿而丢弃的物质，主要含矿物成分，如煤矸石、金属矿渣等，一般集中堆放。

    工业废弃物：工业企业在加工、生产的同时所产生的副产物或不能利用的渣屑。如钢铁厂的钢渣、炼铁厂的瓦斯泥、电厂的粉煤灰、造纸厂的废纸浆、酒厂的酒糟等，一般集中堆放，往往容易造成严重的环境污染问题。

污泥(sludge)：

    随着工业的发展和环保建设的进步，污水处理正在不断加强，作为污水处理的产品——污泥便不断增多。美国的年污泥产生量达4X10‘吨，其中23％进入土壤，我国从20世纪80年代末起，主要工业城市都已建立污水处理厂，估计污泥年产生量在400万吨以上，加上城镇的排水污泥，污泥处理压力极大，而土壤处置是污泥的主要归宿。

    污泥主要包括污水处理厂的产品——剩余活性污泥和城镇排水河沟淤泥。从其来源主要可分为化纤污泥(石化、化纤)、化学污泥(食品、化学工业)以及生活污泥。

    污泥含水量很大，一般污泥含水量在70％～90％间，pH多呈中性至微碱性。污泥中含有较高数量的有机质及氮磷养分，通常是土壤中养分含量的数倍至数十倍，特别是有机工业和生活污水的污泥中，氮、磷、钾等养分的含量较高。污泥中重金属元素容易富集，造成环境的潜在危害。一般来说，污泥中锌极易超标，工业污泥中铬、铜也常常接近或超过控制标准。污泥中还普遍存在着多环芳烃。污泥中可感染微生物数量较大，许多污泥的生化检测表明，污泥中含有大量的细菌、大肠杆菌、蠕虫卵等，具有潜在的生物污染性。

生活垃圾：

    生活垃圾是城市家庭生活和社会生活所产生的固体废弃物，主要有厨房垃圾(茶叶、骨头、菜根、菜叶及烟头等)、破旧物品(玻璃、塑料、陶瓷等)、包装材料(纸盒、纸张等)以及家庭燃煤产生的煤渣。生活垃圾中可能含有有毒、有害元素以及细菌、病毒、寄生虫卵等，是严重的环境公害。

废塑料：

    塑料已经与钢铁、木材和水泥一起成为材料领域的四大支柱，其广泛的用途已扩展到社会生活的各个方面。据1992年的统计，世界塑料产量已超过1亿吨，其中美国和欧洲各占3000万吨，日本占1200万吨，中国约400万吨。占塑料生产总量的70％～80％的通用塑料在10年内有80％转化为废塑料，其中有一半的塑料在2年内将转化为废塑料。近年来美国、欧洲和日本的废塑料产生量分别达1800万吨(1990)，1523万吨(1992)和550万吨(1991)，约占城市固体废弃物(SW)的4％～10％(以重量计)或10％～20％(以体积计)，其中只有约7％～14％能作为材料再生利用，其余绝大部分采用填埋和焚烧的方法加以处理。废塑料主要来源于包装废物、汽车垃圾、加工废料和农用产品，其中各品种所占百分比分别为：低密度聚乙烯(LDPE)，27％；高密度聚乙烯(HDPE)，2l％；聚丙烯(PP)，18％；聚苯乙烯(PS)，17％；聚氯乙烯(PVC)，7％。表4—17给出了主要塑料品种在各种用途中所占比例及其使用寿命。

    目前，大量使用塑料制品形成的“白色污染”正在造成严重的环境污染，大量的塑料袋、塑料快餐盒、餐具、杯盘、包装袋、农用薄膜，在使用后被人们丢弃进入环境，由于塑料性质稳定，不易被环境中的微生物降解。在自然界长期堆放的废塑料，给鼠类、蚊蝇和细菌提供了栖集和繁殖、传播疾病的场所，丢弃的废塑料还可能被动物吞食而死亡，塑料制品和添加剂中含有的有害、有毒成分，会污染地表水和地下水，并通过食物链毒害动、植物和人类，同时还给生活垃圾的处理带来困难，在焚烧时则会释放出多环芳烃等有害物质污染大气。长期堆积的废塑料，占用了大量可耕地，造成土壤水分和营养渗漏，不利于土壤中的空气、水分流动，使土壤物理性能变差，导致农作物生长困难，产量下降