土和未来，都在脚下

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土壤，这一地球上数十公分的松软表层，是人类文明的发源地，也是人类生存和社会发展的基础。

从时间角度看土壤，它在短时间内影响着人类的衣食住行和健康，长期影响着地球生态系统，而从历史长河看，土壤影响着人类文明的兴衰，众多大大小小的古文明因土壤的肥沃而璀璨，又因土壤的破坏而消亡。

土和未来，都在脚下。

文/陈能场（广东省生态环境技术研究所 研究员） 【原名广东省生态环境与土壤研究所】

来源：科学画报（www.kxhb.com）（2016年第6期）

土壤不能承受之重

土壤是难以再生的战略资源，时间是土壤形成的一个因素。地球上平均成土速度是1厘米每178年，也就是一寸（3.33厘米）土壤的形成需要593年的时间。心土因为缺乏有机质而肥力低下，表土与人类的繁衍生息、文明发展的关系最为密切。

人类从狩猎到定居，从农业文明到工业文明再到信息文明，社会发展的速度越来越快。农业文明也从最初的刀耕火种，之后的粪肥回田进入现在的以化肥、农药为主要投入品的石油农业时代，而步入工业文明至今的两百多年来，人类做到了“可上九天揽月，可下五洋捉鳖”。

但这一切都是以地球的资源消耗和环境污染为代价的。土壤作为地球的皮肤，堪称粮食与能源的生产车间、水体的净化器、废弃物的中转站、微生物的家园，却因为农业投入品和工业污染物的大量侵入而遭受了严重的结构和功能上的破坏。

土壤问题已经影响到了人类的可持续发展，污染物质在一些地域高度累积而成为了“化学定时炸弹”，最经典的例子莫过于发生在日本神通川流域的“痛痛病”事件，以及1975年美国的拉夫运河毒地事件。

在中国，情况也不容乐观，2013年的镉大米新闻以及不久前的常州外国语学校“毒地”事件极大程度地绷紧了公众的神经。

有人开始担心自己住着毒房子吃着镉大米，“站着是个钢铁侠，躺着是张周期表”，虽然忧心过度，但也反映出公众对土壤污染问题的关心。

土壤污染，催生土壤标准从无到有的质变

在人类社会发展过程中，土壤遭到污染。为了保护自身健康，人类又不得不对土壤中这些有毒物质制订庞大的环境质量标准体系。

在学术界，土壤污染的定义仍未能统一。有学者认为，土壤中某种物质的浓度超过其背景值，并有明确的人为污染源，便构成了土壤污染；也有观点认为，效应关系，即浓度与其对生态和环境的明显影响，也应考虑在内。

由于土壤污染的判断涉及土壤管理和土壤修复等多个方面，因此，我国著名的环境土壤学家陈怀满教授呼吁，必须将土壤沾污与土壤污染严格区分开来。

土壤沾污是指由于人类活动而向土壤引入外源物质或制剂的现象；而土壤污染则是指人为地将有害物质施加到土壤中，使其增加了新的组分或使某种成分的含量明显增高，引起土壤环境质量恶化并造成危害的现象。土壤沾污是普遍存在的，是外源物质侵袭和累积的结果，而污染是沾污的极端情况与发展的后果。

土壤污染物众多，包括有机毒物、重金属、放射性物质和各类病原体。具体细分，有农药、酚、氰化物、多环芳烃、多氯联苯、石油等有有机污染物，镉、铅、铬、砷、汞等重金属污染物，137Cs、90Sr等放射性污染物和盐、碱、酸等其他污染物，粪便、医院废弃物投入到土壤中时也会产生大肠杆菌、人体致病菌等土壤污染物。在台湾，热也是一种土壤污染源。

土壤污染的判断需要参照土壤污染指标值。最早制定土壤污染指标值的是前苏联。前苏联在1971年第一次全苏土壤卫生防务会议和1972年第16届全苏卫生学家代表大会之后，就制定了20多种化学物质的土壤卫生标准。

随后是日本。继官方在1968年认定“痛痛病”的主要病因为镉污染之后，日本的土壤治理标准也在1979年开始设立，设定了砷、铜和镉作为农地土壤中的标准。

前两者的浓度太高将影响作物生长，而后者被纳入标准是出于保障人体健康的目的。由于在田间尺度上土壤镉浓度与作物（特别是水稻）生长的相关性极差，镉的土壤污染指标是以大米中镉浓度高于1毫克/千克为标准的。

我国在土壤背景值调查和土壤环境容量评估的基础上，于1995年设定了8个重金属和2个有机污染物的土壤环境质量标准。

如今，国际上已经建立了一整套严密的土壤标准体系。至2013年，至少有72个联合国成员国对土壤中57个元素颁布了多达5 949个规制标准。以农药为例，有54个成员国颁布了总计19 400个农药指导值，其中滴滴涕的指导值超过300个。

针对苯并蒽、苯并（a）芘、苯并（b）荧蒽、苯并（k）荧蒽、二苯并（a,h）蒽、屈、茚并（1,2,3-c,d）芘等7种可致癌和致突变的多环芳烃，以及苊、苊烯、蒽、苯并（g,h,i） 、荧蒽、芴、菲、芘等8种不致癌的多环芳烃，分别有48个、39个国家和地区对其在住宅地中的含量建立了总计1 991个值和1 791个值的标准。

随着人们对土壤污染物行为的认识不断深入，土壤标准也在逐步完善中。我国土壤环境质量标准历经了30年的快速发展，从1995年的颁布到2006年的修订，目前已公布了第三次征求意见稿。

土壤修复：上下求索，其路漫漫

土壤污染问题愈演愈烈，土壤修复工作也刻不容缓。目前常见的土壤修复技术有物理修复、化学修复、生物修复等，它们的修复思路都是将土壤污染物转化为毒性较低或无毒的物质，或阻断其在生态系统中的转移路线。

更常见的分类方法是根据对污染物的处置方式来划分的。在污染现场就地进行治理的，称为原位修复；将污染土壤挖掘、转移、集中治理，之后再运回原处的修复方法，则为异位修复。原位修复可以对深层污染进行修复，且无需破坏原有土壤结构，是更为理想化的修复方法。

土壤污染修复代价巨大。以发生过痛痛病的日本神通川流域的土壤治理为例，为治理863公顷的镉污染土地，日本采用了名为“客土法”的土壤修复技术，这是一种物理修复方法，简而言之，就是将污染土壤深埋到植物根系无法触及的地方，并用新土覆盖。这是土壤修复手段中较为简便的一种，即便如此，日本也花费了33年时间，耗资407亿日元。不过，这场持久战的结果是令人欣喜的，治理后当地又可以生产出近乎自然本底值（0.08-0.10毫克/千克）的大米。

在中国，人们也在土壤修复之路上努力探索。有人提出种植绿肥来控制农田中重金属超标的局面。然而绿肥生长的固氮过程本身就伴随着土壤酸化，因此绿肥对重金属的吸收，从某种程度上来说，也意味着对土壤重金属的活化，且绿肥回田腐烂后形成的不是能增加重金属吸附量的高分子有机质，而是低分子的有机酸，这同样促进了土壤中重金属的活化。

通过添加土壤调理剂来降低作物中的重金属含量，也颇有难度。决定作物吸收重金属数量的不仅是根-土界面数毫米这个区间（即根际环境）的土壤性质，根系分泌的有机物、微生物的大量繁殖、根际环境中的各种离子的组成、根系对阴阳离子吸收不平衡引起的酸碱度的变化、根系泌氧与否导致的氧化还原电位的变化等因素都会影响作物的重金属吸收。农田修复的复杂性使得这一方法的效果并不能尽如人意。

土壤污染防治是一个复杂的系统工程，涉及土壤污染立法、土壤治理标准的完善、土壤修复技术的发展、土壤修复行业的成熟等问题。我国土壤污染修复事业征程尚漫漫，任重而道远。

主要土壤修复技术一览表

技术分类	主要技术	优   点	缺   点
物理修复	客土、蒸气浸提、玻璃化技术、固定稳定化、电动力学修复、热脱附技术等	1、适合原位修复； 2、操作简单，但需要专用设备； 3、易与其他技术结合。	1、成本高； 2、异位修复难度大。
化学修复	化学淋洗、化学固定、化学氧化、化学还原、原位 可渗透反应墙等	1、成本较低； 2、 效果好； 3、 见效快。	1、会破坏土壤结构； 2、容易造成二次污染。
生物修复	分微生物修复（ 所使用的微生物包括土著微生物、外来微生物、基因工程菌等） 和植物修复（植物提取、植物挥发、植物降解、植物稳定化、根际圈降解、根系过滤）	1. 成本低； 2. 环境友好； 3. 操作简便； 4. 适用范围广。	1、 耗时长； 2、运行条件苛刻； 3、对污染物有选择性，仅适合中低浓度场合； 5、修复植物需要后续处理。

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