根据土壤环境主要污染物的来源和土壤环境污染的途径,我们可把土壤环境污染的发生类型归纳为下列几种。
1.水质污染型
污染源主要是工业废水、城市生活污水和受污染的地面水体。
利用经过预处理的城市生活污水或某些工业废水进行农田灌溉,如果使用得当,一般可有增产效果,因为这些污水中含有许多植物生长所需要的营养元素。同时又节省了灌溉用水,并且使污水得到了土壤的净化,减少了治理污水的费用等。但因为城市生活污水和工矿企业废水中还含有包括汞、六价铬、铅、砷、挥发酚、氰化物等许多有毒、有害的物质,成分相当复杂。若这些污水、废水直接输入农田,可造成土壤环境的严重污染。
经由水体污染所造成的土壤环境污染,其分布特点是:由于污染物质大多以污水灌溉形式从地表进入土体,所以污染物一般集中于土壤表层。但是,随着污灌时间的延续,某些污染物质可随水自上部向土体下部迁移,以至达到地下水层。这是土壤环境污染的最主要发生类型。它的特点是沿已被污染的河流或干渠呈树枝状或片状分布。
2.大气污染型
大气污染型指土壤环境污染物质来自被污染的大气。经由大气的污染而引起的土壤环境污染,主要表现在以下几个方面。
①工业或民用煤的燃烧所排放出的废气中含有大量的酸性气体,如SO2、NOx等,这些酸性物可以通过干湿沉降两种形式沉降到地面。2013年我国人为源大约排放SO2(以S
计)2.04×107t,排放NOx(以N计)2.23×107t。排入大气的SO2和NOx经过大气光化学氧化反应绝大部分生成相应的硫酸和硝酸,这两种酸是可以完全离解的强酸。根据区域大气输送研究结果,我国排放的酸性气体90%以上沉降在我国境内,酸化我国的土壤和水体。
②工业废气中的粒状浮游物质(包括飘尘)如含铅、锦、锌、铁、锰等的微粒;经降尘而落入土壤。由于工业的迅速发展,大量化石燃料燃烧排放的酸性气体和微量金属破坏了大气系统微量物质的平衡。据报道,人类活动向大气释放的Hg、Pb、Cd、Zn等重金属的量已分别超过自然源排放总量的1.5、18、5、3倍。
③炼铝厂、磷肥厂、砖瓦窑厂、氰化物生产厂等排放的含氟废气,一方面可直接影响周围农作物,另一方面可造成土壤的氟污染。
④原子能工业、核武器的大气层试验产生的放射性物质,随降雨降尘而进入土壤,对土壤环境产生放射性污染。
经由大气的污染所造成的土壤环境污染,其特点是以大气污染源为中心呈椭圆状或条带状分布,长轴沿主风向伸长。其污染面积和扩散距离取决于污染物质的性质、排放量以及排放形式。例如,西欧和中欧工业区采用高烟囱排放,SO2等酸性物质可扩散到北欧斯堪的那维亚半岛,使该地区土壤酸化。而汽车尾气是低空排放,只对公路两旁的土壤产生污染危害。大气污染型土壤的污染物质主要集中于土壤表层((0-5cm),耕作土壤则集中于耕层(0-20cm)。
3.固体废物污染型
固体废物系指被丢弃的固体状物质和泥状物质,包括工业固体废物和城市垃圾等。我国工业固体废物主要来自采掘业、化学原料及化学制品、黑色冶金及化工、非金属矿物加工、电力煤气生产、有色金属冶炼等。这些固废中主要有煤研石、铬渣、粉煤灰、碱渣以及其他各种矿渣和工业生产废渣。1949年全国废渣产生量只有1.14×107t,2013年全国工业固废产生量约为3.28×109t。工业废渣量大面广,含有各种重金属元素,占据大面积土地,污染和破坏土壤。
城市垃圾半个世纪以来不仅产生量迅速增长,而且化学组成也发生了根本的变化,早期的城市垃圾主要来自厨余,垃圾组成基本上也是燃煤炉灰和生物有机质。这种组成的垃圾很受农民欢迎,可用作农田肥料。现代城市垃圾的化学组成则完全不同,含有各种重金属和其他有害物质。城市垃圾清运量由1949年每年8.69×106t增加到2013年的1.73×108t。
在土壤表面堆放或处理、处置固体废物、废渣,不仅占用大量耕地,而且可通过大气扩散或降水淋滤,使周围地区的土壤受到污染,其污染特征属点源性质,主要是造成土壤环境的重金属污染,以及油类、病原菌和某些有毒有害有机物的污染。
4.农业污染型
所谓农业污染型是指由于农业生产的需要而不断地施用化肥、农药;城市垃圾堆肥、厩肥、污泥等所引起的土壤环境污染。其中主要污染物质是化学农药和污泥中的重金属。而化肥既是植物生长发育必需营养元素的来源,又是日益增长着的环境污染因子。
农业污染型的土壤污染轻重与污染物质的种类、主要成分,以及施药、施肥制度等有关。污染物质主要集中于表层或耕层,其分布比较广泛,为面源污染。
5.综合污染型
必须指出,土壤环境污染的发生往往是多源性的。对于同一区域受污染的土壤,其污染源可能同时来自受污染的地面水体和大气,或同时遭受固体废物以及农药、化肥的污染。因此,土壤环境的污染往往是综合污染型的。但对于一个地区或区域的土壤来说,可能是以某一污染类型或某两种污染类型为主。