5.1.3 土壤的污染和土壤的自净与防治
土壤是一切废弃物的容纳者和处理场所。天然的污染物或人类活动产生的污染物进入土壤，经过复杂的生物转化和迁移，最终成为无害状态，标志着土壤自净过程的基本完成。但对废弃物卫生管理不善、处理或利用不当，会使土壤中存在病原微生物和寄生虫（卵），有毒有害物质蓄积，改变土壤的构成和性状，破坏土壤的功能，从而造成土壤污染。
1）土壤污染的特点
（1）土壤污染影响的间接性和隐蔽性
土壤污染对畜禽所产生的危害是间接的。土壤污染后主要通过饲料植物或水源对机体产生影响，通过检查饲料及地下水（或地面水）被影响的情况来判断土壤污染的程度。从土壤污染开始到导致危害后果，是一个漫长的、间接的和逐渐累积的隐蔽过程，因此土壤污染问题通常都不太容易受到重视。
（2）土壤污染转化的复杂性
污染物进入土壤后，其转化过程比较复杂，比大气和水中的污染物的转化过程要复杂得多。例如，有毒重金属进入土壤后，有的被吸附，有的变为难溶盐类而在土壤中长期滞留，当土壤理化性质改变时，又会发生新的变化。
（3）土壤污染影响的长期性
多数有机化学污染物质需要一个较长的降解时间，因此土壤被一些污染物污染后其影响是长期的。土壤一旦被污染，很难短时间内消除，特别是有机氯农药、有毒重金属和某些病原微生物等，对畜禽可产生长期持续的危害。
（4）土壤污染的难治理性与水体污染、大气污染的相关性
土壤污染一旦发生，仅仅依靠切断污染源的方法往往很难消除，有时要靠换土、淋洗土壤等方法才能解决问题。土壤污染还与水体污染、大气污染密切相关，三者相互影响。土壤的主要污染源及危害土壤污染物的种类繁多，主要有重金属污染、农药、化肥和有机物污染、放射性污染、生物性污染等。按土壤污染物的来源将土壤污染源分为自然污染源和人为污染源。其中人为污染源包括生产性污染源和生活性污染源，是目前土壤污染的主要来源。
①工业“三废”的污染 工业“三废”的污染主要来源于采矿、冶金、火力发电、化工、造纸纺织印染、屠宰、食品等工业。排入大气中的工业废气、粉尘、烟尘、金属飘尘中含有很多有毒物质，它们受重力作用或随降雨落入土壤中，造成土壤污染。
②化学农药成分的影响 农业生产中农药、化肥等污染化学农药的种类很多，都含有有毒有害物质，长期使用或施用不当，均可造成土壤等环境的污染。目前，污染土壤较为严重的农药，主要有有机氯农药和含汞砷和铅等重金属的农药。其中有机氯农药包括六六六、滴滴涕、氯丹、毒杀酚、狄氏剂等。这些有机氯农药，化学性质稳定，不容易分解，在土壤中可长期保存。一些含汞、砷和铅等重金属的农药，施用后经分解，可转变为无机元素，但仍具有元素本身的毒性，在土壤中积累后，短时间很难消除。
农业生产中滥用化肥对土壤的污染，主要是造成土壤中硝酸盐等物质大量积累，使饲料中含有过量的硝酸盐，被畜禽采食后，可在胃中还原为亚硝酸盐，引起动物中毒。施用未经科学处理的人、畜粪尿，会使土壤受到病原微生物和寄生虫（卵）的污染，病原体可在土壤中生存较长的时间，尤其是能形成芽孢的杆菌。土壤也是蠕虫病（钩虫病、蛔虫病、鞭虫病等）传播的必经之路，因为这些土源性蠕虫的生活史中有一阶段必须在土壤中发育，然后才能感染畜禽。某些劣质化肥（粗制磷肥等）含有较多的氟、镉、砷等有毒元素，如过量施用，会使土壤中有害物质增加，造成污染。如砷类化合物进入畜禽体内，与细胞氧化酶巯基结合，破坏酶的结构和功能，阻碍细胞氧化和呼吸，导致组织细胞死亡。砷类化合物还能侵害神经系统，破坏神经细胞，引起一系列神经症状，侵袭血管，破坏血管壁通透性，引起出血或淤血。
③生产生活废弃物污染 畜产废弃物及生活废弃物的污染，畜牧生产及人类生活产生的垃圾、粪便和污水等废弃物都含有大量的有机物及有毒有害成分。据调查，生活污水的排放量占到了污水排放总量的一大半，而且在数量、污染物的排放比例上远远超过了工业污水的排放量。其中对土壤的主要污染是病原性微生物及寄生虫（卵）的污染。病原微生物进入土壤后，虽然一部分可能被多种不利因素灭活，但还有多种病原微生物和寄生虫（卵）能长期生活在土壤中或继续繁殖，保持或扩大了传染源。如非洲猪瘟病毒可在土壤中存活至少4个月，肠道病原菌可在土壤中存活100～170天，结核杆菌能生存1年左右，而需氧芽孢杆菌，如炭疽杆菌的芽孢生存时间可达15年之久，厌氧芽孢杆菌、产气荚膜杆菌也能长期生存。土壤还是许多寄生虫（卵）生长、发育所需要的环境。这些病原体污染土壤后可直接或间接地引起相应的疾病，从而危害畜禽乃至人体的健康。
④交通污染 随着经济的快速发展，我国汽车等交通工具数量不断增加，其污染也日益加剧。由于汽车尾气大量排放，通常公路两旁土壤中的铅含量很高，畜禽采食交通流量大的公路两边30 m以内的饲草，铅进入动物体内，可沉积于骨髓，破坏卟啉的结构，导致血红蛋白的合成受阻，使幼红细胞数量增多，出现贫血。铅还可侵入畜禽的神经系统，引起中毒，表现一系列神经症状。大气污染物中二氧化硫，氮氧化物形成的酸雨落入土壤中，使土壤酸化，可提高有害金属元素的活性，加重对畜禽的危害。
⑤放射性污染物的影响 土壤放射性物质的污染是指人类活动排放出的放射性污染物，使土壤的放射性水平高于天然放射本底值。放射性污染物可通过多种途径污染土壤。放射性废水排放到地面上，放射性固体废物埋藏处置在地下，核企业发生放射性排放事故等，均可造成局部地区土壤的严重污染。
2）土壤的自净与防治
（1）土壤的自净作用
土壤受到污染后，通过其物理、化学和生物学的作用，使病原体死亡，各种有害物质转化到无害的程度，土壤可逐渐恢复到污染前的状态，这一过程称为土壤自净。土壤自净与土壤特性和污染物在土壤中的转归有着非常密切的关系。
①物理净化作用 土壤是一个多相的疏松多孔体，进入土壤中的难溶性固体污染物可被土壤机械阻留；可溶性污染物可被土壤水分稀释，降低其毒性，或被土壤固相表面吸附，但随水迁移至地表水或地下水层；某些污染物也可挥发或转化成气态通过孔隙迁移至大气中。物理净化作用只能使土壤污染的浓度降低或使污染物迁移，而不能使其从自然界消失。
②化学净化作用 污染物进入土壤后，可发生一系列化学反应，如凝聚与沉淀反应、氧化还原反应、络合-螯合反应、酸碱中和反应、水解反应，或经紫外线照射引起的光化学降解作用等，使污染物分解为无毒等物质。
③生物净化作用 土壤中存在大量依靠有机物生存的微生物，它们具有氧化分解有机物的能力。各种有机污染物在微生物及其酶的作用下，通过生物降解，可被分解为简单的无机物而消散。
（2）土壤污染的防治
①控制和消除土壤污染源
a.控制和消除工业“三废”的排放 通过大力推广闭路循环，无毒生产新工艺等对工业“三废”进行回收，变废为宝，开展综合利用，使其化害为利。对不能综合利用的“三废”，要进行净化处理，使之达到国家规定的排放标准。对于重金属污染物，原则上不准排放。对污灌区要加强监测，控制污灌数量，避免盲目污灌。污水必须经过污水处理设施处理后才能进行灌溉。灌溉前应进一步检测水质，加强监测，防止超标，以免污染土壤。
b.加强对生活废弃物的处理 生活废弃物包括生活垃圾、人畜粪便和生活污水等。其不但含有大量的细菌、病毒、寄生虫（卵）等病原体，还含有一些有毒有害的化学物质。因此，对生活废弃物科学的处理、利用，是防治土壤污染的重要措施。对于人畜粪尿，应采用堆肥、发酵等方法，以杀灭其中的病原微生物和寄生虫（卵）；对于生活垃圾，要经过严格机械分选和高温堆腐处理。
c.合理地施用农业肥料 根据土壤条件、农作物的营养要求、肥料本身的性质及在土壤中的转化，确定化肥的最佳施用标准、施用期限与方法等。同时对人、畜粪尿等有机肥要妥善进行处理，保证其施用的安全性。
d.开展农药污染的综合防治 首先，应进行农业上的综合防治。这种防治以农业防治为基础，化学防治为主导，因地制宜，科学合理地运用化学、生物、物理机械等防治手段，充分利用植物检疫的有效措施，以达到安全、经济、有效地控制管理病、虫和杂草等危害的目的。其次，要严格执行施药的安全间隔期。所谓施药的安全间隔期是指最后一次施药到作物收获之间的最低限度的间隔天数。为防止化学农药污染，最终还是要积极研究、筛选、施用高效、低毒、低残留的农药新品种，积极推广应用生物防治措施，大力发展生物高效农药，以取代剧毒、有害的化学农药。
②治理土壤污染的措施
a.生物防治 土壤污染物质可以通过生物降解或植物等吸收而被净化。蚯蚓是一种能提高土壤自净能力的环境动物，利用它还能处理城市垃圾和工业废弃物以及农药、重金属等有害物质。其次，积极推广使用降低农药污染的微生物降解菌剂，以减少农药残留量。此外，可利用植物吸收去除污染。严重污染的土壤可改种某些非食用的植物如花卉、树木、纤维作物等，也可种植一些非食用的吸收重金属能力强的植物，如羊齿类、铁角蕨属植物，它们对土壤重金属有较强的吸收聚集能力，如对镉的吸收率可达到10%，连续种植多年则能有效降低土壤的含镉量等。
b.施加抑制剂 对于重金属轻度污染的土壤，使用化学改良剂可使重金属转变为难溶性物质，减少植物对它们的吸收。酸性土壤施用石灰，可提高土壤的pH值，使镉、锌、铜、汞、铅等形成氢氧化物沉淀，从而降低它们在土壤中的浓度，减少对植物的危害，同时可加速绝大多数有机农药的降解。对于硝态氮积累过多并已流入地下水体的土壤，可通过施用脲酶抑制剂、硝化抑制剂等化学抑制剂，以控制硝酸盐和亚硝酸盐的大量累积。
c.增施有机肥料 增施有机肥料可增加土壤有机质和养分含量，既能改善土壤理化性质，特别是土壤胶体性质，又能增大土壤环境容量，提高土壤的净化能力。如受到重金属和农药等污染的土壤增施有机肥料，可增加土壤胶体对其的吸附能力，同时土壤腐殖质可络合污染物质，显著提高土壤钝化污染物的能力，从而减弱其对植物的危害。
d.加强水田管理 加强水田管理可减少重金属的危害，如淹水可明显抑制水稻对镉的吸收，放干水则相反。除镉外，铜、铅、锌等均能与土壤中的硫化氢反应，产生硫化物沉淀。
e.改变耕作制度 改变耕作制度会引起土壤环境条件的变化，可消除某些污染物的毒害。据研究，实行水旱轮作是减轻和消除农药污染的有效措施。如滴滴涕、六六六农药在棉田中的降解速度很慢，残留量大，而棉田改水田后，可大大加速滴滴涕和六六六的降解。
f.深翻、客土 对于轻度污染的土壤，可采取深翻或客土的方法；对于污染严重的土壤，可采取铲除表层土或客土的方法。这些方法的优点是土壤改良较彻底，适用于小面积改良。但对于大面积污染土壤的改良，非常费事，代价较高，难以推行。