8.5.3 土壤中的其他污染
1.持久性有机污染物污染
持久性有机污染物是指具有高毒性、进入环境后难以降解、可生物积累，能通过空气、水和迁徙物种进行长距离越境迁移并沉积到远离其排放地点的地区，随后在那里的陆地生态系统和水域生态系统中积累起来，对当地环境和生物体造成严重负面影响的天然或人工合成的有机物。其英文全称为Persistent Organic Pollutants，缩写为POPs。土壤中POPs通常难以被生物、光和化学降解，半衰期可长达数十年，具有长期残留性；它们多是亲脂憎水性化合物，具有生物积累性，在水土系统中富集于固相或有机组织脂质中，代谢缓慢而在食物链中蓄积并逐级放大，最终影响到人类的健康；同时，POPs具有半挥发性，它们易从土壤、生物体和水体中挥发到大气中并以蒸气形式存在或吸附在大气颗粒物上，又由于它们在气相中很难发生降解反应，所以会在大气环境中不断地挥发、沉降、再挥发，进行远距离迁移后而沉积到地球上，产生“全球分馏”或“蚱蜢跳”效应；最后，POPs具有高毒性，对人和生物体易造成有害或有毒效应，且部分化合物被证实是内分泌干扰物。170多个国家签署了《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》，将各种POPs的生产和管理列入“禁止/消除”“严格限制”和“减少/消除”三个附件清单。到2017年第八次缔约方大会，纳入三个清单的POPs化合物有27种，包括部分有机氯农药、多氯联苯、多氯代二苯并二噁英、全氟辛烷磺酸、溴代阻燃剂、短链氯化石蜡、硫丹、六氯丁二烯等。其他化合物虽未纳入斯德哥尔摩公约，但也被学者纳入POPs类别进行研究。
2.多环芳烃污染
多环芳烃（PAHs）是指两个以上苯环以稠环形式相连的化合物。多环芳烃是最早发现的一类致癌物，已被发现的致癌物PAHs及其衍生物已超过400种。一般认为多环芳烃是石油、煤炭、木材、气体燃料等不完全燃烧或在还原条件下热分解而成，因此其来源有人为与天然两种，且人为来源是PAHs的主源。多环芳烃辛醇-水分配系数高，易从水中分配到生物体内或沉积于河流沉积层中。土壤是PAHs的重要载体，主要来源于生物质的不完全燃烧和汽车尾气排放的大气沉降。吸附态的PAHs在土壤中有较高的稳定性。在土壤中，PAHs很难发生光降解，主要通过生物作用降解。
3.抗生素与抗性基因污染
随着工业化发展和人民生活水平的提高，药物及个人护理品（PPCPs）的生产和使用量猛增，其已成为21世纪新显现并备受关注的一类污染物。PPCPs包括人用与兽用的医药品、诊断剂、保健品、麝香、化妆品、遮光剂、消毒剂等。
作为PPCPs的一种，抗生素（antibiotics）是由微生物（包括细菌、真菌和放线菌属）或高等动植物在生活过程中所产生的具有抗病原体或其他活性的一类次级代谢产物，也包括用化学方法合成或半合成的化合物，这些化学物质可干扰其他活细胞的生长与发育功能。土壤中抗生素的来源主要有畜禽粪便、污泥和污水。据估计，我国抗生素原料年产量约2.1×105 t，其中46.1%作为兽药使用。30%～90%的抗生素及其代谢产物，经受药动物的粪便和尿液排出，而大多数抗生素会随着施肥过程进入土壤；而未经过深度处理的剩余污泥通常作为肥料直接施于土壤，导致抗生素向土壤环境中扩散。残留在人体或动物体内的抗生素会导致体内的某些条件性致病菌产生耐药性。此外，抗生素的滥用还能诱导动物产生抗性基因，进而带来抗性基因在环境中的传播和扩散，对生态环境和公共健康构成威胁。(https://www.daowen.com)
在土壤中，抗生素的环境行为主要有吸附和降解（光解、水解和生物降解）。抗生素属于离子型极性有机化合物，一般含有多个离子型官能团，多级酸解离常数，可出现阳离子、中性离子和阴离子等多种价态，具有较强的亲水性。对土壤或沉积物等吸附介质而言，抗生素的吸附主要与它们自身的憎水性、极性、可极化性及空间构型等有关，土壤pH值、离子强度和多价态金属离子、有机质和可溶性有机质含量，以及土壤的综合性质能影响其吸附行为。在光照条件下，抗生素不稳定，容易发生光解，最终生成H2O、CO2和其他离子等。比如，光照3 h，红霉素降解率可达92.8%。水解作用是抗生素在环境中降解的重要方式，而生物降解是抗生素在环境中降解的最重要途径。在微生物作用下，抗生素残留物的结构发生改变，从而引起其化学和物理性质发生改变，从大分子化合物降解为小分子化合物，最后成为H2O和CO2，植物则可以通过直接吸收抗生素后转移或分解、释放分泌物和特定酶降解、促进根际微生物对土壤抗生素的吸收或利用转化等方式降解抗生素。
4.微塑料污染
2004年，微塑料概念被首次提出。通常认为粒径小于5 mm的塑料颗粒为微塑料（microplastics）。微塑料分为初生微塑料和次生微塑料两大类，主要来源于农用薄膜的使用、土壤改良剂（污泥和堆肥产品）的使用、灌溉用水、塑料产品使用和大气沉降。微塑料体积小，比表面积大，吸附污染物的能力强，因此，作为污染的主要载体，微塑料对环境的危害不仅在于塑料颗粒本身，还包括其含有的增塑剂、稳定剂、阻燃剂等物质，以及它吸附的重金属和有机污染物。微塑料进入土壤环境中会对土壤理化性质、土壤功能及生物多样性产生影响。
微塑料在土壤中有一定迁移性，迁移过程受微塑料本身特征（尺寸、密度和形状）、气候（风、雨）、土壤动物（蚯蚓、弹尾虫）和其他外力（机械扰动）等因素的影响。土壤中的微塑料在机械磨损、高温氧化、紫外辐射和生物降解等的作用下将导致聚合物分子化学结构变化，包括分子键断裂和歧化等，进一步变成粒径更小的微塑料甚至是纳米级塑料。但是这几种方式的降解作用极有限。土壤中微塑料的降解途径以生物降解为主，降解速率非常缓慢。
此外，微塑料与持久性有机污染物、重金属、抗生素等的相互作用还能对环境和生物造成一定的复合效应。
5.纳米材料污染
纳米材料指颗粒三维粒径中至少一维尺寸小于100 nm的材料。根据化学组成，纳米材料一般分为碳纳米材料、金属及氧化物纳米材料、量子点和纳米聚合物。土壤是纳米材料主要的汇，其本身也存在天然纳米颗粒，包括胶体矿物、纳米锰铁氧化物及部分有机质等。人工纳米颗粒可通过使用纳米肥料、纳米农药、污水、污泥、含纳米材料成分的土壤修复剂等方式直接进入土壤。纳米金属颗粒释放的重金属或颗粒本身均会对环境生物产生毒性效应，纳米颗粒可以通过水分子通道、离子通道、内吞作用，与载体蛋白形成复合物、物理性损伤等方式进入植物细胞，也能富集于动物体内并产生毒性，还会对微生物产生直接接触损伤和间接氧化损伤。在土壤中，纳米材料的环境行为主要有吸附、迁移和转化（包括团聚、氧化、硫化及溶解）。自然土壤中人工纳米颗粒的迁移过程与粒径、表面电荷和团聚速率等有关。团聚能直接改变纳米颗粒的离子溶出能力，进而导致纳米颗粒的生物有效性和毒性发生变化。
