引言
所謂土壤汙染,大體可以說是由於化學物質的侵入而損害著土壤的健全機能。那麼,土壤的健全機能到底又是什麼呢?自從人類歷史上出現農業以來,土壤就是
執行著
生產糧食場所的機能。直至今天,這種機能仍然沒有改變。土壤汙染與大氣汙染或水質汙染有所不同。這個問題幾乎沒有引起我們的關心。
一、什麼叫土
壤汙染
生長於土壤之上的植物受到汙染,而以植物為飼料的家畜也由此受汙染,就是說,表現為食物的鏈條式汙染或者使生產受到損害。
另一方面,從生態學的觀點來看,土壤是作為物質分解者的棲息場所而受到重視。
對太陽能進行固定的植物,以植物為能源的動物,這兩種生物的遺體,均可還原於土壤,經過土壤微生物的分解作用,再度變成無機物,結果,地球上的物質迴圈,才能順利地進行。近年來,由於人類活動急劇增多而造成的能量消耗、擴大物質生產或者物質的區域性集中,這樣便往土壤投棄了許多土壤中分解者不能分解的物質,或者是超出其分解能力的物質。
再者,恰好相反,積極利用土壤作為不斷增多的垃圾和廢物的處理場所,這種意見也已經抬頭。
土壤,與生長於其上的植被互相依存,同時也具有以氣溫、降水量、大氣組成等為主的氣象學環境因子進行緩和和調節的能力
;而且作為休養場所的綠色草地的要求,今後也將越來越
增多。
因此,所謂土壤汙染,就廣義來說,也可以認為包含著損害土壤機能的全部內容。
就這種意義來說,伴隨著城市化和工業化,土壤正在喪失此種機能,而最嚴重的,就是土壤汙染所造成。因篇幅所限,本節只限於涉及化學物質引起的土壤
汙染。
1970年12月,日本曾經制定
防止土壤
汙染法,但作為物件的汙染物質,只是根據鎘這一事實,這就可以看出,對土壤汙染的調查、研究,或者採取行政步驟,與大氣以及水質所取步驟相比,要遲緩得多。
二、土壤的基本
性質
從環境汙染的觀點來看,土壤既是汙染的場所,同時也是起著緩和和減少汙染為害的場所。
但是,更主要的是,土壤乃是地球上生命活動不可缺少的首要的生產場所,也是地球表層物質迴圈的重要承受者。
隨著地球上生命的出現,土壤也相應出現。
簡單的岩石粉末,不得稱為土壤
。生物及其遺體以及分解物質的微生物,乃是土壤形成的本質因素。
土壤是作為熱量和水分條件以及與此相應的生物活動的歷史產物。
這種土壤的歷史,可以從其剖面反映出來。根據其剖面形態,
土壤可區分為若干土壤型別。
土壤是由固相(岩石碎片與無機物微細團粒以及有機物),液相(土壤水分)和氣相(土壤空氣)構成。
土壤三相的分佈、是控制著植物生長髮育與微生物活動的土
壤的重要性質。
土壤屬微粒系統,水分、空氣等流體可透過微粒孔隙,能夠自由進出於土壤。微粒的團聚或者構成微粒的物質,容易由於一些微小的作用而發生變化,
這種變化的結果,可更有利於貯存。
為了具備這種特點,土壤既能處理來自外界的各種因素,同時又能將其積蓄於內部,
因此,可以說土壤要比岩石、空氣、水分等遠遠優越得多
。另外,土壤本身作為亞系統
之一,與生物圈、水圈、氣圈、岩石圈等等亞系統一樣,都是靠近地球表面,並且相互進行著物質交換與能量交換。
這種事實,對於理解環境汙染及處理環境汙染,都是重要的觀點。
土壤微粒每單位重量的表面積,相當巨大,而且還能形成2次、3次的團粒結構。
同時對熱量、水分條件、氧化還原狀態、微生物基質質量與濃度等等的分佈,均賦予極其多種多樣的性質。處於土壤介面上時,可以觀察到與液體中不
同的微生物活動狀況。
土壤的分解能力,是由1克土壤中具有數十億生活著的微生物所承擔。
距土壤表層15釐米深處的微生物活體重量,
相當於土壤全部有機物質含量的2~3%左右。
在土壤這種不均勻的系統中,多種多樣的微生物以及其他小動物與植物,共同構成一種動態平衡的系統,而在這種系統之中,進行著各種各樣
的物質交換。
土壤汙染就是近年來由於人類活動急劇增多,各種汙染物質積累於土壤,結果便破壞了上述這種動態平衡。
農藥、一部分工業有機合成產品、塑膠、重金屬物質等等,幾乎沒有利用土壤進行淨化或處理的可能性。
來自天然有機物質的廢物,由於
集中投棄量超過土壤自然淨化的能力,因而造成土壤汙染,使土壤喪失原有的機能。
三、土壤汙染
的歷史
在日本,對土壤汙染給予現代科學說明的,首推古在由直和長岡宗好兩氏對渡良瀨川礦害事件的研究(
1892年)。
他們曾經查明,渡良瀨川沿岸耕地不毛的原因,是由於足尾礦山廢水所含的銅所致。
此外,曾經應用石灰以中和其酸性及採取其他方法。然而,為對抗各種各樣的壓力,站在被害者即農民一邊,進行調查研究,乃是今天科學工作者的社會責任,也是對研究公害的態度採取嚴格批判的時刻,故必須重新加以
評價。
嗣後,直至第二次世界大戰期間,土壤汙染的研究,曾以礦害及潮害的實際調查及其採取對策作為中心課題。
戰後,由於第二類產業向著平原內陸地區深入擴充套件以及城市人口不斷膨脹,所以土壤汙染的狀況也急劇發生變化,被害面積劇烈增加。
礦害依然佔著龐大面積,但是由工廠廢水及城市汙水造成的土壤汙染,也是
引人注意。
已經查明,水保病的起因物質是水銀,而防治稻瘟病所使用的有機汞劑對土壤及大米的汙染,也成為問題。
這就是迄今繼續發生的
“農藥汙染”的契機。戰後以來,有機合成農藥大量廉價生產,而且這些農藥多半使用於水田,
這也成為農藥導致嚴重而又廣泛的環境汙染的主要原因。
水保病及“疼痛病”事件可成為一種開端,而由水銀、鎘及其他重金屬引起的土壤及作物的汙染,也是成為研究者關心的內容,並且正在查明各種汙染的實際情況。
由於有機化學工業,其中包括石油化學工業的急速發展,合成化學產品的生產量也急劇增多,許多難分解的有機物質,也在市面出賣。關於此類化學工業產品,其最終使用狀況,未必明確,而且在分析方法上也有困難,只是查明一部分有機氯化物(例如氯化聯苯,聚氯聯苯)的汙染。
但是今後隨著分析技術的進步,可以預測,汙染物質的種類與狀況,必會經歷著複雜而且多方面的變化。
四、土
壤的汙染物質
若按土壤汙染途徑對汙染物質進行分類,
則可以分為:
1)灌溉水;
2)氣溶膠
及雨水;
3)農業生產
資料。
直至最近,若談及土壤汙染,幾乎都說其起因於灌溉水。
在這種意義上,土壤汙染與水質汙濁便有著密切關係。經由大氣的汙染,除了礦山及冶煉廠附近以外,近年來,汙染途徑也逐漸增多,
鉛汙染就是其代表性例項。
作為農業生產資料,可以說就是農藥與肥料。
這兩者都是把農業轉變為對土壤汙染的為害者。從這種意義來看,就必須過問其使用狀況,特別是其使用方法
與藥劑性質。
汙染物質的性質,大致可區分為天然有機物質、金屬等微量元素以及人工合成化合物。
這些物質彼此的汙染狀況,對生態系統的影響以及採取的對策等,均各不同。
人糞尿、畜產廢棄物等等天然有機物質,本來在土壤中可以完全分解。
向土壤提供適量有機物質,以便維持土壤原有的機能,是很必要的。
這裡,由於投棄量超越土壤能夠承擔分解的能力,所以才會產生汙染。
金屬當然不會受到土壤分解。可是經由大氣及水分的作用,金屬也會逐漸積累於土壤中,從而妨礙植物的生長和發育,或者攝食這些植物的人畜,也會受到危害。具有積累效能和濃縮效能的金屬投棄於土壤中,除非採取全面排除,否則別無他法。另外,金屬自從形成以來,就是存在於土壤中的天然元素。
因此,天然元素分佈的資料,應與人為汙染相區別,這是具有重大意義的。
合成化學產品,倘若屬難分解性質,就不應該排棄於自然環境之中。
若要利用這類化學產品,就必須採取全部回收的處理設施。關於起因於產業廢水的汙染物質,其汙染源種類及性質
。
起因於城市汙水的汙染物質,近年來其種類越來越繁多。除了已經查明的
氨類
無機態氮及磷酸等因過量造成為害以外,
ABS之類的合成洗滌劑,一般屬表面活化劑的汙染,也應該引起注意。表面活化劑,除了以其毒性對植物生長和發育具有抑制作用以外,也能夠溶解難溶性以至不溶性的各種有機物質,促進植物對其吸收等等,以及能夠影響其他汙染物質在土壤中的動態。
凡此種種,都應該加以重視。