简述城市土壤污染的空间分布特征与健康风险评估

江洁芳

（广东省中鼎检测技术有限公司，广东 东莞 523000）

引言

在城市化浪潮中，城市规模迅速扩张，人口不断增加，带来的是经济的繁荣和生活方式的变革。然而，背后隐藏的一系列环境问题，尤其是土壤污染问题，已经逐渐成为一大关键挑战。土壤作为生态系统的基础，不仅是植物生长的依托，还是众多生物的栖息地，其健康状态直接影响食物链的各个层级。另外，由于土壤与水、空气等环境媒介的相互作用，土壤污染也可能对其他生态环境产生间接影响[1]。城市中的各种人为活动，如工业生产、交通运输、日常生活消费等，无疑都增加了土壤被污染的风险。各类污染物在城市中的不均匀分布，构成了复杂的污染态势，这使得我们更加关注其产生的健康风险。更重要的是，城市居民与污染土壤直接接触的可能性远高于农村地区，这使得评估健康风险尤为重要。本文旨在深入探讨城市土壤污染的空间分布特点，并评估其对公众健康可能造成的风险，为未来的土壤管理和修复工作提供理论支撑。

1 城市土壤污染的空间分布特征

城市在发展与扩张的同时，土壤污染问题日益凸显。理解城市土壤污染的空间分布特点是对这一问题有效应对的关键。

1.1 工业区域

工业区域因其特有的生产活动，长期积累了大量的污染物。重金属如铅、汞和铬等，因其在各种工业流程中的广泛使用，常在这些区域被发现。工业生产过程中产生的有机废物、废水和废气也导致了土壤中有机物的累积。此外，由于工业生产中使用的各种化学品和助剂，土壤中还可能含有多种有毒物质，如有害的有机化合物和持久性有机污染物等[2]。

1.2 交通线路周边

交通线路周边的土壤污染主要来源于机动车的日常运行。车辆尾气中含有的一系列有害物质，如一氧化碳、氮氧化物和颗粒物，不仅污染空气，还间接影响土壤。车辆运行过程中发动机的磨损、燃油的不完全燃烧以及轮胎磨损等都可能向土壤中释放重金属和有机物。此外，泄漏的机油和其他润滑液也会对土壤造成污染。

1.3 城市中心

城市中心地区因其高密度的建筑和人口聚集，污染源多样。每天大量的生活垃圾被丢弃，而不规范的垃圾处理方式可能导致污染物进入土壤。同时，宠物排泄物中含有的氮、磷等营养物质在没有得到适当处理的情况下会进入土壤，导致土壤环境变质[3]。

1.4 城市周边的垃圾填埋区

垃圾填埋是一种常见的垃圾处理方式。然而，不适当的填埋方法可能导致污染物进入土壤。随着垃圾的分解，会产生各种有机物、重金属和有害气体，如甲烷和硫化氢等。这些物质在土壤中累积，长此以往会对土壤造成严重污染。

2 城市土壤污染物的种类

2.1 重金属污染

城市化和工业化的发展使土壤重金属污染问题变得日益严重。这些重金属元素因其持久性和稳定性在环境中长时间停滞，并由于其不易生物降解的特性，逐渐在土壤、水体和生物体内累积。例如，铅这一常见的污染物，主要通过汽车尾气、油漆、电池及工业废物进入环境，长时间暴露会对人体神经系统造成损害，导致学习障碍，并对血液系统产生不良影响。另外，汞的污染与煤炭燃烧、金属冶炼、废物焚烧及化学品的使用密切相关。更为关键的是，环境中的汞会转化为有毒的甲基汞，这种形态的汞易被生物吸收，且在食物链中产生生物放大效应，对生态和人类健康构成威胁。铬的污染问题也不容小觑，尤其是在工业中广泛使用的六价铬，具有致癌性。尽管锌为人体所需，但过量释放到土壤中可能会破坏生物活性和生态平衡。此外，常见于矿石、电池和镀层中的镉，其在人体内的过度累积会伤害骨骼和肾脏。考虑到这些重金属对健康和生态的潜在影响，城市土壤污染已成为一个亟待研究和解决的问题。

2.2 有机物污染

城市土壤中的有机物污染已成为环境科学家和健康专家的关注焦点。有机污染物的主要来源包括工业生产、交通、家庭活动和农业作业。多环芳烃（缩写为PAHs）是其中一个代表性组分。这些复杂的化学结构物主要产生于化石燃料的不完全燃烧，尤其是汽车尾气排放。很多PAHs被认为是潜在的致癌物，它们在土壤中稳定性较高，因此会对人体健康构成直接威胁。另一方面，农药，特别是其残留物，在多数城市周边的农田土壤中广泛存在。虽然农药对于害虫和农作物疾病的控制起到了至关重要的作用，确保了食品供应，但它们的生态和健康风险仍然是一个重要的热点话题。石油烃是另一种关键的有机污染物，它们可能来源于石油泄漏、汽车尾气和某些工业过程。这类化合物在土壤中会破坏微生物活性，同时也对人体的呼吸和内分泌系统产生不利影响。综上所述，城市土壤中的有机物污染问题需要得到广泛关注和深入研究，以确保人们的健康和生态的可持续性。

2.3 微生物污染

微生物污染在城市土壤中是一个经常被忽视的问题，但其后果可能是深远的。由于城市活动，尤其是不当的废物处理和污水管理，有害的微生物，如细菌、病毒和真菌可能会在土壤中累积。虽然土壤本身是一个生物活跃的环境，拥有丰富的微生物群落，但外源性的有害微生物可能打破这一平衡，带来各种环境和健康风险。例如，一些致病细菌和病毒，通过食物或水进入人体，可能导致各种疾病，从轻微的消化不适到严重的呼吸问题等。而土壤中的真菌，特别是霉菌，不仅可能影响土壤的结构和功能，还可能释放霉菌毒素。控制这种污染需要全面的策略，从改善废物处理和污水系统，到推动更加可持续的农业等，才能确保城市土壤的健康和生态安全。

3 健康风险评估

3.1 暴露途径

3.1.1 食物链暴露

一些污染物，特别是重金属和有机污染物可以被作物吸收，并最终进入食物链。这意味着即使人们并不直接生活在污染地区，他们也可能通过食用被污染的食物而间接暴露于这些污染物。例如，某些重金属可能被蔬菜、水果或粮食吸收，然后被人们摄取。此外，甲基汞是一种在水生生态系统中常见的有毒形式的汞，它可以在食物链中累积，如高度浓缩在鱼类体内，人们食用这些鱼类时就可能摄入过量的汞。

3.1.2 吸入和接触暴露

除了食物途径外，土壤污染物也可能通过空气散播。例如，尘埃中的污染物在风吹过被污染的地区时，可能被扬起并成为可吸入的颗粒。人体长时间处于这样的环境中，可能会吸入这些颗粒，特别是在风大或干燥的日子。此外，直接与被污染的土壤接触，如在花园工作或儿童在户外玩耍，也是另一种重要的暴露途径，这可能导致污染物通过皮肤接触、摄入或通过开放伤口进入人体内的风险。

3.2 健康影响

3.2.1 重金属的健康风险

重金属是环境中最受关注的污染物，其毒性效应对人体健康构成严重威胁。例如，铅暴露可能导致学习障碍、注意力不集中、神经系统损伤和生殖问题。长时间暴露于高铅环境下，尤其对于儿童来说，可能对其认知和行为造成永久性损伤。另一方面，镉的摄入可能导致骨骼和肾脏问题，其生物累积可能导致严重的中毒症状，如肾功能障碍等。此外，铬尤其是六价铬，已被认定为致癌物质，人体长时间的暴露可能增加患肺癌和胃癌的风险。

3.2.2 有机污染物的健康影响

有机污染物是土壤污染中的另一大类，它们存在于许多日常产品和工业废物中。例如，多环芳烃是化石燃料燃烧的副产品，并已知其某些组分对人类具有致癌性。这些化合物可以经皮肤接触、吸入或摄取进入人体，并可能导致肺癌、皮肤癌等多种癌症。此外，其他有机物如农药残留和石油烃，也可能对人体的呼吸系统和皮肤造成伤害。人体长期或大量暴露于这些化合物中，可能导致慢性疾病，如哮喘、慢性支气管炎或皮肤过敏症等。

3.2.3 微生物污染的健康影响

土壤中的微生物污染主要由于废物处理不当、污水泄漏或农业活动而产生。虽然许多土壤微生物是无害的，但某些致病细菌、病毒和真菌可能导致严重的健康问题。例如，食用被污染的作物或食品可能导致食物中毒，其症状包括呕吐、腹泻、发热等。某些真菌，如霉菌，可能在土壤中产生有毒的霉菌毒素，这些毒素进入食物链后，可能对人体造成伤害，包括肝脏损伤和免疫系统问题。此外，某些病毒和细菌可能通过土壤直接进入水源，导致水源污染，从而引发各种感染性疾病。

4 城市土壤污染的防治策略

4.1 监测与评估技术

现代技术在土壤污染的监测和评估中起到了至关重要的作用。随着技术的进步，我们能够更精确地监测土壤中的微量污染物，从常见的重金属到复杂的有机物，甚至微生物。此外，利用高级设备和方法，我们还可以在更短的时间内获取结果，从而加快响应速度。这些技术为我们绘制了一张准确的污染地图，让我们不仅知道污染的位置，还知道污染的种类和浓度。借助这些技术，我们可以更为有效地制定防治策略，并评估这些策略的效果，确保城市土壤恢复到健康状态。

4.2 修复技术

除了生物修复外，化学修复也是一个有效策略，特别是对于一些难以通过生物方式处理的污染物。这种方法通常涉及将特定的化学物质加入土壤中，使其与污染物结合，从而减少其毒性或可利用性。例如，石灰或其他添加剂可以与土壤中的重金属结合，形成不易溶解的化合物，从而降低它们的生物可利用性。此外，物理修复（如土壤洗涤）和热修复也是有效的修复策略，尤其是在污染物浓度较高或分布不均的情况下。总的来说，选择适当的修复策略需要综合考虑污染物的种类、土壤的特性、经济效益和技术难度，以确保修复活动的成功。

4.3 政策法规

制定政策法规只是第一步，关键在于如何实施和执行。为了确保政策的有效实施，相关部门需要制定一套完整的土壤质量标准，明确标准的上限和下限，并建立相应的监测和评估机制。对于违反标准的企业或个人，相关部门应当给予相应的处罚，既有经济罚款，也有可能的刑事责任。这样的措施可以鼓励公众和企业遵循环保法规，采取可持续的生产和生活方式。与此同时，政府也应承担其责任，加大对土壤污染研究和修复技术研发的投入，推动技术的创新和普及，确保土壤污染得到长期、持续的治理。

5 结语

城市土壤污染已经成为当代环境健康的一大隐患，对生态平衡和居民健康构成了直接威胁。解决这一问题需要政府、企业与公众的共同努力。通过制定和执行严格的政策法规，并结合先进的技术手段进行土壤修复，可以有效减缓及降低污染程度。同时，公众教育和公众参与是保障这些措施能够实际落地并发挥效果的关键。只有当每个人都意识到自己在这场环保战斗中的角色，并积极参与，我们才能朝着建设一个更加绿色、健康的城市环境迈进。