二、土壤重金属污染
        1、镉
        对植物和人体是非必需元素，在地壳中的丰度为5ppm，我国部分地区土壤镉的背景值为0.15～0.20ppm。土壤中镉污染的来源主要是含镉污水灌溉、含镉污泥的施用及大气中含镉飘尘的沉降、含镉磷肥的施用。镉进入土壤后易被土壤吸附，农产品中的镉主要是通过土壤吸收的。镉对植物的毒性不强，当作物中镉的含量已超过对人体健康产生危害的浓度时，作物本身的生长发育在外观上并无不良影响，。据试验资料的综合结果表明，土壤中镉含量达10mg/kg时，不妨碍禾本科作物的生长发育；达到20mg/kg以上时，开始对小麦生长产生障碍作用，会影响植物生长，出现缺绿症，生长发育受到抑制，水稻表现叶鞘变褐色，大豆表现叶脉变褐色，产量下降。
        镉是生物强度积累的元素。作物生长发育不需要镉，但土壤受镉污染后，作物可积累较多的镉。不同作物对镉的吸收和积累能力有较大的差异。在同一条件下种植不同作物，其可食部分的含镉量（以ppm计）分别为大米大于1，小麦1～3.5，大豆1，马铃薯0.2，甘蓝、葱0.1，番茄、葡萄0.06。同一作物不同器官镉的积累也不相同。小麦、水稻中，镉的分布规律为：根＞茎＞籽粒；蔬菜中主要集中于光合作用旺盛器官--绿叶中，而营养物质贮存器官，如萝卜的块根，大白菜的心叶，莴苣的髓部含量很低。因此，要根据土壤中含镉量确定适宜种植作物。
        2、汞
        汞不是植物必需元素，而是有毒元素，但几乎所有植物中都含有痕量汞。土壤中汞的背景值为0.01～0.15ppm，我国南方土壤背景值为0.032～0.05ppm，北方土壤为0.17～0.24ppm。农产品中的汞主要是根系吸收土壤中的汞，其次是飘尘和雨水中的汞，以及土壤释放的汞蒸气通过气孔进入叶组织。汞是生物中度积累元素。自然界的汞，可通过生物吸收进入食物链而得到富集。环境中汞的含量与植物吸收的关系，在很大程度上受汞形态的影响，一般吸收顺序为氯化甲基汞＞氯化乙基汞＞醋酸苯汞＞氯化汞＞氯化汞＞硫化汞。
        汞对植物的毒性也不强，实验表明，土壤含汞量达到5mg/kg时，能引起水稻减产；10 mg/kg时，减产作用显著。对小麦生长仍然不会产生影响，而在此浓度时，农产品中镉已经远远超标。土壤中汞过量时，会影响植物生长，表现为植株矮小瘦弱，叶色较淡，叶细长不开展。
        3、铬
        铬是植物和人体必需元素，少量铬有利于多种植物生长。铬在地壳中的平均含量为200ppm，我国部分地区土壤铬的平均背景值为60ppm，各类土壤相差极为悬殊。铬在土壤与植物体内移动能力很小，因此，铬污染不像其它重金属那样重。铬在植物体中的含量为0.05～0.5ppm，铬不仅造成农产品污染，也易对植物造成危害。土壤中铬含量达 ppm时，植物生长受到影响，农作物叶片出现黄白色斑点、卷缩、须根腐朽，严重时植株萎蔫以至枯死。土壤中铬的存在形态为有机结合态和络合态，随着土壤有机质的增加，从土壤中转移到作物中的铬减少。同一作物不同器官铬的积累也不相同。小麦、水稻中，铬的分布规律为：根＞茎＞籽粒；
        4、砷
        砷为两性变价元素，它在地壳中丰度为5ppm，我国部分地区土壤含砷背景值为8～10ppm。土壤中砷的常见形态有三价和五价两种价态，前者多见于旱田，后者多见于水田。砷与磷的性质相似，在水体和土壤中能与钙、铝、铁以及其它重金属生成难溶的砷酸盐。土壤中砷  可溶性受pH值影响颇大。据日本的研究，在土壤PH低于3或高于9的情况下，砷的溶解度增高，在接近中性的情况下，砷的溶解度较低。土壤中的砷酸和亚砷酸随氧化还原电位的变化而相应转化。在旱田，土壤呈氧化状态条件下，大部分砷化物以砷酸形式存在；在水田，土壤呈还原条件下，随着氧化还原电位的下降，砷酸转化为亚砷酸，提高了砷的可溶性，增加了 砷的危害，而且亚砷酸（三价）对作物的毒性也比砷酸强。
        砷不是作物生长的必需元素，但微量砷能刺激某些作物的生长，只有在浓度较高时才对作物的生长产生抑制作用。农业生产中 由于利用污水灌溉及施用含砷农药，可使大量的砷进入土壤，随后进入植物体。土壤中过量砷的作物生长的影响随着砷的存在形态、数量作物种类、土壤条件等的不同而不同。砷除对作物的生长和产量方面影响外，主要是通工作物的吸收富集污染农产品，危害人类健康。
        5铅
        来自不同污染源、不同污染途径的铅，进入土壤后首先与土壤中的卤化合物结合，其可溶性较大，但经过一段时间后，这种形态的铅就逐渐转化为溶解度很小的物质。由于铅极易为土壤中的腐殖质和粘土物质所吸附，所以进入土壤中的铅主要分布于土壤表层。
        铅可通过两条途径进入植物体，即根系吸收 和叶或其它组织的根外吸收。根系吸收的铅主要积累于根部，只有极少部分转移至地上部分。
        综上所述，重金属对土壤污染的共同点是一般分布于表层，氧化状态多为可溶性，还原状态多为难溶性，酸性条件下多为可溶性，碱性条件下多为难溶性（但也有个别除外）。
        第六节  投入品污染
        一、氮肥污染
        自然界中的氮化合物硝酸盐和亚硝酸盐广泛分布于人类生存的环境中。硝酸盐能在动物体内外，经硝酸盐还原菌作用还原成亚硝酸盐。亚硝酸盐可将人体血液中血红素的二价铁氧化成三价铁，从而失去结合氧的能力，逐渐引起机体组织缺氧，患氧化血红素症。亚硝酸盐还可能与人体胃中的仲胺、叔胺等次级胺形成强致癌物亚硝胺。动物实验已证实亚硝胺具有强烈的致癌性，它对动物肝、肺、肾、膀胱、食道、胃、小肠、脑、脊髓等重要器官都能引起癌变。亚硝胺还可通过胎盘输给胎儿，导致子代发生畸形，如在动物妊娠期给予一定剂量的亚硝胺，其子代会产生肿瘤和癌症，且发生率高达100%。人体摄入的硝酸盐有80%来自蔬菜。硝酸盐的积累因不同植物种类、不同器官部位、不同生产阶段而有差异。研究根据，蔬菜中普遍高于瓜类，瓜类又高于粮食作物和经济作物。蔬菜中叶菜类硝酸盐含量高于果菜类、薯类。据山东省农业科学院对48种丝绸的129个样品测定结果表明，蔬菜使用部分的硝酸盐因种类而异，且同一种类的不同品质，或同一株蔬菜的不同部位或不同创始时间其含量都有较大的差异。从供试蔬菜中看出，雪里的硝酸盐含量最高（1686～1700mg／kg），圆茄子和胡萝卜最低，最高含量与最低含量可相差90倍。其中有11种蔬菜（叶菜类mg／kg） 9种，根菜类2种）硝酸盐超过规定的标准硝酸盐在蔬菜间的总的分布规律是：叶菜类（平均471.8mg／kg）＞根菜类（平均213 mg／kg）＞葱蒜类（平均104.6 mg／kg）＞瓜类（平均95.0 mg／kg）＞豆类（平均64.5 mg／kg）＞茄果类（平均51.5 mg／kg）硝酸盐、亚硝酸盐污染问题主要集中在叶菜类和根菜类蔬菜上，其它作物很少有超标现象。
        二、磷肥污染
        磷肥对农产品的污染主要表现在作为生产过磷酸钙的磷矿石、硫铁矿中含有一定量的铬、镉 、铅、汞、砷等重金属。据日本分析，砷在磷矿石中平均为24ppm而制成过磷酸钙后为104ppm，制成重过磷酸钙更高达273ppm；用硫铁矿制造的含砷量也高，平均为930ppm，最高可达1200ppm；用废硫酸制造的磷肥，含砷量更高。磷矿中的含氟量一般为2～4%，长期使用，会提高土壤含氟量。茶叶具有积累氟的特点，一般含氟100ppm，高的可达2000ppm，茶园长期使用磷肥会提高茶叶的或氟量。
        目前我市磷肥质量参差不齐，大部分为小磷肥厂生产的过磷酸钙，含磷量在12%以下，磷矿石品位低，杂质多，而且部分小磷肥厂是用废酸来制造的，因此，造成的重金属超标现象普遍。1993年市农技中心采集城郊蔬菜区黄瓜、辣椒、番茄、白菜和各县区小麦、玉米各3个样品送农业厅中心化验室对重金属检测结果。我市蔬菜上镉、铅时有超标，辣椒上镉、铅全部超标，番茄上铅超标达2／3，黄瓜和大
        白菜未见超标现象；粮食中重金属超标严重，小麦、玉米上镉超标达1／6，铅超标达100%，镍超标达1／9，铬超标达8／9，铜超标达1／18，氟超标达13／18，汞超标达1／6。而对同时采集的土壤检测，土壤中重金属却未超标现象。
         
         As Cd Cu Pb Zn Hg 
        磷矿石平均 24.4 33.9 23.7 17.2 256 0.25 
        佛罗力达矿 19.4 11.8 15.0 17.2 112 0.05 
        摩洛哥矿 35.2 26.3 39.2 11.1 273 0.01 
        挪威矿 20.3 76.4 12.0 9.1 801 0.31 
        普通过磷酸钙 104 9.5 15.7 8.6 159 0.42 
        重过磷酸钙 273 24.5 32.5 5.6 270 4.17 
        表2-1    磷肥中部分重金属含量（ppm）
        三、有机肥引起生物污染
        菜农有利用生粪上地或人畜粪尿加水制成粪稀作追肥的习惯，这种措施如处理不当会造成不同程度的生物污染，如病菌、寄生虫卵沾附在商品菜上，对人体健康有害，
        四、城市垃圾及污泥引起污染
        城市垃圾及污泥成分复杂，既含有大量有机物质和各种营养元素，也含有一定量的病菌、虫卵、重金属及难分解的有害物质。
        五、农药残留污染
        （一）、基本概念
        1、农药残留  农药使用后残存于生物体、农副产品和环境中的微量农药原体、有毒代谢物、降解物和杂质的总称，残存的数量称为残留量，以每kg样本中有多少毫克表示。残存的商量，称残留量
        2、残留毒性（残毒）  农药残留是施药后的必然现象，但如果超过最大残留量，对人畜产生不良影响或通过食物链对生态系统中的生物造成毒害，则称为农药的残留毒性（简称残毒）。
        （二）、基础知识
        1、农药含义及分类
        《农药管理条例》对农药所下的定义为，农药是指用于预防、消灭或者控制危害农业、林业的病、虫、草和其它有害生物以及有目的的调节植物、昆虫生长发育的化学合成或来源于生物、其它天然物质的一种物质或者几种物质的混合物及其制剂。
        根据农药的用途及成分，或防治对象、作用机理等，农药可以分成不同种类。由于影响农产品质量 安全的主要问题是化学农药污染，所以重点对化学农药的分类作一详细介绍。目前对化学农药的 分类方法很多。从防治对象上分，可分为杀虫剂、除草剂和杀鼠剂。从杀伤动物类别上杀虫剂又可分为杀虫剂、 杀螨剂、杀螺剂三大类。其中还有一些既杀虫又杀螨具有双重作用的药剂。从作用方式上 杀虫剂又可分为触杀剂、胃毒剂、内吸剂。杀菌剂又可分为保护性杀菌剂和治疗性杀菌剂。但现代合成的往往兼具触杀与胃毒作用，甚至还有熏蒸杀害三重作用，所以严格 地讲，主要是从化学成分上加以分类，一般分为12种。
        （1）、无机矿物农药   白砒、红砒、硫酸铜、碱式硫酸铜、氢氧化铜、波尔多液等。
        （2）、有机汞类       如赛力散、西力生。这是一类较老的杀菌剂。
        （3）、有机砷         如福美砷、田安等杀菌剂。
        （4）、有机硫         多是一些杀菌剂，如福美双、代森锌、代森锰锌。
        （5）、有机氯         六六六、DDT、林丹、三氯杀螨虫，硫丹等。
        （6）、有机磷         敌百虫、辛硫磷等杀虫剂和乙磷铝
        （7）、氨基甲酸酯类   抗蚜威、呋喃丹、灭多威等杀虫剂和乙霉威、普力克等等杀菌剂。
        （8）、有机氮         杀虫双、巴丹等杀虫剂。
        （9）、拟除虫菊酯     这是模拟天然除虫菊中的杀虫活性成分人工合成的除虫菊酯，这部分农药品种多，具有高效、低毒、低残留特点，是无公害生产中常用的品种。
        （10）、取代苯类      如甲霜灵、百菌清等杀菌剂。
        （11）、有机杂环类    多菌灵、托布津、腐霉利、三唑酮等杀菌剂，它们一般问半知菌、子囊菌及担子菌的专性杀菌剂。
        （12）、复配剂      由二 种或二种以上的作用节制不同或有负交互抗性的药剂复配而成。
        2、农药的毒性
        化学农药使用后，对人、畜或多或少都会产生毒性，有的在短期内可能造成中毒，有的在环境中比较稳定，通过生物浓缩和食物链在生物体内积累，微量积累又可造成各种慢性毒性如致癌、致畸、致突变等。农药对人、畜毒性可分为三种表现形式：
        （1）、急性毒性
        一些毒性较大的农药，如甲拌磷、对硫磷、内吸磷等，经误食口服或皮肤接触及呼吸道进入体内，在短期内可出现不同程度的症状，如头昏、恶心呕吐、抽搐痉挛、呼吸困难、大小便失禁等，若不及时抢救，即有生命危险。
        衡量或表示农药急性毒性的程度常用致死中量作为指标，即以小白鼠或大白鼠作为供试动物，测出杀死50%个体所需剂量（mg／kg体重）。目前对农药毒性分为四类。它们的划分标准见下表。
        表2-2  农药毒性分级标准
         毒性级别   处理方法 经口LD50 （mg／kg） 经皮（4小时） LD50（mg／kg） 经吸入（2小时） LD50（mg／kg） 
        剧毒 ＜5 ＜20 ＜20 
        高毒 5～50 20～200 20～200 
        中毒 50～500 200～2000 200～2000 
        低毒 ＞500 ＞2000 ＞2000 
        常用农药的毒性为：
        剧毒农药：铁灭克
        高毒农药：3911（甲拌灵）、苏化203、（对硫磷）、甲基1605、1059、甲胺磷、呋喃丹、氟乙酰胺、杀虫脒、氧化乐果。
        中毒农药：六六六、丙体六六六、乐果、杀螟松、亚胺硫磷、DDT、氯丹、西维因、抗蚜威、倍硫磷、DDV、福美砷、退菌特、代森铵、2，4-D、稻瘟净。
        低毒农药：敌百虫、马拉松、乙酰甲胺磷、辛硫磷、三氯杀螨醇、多菌灵、托布津、代森锌、代森锰锌、福美双、乙磷铝、甲霜灵、百菌清等。
        （2）、慢性中毒
        有的农药虽然急性毒性不高，但性质稳定，如有机氯农药（六六六、DDT等）和含铅、汞、砷农药使用后不易分解消失，污染了环境及食物，少量长期被人、畜摄食后，在体内积累，引起内脏机能受损，阻碍正常生理代谢过程而发生毒害（致癌、致畸、突变）。
        3、不同种类农药在自然环境和动物体内代谢特点与残毒
        有机汞农药：性质较稳定，代谢后汞仍然残留在自然环境中或生物体上。由于厌气菌的作用使环境中的汞甲基化，甲基汞毒性很大，世界十大公害之一的“水俣病”就是甲基汞造成的。所以，汞的残毒问题很严重。
        有机氟：主要是氟乙酰胺，急性剧毒鼠药，又是内吸性杀虫剂。被作物吸收后在植物体内稳定不易消失。水解后它的代谢产物氟乙酸对温血动物剧毒，国家禁止生产使用农药。
        有机氯：性质一般较稳定，它们的代谢产物结构也与亲体化合物接近。如滴滴涕的代谢产物DDE、DDD、DDM、DBP等都具有对二氯苯环基团。六六六在动物体中主要是脱氯化氢后形成氯代苯酚和氯代环基烯醇等在植物体内可形成一些氯代苯酚、氯代苯和一些极性化合物。总之，有机氯农药一般不但学生缓慢，即使发生变化形成的产物，结构也类似，有些毒性更强，残毒问题突出。
        有机磷：性质不稳定，易受外界环境因子所影响（光解、碱分解、水解等）或易被生物体内有关的酶系所分解，大多数品种不像有机氯那样稳定
        氨基甲酸酯类：一般来说氨基甲酸酯类农药对人、畜毒性属中等程度至低毒范畴，在土壤中的滞留时间不长，半衰期多数仅1～4周左右，个别品种存在残毒问题，如杀虫脒等。
        4、我国农药残留现状  施用农药后都会造成农药残留，但由于农药本身毒性高低不同，化学性质稳定性不同，因而造成的危害也不同。目前影响农产品质量安全的农药主要为杀虫剂，这与我国农药使用现状有关，我国使用的农药中70%为杀虫剂；杀虫剂中有机磷农药占70%；有机磷杀虫剂中70%为高毒、高残留农药。所以，控制农产品中有机磷农药污染是当前控制农药污染的重点。