土壤生物污染在中国分布广泛,危害严重。污水灌溉、粪便施肥、污泥和垃圾、医疗废弃物以及动植物尸体残留物所携带的病毒都可能造成土壤生物污染,并通过各种途径影响环境、危害动植物和人体健康。由于有害生物种群侵入土壤并大量繁衍,会引起土壤质量下降,不仅破坏原来的生态平衡,还会对动植物和人体健康以及生态系统造成不良影响。
土壤生物污染分布最广的是来源于人畜粪便的肠道致病性病原虫和蠕虫类所造成的污染。全世界有一半以上人口受到一种或几种寄生蠕虫的感染,尤其是热带地区。欧洲和北美较温暖地区的寄生虫发病率也很高。此外,土壤中的各种病原微生物和寄生虫不仅可以通过食物链进入人体,使人感染发病,还可直接通过皮肤接触由土壤进入人体,危害人体健康。被病原体(包括细菌、放线菌、真菌)污染的土壤能传播伤寒、副伤寒、痢疾和病毒性肝炎等疾病。1942年,乌尔坎地区伤寒的流行就是由于居民点附近的土壤被含有致病菌的粪便污染所造成的。某些寄生虫卵在温暖潮湿的土壤中经过几天孵育成为感染性幼虫,然后再通过皮肤接触进入人体,尤其是从伤口进入,从而导致继发性疾病。由于抗生素的滥用导致抗生素或抗性细菌通过人或动物粪便排放至环境,进而造成抗生素抗性基因的环境扩散和积累也被归为生物污染。欧洲每年大约有2.5万人死于抗生素抗性菌和抗生素抗性基因,并有多种疾病的产生与之有关。中国先后出台了《遏制细菌耐药国家行动计划(2016—2020年)》《全国遏制动物源细菌耐药行动计划(2017—2020年)》,旨在从国家层面有效遏制细菌耐药。
造成土壤生物污染的污染物主要包括细菌、放线菌、真菌、寄生虫(卵)、病毒和抗生素。发生最普遍的有立枯病、叶斑病、炭疽病、白粉病、灰霉病、早疫病、晚疫病、细菌性病害、病毒性病害等。此外,土壤线虫也直接或间接地影响了植物病害,造成农作物减产。
①人畜粪便未经无害化处理而施入农田。②生活污水、工业废水、医院污水等未经处理而灌溉进入农田。③污泥、垃圾施入土壤。④病畜尸体处理不当或未经深埋进入土壤。以上途径,均可使土壤中含有大量的细菌、放线菌、真菌以及寄生虫卵,从而引起土壤生物污染。当温度、湿度等条件适宜时,土壤中的这些污染物又可通过不同途径使人畜或者农作物感染发病。
土壤生物污染会引起植物病害,造成农作物减产。病原以土壤为媒介侵染植物根部后会引起植物根部乃至全株植物的病害。一些植物致病菌污染土壤后能引起茄子、马铃薯和烟草等百余种植物的青枯病,能造成果树细菌性溃疡和根癌。某些真菌会引起大白菜、油菜和萝卜等100多种蔬菜烂根,还可导致玉米、小麦和谷子等粮食作物的黑穗病。有些线虫对植物根部造成损伤,导致植物细菌和真菌病害的发生;部分土壤线虫具有传播植物病害的作用,还有部分线虫能破坏植物的某些抗病性而引起植物发病。
土源性线虫和某些肠道原虫造成的污染在土壤生物污染中分布最广,是传播人和动物寄生虫病的潜在因素。此类寄生虫病具有种类多、混合感染多、感染率高、影响面广等特点。畜禽寄生虫广泛寄生于动物机体,以多种方式掠夺营养、损害健康、降低动物机能,从而导致畜牧业生产成本增加,饲料报酬降低;另外,人畜共患寄生虫会引起人畜共患寄生虫病,会对人体的健康造成危害。土壤中传染性细菌和病毒对人和动物的危害更为严重,它们直接或间接地引起人和动物致病,甚至威胁到生命。土壤中的细菌、病毒、真菌等污染食物后使食物腐败、变质、霉烂,一些有害微生物在繁殖的过程中产生毒性的代谢产物(细菌外毒素、真菌毒素等),人和动物摄入后引起各种急慢性中毒,或者侵入机体组织而致病。而抗生素抗性菌和抗性基因则会通过土壤-微生物-动物-植物进行传播扩散,进而危及食物链上各营养级生物的健康;抗生素抗性基因在耐药菌之间的传播会造成一些菌群的耐药性增加,表现出多重抗性,甚至出现“超级细菌”,严重影响疾病的治疗。
主要包括自然净化、机械清除、热力消毒、辐射灭菌、物理吸附等防控方法。
主要采用各种化学消毒剂达到杀死病原微生物的作用。用于土壤消毒的常用化学消毒剂有漂白粉、甲醛溶液、新型戊二醛、氢氧化钠热溶液、石灰、过氧乙酸、高锰酸钾等。但长期大量使用化学消毒剂也会带来土壤微生物生态环境以及土壤结构破坏的风险。
利用土壤与微生物之间存在的关系筛选出有效拮抗菌株和有效的微生态制剂来控制病原微生物的方法。如木霉菌就是一种应用广泛且效果良好的生防菌。