第7章土壤環(huán)境

1、第七章 土壤污染及其控制技術(shù)2案案 例例李興才，患肝癌，于李興才，患肝癌，于2000年年2月去世，時(shí)年月去世，時(shí)年50歲；歲；馬惠珍，患食道癌，于馬惠珍，患食道癌，于2000年年9月月9日去世，時(shí)年日去世，時(shí)年39歲；歲；萬江文，患肺氣腫，于萬江文，患肺氣腫，于2000年年12月月12日去世，時(shí)年日去世，時(shí)年76歲；歲；.癌癥村謎云癌癥村謎云 陜西省華縣龍嶺村陜西省華縣龍嶺村 ，從，從19741974年第一例年第一例食道癌患者開始，至食道癌患者開始，至20012001年年1111月，全村月，全村154154人中死亡人數(shù)人中死亡人數(shù)5959人，其中死于癌癥人，其中死于癌癥的達(dá)的達(dá)3636人，死于

2、肺心病、腦血管病的人，死于肺心病、腦血管病的2222人人 。全村有三戶人家已經(jīng)死絕關(guān)門。全村有三戶人家已經(jīng)死絕關(guān)門。這家人因?yàn)榘┌Y現(xiàn)在都已經(jīng)這家人因?yàn)榘┌Y現(xiàn)在都已經(jīng)死光了，大門緊閉死光了，大門緊閉 3癌癥村謎云癌癥村謎云70年代死亡者平均年齡年代死亡者平均年齡60歲，歲，80年代為年代為50歲，歲，90年代為年代為45歲歲 恐慌恐慌 最年輕的癌癥患者萬成只有最年輕的癌癥患者萬成只有17歲，死于心臟病的李會(huì)珍年歲，死于心臟病的李會(huì)珍年僅僅16歲，死于腦血栓的萬應(yīng)龍年僅歲，死于腦血栓的萬應(yīng)龍年僅18歲歲 罪魁禍?zhǔn)字i罪魁禍?zhǔn)字i 飲用溪水被污染？ 空氣污染？ 修水池、管道，但病情未緩解！其他五個(gè)小

3、組未出現(xiàn)同樣的情況 ！遺傳基因？ 嫁出的人未患癌癥 ！4癌癥村謎云癌癥村謎云林景星教授在癌癥村菜地里取樣，旁邊是村里現(xiàn)在僅有的兩個(gè)孩子 分析分析 國家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測試中心檢測結(jié)果：國家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測試中心檢測結(jié)果： 主食面粉中，鉛含量超出國家標(biāo)準(zhǔn)1.6倍，屬于重污染；鉻超出國家標(biāo)準(zhǔn)2.98倍，屬于嚴(yán)重污染 芹菜中鎘、鉛、汞、砷、鉻全都超標(biāo)，其中汞高出國家標(biāo)準(zhǔn)16倍，鉛高出國家標(biāo)準(zhǔn)83.5倍，屬于特級(jí)污染。 中藥柴胡中鎘、鉛、汞、砷、鉻全都超標(biāo)，其中鉛高出國家標(biāo)準(zhǔn)91.5倍。豆角葉中鉛高出國家標(biāo)準(zhǔn)191倍。核桃中鉻高出國家標(biāo)準(zhǔn)2.9倍。油菜籽中鉛高出國家標(biāo)準(zhǔn)75倍。耕植地、非耕植地以及室內(nèi)用地，都受到了

4、鉛、鉻、砷、銅、鋅、鎳等元素不同程度的污染。 5癌癥村謎云癌癥村謎云土壤被重金屬污染！土壤被重金屬污染！謎底謎底 LOGO6主主 要要 內(nèi)內(nèi) 容容v第一節(jié)第一節(jié) 土壤及其理化性質(zhì)土壤及其理化性質(zhì)v第二節(jié)第二節(jié) 土壤環(huán)境污染及其危害土壤環(huán)境污染及其危害v第三節(jié)第三節(jié) 幾種典型的土壤污染幾種典型的土壤污染v第四節(jié)第四節(jié) 土壤污染的綜合防治土壤污染的綜合防治LOGO7第一節(jié) 土壤及其理化性質(zhì)LOGO8土壤土壤固相物質(zhì)固相物質(zhì)(占容積的50)粒間物質(zhì)粒間物質(zhì)礦物質(zhì)礦物質(zhì)(質(zhì)量占固相總質(zhì)量的95)有機(jī)質(zhì)有機(jī)質(zhì)（質(zhì)量占固相總質(zhì)量的5）土壤溶液土壤溶液空氣空氣 土壤溶液和空氣占土壤總體積的50，且二者經(jīng)常處

5、于彼此消長的狀態(tài)。 生物體生物體LOGO9土壤礦物質(zhì)是由巖石經(jīng)風(fēng)化而來的，一般占土壤固體部土壤礦物質(zhì)是由巖石經(jīng)風(fēng)化而來的，一般占土壤固體部分質(zhì)量的分質(zhì)量的9595。礦物質(zhì)直接影響土壤性質(zhì)，又是植物礦質(zhì)養(yǎng)。礦物質(zhì)直接影響土壤性質(zhì)，又是植物礦質(zhì)養(yǎng)分的主要來源，故同土壤肥力有密切關(guān)系。分的主要來源，故同土壤肥力有密切關(guān)系。（1）原生礦物質(zhì)：巖石經(jīng)過物理風(fēng)化作用被破碎形成的碎屑，其原來的化學(xué)組成沒有改變。 硅酸鹽類、氧化物類、硫化物類、磷酸鹽類（2）次生礦物質(zhì)：原生礦物質(zhì)經(jīng)過化學(xué)風(fēng)化后形成的新礦物，其化學(xué)組成和晶體結(jié)構(gòu)均有所改變。 簡單鹽類、氧化物類、次生磷酸鹽類LOGO10化合物類別化合物類別成分成

6、分在土壤中的作用在土壤中的作用腐殖質(zhì)腐殖質(zhì)植物殘?bào)w經(jīng)微生物降解轉(zhuǎn)化合成含植物殘?bào)w經(jīng)微生物降解轉(zhuǎn)化合成含芳香核、甲氧基（芳香核、甲氧基（OCH3）、羥）、羥基（基（OH）官能團(tuán)?；瘜W(xué)元素主）官能團(tuán)?；瘜W(xué)元素主要是要是C、H、O及及N、酚羥基、羧基、酚羥基、羧基改進(jìn)土壤的物理、化學(xué)性質(zhì)，改進(jìn)土壤的物理、化學(xué)性質(zhì)，促進(jìn)營養(yǎng)物的交換、吸附和促進(jìn)營養(yǎng)物的交換、吸附和固定固定糖類糖類纖維素、半纖維素、淀粉、果膠質(zhì)、纖維素、半纖維素、淀粉、果膠質(zhì)、甲殼質(zhì)等甲殼質(zhì)等土壤中微生物的主要養(yǎng)料，土壤中微生物的主要養(yǎng)料，幫助改善土壤結(jié)構(gòu)幫助改善土壤結(jié)構(gòu)脂肪、蠟質(zhì)及樹脂脂肪、蠟質(zhì)及樹脂可溶于溶劑的類脂類化合物，后者可溶

7、于溶劑的類脂類化合物，后者是酸、醇型的是酸、醇型的防止土壤結(jié)構(gòu)的破壞，但多防止土壤結(jié)構(gòu)的破壞，但多數(shù)對(duì)植物有毒性數(shù)對(duì)植物有毒性有機(jī)氮有機(jī)氮氨基酸、氨基糖、單寧質(zhì)等氨基酸、氨基糖、單寧質(zhì)等提供土壤微生物養(yǎng)分，提供提供土壤微生物養(yǎng)分，提供土壤氮肥土壤氮肥磷化合物磷化合物磷酸脂、磷脂、環(huán)己六醇等磷酸脂、磷脂、環(huán)己六醇等植物磷酸鹽的來源植物磷酸鹽的來源灰分殘留物灰分殘留物結(jié)合在有機(jī)體中除結(jié)合在有機(jī)體中除C、H、O、N、P外的外的Ca、Mg、K、Na、Si、S、Fe、Al、Mn、Cl、Zn、B、F等等植物生長吸收元素的主要來植物生長吸收元素的主要來源源腐殖質(zhì)、生物殘?bào)w、土壤生物、簡單有機(jī)化合物、酶LOG

8、O11二、土壤的形成及結(jié)構(gòu)1、土壤的形成、土壤的形成土壤的形成過程土壤的形成過程LOGO122、土壤的剖面形態(tài)、土壤的剖面形態(tài)自然土壤的綜合剖面自然土壤的綜合剖面生物最活躍生物最活躍LOGO13土壤中各粒級(jí)礦物所占的相對(duì)百分比或重量百分?jǐn)?shù)稱為土壤礦物質(zhì)的機(jī)械組成或土壤質(zhì)地。土壤礦物粒級(jí)一般分為礫石、砂粒、粉砂粒和粘粒四級(jí)。不同粒徑的礦物質(zhì)顆粒的成分和物理化學(xué)性質(zhì)有很大差異，如對(duì)污染物的吸附、解吸和遷移、轉(zhuǎn)化能力，有效含水量及保水、保溫能力等。 3.土壤機(jī)械組成土壤機(jī)械組成LOGOLOGO15國際制土壤質(zhì)地分類國際制土壤質(zhì)地分類質(zhì)地分類質(zhì)地分類各級(jí)土粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)各級(jí)土粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)/質(zhì)地名稱質(zhì)地名稱黏

9、粒黏粒(0.002mm)粉砂粉砂(0.0020.02mm)沙礫沙礫(0.022mm)類類別別砂土類砂土類砂土及壤質(zhì)砂土砂土及壤質(zhì)砂土01501585100壤土類壤土類砂質(zhì)壤土砂質(zhì)壤土壤土壤土粉砂質(zhì)壤土粉砂質(zhì)壤土01501501504535454510055854055055黏壤土黏壤土類類砂質(zhì)黏壤土砂質(zhì)黏壤土黏壤土黏壤土粉砂質(zhì)黏壤土粉砂質(zhì)黏壤土1525152515250302045458555853055040黏土類黏土類砂質(zhì)黏土砂質(zhì)黏土壤質(zhì)黏土壤質(zhì)黏土粉砂質(zhì)黏土粉砂質(zhì)黏土黏土黏土重黏土重黏土254525452545456565100020045457503503555751055030055

10、035LOGO164.土壤的結(jié)構(gòu)土壤的結(jié)構(gòu)土壤的結(jié)構(gòu)土壤的結(jié)構(gòu)LOGO171 1、土壤的吸附性質(zhì)、土壤的吸附性質(zhì)2. 2. 土壤的酸堿性土壤的酸堿性3. 3. 土壤的氧化土壤的氧化 還原性還原性4. 4. 土壤的生物活性土壤的生物活性三、三、 土壤的重要理化性質(zhì)土壤的重要理化性質(zhì)LOGO181、 土壤的吸附性質(zhì)土壤的吸附性質(zhì)土壤膠體按成分及來源可分為三類：土壤膠體按成分及來源可分為三類：1 1）有機(jī)膠體）有機(jī)膠體2 2）無機(jī)膠體）無機(jī)膠體3 3）有機(jī)無機(jī)復(fù)合膠體）有機(jī)無機(jī)復(fù)合膠體土壤的吸附性與土壤膠體緊密相關(guān)：土壤的吸附性與土壤膠體緊密相關(guān)：1 1）土壤膠體具有巨大的比表面積和表面能，從而使土

11、壤具有吸）土壤膠體具有巨大的比表面積和表面能，從而使土壤具有吸附性。附性。2 2）土壤膠體具有電荷性質(zhì)。）土壤膠體具有電荷性質(zhì)。 鑒于土壤膠體內(nèi)層所帶電荷性質(zhì)不同，土壤膠體表面吸附離子的電荷性鑒于土壤膠體內(nèi)層所帶電荷性質(zhì)不同，土壤膠體表面吸附離子的電荷性質(zhì)也不同，離子交換作用也分為陽離子交換作用和陰離子交換作用。質(zhì)也不同，離子交換作用也分為陽離子交換作用和陰離子交換作用。LOGO192. 土壤的酸堿性土壤的酸堿性 土壤的酸堿性反應(yīng)了土壤溶液中氫離子濃度和土壤膠土壤的酸堿性反應(yīng)了土壤溶液中氫離子濃度和土壤膠體上可交換性氫鋁離子數(shù)量，是土壤的重要理化性質(zhì)之一。體上可交換性氫鋁離子數(shù)量，是土壤的重要

12、理化性質(zhì)之一。 土壤酸度對(duì)植物的生長、污染物質(zhì)的遷移和轉(zhuǎn)化有重土壤酸度對(duì)植物的生長、污染物質(zhì)的遷移和轉(zhuǎn)化有重大影響。大影響。 （1 1）土壤酸度影響?zhàn)B分的有效度；）土壤酸度影響?zhàn)B分的有效度； （2 2）土壤酸度影響金屬元素的固定、釋放和淋溶；）土壤酸度影響金屬元素的固定、釋放和淋溶； （3 3）土壤酸度影響土壤中微生物的活性；）土壤酸度影響土壤中微生物的活性；LOGO20 1）土壤酸度）土壤酸度土壤酸度可分為活性酸度和潛在酸度。土壤酸度可分為活性酸度和潛在酸度。 活性酸度又稱有效酸度，是指土壤溶液中游離的活性酸度又稱有效酸度，是指土壤溶液中游離的H濃度直接反濃度直接反映出的酸度，通常用映出的酸

13、度，通常用pH表示。通常，鹽基飽和度高的土壤表示。通常，鹽基飽和度高的土壤pH值較高，值較高，酸性弱；鹽基飽和度小的土壤酸性弱；鹽基飽和度小的土壤pH值較低，酸性強(qiáng)。值較低，酸性強(qiáng)。 潛在酸度的來源是土壤膠體所吸附的可代換性離子（主要指潛在酸度的來源是土壤膠體所吸附的可代換性離子（主要指H和和Al3），當(dāng)這些離子被吸附時(shí)不顯酸性，但當(dāng)它們通過離子交換進(jìn)入），當(dāng)這些離子被吸附時(shí)不顯酸性，但當(dāng)它們通過離子交換進(jìn)入土壤溶液后，會(huì)增大土壤溶液中土壤溶液后，會(huì)增大土壤溶液中H濃度，顯示出酸性。潛在酸對(duì)土壤濃度，顯示出酸性。潛在酸對(duì)土壤性質(zhì)有很大影響，當(dāng)膠體吸附的性質(zhì)有很大影響，當(dāng)膠體吸附的H和和Al3轉(zhuǎn)

14、入溶液引起酸堿度變化時(shí)，轉(zhuǎn)入溶液引起酸堿度變化時(shí)，會(huì)影響土壤性質(zhì)、養(yǎng)分的供給和生物的活動(dòng)等。會(huì)影響土壤性質(zhì)、養(yǎng)分的供給和生物的活動(dòng)等。LOGO21（2 2）土壤堿度）土壤堿度 土壤中的土壤中的OH主要來自土壤溶液中堿金屬（主要來自土壤溶液中堿金屬（Na、K）及堿土金屬）及堿土金屬（Ca、Mg）的）的CO32-和和 HCO3-鹽類的水解，以及膠體吸附的交換性陽離鹽類的水解，以及膠體吸附的交換性陽離子（尤其是子（尤其是Na）的水解。）的水解。 土壤堿度也用土壤堿度也用pH表示，強(qiáng)堿性土壤除含有強(qiáng)堿弱酸鹽外，主要還受表示，強(qiáng)堿性土壤除含有強(qiáng)堿弱酸鹽外，主要還受到膠體吸附的交換性到膠體吸附的交換性Na

15、的影響。通常把交換性的影響。通常把交換性Na占陽離子交換總量占陽離子交換總量的百分?jǐn)?shù)成為堿化度，并應(yīng)用堿化度劃分堿土的種類：的百分?jǐn)?shù)成為堿化度，并應(yīng)用堿化度劃分堿土的種類：LOGO22正常土壤的pH在58之間一般在濕潤地區(qū)，淋溶作用強(qiáng)，土壤呈酸性 或強(qiáng)酸性，pH6.5在干旱地區(qū)，淋溶作用弱，土壤大多呈 堿性 或強(qiáng)堿性，pH7.5在半旱半濕地區(qū)，土壤的pH介于兩者之間土壤的酸性范圍土壤的酸性范圍LOGO23影響重金屬等離子的溶解度溶解度影響污染物氧化還原體系的電位電位影響土壤膠體對(duì)重金屬離子等的吸附吸附影響土壤中重金屬的活性活性土壤酸性的環(huán)境化學(xué)意義土壤酸性的環(huán)境化學(xué)意義LOGO243）土壤的緩

16、沖性）土壤的緩沖性 土壤具有緩和酸堿度激烈變化的能力。土壤溶液中的碳土壤具有緩和酸堿度激烈變化的能力。土壤溶液中的碳酸、腐殖酸和其他有機(jī)酸等弱酸及鹽類，構(gòu)成了一個(gè)良好酸、腐殖酸和其他有機(jī)酸等弱酸及鹽類，構(gòu)成了一個(gè)良好的酸堿緩沖體系；另外，土壤膠體吸附的鹽基離子和氫離的酸堿緩沖體系；另外，土壤膠體吸附的鹽基離子和氫離子能分別對(duì)酸和堿起緩沖作用。土壤膠體和鹽基代換量越子能分別對(duì)酸和堿起緩沖作用。土壤膠體和鹽基代換量越大，土壤的酸堿緩沖能力越強(qiáng)。大，土壤的酸堿緩沖能力越強(qiáng)。例：北方酸雨的后果較南方輕例：北方酸雨的后果較南方輕LOGO253. 土壤的氧化土壤的氧化 還原性還原性a. 土壤中存在許多有機(jī)

17、和無機(jī)的氧化性和還原性物質(zhì)，是一個(gè)土壤中存在許多有機(jī)和無機(jī)的氧化性和還原性物質(zhì)，是一個(gè)雜的氧化還原混合體系，土壤在這些物質(zhì)的共同作用下表現(xiàn)雜的氧化還原混合體系，土壤在這些物質(zhì)的共同作用下表現(xiàn)出一定的氧化還原特性。土壤的氧化還原性對(duì)土壤中物出一定的氧化還原特性。土壤的氧化還原性對(duì)土壤中物質(zhì)的遷移轉(zhuǎn)化具有重要影響。質(zhì)的遷移轉(zhuǎn)化具有重要影響。b. 土壤中的氧化還原物質(zhì)種類眾多，可分為有機(jī)體系和無機(jī)土壤中的氧化還原物質(zhì)種類眾多，可分為有機(jī)體系和無機(jī)體系兩大類。無機(jī)體系如氧體系、鐵體系、錳體系、硫體系體系兩大類。無機(jī)體系如氧體系、鐵體系、錳體系、硫體系和氫體系；有機(jī)體系包括不同分解程度的有機(jī)物、有機(jī)酸、

18、和氫體系；有機(jī)體系包括不同分解程度的有機(jī)物、有機(jī)酸、糖類等。糖類等。 c. 土壤的氧化還原性質(zhì)常用土壤溶液的氧化還原電位（土壤的氧化還原性質(zhì)常用土壤溶液的氧化還原電位（Eh）來）來衡量，其值取決于土壤溶液中氧化態(tài)物質(zhì)和還原態(tài)物質(zhì)的相衡量，其值取決于土壤溶液中氧化態(tài)物質(zhì)和還原態(tài)物質(zhì)的相對(duì)濃度。一般旱地土壤的對(duì)濃度。一般旱地土壤的Eh值在值在400700mV，水田土，水田土壤的壤的Eh值在值在200300mV。LOGO26d. d. 影響土壤氧化還原性質(zhì)的因素主要包括：土壤通氣狀影響土壤氧化還原性質(zhì)的因素主要包括：土壤通氣狀況，通氣良好，電位升高；通氣不良，電位下降。土壤有況，通氣良好，電位升高；

19、通氣不良，電位下降。土壤有機(jī)質(zhì)狀況，土壤有機(jī)質(zhì)在嫌氣條件下分解，形成大量還原性機(jī)質(zhì)狀況，土壤有機(jī)質(zhì)在嫌氣條件下分解，形成大量還原性物質(zhì)，在浸水條件下物質(zhì)，在浸水條件下EhEh下降；土壤無機(jī)物狀況，一般還原下降；土壤無機(jī)物狀況，一般還原性無機(jī)物多，還原作用強(qiáng)，氧化性無機(jī)物多，氧化作用強(qiáng)。性無機(jī)物多，還原作用強(qiáng)，氧化性無機(jī)物多，氧化作用強(qiáng)。土壤中氧化鐵和硝酸鹽含量高，可減弱還原作用，緩沖土壤中氧化鐵和硝酸鹽含量高，可減弱還原作用，緩沖EhEh值值的下降；同一種土壤，的下降；同一種土壤，pHpH越低，氧化還原電位越高。越低，氧化還原電位越高。f.f. 氧化還原性的影響：氧化還原性的影響： 影響土壤營

20、養(yǎng)元素的狀態(tài)和有效性；影響土壤營養(yǎng)元素的狀態(tài)和有效性； 影響元素離子的形態(tài)，從而影響其遷移轉(zhuǎn)化。影響元素離子的形態(tài)，從而影響其遷移轉(zhuǎn)化。LOGO27氧化還原電位對(duì)污染物遷移的影響氧化還原電位對(duì)污染物遷移的影響Hg 旱地，Hg為HgCl2和Hg(OH)2 水田 ，以HgS存在Cd 水田pE很低，Cd2+形成難溶的CdS 旱地，CdS被氧化為可溶性CdSO4LOGOLOGO294. 土壤的生物活性土壤的生物活性 土壤中的生物體系包括微生物區(qū)系、微動(dòng)物區(qū)系和動(dòng)物土壤中的生物體系包括微生物區(qū)系、微動(dòng)物區(qū)系和動(dòng)物區(qū)系，其中尤以微生物最為活躍。土壤生物使土壤具有生物區(qū)系，其中尤以微生物最為活躍。土壤生物使

21、土壤具有生物活性，是土壤形成、養(yǎng)分轉(zhuǎn)化、物質(zhì)遷移、污染物遷移轉(zhuǎn)化活性，是土壤形成、養(yǎng)分轉(zhuǎn)化、物質(zhì)遷移、污染物遷移轉(zhuǎn)化的重要參與者，影響著土壤中物理化學(xué)和生物化學(xué)的過程、的重要參與者，影響著土壤中物理化學(xué)和生物化學(xué)的過程、特征和結(jié)果。特征和結(jié)果。 土壤中的微動(dòng)物和動(dòng)物也種類繁多，如原生動(dòng)物（鞭毛土壤中的微動(dòng)物和動(dòng)物也種類繁多，如原生動(dòng)物（鞭毛蟲綱、肉足蟲綱、纖毛蟲亞門等蟲綱、肉足蟲綱、纖毛蟲亞門等) )、蠕蟲（線蟲和環(huán)節(jié)動(dòng)、蠕蟲（線蟲和環(huán)節(jié)動(dòng)物）、節(jié)肢動(dòng)物（蟻類、蜈蚣等）、腹足動(dòng)物（蛞蝓、蝸牛物）、節(jié)肢動(dòng)物（蟻類、蜈蚣等）、腹足動(dòng)物（蛞蝓、蝸牛等）及一些哺乳動(dòng)物。它們對(duì)土壤性質(zhì)和污染的凈化也有重

22、等）及一些哺乳動(dòng)物。它們對(duì)土壤性質(zhì)和污染的凈化也有重要的影響。要的影響。 LOGO30第二節(jié)土壤污染及危害第二節(jié)土壤污染及危害 土壤中污染物的輸入、累積和土壤環(huán)境的自凈作用是土壤中污染物的輸入、累積和土壤環(huán)境的自凈作用是兩個(gè)相反而同時(shí)進(jìn)行的過程，正常情況下二者處于動(dòng)態(tài)平兩個(gè)相反而同時(shí)進(jìn)行的過程，正常情況下二者處于動(dòng)態(tài)平衡，不會(huì)造成污染。但當(dāng)污染物質(zhì)輸入土壤的數(shù)量和速度衡，不會(huì)造成污染。但當(dāng)污染物質(zhì)輸入土壤的數(shù)量和速度超過土壤的自凈作用超過土壤的自凈作用，打破了累積和凈化的動(dòng)態(tài)平衡，隨，打破了累積和凈化的動(dòng)態(tài)平衡，隨著污染物的累積土壤環(huán)境將發(fā)生明顯的變異，必然導(dǎo)致土著污染物的累積土壤環(huán)境將發(fā)生明

23、顯的變異，必然導(dǎo)致土壤正常功能的失調(diào)土壤質(zhì)量惡化；同時(shí)土壤中的污染物發(fā)壤正常功能的失調(diào)土壤質(zhì)量惡化；同時(shí)土壤中的污染物發(fā)生遷移轉(zhuǎn)化進(jìn)入大氣、水體和生物圈，并最終影響到人類生遷移轉(zhuǎn)化進(jìn)入大氣、水體和生物圈，并最終影響到人類的健康。的健康。、土壤污染的內(nèi)涵、土壤污染的內(nèi)涵LOGO312、土壤污染的特點(diǎn)、土壤污染的特點(diǎn)3、土壤污染的危害、土壤污染的危害1 1）導(dǎo)致嚴(yán)重的直接經(jīng)濟(jì)損失）導(dǎo)致嚴(yán)重的直接經(jīng)濟(jì)損失2 2）導(dǎo)致食物品質(zhì)不斷下降）導(dǎo)致食物品質(zhì)不斷下降3 3）危害人體健康）危害人體健康4 4）導(dǎo)致其他環(huán)境問題）導(dǎo)致其他環(huán)境問題1) 1) 隱蔽性和潛伏性隱蔽性和潛伏性2) 2) 易累積性易累積性3)

24、 3) 不可逆性和持久性不可逆性和持久性4) 4) 危害的嚴(yán)重性和難治理性危害的嚴(yán)重性和難治理性LOGO32中國農(nóng)副品出口問題中國農(nóng)副品出口問題LOGO334、 土壤污染類型土壤污染類型水體污染型水體污染型1大氣污染型大氣污染型2農(nóng)業(yè)污染型農(nóng)業(yè)污染型3固體廢棄物污染型固體廢棄物污染型4綜合污染型綜合污染型5沈陽張氏灌區(qū)鎘污染沈陽張氏灌區(qū)鎘污染金屬粉塵沉降、酸沉降金屬粉塵沉降、酸沉降LOGO345、土壤污染源與主要土壤污染物質(zhì)、土壤污染源與主要土壤污染物質(zhì) 土壤污染源主要包括工業(yè)污染源、農(nóng)業(yè)污染源和生物污土壤污染源主要包括工業(yè)污染源、農(nóng)業(yè)污染源和生物污染源。染源。 工業(yè)污染源主要是工業(yè)三廢的排放

25、；工業(yè)污染源主要是工業(yè)三廢的排放； 農(nóng)業(yè)污染源主要指農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程產(chǎn)生的污染物，如農(nóng)藥、農(nóng)業(yè)污染源主要指農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程產(chǎn)生的污染物，如農(nóng)藥、化肥、畜禽養(yǎng)殖廢物、農(nóng)用地膜等；化肥、畜禽養(yǎng)殖廢物、農(nóng)用地膜等； 生物污染源主要指含有致病菌的生活污水、醫(yī)院廢水、生物污染源主要指含有致病菌的生活污水、醫(yī)院廢水、垃圾等。垃圾等。LOGO35(1)(1)有機(jī)物類有機(jī)物類 主要是化學(xué)農(nóng)藥、除草劑等，化學(xué)農(nóng)藥的種類繁多，主主要是化學(xué)農(nóng)藥、除草劑等，化學(xué)農(nóng)藥的種類繁多，主要為有機(jī)氯和有機(jī)磷兩大類。要為有機(jī)氯和有機(jī)磷兩大類。 工業(yè)工業(yè)“三廢三廢”中的有機(jī)污染物，較常見的有酚、油類、中的有機(jī)污染物，較常見的有酚、油類、多

26、氯聯(lián)苯、苯并芘等。多氯聯(lián)苯、苯并芘等。土壤污染的主要污染物土壤污染的主要污染物 （2 2）重金屬污染物重金屬污染物，如如砷、鎘、汞、鉻、銅、，如如砷、鎘、汞、鉻、銅、 鋅、鉛等鋅、鉛等（3 3）放射性污染物放射性污染物，如元素銫、鍶等，如元素銫、鍶等（4 4）病原微生物病原微生物 ，如腸細(xì)菌、炭疽桿菌、破傷風(fēng)桿菌、腸寄，如腸細(xì)菌、炭疽桿菌、破傷風(fēng)桿菌、腸寄 生蟲生蟲( (蠕蟲蠕蟲) )、霍亂弧菌、結(jié)核桿菌等、霍亂弧菌、結(jié)核桿菌等LOGO36LOGO37第三節(jié)幾種典型的土壤污染問題第三節(jié)幾種典型的土壤污染問題一、一、 重金屬對(duì)土壤的污染重金屬對(duì)土壤的污染1、重金屬在土壤中的行為特征、重金屬在土壤

27、中的行為特征1）物理遷移）物理遷移2）物理化學(xué)遷移和化學(xué)遷移）物理化學(xué)遷移和化學(xué)遷移 物理化學(xué)與化學(xué)遷移轉(zhuǎn)化是指重金屬在土壤中通過吸附、解吸、物理化學(xué)與化學(xué)遷移轉(zhuǎn)化是指重金屬在土壤中通過吸附、解吸、沉淀、溶解、氧化、還原、絡(luò)合、螯合和水解等一系列物理化學(xué)與化沉淀、溶解、氧化、還原、絡(luò)合、螯合和水解等一系列物理化學(xué)與化學(xué)過程而發(fā)生的遷移轉(zhuǎn)化，是重金屬在土壤中的主要運(yùn)動(dòng)形式。學(xué)過程而發(fā)生的遷移轉(zhuǎn)化，是重金屬在土壤中的主要運(yùn)動(dòng)形式。 重金屬和無機(jī)膠體的結(jié)合重金屬和無機(jī)膠體的結(jié)合 重金屬和有機(jī)膠體的結(jié)合重金屬和有機(jī)膠體的結(jié)合 溶解和沉淀作用溶解和沉淀作用3）生物遷移）生物遷移LOGO382、 土壤條件

28、對(duì)重金屬遷移轉(zhuǎn)化的影響土壤條件對(duì)重金屬遷移轉(zhuǎn)化的影響v 重金屬的遷移轉(zhuǎn)化形式與土壤條件緊密相關(guān)，土壤類型、土重金屬的遷移轉(zhuǎn)化形式與土壤條件緊密相關(guān)，土壤類型、土壤利用方式（水田、旱地、林地等）以及土壤的理化性質(zhì)（氧化壤利用方式（水田、旱地、林地等）以及土壤的理化性質(zhì)（氧化還原性、酸堿性、有機(jī)無機(jī)膠體含量等）都能引起重金屬在土壤還原性、酸堿性、有機(jī)無機(jī)膠體含量等）都能引起重金屬在土壤中賦存狀態(tài)的改變，從而影響重金屬的遷移轉(zhuǎn)化行為和危害性。中賦存狀態(tài)的改變，從而影響重金屬的遷移轉(zhuǎn)化行為和危害性。v 重金屬大多屬于過渡元素，價(jià)態(tài)多變，因此它在土壤中的價(jià)態(tài)重金屬大多屬于過渡元素，價(jià)態(tài)多變，因此它在土壤

29、中的價(jià)態(tài)變化和反應(yīng)深受土壤氧化還原電位的影響。變化和反應(yīng)深受土壤氧化還原電位的影響。v 土壤的土壤的pHpH值對(duì)重金屬的溶解度也有重要影響。值對(duì)重金屬的溶解度也有重要影響。v 土壤膠體對(duì)重金屬具有明顯的固定作用，因此土壤中膠體的種土壤膠體對(duì)重金屬具有明顯的固定作用，因此土壤中膠體的種類和數(shù)量與重金屬的遷移轉(zhuǎn)化也緊密相關(guān)。類和數(shù)量與重金屬的遷移轉(zhuǎn)化也緊密相關(guān)。v 重金屬元素被膠體固定有兩種方式：一種是重金屬元素被吸附重金屬元素被膠體固定有兩種方式：一種是重金屬元素被吸附在膠體表面，這種情況重金屬較易釋放；另一種是重金屬被保持在膠體表面，這種情況重金屬較易釋放；另一種是重金屬被保持在膠體內(nèi)部的晶格

30、中，則很難釋放。在膠體內(nèi)部的晶格中，則很難釋放。LOGO393、主要重金屬污染、主要重金屬污染 土壤重金屬污染物主要有汞、鎘、鉛、銅、鉻、砷、鎳、土壤重金屬污染物主要有汞、鎘、鉛、銅、鉻、砷、鎳、鐵、錳、鋅等，砷雖不屬于重金屬，但因其行為與來源以鐵、錳、鋅等，砷雖不屬于重金屬，但因其行為與來源以及危害都與重金屬相似，故通常列入重金屬類進(jìn)行討論。及危害都與重金屬相似，故通常列入重金屬類進(jìn)行討論。就對(duì)植物的需要而言，可分為兩類：一類是植物生長發(fā)育就對(duì)植物的需要而言，可分為兩類：一類是植物生長發(fā)育不需要的元素，而對(duì)人體健康危害比較明顯，如鎘、汞、不需要的元素，而對(duì)人體健康危害比較明顯，如鎘、汞、鉛等

31、；另一類是植物正常生長發(fā)育所需元素，且對(duì)人體又鉛等；另一類是植物正常生長發(fā)育所需元素，且對(duì)人體又有一定生理功能，如銅、鋅等，但過多會(huì)發(fā)生污染，妨礙有一定生理功能，如銅、鋅等，但過多會(huì)發(fā)生污染，妨礙植物生長發(fā)育。植物生長發(fā)育。 LOGO40 土壤的汞污染主要來自于污染灌溉、燃煤、汞冶煉廠和汞制劑廠（儀表、電氣、氯堿工業(yè)）的排放。含汞顏料的應(yīng)用、用汞做原料的工廠、含汞農(nóng)藥的施用等也是重要的汞污染源。土壤中汞的存在形態(tài)有無機(jī)態(tài)與有機(jī)態(tài)，并在一定的條件下互相轉(zhuǎn)化。無機(jī)汞有g(shù)4、g（）2、gl2、g，它們因溶解度低，在土壤中遷移轉(zhuǎn)化能力很弱，但在土壤微生物作用下，汞可向甲基化方向轉(zhuǎn)化。在好氧條件下主要形

32、成脂溶性的甲基汞，可被微生物吸收、積累，而轉(zhuǎn)入食物鏈造成對(duì)人體的危害；在厭氧條件下，主要形成二甲基汞，在微酸性環(huán)境下，二甲基汞可轉(zhuǎn)化為甲基汞。汞對(duì)植物的危害因作物的種類和生育而異。汞在一定濃度下使作物減產(chǎn)，在較高濃度下甚至使作物死亡。汞汞日本水俁病事件日本水俁病事件LOGO41 鎘主要來源于鎘礦、鎘冶煉廠。因鎘與鋅同族，常與鋅共生，所以冶煉鋅的排放物中必有n、d，它們揮發(fā)性強(qiáng)，以污染源為中心可波及數(shù)千米遠(yuǎn)。鎘工業(yè)廢水灌溉農(nóng)田也是鎘污染的重要來源。 土壤中鎘的存在形態(tài)也很多，大致可分為水溶性鎘和非水溶性鎘兩大類。 鎘對(duì)農(nóng)業(yè)最大的威脅是產(chǎn)生“鎘米”、“鎘菜”，進(jìn)入人體后使人得骨痛病。另外，鎘會(huì)損傷

33、腎小管，出現(xiàn)糖尿病，還有鎘引起血壓升高，出現(xiàn)心血管病，甚至還有致癌、致畸的報(bào)道。 鎘 日本富山痛痛病事件日本富山痛痛病事件LOGO42鉛 v 鉛是土壤污染較普遍的元素。污染源主要來自汽油里添加抗爆劑烷基鉛，隨汽油燃燒后的尾氣而積存公路兩側(cè)百米范圍內(nèi)的土壤中，另外，鉛字印刷廠、鉛冶煉廠、鉛采礦場等也是重要的污染源，進(jìn)入土壤中的鉛在土壤中易與有機(jī)物結(jié)合，極不易溶解，土壤鉛大多發(fā)現(xiàn)在表土層。 v 鉛對(duì)植物的危害表現(xiàn)為葉綠素下降，阻礙植物的呼吸及光合作用。谷類作物吸鉛量較大，但多數(shù)集中在根部，莖稈次之，籽實(shí)中較少。因此鉛污染的土壤所生產(chǎn)的禾谷類莖稈不宜作飼料。v 鉛對(duì)動(dòng)物的危害是累積中毒。人體中鉛能與

34、多種酶結(jié)合從而干擾有機(jī)體多方面的生理活動(dòng)，導(dǎo)致對(duì)全身器官產(chǎn)生危害。 武岡兒童血鉛超標(biāo)事件武岡兒童血鉛超標(biāo)事件 陜西鳳翔血鉛超標(biāo)事件陜西鳳翔血鉛超標(biāo)事件 LOGO43 污染源主要是電鍍、制革廢水、鉻渣等。鉻在土壤中主要有兩種價(jià)態(tài)：r6+和r3+。兩種價(jià)態(tài)的行為極為不同，前者活性低而毒性高，后者恰恰相反。r3+主要存在于土壤與沉積物中，r6+主要存在于水中，但易被e2+和有機(jī)物等還原。 植物吸收鉻約留在根部。據(jù)研究，低濃度的r6+能提高植物體內(nèi)酶活性與葡萄糖含量，高濃度時(shí)則阻礙水分和營養(yǎng)向上部輸送，并破壞代謝作用。 鉻對(duì)人體與動(dòng)物也是有利有弊。人體中含鉻過低會(huì)產(chǎn)生食欲減退癥狀。但飲水中超標(biāo)倍時(shí)，會(huì)

35、發(fā)生口角糜爛、腹瀉、消化紊亂等癥狀。鉻 原湖南鐵合金廠鉻廢渣污染事件原湖南鐵合金廠鉻廢渣污染事件 LOGO44v 土壤砷污染主要來自大氣降塵與含砷農(nóng)藥。燃煤是大氣中砷的主要污染源。土壤中砷大部分為膠體吸收或和有機(jī)物絡(luò)合螯合或和磷一樣與土壤中鐵、鋁、鈣離子相結(jié)合，形成難溶化合物，或與鐵、鋁等氫氧化物發(fā)生共沉淀。p和h值影響土壤對(duì)砷的吸附。p值高土壤砷吸附量減少而水溶性砷增加；土壤的氧化條件下，大部是砷酸，砷酸易被膠體吸附，而增加土壤固砷量。隨h降低，砷酸轉(zhuǎn)化為亞砷酸，可促進(jìn)砷的可溶性，增加砷害。v 砷對(duì)植物危害的最初癥狀是葉片卷曲枯萎，進(jìn)一步是根系發(fā)育受阻，最后是植物根、莖、葉全部枯死。砷對(duì)人體

36、危害很大，它能使紅血球溶解，破壞正常生理功能，甚至致癌等。 砷 LOGO45二、化學(xué)農(nóng)藥對(duì)土壤的污染二、化學(xué)農(nóng)藥對(duì)土壤的污染1、農(nóng)藥的主要類型及危害、農(nóng)藥的主要類型及危害 人工合成的化學(xué)農(nóng)藥按化學(xué)組成可以分為：有機(jī)氯農(nóng)藥、有機(jī)磷農(nóng)藥、有機(jī)汞農(nóng)藥、有機(jī)砷農(nóng)藥、氨基甲酸脂類農(nóng)藥、擬除蟲菊酯等農(nóng)藥。（1 1）有機(jī)氯農(nóng)藥對(duì)害蟲有殺傷毒害作用，同時(shí)對(duì)益蟲益鳥也有殺傷作用）有機(jī)氯農(nóng)藥對(duì)害蟲有殺傷毒害作用，同時(shí)對(duì)益蟲益鳥也有殺傷作用（2 2）長期使用同類型農(nóng)藥，使害蟲產(chǎn)生了抗藥性。）長期使用同類型農(nóng)藥，使害蟲產(chǎn)生了抗藥性。（3 3）長期大量使用農(nóng)藥，使農(nóng)藥在環(huán)境中逐漸積累，尤其是在土壤中，）長期大量使用農(nóng)藥

37、，使農(nóng)藥在環(huán)境中逐漸積累，尤其是在土壤中，產(chǎn)生了農(nóng)藥污染環(huán)境問題。產(chǎn)生了農(nóng)藥污染環(huán)境問題。（4 4）農(nóng)藥被農(nóng)作物吸收、進(jìn)入動(dòng)物體內(nèi)，經(jīng)過生物富集濃縮，使其毒性）農(nóng)藥被農(nóng)作物吸收、進(jìn)入動(dòng)物體內(nèi)，經(jīng)過生物富集濃縮，使其毒性更大，這就不僅使得害蟲的天敵更易受到毒害作用，而且會(huì)通過食更大，這就不僅使得害蟲的天敵更易受到毒害作用，而且會(huì)通過食物鏈威脅人體的健康。物鏈威脅人體的健康。LOGO462、 農(nóng)藥在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化和降解農(nóng)藥在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化和降解農(nóng)藥在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化行為LOGO473、農(nóng)藥在土壤中的殘留、農(nóng)藥在土壤中的殘留農(nóng)藥品種農(nóng)藥品種大致半衰期大致半衰期（年）（年）農(nóng)藥品種農(nóng)藥品種大致半衰

38、期大致半衰期（年）（年）鉛、砷、銅、汞鉛、砷、銅、汞1030三嗪類除草劑三嗪類除草劑12有機(jī)氯殺蟲劑有機(jī)氯殺蟲劑24苯氧羧酸類除苯氧羧酸類除草劑草劑0.22有機(jī)磷殺蟲劑有機(jī)磷殺蟲劑0.020.2脲類除草劑脲類除草劑0.20.8氨基甲酸酯氨基甲酸酯0.020.1氯化除草劑氯化除草劑0.10.4不同類型農(nóng)藥在土壤中的半衰期不同類型農(nóng)藥在土壤中的半衰期中國農(nóng)副品出口問題中國農(nóng)副品出口問題LOGO48三、化肥對(duì)土壤的污染三、化肥對(duì)土壤的污染1.化肥的原料開采及加工生產(chǎn)過程，帶入土壤一些重金屬及化肥的原料開采及加工生產(chǎn)過程，帶入土壤一些重金屬及有毒元素；有毒元素；2.化肥施用不平衡，導(dǎo)致營養(yǎng)失調(diào)；化肥施

39、用不平衡，導(dǎo)致營養(yǎng)失調(diào)；3.過量施用化肥，導(dǎo)致土壤理化性質(zhì)惡化；過量施用化肥，導(dǎo)致土壤理化性質(zhì)惡化；4.化肥施用不當(dāng)，降低土壤微生物活性?；适┯貌划?dāng)，降低土壤微生物活性。LOGO49四、石油對(duì)土壤的污染四、石油對(duì)土壤的污染v 石油污染土壤的主要途徑：污灌、大氣污染、溢油事件、石油污染土壤的主要途徑：污灌、大氣污染、溢油事件、車輛污染車輛污染v 石油對(duì)土壤的污染：粘著在土壤根部，影響根呼吸，引起石油對(duì)土壤的污染：粘著在土壤根部，影響根呼吸，引起爛根；進(jìn)入食物鏈；抑制微生物的活性爛根；進(jìn)入食物鏈；抑制微生物的活性LOGO50一、土壤自凈一、土壤自凈 土壤自凈是指土壤本身通過吸附、分解、氧化還原、

40、絡(luò)合螯合作用及化學(xué)沉淀等作用而使進(jìn)入土壤的污染物的濃度降低，形態(tài)改變，難以被植物所吸收而暫時(shí)退出生物小循環(huán)，脫離食物鏈或被排出土壤之外的過程。第四節(jié)、土壤污染的綜合防治第四節(jié)、土壤污染的綜合防治LOGO51二、土壤污染的綜合防治二、土壤污染的綜合防治1. 控制工業(yè)控制工業(yè)“三廢三廢”的排放的排放2. 加強(qiáng)土壤污水灌溉區(qū)的監(jiān)測和管理加強(qiáng)土壤污水灌溉區(qū)的監(jiān)測和管理3. 科學(xué)使用農(nóng)藥科學(xué)使用農(nóng)藥4. 合理施用化肥合理施用化肥第四節(jié)、土壤污染的綜合防治第四節(jié)、土壤污染的綜合防治LOGO52三、土壤污染修復(fù)技術(shù)土壤污染修復(fù)技術(shù)1 1、施加抑制劑或改良劑、施加抑制劑或改良劑2 2、控制土壤氧化還原狀況、控

41、制土壤氧化還原狀況3 3、改變耕作制度、改變耕作制度4 4、客土、換土、客土、換土5 5、生物修復(fù)、生物修復(fù)6 6、其他方法、其他方法LOGO53 通過添加改良劑改變土壤性質(zhì)，從而改善植物生長條件，實(shí)現(xiàn)有機(jī)物污染土壤有機(jī)物污染土壤的修復(fù)是一個(gè)可行的途徑。如在農(nóng)藥污染的土壤種加入活性炭可減低磺樂靈或伏草隆的活性，原位投入氮、磷營養(yǎng)物質(zhì)，促進(jìn)降解微生物的生長繁殖。 在土壤中施加改良劑可固定土壤中的重金屬。土壤中的重金屬。改良劑包括石灰、磷酸鹽、有機(jī)物等。如玉米苗期盆栽試驗(yàn)，施入有機(jī)肥后土壤中有效態(tài)Cd、Zn含量明顯降低。水溶態(tài)Cd 隨石灰用量的增加而急劇減少，施用石灰是抑制Cd污染土壤上植株吸收Cd的有效措施。改良劑法LOGO54 土壤中多種重金屬元素在還原條件下，隨水淹的時(shí)間的延土壤中多種重金屬元素在還原條件下，隨水淹的時(shí)間的延長，與產(chǎn)生的硫化氫結(jié)合成難溶的硫化物沉淀。長，與產(chǎn)生的硫化氫結(jié)合成難溶的硫化物沉淀。 采用水淹的栽培和向水中使用還原劑，可減低重金屬的活性，減少其毒害作用。 例：F受Cd和Mo污染的土壤可采用長期水淹、避免落干、烤田和間歇灌水的方法抑制其毒性效應(yīng)；F但受As污染的土壤不能采用此法,因?yàn)锳s在還原條件下轉(zhuǎn)化為亞砷酸。調(diào)節(jié)土壤的氧化還原狀況LOGO55改變耕作制度改變耕作制度 不同種類的植物遺傳學(xué)、形