土壤環(huán)境污染與防治課件

土壤環(huán)境污染與防治1土壤環(huán)境污染與防治1第一節(jié)土壤形成、組成和作用第二節(jié)土壤的污染與退化第三節(jié)土壤污染防治與修復(fù)主要內(nèi)容第一節(jié)土壤形成、組成和作用主要內(nèi)容第一節(jié)土壤形成、組成和作用3第一節(jié)土壤形成、組成和作用3一、土壤的形成風(fēng)化作用巖石母質(zhì)土壤成土過(guò)程土壤是地球陸地表面具有肥力、能夠生長(zhǎng)植物的疏松表層，是由巖石經(jīng)風(fēng)化發(fā)育而成的歷史自然體。

4一、土壤的形成風(fēng)化作用巖石母質(zhì)土壤成土過(guò)程土壤是地球陸地表面巖石氧和硅為巖石的主要成分，兩者占其組成的75%以上，其中氧占約一半，而作為植物所需要的營(yíng)養(yǎng)元素不僅含量少，而且都以難溶化合物的形態(tài)封閉在堅(jiān)硬的巖石中，處于分散狀態(tài)，故此需經(jīng)歷一個(gè)質(zhì)變過(guò)程，亦即巖石的破碎分解，直至形成母質(zhì)。5巖石氧和硅為巖石的主要成分，兩者占其組成的75%以上巖石的風(fēng)化巖石外界因素巖石本身的成分與性質(zhì)改變巖石破碎6巖石的風(fēng)化巖石外界因素巖石本身的成分巖石破碎6風(fēng)化作用物理風(fēng)化化學(xué)風(fēng)化生物風(fēng)化7風(fēng)化作用物理風(fēng)化7物理風(fēng)化巖石受物理因素作用而逐漸崩解破碎的過(guò)程特點(diǎn)：只能引起巖石形狀、大小的變化，而不能改變其礦物組成與化學(xué)成分。成因：地球表面溫度的變化；冰凍的擠壓；風(fēng)；冰川等自然動(dòng)力的磨蝕；植物根系的穿插。8物理風(fēng)化巖石受物理因素作用而逐漸崩解破碎的過(guò)程8化學(xué)風(fēng)化巖石受化學(xué)因素作用而引起的破壞過(guò)程。特點(diǎn)：不僅是已破碎的巖石進(jìn)一步變細(xì)，同時(shí)使巖石發(fā)生礦物組成和化學(xué)成分的改變，產(chǎn)生新的物質(zhì)。成因：溶解；水化作用；水解作用；氧化作用。9化學(xué)風(fēng)化巖石受化學(xué)因素作用而引起的破壞過(guò)程。9巖石在生物的作用下引起的破壞過(guò)程。成因：機(jī)械破碎；生物化學(xué)作用。生物風(fēng)化10巖石在生物的作用下引起的破壞過(guò)程。生物風(fēng)化10地質(zhì)大循環(huán)：巖石風(fēng)化產(chǎn)物巖石生物小循環(huán)：無(wú)機(jī)養(yǎng)分生物無(wú)機(jī)養(yǎng)分土壤的形成是上述兩個(gè)循環(huán)相互作用的結(jié)果土壤的形成是成土過(guò)程與風(fēng)化作用交織在一起，同時(shí)進(jìn)行的。成土過(guò)程11地質(zhì)大循環(huán)：巖石風(fēng)化產(chǎn)物巖石成土過(guò)程11成土過(guò)程的主要影響因素母質(zhì)構(gòu)成土壤礦物質(zhì)的基本材料提供植物必需的養(yǎng)料元素氣候

影響土壤中的物理、化學(xué)、生物作用的方向與進(jìn)程生物

只有在母質(zhì)的基礎(chǔ)上出現(xiàn)了生物之后，土壤才能形成12成土過(guò)程的主要影響因素母質(zhì)12地形

影響熱量及水的重新分配；影響母質(zhì)的分配時(shí)間

時(shí)間越長(zhǎng)，土壤性質(zhì)的變化越大

母質(zhì)是物質(zhì)基礎(chǔ)；氣候中的熱量因素是土壤能量的最基本來(lái)源；生物將無(wú)機(jī)物變成有機(jī)物，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為生物化學(xué)能，從而改造了母質(zhì)，形成了土壤；地形通過(guò)對(duì)地表物質(zhì)和能量再分配，間接地影響土壤的形成過(guò)程；時(shí)間是一個(gè)條件，任何一個(gè)空間因素或者綜合作用的效果隨時(shí)間的增長(zhǎng)而加強(qiáng)。13地形母質(zhì)是物質(zhì)基礎(chǔ)；氣候中的熱量因素是土壤能量的最基本二、土壤的物質(zhì)組成土壤固∶液∶氣三相的比示意圖土壤固相土壤液相土壤氣相(15%~35%V)土壤礦物質(zhì)(95%)土壤有機(jī)質(zhì)(1-10%)原生礦物質(zhì)(90%)次生礦物根須土粒上的吸附水土粒土壤空隙被水飽和的土壤生物體昆蟲(chóng)、線(xiàn)蟲(chóng)、節(jié)肢動(dòng)物微生物14二、土壤的物質(zhì)組成土壤固∶液∶氣三相的比示意圖土壤固相土壤液巖石中含有約3000余種礦物，但與土壤有關(guān)的不過(guò)數(shù)十種，按其起源分為原生礦物和次生礦物。石英、長(zhǎng)石類(lèi)、云母類(lèi)、輝石、角閃石、橄欖石、赤鐵礦、磁鐵礦、磷灰石、黃鐵礦……原生礦物次生礦物簡(jiǎn)單鹽類(lèi)(方解石、白云石、石膏、瀉鹽等)、三氧化物類(lèi)（針鐵礦、褐鐵礦）、次生鋁硅酸鹽（伊利石、蒙脫石、高嶺石）類(lèi)……15巖石中含有約3000余種礦物，但與土壤有關(guān)的不過(guò)數(shù)十原生礦物次生礦物赤鐵礦石英金紅石方解石石膏白云石原生礦物次生礦物赤鐵礦石英金紅石方解石石膏白云石次生硅酸鹽粘土礦物的類(lèi)型和性質(zhì)硅四面體四面體片1.土壤的組成和性質(zhì)17次生硅酸鹽粘土礦物的類(lèi)型和性質(zhì)硅四面體四面體片1.次生硅酸鹽粘土礦物的類(lèi)型和性質(zhì)鋁八面體八面體片1.土壤的組成和性質(zhì)18次生硅酸鹽粘土礦物的類(lèi)型和性質(zhì)鋁八面體八面體片1.高嶺石的特點(diǎn)四面體片與八面體片通過(guò)共用氧原子結(jié)合成一個(gè)晶片，晶片間以氫鍵相連，水化時(shí)基本不膨脹。1.土壤的組成和性質(zhì)19高嶺石的特點(diǎn)四面體片與八面體片通過(guò)共用氧原子結(jié)合成一個(gè)晶片，蒙脫石的特點(diǎn)兩個(gè)四面體片夾一八面體片組成一個(gè)晶片，八面體片中，部分Mg取代Al而使層片帶負(fù)電，多余電荷由層間陽(yáng)離子中和。水化時(shí)膨脹嚴(yán)重。1.土壤的組成和性質(zhì)20蒙脫石的特點(diǎn)兩個(gè)四面體片夾一八面體片組成一個(gè)晶片，八面體片中三種主要粘土礦物的特性比較蒙脫石類(lèi)水云母類(lèi)高嶺石類(lèi)顆粒大小(m)0.01~1.00.1~2.00.1~5.0形狀不規(guī)則片狀不規(guī)則片狀六角形片狀外表面大中等較小內(nèi)表面很大中等無(wú)比表面積(m2/g)700~800100~1205~20粘結(jié)性，可塑性強(qiáng)中等弱脹縮性強(qiáng)中等弱陽(yáng)離子交換量(cmol(+)/kg)60~10015~403~1521三種主要粘土礦物的特性比較蒙脫石類(lèi)水云母類(lèi)高嶺石類(lèi)顆粒大小(來(lái)源：各種動(dòng)植物、微生物殘?bào)w及人畜糞便。類(lèi)型：非腐殖物質(zhì)：碳水化合物；有機(jī)酸；木質(zhì)素等。腐殖質(zhì)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，是微生物作用下形成的性質(zhì)穩(wěn)定的新的高分子化合物。其形成分兩個(gè)階段：首先產(chǎn)生構(gòu)成腐殖質(zhì)主要成分的原始材料；將上述原始材料通過(guò)縮合與聚合作用，形成腐殖質(zhì)的單體分子。一般占有機(jī)質(zhì)的85%~90%。

有機(jī)質(zhì)22來(lái)源：各種動(dòng)植物、微生物殘?bào)w及人畜糞便。有機(jī)質(zhì)22不同生態(tài)系統(tǒng)下土壤有機(jī)質(zhì)的含量?jī)舫跫?jí)生產(chǎn)力(MgC/hay)植物生物量(MgC/ha)SOM(MgC/ha)23不同生態(tài)系統(tǒng)下土壤有機(jī)質(zhì)的含量?jī)舫跫?jí)生產(chǎn)力(MgC/ha來(lái)源：各種動(dòng)植物、微生物殘?bào)w及人畜糞便。類(lèi)型：非腐殖物質(zhì)：碳水化合物；有機(jī)酸；木質(zhì)素等。

腐殖質(zhì)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，是微生物作用下形成的性質(zhì)穩(wěn)定的新的高分子化合物。其形成分兩個(gè)階段：首先產(chǎn)生構(gòu)成腐殖質(zhì)主要成分的原始材料；將上述原始材料通過(guò)縮合與聚合作用，形成腐殖質(zhì)的單體分子。一般占有機(jī)質(zhì)的85%~90%。

有機(jī)質(zhì)來(lái)源：各種動(dòng)植物、微生物殘?bào)w及人畜糞便。有機(jī)質(zhì)土壤有機(jī)質(zhì)的形成14325土壤有機(jī)質(zhì)的形成14325胡敏素(Humin)：不溶于有機(jī)溶劑、稀酸和稀堿液的有機(jī)高分子化合物。胡敏酸(Humicacid)：溶于稀堿，但不溶于稀酸的棕至褐色的天然有機(jī)高分子化合物。富里酸(Fulvicacid)：土壤中既能溶于稀堿又能溶于稀酸的黃棕色天然有機(jī)高分子化合物。腐殖質(zhì)的組分分子大?。汉羲?gt;胡敏酸>富里酸26胡敏素(Humin)：不溶于有機(jī)溶劑、稀酸和稀堿液的有機(jī)高分腐殖質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)非單一的純有機(jī)化合物，而是大分子非均一縮聚物。

27腐殖質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)非單一的純有機(jī)化合物，而是大分子非均一縮聚物土壤腐殖質(zhì)的作用土壤養(yǎng)分的重要來(lái)源促進(jìn)土壤養(yǎng)分有效化形成土壤結(jié)構(gòu)吸附污染物，減輕污染其它土壤腐殖質(zhì)的作用土壤養(yǎng)分的重要來(lái)源土壤水主要來(lái)自降水，同時(shí)還有灌溉水和地下水。形態(tài)分為固態(tài)水、液態(tài)水和氣態(tài)水。液態(tài)水：吸濕水、膜狀水、毛管水、重力水。土壤空氣CO2高于大氣十到數(shù)百倍，氧氣僅占10%左右。土壤水與空氣土壤水土壤水與空氣土壤生物的種類(lèi)和數(shù)量生物種類(lèi)表土層（15cm）中數(shù)量（個(gè)/m2）生物種類(lèi)表土層（15cm）中數(shù)量（個(gè)/m2）微生物細(xì)菌1013~1014動(dòng)物原生動(dòng)物109~1010放線(xiàn)菌1012~1013線(xiàn)蟲(chóng)類(lèi)106~107真菌1010~1011蚯蚓30~300藻類(lèi)109~1010其他動(dòng)物103~10530土壤生物的種類(lèi)和數(shù)量生物種類(lèi)表土層（15cm）中數(shù)量（個(gè)/m土壤中細(xì)菌的形狀形狀多為棒狀或桿狀土壤中細(xì)菌的形狀形狀多為棒狀或桿狀土壤中的原生動(dòng)物纖毛蟲(chóng)變形蟲(chóng)鞭毛蟲(chóng)土壤中的原生動(dòng)物纖毛蟲(chóng)變形蟲(chóng)鞭毛蟲(chóng)土壤中的節(jié)肢動(dòng)物土壤中的節(jié)肢動(dòng)物三、土壤的結(jié)構(gòu)和環(huán)境特性土壤的結(jié)構(gòu)形態(tài)結(jié)構(gòu)土壤的環(huán)境特性土壤膠體酸堿性（pH值）緩沖性氧化還原狀況

三、土壤的結(jié)構(gòu)和環(huán)境特性土壤的結(jié)構(gòu)礦物質(zhì)是以粗細(xì)不同的顆粒形式存在的，即通常說(shuō)的土壤顆粒。按粒徑大小，土粒分為石礫、沙粒、粉粒和粘粒。土粒的大小與土壤礦物成分土壤化學(xué)成分密切相關(guān)。粘粒以上主要由各種原生礦物組成，以石英最多，還有長(zhǎng)石、云母等原生硅酸鹽礦物；粘粒中原生礦物很少，基本上為次生礦物。土壤顆粒35礦物質(zhì)是以粗細(xì)不同的顆粒形式存在的，即通常說(shuō)的土壤顆粒土粒分級(jí)粒級(jí)顆粒直徑（mm）土粒比表面增長(zhǎng)（倍）石礫大礫石20~6小礫石6~2粗砂2~0.610砂粒細(xì)砂0.6~0.2極細(xì)砂0.2~0.06100砂質(zhì)粉砂0.06~0.02粉粒中粉砂0.02~0.00610000細(xì)粉砂0.006~0.002粘粒粘粒<0.002100000膠體<0.0002100000036土粒分級(jí)粒級(jí)顆粒直徑（mm）土粒比表面增長(zhǎng)（倍?我國(guó)土壤質(zhì)地分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)（3級(jí)分類(lèi)法），中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所，針對(duì)我國(guó)南、北方土壤質(zhì)地名稱(chēng)和差異，綜合劃分為3類(lèi)11級(jí)。土壤質(zhì)地和土壤團(tuán)聚結(jié)構(gòu)土壤是由各種大小不同的土粒組合而成，各粒級(jí)土粒在土壤中的相對(duì)比例（質(zhì)量百分?jǐn)?shù)）稱(chēng)為土壤質(zhì)地,又稱(chēng)土壤機(jī)械組成或稱(chēng)土壤的顆粒組成。土壤質(zhì)地分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)各個(gè)國(guó)家不統(tǒng)一，常用的有以下三類(lèi)分法：

——國(guó)際土壤質(zhì)地分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)

——卡慶斯基土壤質(zhì)地分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)

——我國(guó)土壤質(zhì)地分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)?我國(guó)土壤質(zhì)地分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)（3級(jí)分類(lèi)法），中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究我國(guó)土壤質(zhì)地分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)我國(guó)土壤質(zhì)地分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)土壤中的礦物質(zhì)顆粒，在大多數(shù)情況下不是以單粒狀態(tài)存在，而是互相粘聚或者被膠結(jié)成大小、形狀、性質(zhì)不同的土片、土塊、土團(tuán)甚至團(tuán)聚體。土壤團(tuán)聚體的形狀：塊狀及棱塊狀，柱狀及棱柱狀，片狀，單粒結(jié)構(gòu)及團(tuán)粒結(jié)構(gòu)。土壤的形態(tài)結(jié)構(gòu)39土壤中的礦物質(zhì)顆粒，在大多數(shù)情況下不是以單粒狀態(tài)存在，土壤團(tuán)聚體的形狀

粒狀

柱狀

塊狀片狀塊狀單粒狀土壤團(tuán)聚體的形狀粒狀柱狀塊狀片狀塊狀單粒狀形成機(jī)制土粒的粘聚粘粒的凝聚作用有機(jī)質(zhì)的膠結(jié)作用難溶性化合物的膠粘作用水膜的粘結(jié)作用土壤結(jié)構(gòu)的成型生物作用干濕交替凍融交替耕作作用41形成機(jī)制土粒的粘聚土壤結(jié)構(gòu)的成型41土壤環(huán)境特性（一）土壤的吸附特性（土壤膠體）土壤膠體的結(jié)構(gòu):膠核二氧化硅，氧化鐵鋁，次生硅酸鹽，

腐殖質(zhì)決定電位離子層膠核表面分子解離成為

離子，或從溶液中吸收某種離子而成補(bǔ)償離子層膠團(tuán)間溶液42土壤環(huán)境特性（一）土壤的吸附特性（土壤膠體）42土壤膠體種類(lèi)土壤無(wú)機(jī)膠體含水氧化硅膠體，含水氧化鐵鋁膠體，水鋁英石，粘土礦物土壤有機(jī)膠體有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合體43土壤膠體種類(lèi)土壤無(wú)機(jī)膠體43土壤膠體的性質(zhì)(1)土壤膠體具有巨大的比表面和表面能

(2)土壤膠體具有帶電性同晶置換：

Al3+取代硅氧片中的Si4+；Mg2+取代水鋁片中的Al3+

永久性負(fù)電荷。表面分子解離：—OH,—H2O

斷鍵：Si－O－、Al－O－表面分子吸附：

H+，PO43-(3)土壤膠體的凝聚性和分散性44土壤膠體的性質(zhì)(1)土壤膠體具有巨大的比表面和表面能酸的產(chǎn)生生命活動(dòng)土壤溶液中活性鋁的作用吸附態(tài)氫離子和鋁離子的作用堿的產(chǎn)生土壤中大量存在的堿金屬的水解（二）土壤酸堿性酸的產(chǎn)生（二）土壤酸堿性根據(jù)土壤中H＋的存在方式，土壤酸度可分為活性酸度和潛在酸度兩大類(lèi)型。(1)活性酸度：土壤活性酸度是自由擴(kuò)散到土壤溶液中H＋濃度的直接反映出來(lái)的酸度。因此，氫離子的濃度越大，活性酸的酸度越強(qiáng)。通常用pH表示活性酸，這是一個(gè)強(qiáng)度指標(biāo)。(2)潛性酸度：土壤潛性酸度是由于土壤膠體吸附的H+和Al3+所造成的。這兩種致酸離子只有在通過(guò)離子交換作用進(jìn)入土壤溶液時(shí)，產(chǎn)生了H+離子，才顯示出酸性，所以它們是土壤酸度的潛在來(lái)源，故稱(chēng)之為潛性酸。1．土壤酸度根據(jù)土壤中H＋的存在方式，土壤酸度可分為活性酸度和潛在酸度兩土壤的堿性反應(yīng)是在土壤溶液中OH－離子濃度超過(guò)H+離子濃度時(shí)反映出來(lái)的。土壤溶液之所以出現(xiàn)堿性反應(yīng)，是由于土壤溶液中存在有水解性的弱酸強(qiáng)堿鹽類(lèi)，其中最多的弱酸根是碳酸根和碳酸氫根。2．土壤堿度土壤的堿性反應(yīng)是在土壤溶液中OH－離子濃度超過(guò)H+離把少量的酸或堿加到土壤中，其pH值的變化不大，土壤這種對(duì)酸堿度變化的抵抗能力，稱(chēng)為土壤的緩沖性能或緩沖作用。它可以保持土壤反應(yīng)的相對(duì)穩(wěn)定，為植物生長(zhǎng)和土壤生物的活動(dòng)創(chuàng)造比較穩(wěn)定的生活環(huán)境，所以土壤的緩沖性能是土壤的重要性質(zhì)之一。土壤膠體和土壤溶液中的酸堿緩沖體系。3．土壤的緩沖性能把少量的酸或堿加到土壤中，其pH值的變化不大，土壤這種對(duì)酸堿（三）土壤的氧化還原性土壤中的氧化還原體系：鐵體系Fe(Ⅲ)+e?Fe(Ⅱ)錳體系Mn(Ⅳ)+2e?Mn(Ⅱ)硫體系SO42–+8e+10H+?H2S+4H2O氮體系

NO3—+2e+2H+

?

NO2—+H2ONO3－+5e+6H+?1/2N2+6H2ONO3－+8e+10H+?NH4++3H2O有機(jī)碳體系

CO2+8e+8H+

?

CH4+2H2O（三）土壤的氧化還原性土壤中的氧化還原體系：土壤的氧化還原電位（Eh）

根據(jù)土壤的Eh值可以確定土壤中有機(jī)物和無(wú)機(jī)物可能發(fā)生的氧化還原反應(yīng)和環(huán)境行為。土壤的Eh值＞700mV，土壤完全處于氧化條件下，有機(jī)物質(zhì)會(huì)迅速分解；Eh400~700mV：土壤中氮素主要以NO3－形式存在；Eh＜400mV時(shí)：反硝化開(kāi)始發(fā)生；Eh＜200mV時(shí)，NO3－開(kāi)始消失，出現(xiàn)大量的NH4+。當(dāng)土壤漬水時(shí)，Eh值降至－100mV，F(xiàn)e2+濃度就會(huì)超過(guò)Fe3+；Eh值再降低，＜－200mV時(shí)，H2S大量產(chǎn)生，F(xiàn)e2+就會(huì)變成FeS沉淀，其遷移能力降低。土壤的氧化還原電位（Eh）根據(jù)土壤的Eh值土壤在地理環(huán)境中的位置四、土壤的功能和作用51土壤在地理環(huán)境中的位置四、土壤的功能和作用51兩大功能：肥力功能支撐作用水、熱、氣、肥凈化功能納污場(chǎng)所污染物凈化能力兩大功能：第二節(jié)土壤的污染與退化53第二節(jié)土壤的污染與退化53一、土壤的污染（一）概念1、土壤環(huán)境背景值未受或很少受人類(lèi)活動(dòng)，特別是人為污染影響的土壤化學(xué)元素的自然含量。→判斷土壤是否污染的依據(jù)之一；→確定環(huán)境基準(zhǔn)的依據(jù)之一；→確定土壤環(huán)境容量的依據(jù)。2、土壤環(huán)境容量：在保證土壤正常功能下，土壤所能容納污染物的最大負(fù)荷量。一、土壤的污染（一）概念3、土壤的自?xún)裟芰ν寥劳ㄟ^(guò)對(duì)有機(jī)無(wú)機(jī)物的吸附固定作用，使得污染物通過(guò)土壤后減輕了毒害，即為土壤的自?xún)糇饔?。作用方式：物理、化學(xué)、生物反應(yīng)。作用結(jié)果：有些污染物在土壤中蓄積起來(lái)；有些被轉(zhuǎn)化而降低，或消除了活度與毒性。3、土壤的自?xún)裟芰Γǘ┩寥牢廴镜母拍詈吞攸c(diǎn)1、定義：進(jìn)入土壤的污染物超過(guò)土壤的自?xún)裟芰Γ瑢?duì)土壤、動(dòng)植物造成損害時(shí)的狀況，成為土壤污染。2、判斷標(biāo)準(zhǔn)：（1）背景值（2）土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（3）植物污染物含量及受害狀況（4）土壤生物指標(biāo)：微生物、酶類(lèi)（二）土壤污染的概念和特點(diǎn)1、定義：重慶市土壤重金屬背景值(mg/kg)項(xiàng)目鉻汞砷鎳鋅鎘鉛銅鐵錳背景值49.080.046.9937.3878.220.1423.5222.87//重慶市土壤重金屬背景值(mg/kg)項(xiàng)目鉻汞砷鎳鋅鎘鉛銅鐵錳級(jí)別土壤pH值一級(jí)二級(jí)三級(jí)項(xiàng)目自然背景<6.56.5～7.5>7.5>6.5鎘≤0.200.300.601.0

汞≤0.150.300.501.01.5砷水田≤1530252030旱地≤1540302540銅農(nóng)田等≤3550100100400果園≤—150200200400鉛≤35250300土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB15618－1995）一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為保護(hù)區(qū)域自然生態(tài)，維持自然背景的土壤環(huán)境質(zhì)量的限制值。

二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，維護(hù)人體健康的土壤限制值。

三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為保障農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)和植物正常生長(zhǎng)的土壤臨界值。級(jí)別一級(jí)二級(jí)三級(jí)項(xiàng)目自然背景<6.56.5～7.1）不可逆轉(zhuǎn)性

重金屬對(duì)土壤的污染基本上是一個(gè)不可逆轉(zhuǎn)的過(guò)程，許多有機(jī)化學(xué)物質(zhì)的污染也需要較長(zhǎng)的時(shí)間才能降解。譬如：被某些重金屬污染的土壤可能要100～200年時(shí)間才能夠恢復(fù)。3）難治理

積累在污染土壤中的難降解污染物則很難靠稀釋作用和自?xún)艋饔脕?lái)消除。2）隱蔽性和滯后性

土壤環(huán)境污染往往要通過(guò)對(duì)土壤樣品進(jìn)行分析化驗(yàn)和對(duì)農(nóng)作物的殘留量檢測(cè)以及對(duì)攝食的人或動(dòng)物的健康檢查才能揭示出來(lái)，從遭受污染到產(chǎn)生“惡果”往往需要一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的過(guò)程。3.土壤污染的特點(diǎn)1）不可逆轉(zhuǎn)性3）難治理2）隱蔽性和滯后性3.土壤污染的特4）累積性

污染物質(zhì)在大氣和水體中，一般都比在土壤中更容易遷移。這使得污染物質(zhì)在土壤中并不象在大氣和水體中那樣容易擴(kuò)散和稀釋?zhuān)虼巳菀自谕寥乐胁粩喾e累而超標(biāo)，同時(shí)也使土壤污染具有很強(qiáng)的地域性。5）后果嚴(yán)重危害食品安全和人體健康。4）累積性1、污染物的種類(lèi)無(wú)機(jī)污染物：重金屬、放射元素、鹽、堿、酸等有機(jī)污染物：農(nóng)藥、酚、石油等2、污染源化肥、農(nóng)藥污水灌溉固體廢物（含放射性物質(zhì)）大氣沉降（三）土壤污染源1、污染物的種類(lèi)（三）土壤污染源土壤主要污染物及其來(lái)源污染物種類(lèi)主要來(lái)源無(wú)機(jī)污染物重金屬汞（Hg）制堿、汞化合物生產(chǎn)等工業(yè)廢水和污泥，含汞農(nóng)藥，金屬汞蒸汽鎘（Cd）冶煉、電鍍、染料等工業(yè)廢水，污泥和廢氣，肥料雜質(zhì)銅（Cu）冶煉、銅制品生產(chǎn)等廢水、廢渣和污泥，含銅農(nóng)藥鋅（Zn）冶煉、鍍鋅、紡織等工業(yè)廢水，污泥和廢渣，含鋅農(nóng)藥，磷肥鉻（Cr）冶煉、電鍍、制革、印染等工業(yè)廢水和污泥鉛（Pb）顏料、冶煉等工業(yè)廢水，汽油防爆劑，農(nóng)藥鎳（Ni）冶煉、電鍍、煉油、染料等工業(yè)廢水和污泥砷（As）硫酸、化肥、農(nóng)藥、醫(yī)藥、玻璃等工業(yè)廢水、廢氣，含砷農(nóng)藥硒（Se）電子、電器、油漆、墨水等工業(yè)排放物放射元素銫（137Cs）原子能、核動(dòng)力、同位素生產(chǎn)等工業(yè)廢水和廢渣，核爆炸鍶（90Sr）原子能、核動(dòng)力、同位素生產(chǎn)等工業(yè)廢水和廢渣，核爆炸其它氟（F）冶煉、氟硅酸鈉、磷酸和磷肥等工業(yè)廢氣，肥料堿紙漿、纖維、化學(xué)等工業(yè)廢水酸硫酸、石油化工、酸洗、電鍍等工業(yè)廢水，大氣酸沉降氰化物電鍍、冶金、印染等工業(yè)廢水，肥料有機(jī)污染物有機(jī)農(nóng)藥農(nóng)藥生產(chǎn)和使用酚煉油、合成苯酚、橡膠、化肥、農(nóng)藥等工業(yè)廢水多環(huán)芳烴石油、煉焦等工業(yè)廢水、廢氣石油類(lèi)石油開(kāi)采，煉油，泄漏表面活性劑城市污水，機(jī)械工業(yè)有害微生物廄肥，城市污水、污泥土壤主要污染物及其來(lái)源污染物種類(lèi)主要1、作物減產(chǎn)、品質(zhì)下降2、危害人體健康食物鏈、空氣質(zhì)量3、長(zhǎng)期面污染源水體、大氣（三）土壤污染的危害（P97-99）1、作物減產(chǎn)、品質(zhì)下降（三）土壤污染的危害（P97-99）（四）主要污染物在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化（四）主要污染物在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化1、農(nóng)藥

絕大多數(shù)為有機(jī)化合物，易為土壤微生物、土壤酶所分解，主要通過(guò)脫氯、脫烷基、苯環(huán)破裂、氧化還原、水解作用等使分子簡(jiǎn)單化。農(nóng)藥的揮發(fā)性使它通過(guò)土壤孔道散失。1、農(nóng)藥土壤環(huán)境污染與防治課件2、重金屬（P99-101）

機(jī)械遷移:(包裹、吸附、隨土壤水分遷移或土壤空氣轉(zhuǎn)化，如Hg）

化學(xué)，物理化學(xué)，生物轉(zhuǎn)化遷移：(吸附與解離，氧化與還原，絡(luò)合，螯合等，動(dòng)植物遷移，富集）

形態(tài)分級(jí)：可溶態(tài)、吸附態(tài)、有機(jī)結(jié)合態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)、鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)、殘余態(tài)等。

難以移出土壤，形態(tài)和有效性隨土壤環(huán)境條件而異，表土或亞表土累積，很難遷入底層。2、重金屬（P99-101）二、土壤退化水土流失土壤風(fēng)蝕和沙漠化、石漠化土壤鹽堿化二、土壤退化水土流失（一）荒漠化1、荒漠化的概念荒漠化是包括氣候變異和人類(lèi)活動(dòng)在內(nèi)的種種因素所造成的干旱、半干旱和亞濕潤(rùn)干旱地區(qū)的土地退化。

（一）荒漠化1、荒漠化的概念2、荒漠化的現(xiàn)狀2、荒漠化的現(xiàn)狀3、荒漠化的成因

1、自然因素

2、人為因素（1）土地資源利用不合理（2）植被資源不合理利用（3）干旱、半干旱地區(qū)水資源利用不合理（4）不合理耕作及粗放管理（5）其他人類(lèi)活動(dòng)3、荒漠化的成因4、荒漠化的危害

1、土地的生產(chǎn)潛力衰退

2、土地生產(chǎn)力下降

3、草場(chǎng)質(zhì)量下降

4、對(duì)環(huán)境造成污染和破壞4、荒漠化的危害

（二）水土流失

在水力和風(fēng)力作用下，地表物質(zhì)發(fā)生剝蝕、遷移或沉積的過(guò)程。（二）水土流失在水力和風(fēng)力作用下，地表物質(zhì)發(fā)土壤環(huán)境污染與防治課件1、水土流失的原因自然因素——條件人為因素——催化劑2、水土流失的危害

（1）破壞土壤肥力、危害農(nóng)業(yè)生產(chǎn)；（2）影響工礦、水利和交通等建設(shè)工作；（3）威脅群眾生命財(cái)產(chǎn)安全，造成經(jīng)濟(jì)損失。1、水土流失的原因3、水土流失的防治（1）保護(hù)現(xiàn)有亞熱帶和熱帶森林，嚴(yán)禁毀林開(kāi)荒、開(kāi)墾草原為農(nóng)田等；（2）進(jìn)行工礦建設(shè)，必須進(jìn)行生態(tài)環(huán)境影響評(píng)價(jià)，提出防止水土流失的措施，工礦建設(shè)和保護(hù)生態(tài)環(huán)境的措施必須同步進(jìn)行；（3）保護(hù)好現(xiàn)有森林，大力植樹(shù)造林，興建防護(hù)林體系工程來(lái)控制水土流失面積的蔓延。3、水土流失的防治（三）土壤鹽漬化（三）土壤鹽漬化土壤鹽漬化1、形成原因（1）氣候方面的原因；（2）地形方面原因；（3）水文地質(zhì)方面的原因；（4）海洋；（5）不合理的灌溉活動(dòng)。土壤鹽漬化1、形成原因三、土壤鹽漬化2、改良措施（1）水利改良（2）生物改良（3）化學(xué)改良三、土壤鹽漬化2、改良措施第三節(jié)土壤污染防治與修復(fù)第三節(jié)土壤污染防治與修復(fù)一、土壤污染源的控制首先要弄清楚污染源；然后采取切實(shí)有效的措施切斷污染源，這是防止土壤遭受污染的最基本也是最重要的原則。

一、土壤污染源的控制首先要弄清楚污染源；然后采取切實(shí)有效二、土壤污染的治理與修復(fù)（一）工程措施1、客土法2、清洗法3、隔離法4、熱解法5、電化學(xué)法二、土壤污染的治理與修復(fù)（一）工程措施（二）農(nóng)業(yè)措施調(diào)節(jié)土壤pH、Eh；改變耕作制度；選擇抗性品種；合理施肥（有機(jī)肥）。（二）農(nóng)業(yè)措施（三）施用改良劑1.抑制劑與拮抗劑：

CaCO3、CaSO4、腐殖酸、有機(jī)肥、磷酸鹽、鋅肥2.吸附劑：蒙脫石；3.活化劑+生物法（或淋洗法）：

EDTA、表面活性劑等

（三）施用改良劑1.抑制劑與拮抗劑：（四）生物修復(fù)技術(shù)1、微生物修復(fù)微生物以有機(jī)污染物作為碳源；生物吸附與生物氧化還原。2、植物修復(fù)

利用植物吸收、揮發(fā)、轉(zhuǎn)化與降解消除土壤有機(jī)與無(wú)機(jī)污染。

土壤生物修復(fù)：利用生物的生命代謝活動(dòng)，減少土壤環(huán)境中有毒有害物質(zhì)的濃度或使其完全無(wú)害化，使污染的土壤環(huán)境能部分或全部恢復(fù)到初始狀態(tài)。（四）生物修復(fù)技術(shù)1、微生物修復(fù)土壤生物修復(fù)：利用生物的生命MethylationVolatilizationImmobilizationTranslocationUptakeAccumulationPHYTO-/BIO-VOLATILIZATIONPHYTOIMMOBILIZATIONPHYTOEXTRACTIONPhytoremediation植物固定化作用植物萃取生物揮發(fā)砷、汞MethylationVolatilizationImmob土壤環(huán)境污染與防治課件OHOHPlantdetectstoxicantChangeinrootexudationExudatesExudatesstimulatemicrobialcomunityEnhanceddetoxicationRhizospheremanagementConditioningPhtodegradationPhytoremediationOHOHPlantdetectstoxicantCha超積累植物的發(fā)現(xiàn)意大利植物學(xué)家AndreaCesalpino在Tuscany區(qū)的Tiber河上游注意到一種十字花科的香雪球，能夠在“黑色石頭”上生長(zhǎng)。這種植物后來(lái)被命名為Alyssumbertolonii（1814）。1948年，意大利佛羅倫薩的植物學(xué)家，C.Minguzzi和O.Vergnano，發(fā)現(xiàn)這種植物（Alyssumbertolonii）葉片含Ni高達(dá)0.79%，以干物質(zhì)計(jì)是9.21%，土壤中的Ni是0.42%（Minguzzi和Vergnano，1948）。1977年，Brookes等首先提出超積累植物(hyperaccumulator)這一概念，當(dāng)時(shí)是專(zhuān)指植物超積累Ni而言。超積累植物的發(fā)現(xiàn)意大利植物學(xué)家AndreaCesalpin超積累植物的定義超積累植物是指能夠超量吸收和積累重金屬的植物，通常在地上部組織中積累的重金屬濃度是普通植物的100倍以上而不影響其正常生長(zhǎng)。例如Cd濃度>100mg/kg，Ni>1000mg/kg，Cu>1000mg/kg，Zn>10000mg/kg。目前全世界發(fā)現(xiàn)的重金屬超積累植物有400多種，以富集Ni的最多。地上部金屬濃度/根金屬濃度>1.0超積累植物的定義超積累植物是指能夠超量吸收和積累重金屬的植物土壤環(huán)境污染與防治課件植物吸收—超積累植物一些超累積植物體內(nèi)重金屬含量（以干重計(jì)，mg/kg）金屬離子植物種類(lèi)可收獲部分金屬含量CdThlaspicaerulensens(遏蘭菜屬)1800CuIpomeaalpina(甘薯屬)1230CoHaumaniastrumrobertii（蒿莽草屬）10200PbT.rotundifolium8200MnMacadamianeurophylla(澳洲堅(jiān)果屬)51800NiPsychotriadouarrei(九節(jié)屬)47500ZnSebertiaacuminataT.Caerulenscens51600植物吸收—超積累植物一些超累積植物體內(nèi)重金屬含量（以干重計(jì)，1.名詞解釋?zhuān)和寥蕾|(zhì)地土壤環(huán)境背景值土壤環(huán)境容量土壤生物修復(fù)2.簡(jiǎn)答題簡(jiǎn)述土壤的主要物質(zhì)組成。簡(jiǎn)述土壤環(huán)境特性。土壤污染的主要特點(diǎn)有哪些？土壤污染的主要防治與修復(fù)措施有哪些？本章復(fù)習(xí)思考題1.名詞解釋?zhuān)罕菊聫?fù)習(xí)思考題土壤環(huán)境污染與防治94土壤環(huán)境污染與防治1第一節(jié)土壤形成、組成和作用第二節(jié)土壤的污染與退化第三節(jié)土壤污染防治與修復(fù)主要內(nèi)容第一節(jié)土壤形成、組成和作用主要內(nèi)容第一節(jié)土壤形成、組成和作用96第一節(jié)土壤形成、組成和作用3一、土壤的形成風(fēng)化作用巖石母質(zhì)土壤成土過(guò)程土壤是地球陸地表面具有肥力、能夠生長(zhǎng)植物的疏松表層，是由巖石經(jīng)風(fēng)化發(fā)育而成的歷史自然體。

97一、土壤的形成風(fēng)化作用巖石母質(zhì)土壤成土過(guò)程土壤是地球陸地表面巖石氧和硅為巖石的主要成分，兩者占其組成的75%以上，其中氧占約一半，而作為植物所需要的營(yíng)養(yǎng)元素不僅含量少，而且都以難溶化合物的形態(tài)封閉在堅(jiān)硬的巖石中，處于分散狀態(tài)，故此需經(jīng)歷一個(gè)質(zhì)變過(guò)程，亦即巖石的破碎分解，直至形成母質(zhì)。98巖石氧和硅為巖石的主要成分，兩者占其組成的75%以上巖石的風(fēng)化巖石外界因素巖石本身的成分與性質(zhì)改變巖石破碎99巖石的風(fēng)化巖石外界因素巖石本身的成分巖石破碎6風(fēng)化作用物理風(fēng)化化學(xué)風(fēng)化生物風(fēng)化100風(fēng)化作用物理風(fēng)化7物理風(fēng)化巖石受物理因素作用而逐漸崩解破碎的過(guò)程特點(diǎn)：只能引起巖石形狀、大小的變化，而不能改變其礦物組成與化學(xué)成分。成因：地球表面溫度的變化；冰凍的擠壓；風(fēng)；冰川等自然動(dòng)力的磨蝕；植物根系的穿插。101物理風(fēng)化巖石受物理因素作用而逐漸崩解破碎的過(guò)程8化學(xué)風(fēng)化巖石受化學(xué)因素作用而引起的破壞過(guò)程。特點(diǎn)：不僅是已破碎的巖石進(jìn)一步變細(xì)，同時(shí)使巖石發(fā)生礦物組成和化學(xué)成分的改變，產(chǎn)生新的物質(zhì)。成因：溶解；水化作用；水解作用；氧化作用。102化學(xué)風(fēng)化巖石受化學(xué)因素作用而引起的破壞過(guò)程。9巖石在生物的作用下引起的破壞過(guò)程。成因：機(jī)械破碎；生物化學(xué)作用。生物風(fēng)化103巖石在生物的作用下引起的破壞過(guò)程。生物風(fēng)化10地質(zhì)大循環(huán)：巖石風(fēng)化產(chǎn)物巖石生物小循環(huán)：無(wú)機(jī)養(yǎng)分生物無(wú)機(jī)養(yǎng)分土壤的形成是上述兩個(gè)循環(huán)相互作用的結(jié)果土壤的形成是成土過(guò)程與風(fēng)化作用交織在一起，同時(shí)進(jìn)行的。成土過(guò)程104地質(zhì)大循環(huán)：巖石風(fēng)化產(chǎn)物巖石成土過(guò)程11成土過(guò)程的主要影響因素母質(zhì)構(gòu)成土壤礦物質(zhì)的基本材料提供植物必需的養(yǎng)料元素氣候

影響土壤中的物理、化學(xué)、生物作用的方向與進(jìn)程生物

只有在母質(zhì)的基礎(chǔ)上出現(xiàn)了生物之后，土壤才能形成105成土過(guò)程的主要影響因素母質(zhì)12地形

影響熱量及水的重新分配；影響母質(zhì)的分配時(shí)間

時(shí)間越長(zhǎng)，土壤性質(zhì)的變化越大

母質(zhì)是物質(zhì)基礎(chǔ)；氣候中的熱量因素是土壤能量的最基本來(lái)源；生物將無(wú)機(jī)物變成有機(jī)物，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為生物化學(xué)能，從而改造了母質(zhì)，形成了土壤；地形通過(guò)對(duì)地表物質(zhì)和能量再分配，間接地影響土壤的形成過(guò)程；時(shí)間是一個(gè)條件，任何一個(gè)空間因素或者綜合作用的效果隨時(shí)間的增長(zhǎng)而加強(qiáng)。106地形母質(zhì)是物質(zhì)基礎(chǔ)；氣候中的熱量因素是土壤能量的最基本二、土壤的物質(zhì)組成土壤固∶液∶氣三相的比示意圖土壤固相土壤液相土壤氣相(15%~35%V)土壤礦物質(zhì)(95%)土壤有機(jī)質(zhì)(1-10%)原生礦物質(zhì)(90%)次生礦物根須土粒上的吸附水土粒土壤空隙被水飽和的土壤生物體昆蟲(chóng)、線(xiàn)蟲(chóng)、節(jié)肢動(dòng)物微生物107二、土壤的物質(zhì)組成土壤固∶液∶氣三相的比示意圖土壤固相土壤液巖石中含有約3000余種礦物，但與土壤有關(guān)的不過(guò)數(shù)十種，按其起源分為原生礦物和次生礦物。石英、長(zhǎng)石類(lèi)、云母類(lèi)、輝石、角閃石、橄欖石、赤鐵礦、磁鐵礦、磷灰石、黃鐵礦……原生礦物次生礦物簡(jiǎn)單鹽類(lèi)(方解石、白云石、石膏、瀉鹽等)、三氧化物類(lèi)（針鐵礦、褐鐵礦）、次生鋁硅酸鹽（伊利石、蒙脫石、高嶺石）類(lèi)……108巖石中含有約3000余種礦物，但與土壤有關(guān)的不過(guò)數(shù)十原生礦物次生礦物赤鐵礦石英金紅石方解石石膏白云石原生礦物次生礦物赤鐵礦石英金紅石方解石石膏白云石次生硅酸鹽粘土礦物的類(lèi)型和性質(zhì)硅四面體四面體片1.土壤的組成和性質(zhì)110次生硅酸鹽粘土礦物的類(lèi)型和性質(zhì)硅四面體四面體片1.次生硅酸鹽粘土礦物的類(lèi)型和性質(zhì)鋁八面體八面體片1.土壤的組成和性質(zhì)111次生硅酸鹽粘土礦物的類(lèi)型和性質(zhì)鋁八面體八面體片1.高嶺石的特點(diǎn)四面體片與八面體片通過(guò)共用氧原子結(jié)合成一個(gè)晶片，晶片間以氫鍵相連，水化時(shí)基本不膨脹。1.土壤的組成和性質(zhì)112高嶺石的特點(diǎn)四面體片與八面體片通過(guò)共用氧原子結(jié)合成一個(gè)晶片，蒙脫石的特點(diǎn)兩個(gè)四面體片夾一八面體片組成一個(gè)晶片，八面體片中，部分Mg取代Al而使層片帶負(fù)電，多余電荷由層間陽(yáng)離子中和。水化時(shí)膨脹嚴(yán)重。1.土壤的組成和性質(zhì)113蒙脫石的特點(diǎn)兩個(gè)四面體片夾一八面體片組成一個(gè)晶片，八面體片中三種主要粘土礦物的特性比較蒙脫石類(lèi)水云母類(lèi)高嶺石類(lèi)顆粒大小(m)0.01~1.00.1~2.00.1~5.0形狀不規(guī)則片狀不規(guī)則片狀六角形片狀外表面大中等較小內(nèi)表面很大中等無(wú)比表面積(m2/g)700~800100~1205~20粘結(jié)性，可塑性強(qiáng)中等弱脹縮性強(qiáng)中等弱陽(yáng)離子交換量(cmol(+)/kg)60~10015~403~15114三種主要粘土礦物的特性比較蒙脫石類(lèi)水云母類(lèi)高嶺石類(lèi)顆粒大小(來(lái)源：各種動(dòng)植物、微生物殘?bào)w及人畜糞便。類(lèi)型：非腐殖物質(zhì)：碳水化合物；有機(jī)酸；木質(zhì)素等。腐殖質(zhì)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，是微生物作用下形成的性質(zhì)穩(wěn)定的新的高分子化合物。其形成分兩個(gè)階段：首先產(chǎn)生構(gòu)成腐殖質(zhì)主要成分的原始材料；將上述原始材料通過(guò)縮合與聚合作用，形成腐殖質(zhì)的單體分子。一般占有機(jī)質(zhì)的85%~90%。

有機(jī)質(zhì)115來(lái)源：各種動(dòng)植物、微生物殘?bào)w及人畜糞便。有機(jī)質(zhì)22不同生態(tài)系統(tǒng)下土壤有機(jī)質(zhì)的含量?jī)舫跫?jí)生產(chǎn)力(MgC/hay)植物生物量(MgC/ha)SOM(MgC/ha)116不同生態(tài)系統(tǒng)下土壤有機(jī)質(zhì)的含量?jī)舫跫?jí)生產(chǎn)力(MgC/ha來(lái)源：各種動(dòng)植物、微生物殘?bào)w及人畜糞便。類(lèi)型：非腐殖物質(zhì)：碳水化合物；有機(jī)酸；木質(zhì)素等。

腐殖質(zhì)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，是微生物作用下形成的性質(zhì)穩(wěn)定的新的高分子化合物。其形成分兩個(gè)階段：首先產(chǎn)生構(gòu)成腐殖質(zhì)主要成分的原始材料；將上述原始材料通過(guò)縮合與聚合作用，形成腐殖質(zhì)的單體分子。一般占有機(jī)質(zhì)的85%~90%。

有機(jī)質(zhì)來(lái)源：各種動(dòng)植物、微生物殘?bào)w及人畜糞便。有機(jī)質(zhì)土壤有機(jī)質(zhì)的形成14325土壤有機(jī)質(zhì)的形成14325胡敏素(Humin)：不溶于有機(jī)溶劑、稀酸和稀堿液的有機(jī)高分子化合物。胡敏酸(Humicacid)：溶于稀堿，但不溶于稀酸的棕至褐色的天然有機(jī)高分子化合物。富里酸(Fulvicacid)：土壤中既能溶于稀堿又能溶于稀酸的黃棕色天然有機(jī)高分子化合物。腐殖質(zhì)的組分分子大?。汉羲?gt;胡敏酸>富里酸119胡敏素(Humin)：不溶于有機(jī)溶劑、稀酸和稀堿液的有機(jī)高分腐殖質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)非單一的純有機(jī)化合物，而是大分子非均一縮聚物。

120腐殖質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)非單一的純有機(jī)化合物，而是大分子非均一縮聚物土壤腐殖質(zhì)的作用土壤養(yǎng)分的重要來(lái)源促進(jìn)土壤養(yǎng)分有效化形成土壤結(jié)構(gòu)吸附污染物，減輕污染其它土壤腐殖質(zhì)的作用土壤養(yǎng)分的重要來(lái)源土壤水主要來(lái)自降水，同時(shí)還有灌溉水和地下水。形態(tài)分為固態(tài)水、液態(tài)水和氣態(tài)水。液態(tài)水：吸濕水、膜狀水、毛管水、重力水。土壤空氣CO2高于大氣十到數(shù)百倍，氧氣僅占10%左右。土壤水與空氣土壤水土壤水與空氣土壤生物的種類(lèi)和數(shù)量生物種類(lèi)表土層（15cm）中數(shù)量（個(gè)/m2）生物種類(lèi)表土層（15cm）中數(shù)量（個(gè)/m2）微生物細(xì)菌1013~1014動(dòng)物原生動(dòng)物109~1010放線(xiàn)菌1012~1013線(xiàn)蟲(chóng)類(lèi)106~107真菌1010~1011蚯蚓30~300藻類(lèi)109~1010其他動(dòng)物103~105123土壤生物的種類(lèi)和數(shù)量生物種類(lèi)表土層（15cm）中數(shù)量（個(gè)/m土壤中細(xì)菌的形狀形狀多為棒狀或桿狀土壤中細(xì)菌的形狀形狀多為棒狀或桿狀土壤中的原生動(dòng)物纖毛蟲(chóng)變形蟲(chóng)鞭毛蟲(chóng)土壤中的原生動(dòng)物纖毛蟲(chóng)變形蟲(chóng)鞭毛蟲(chóng)土壤中的節(jié)肢動(dòng)物土壤中的節(jié)肢動(dòng)物三、土壤的結(jié)構(gòu)和環(huán)境特性土壤的結(jié)構(gòu)形態(tài)結(jié)構(gòu)土壤的環(huán)境特性土壤膠體酸堿性（pH值）緩沖性氧化還原狀況

三、土壤的結(jié)構(gòu)和環(huán)境特性土壤的結(jié)構(gòu)礦物質(zhì)是以粗細(xì)不同的顆粒形式存在的，即通常說(shuō)的土壤顆粒。按粒徑大小，土粒分為石礫、沙粒、粉粒和粘粒。土粒的大小與土壤礦物成分土壤化學(xué)成分密切相關(guān)。粘粒以上主要由各種原生礦物組成，以石英最多，還有長(zhǎng)石、云母等原生硅酸鹽礦物；粘粒中原生礦物很少，基本上為次生礦物。土壤顆粒128礦物質(zhì)是以粗細(xì)不同的顆粒形式存在的，即通常說(shuō)的土壤顆粒土粒分級(jí)粒級(jí)顆粒直徑（mm）土粒比表面增長(zhǎng)（倍）石礫大礫石20~6小礫石6~2粗砂2~0.610砂粒細(xì)砂0.6~0.2極細(xì)砂0.2~0.06100砂質(zhì)粉砂0.06~0.02粉粒中粉砂0.02~0.00610000細(xì)粉砂0.006~0.002粘粒粘粒<0.002100000膠體<0.00021000000129土粒分級(jí)粒級(jí)顆粒直徑（mm）土粒比表面增長(zhǎng)（倍?我國(guó)土壤質(zhì)地分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)（3級(jí)分類(lèi)法），中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所，針對(duì)我國(guó)南、北方土壤質(zhì)地名稱(chēng)和差異，綜合劃分為3類(lèi)11級(jí)。土壤質(zhì)地和土壤團(tuán)聚結(jié)構(gòu)土壤是由各種大小不同的土粒組合而成，各粒級(jí)土粒在土壤中的相對(duì)比例（質(zhì)量百分?jǐn)?shù)）稱(chēng)為土壤質(zhì)地,又稱(chēng)土壤機(jī)械組成或稱(chēng)土壤的顆粒組成。土壤質(zhì)地分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)各個(gè)國(guó)家不統(tǒng)一，常用的有以下三類(lèi)分法：

——國(guó)際土壤質(zhì)地分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)

——卡慶斯基土壤質(zhì)地分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)

——我國(guó)土壤質(zhì)地分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)?我國(guó)土壤質(zhì)地分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)（3級(jí)分類(lèi)法），中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究我國(guó)土壤質(zhì)地分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)我國(guó)土壤質(zhì)地分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)土壤中的礦物質(zhì)顆粒，在大多數(shù)情況下不是以單粒狀態(tài)存在，而是互相粘聚或者被膠結(jié)成大小、形狀、性質(zhì)不同的土片、土塊、土團(tuán)甚至團(tuán)聚體。土壤團(tuán)聚體的形狀：塊狀及棱塊狀，柱狀及棱柱狀，片狀，單粒結(jié)構(gòu)及團(tuán)粒結(jié)構(gòu)。土壤的形態(tài)結(jié)構(gòu)132土壤中的礦物質(zhì)顆粒，在大多數(shù)情況下不是以單粒狀態(tài)存在，土壤團(tuán)聚體的形狀

粒狀

柱狀

塊狀片狀塊狀單粒狀土壤團(tuán)聚體的形狀粒狀柱狀塊狀片狀塊狀單粒狀形成機(jī)制土粒的粘聚粘粒的凝聚作用有機(jī)質(zhì)的膠結(jié)作用難溶性化合物的膠粘作用水膜的粘結(jié)作用土壤結(jié)構(gòu)的成型生物作用干濕交替凍融交替耕作作用134形成機(jī)制土粒的粘聚土壤結(jié)構(gòu)的成型41土壤環(huán)境特性（一）土壤的吸附特性（土壤膠體）土壤膠體的結(jié)構(gòu):膠核二氧化硅，氧化鐵鋁，次生硅酸鹽，

腐殖質(zhì)決定電位離子層膠核表面分子解離成為

離子，或從溶液中吸收某種離子而成補(bǔ)償離子層膠團(tuán)間溶液135土壤環(huán)境特性（一）土壤的吸附特性（土壤膠體）42土壤膠體種類(lèi)土壤無(wú)機(jī)膠體含水氧化硅膠體，含水氧化鐵鋁膠體，水鋁英石，粘土礦物土壤有機(jī)膠體有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合體136土壤膠體種類(lèi)土壤無(wú)機(jī)膠體43土壤膠體的性質(zhì)(1)土壤膠體具有巨大的比表面和表面能

(2)土壤膠體具有帶電性同晶置換：

Al3+取代硅氧片中的Si4+；Mg2+取代水鋁片中的Al3+

永久性負(fù)電荷。表面分子解離：—OH,—H2O

斷鍵：Si－O－、Al－O－表面分子吸附：

H+，PO43-(3)土壤膠體的凝聚性和分散性137土壤膠體的性質(zhì)(1)土壤膠體具有巨大的比表面和表面能酸的產(chǎn)生生命活動(dòng)土壤溶液中活性鋁的作用吸附態(tài)氫離子和鋁離子的作用堿的產(chǎn)生土壤中大量存在的堿金屬的水解（二）土壤酸堿性酸的產(chǎn)生（二）土壤酸堿性根據(jù)土壤中H＋的存在方式，土壤酸度可分為活性酸度和潛在酸度兩大類(lèi)型。(1)活性酸度：土壤活性酸度是自由擴(kuò)散到土壤溶液中H＋濃度的直接反映出來(lái)的酸度。因此，氫離子的濃度越大，活性酸的酸度越強(qiáng)。通常用pH表示活性酸，這是一個(gè)強(qiáng)度指標(biāo)。(2)潛性酸度：土壤潛性酸度是由于土壤膠體吸附的H+和Al3+所造成的。這兩種致酸離子只有在通過(guò)離子交換作用進(jìn)入土壤溶液時(shí)，產(chǎn)生了H+離子，才顯示出酸性，所以它們是土壤酸度的潛在來(lái)源，故稱(chēng)之為潛性酸。1．土壤酸度根據(jù)土壤中H＋的存在方式，土壤酸度可分為活性酸度和潛在酸度兩土壤的堿性反應(yīng)是在土壤溶液中OH－離子濃度超過(guò)H+離子濃度時(shí)反映出來(lái)的。土壤溶液之所以出現(xiàn)堿性反應(yīng)，是由于土壤溶液中存在有水解性的弱酸強(qiáng)堿鹽類(lèi)，其中最多的弱酸根是碳酸根和碳酸氫根。2．土壤堿度土壤的堿性反應(yīng)是在土壤溶液中OH－離子濃度超過(guò)H+離把少量的酸或堿加到土壤中，其pH值的變化不大，土壤這種對(duì)酸堿度變化的抵抗能力，稱(chēng)為土壤的緩沖性能或緩沖作用。它可以保持土壤反應(yīng)的相對(duì)穩(wěn)定，為植物生長(zhǎng)和土壤生物的活動(dòng)創(chuàng)造比較穩(wěn)定的生活環(huán)境，所以土壤的緩沖性能是土壤的重要性質(zhì)之一。土壤膠體和土壤溶液中的酸堿緩沖體系。3．土壤的緩沖性能把少量的酸或堿加到土壤中，其pH值的變化不大，土壤這種對(duì)酸堿（三）土壤的氧化還原性土壤中的氧化還原體系：鐵體系Fe(Ⅲ)+e?Fe(Ⅱ)錳體系Mn(Ⅳ)+2e?Mn(Ⅱ)硫體系SO42–+8e+10H+?H2S+4H2O氮體系

NO3—+2e+2H+

?

NO2—+H2ONO3－+5e+6H+?1/2N2+6H2ONO3－+8e+10H+?NH4++3H2O有機(jī)碳體系

CO2+8e+8H+

?

CH4+2H2O（三）土壤的氧化還原性土壤中的氧化還原體系：土壤的氧化還原電位（Eh）

根據(jù)土壤的Eh值可以確定土壤中有機(jī)物和無(wú)機(jī)物可能發(fā)生的氧化還原反應(yīng)和環(huán)境行為。土壤的Eh值＞700mV，土壤完全處于氧化條件下，有機(jī)物質(zhì)會(huì)迅速分解；Eh400~700mV：土壤中氮素主要以NO3－形式存在；Eh＜400mV時(shí)：反硝化開(kāi)始發(fā)生；Eh＜200mV時(shí)，NO3－開(kāi)始消失，出現(xiàn)大量的NH4+。當(dāng)土壤漬水時(shí)，Eh值降至－100mV，F(xiàn)e2+濃度就會(huì)超過(guò)Fe3+；Eh值再降低，＜－200mV時(shí)，H2S大量產(chǎn)生，F(xiàn)e2+就會(huì)變成FeS沉淀，其遷移能力降低。土壤的氧化還原電位（Eh）根據(jù)土壤的Eh值土壤在地理環(huán)境中的位置四、土壤的功能和作用144土壤在地理環(huán)境中的位置四、土壤的功能和作用51兩大功能：肥力功能支撐作用水、熱、氣、肥凈化功能納污場(chǎng)所污染物凈化能力兩大功能：第二節(jié)土壤的污染與退化146第二節(jié)土壤的污染與退化53一、土壤的污染（一）概念1、土壤環(huán)境背景值未受或很少受人類(lèi)活動(dòng)，特別是人為污染影響的土壤化學(xué)元素的自然含量?！袛嗤寥朗欠裎廴镜囊罁?jù)之一；→確定環(huán)境基準(zhǔn)的依據(jù)之一；→確定土壤環(huán)境容量的依據(jù)。2、土壤環(huán)境容量：在保證土壤正常功能下，土壤所能容納污染物的最大負(fù)荷量。一、土壤的污染（一）概念3、土壤的自?xún)裟芰ν寥劳ㄟ^(guò)對(duì)有機(jī)無(wú)機(jī)物的吸附固定作用，使得污染物通過(guò)土壤后減輕了毒害，即為土壤的自?xún)糇饔?。作用方式：物理、化學(xué)、生物反應(yīng)。作用結(jié)果：有些污染物在土壤中蓄積起來(lái)；有些被轉(zhuǎn)化而降低，或消除了活度與毒性。3、土壤的自?xún)裟芰Γǘ┩寥牢廴镜母拍詈吞攸c(diǎn)1、定義：進(jìn)入土壤的污染物超過(guò)土壤的自?xún)裟芰Γ瑢?duì)土壤、動(dòng)植物造成損害時(shí)的狀況，成為土壤污染。2、判斷標(biāo)準(zhǔn)：（1）背景值（2）土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（3）植物污染物含量及受害狀況（4）土壤生物指標(biāo)：微生物、酶類(lèi)（二）土壤污染的概念和特點(diǎn)1、定義：重慶市土壤重金屬背景值(mg/kg)項(xiàng)目鉻汞砷鎳鋅鎘鉛銅鐵錳背景值49.080.046.9937.3878.220.1423.5222.87//重慶市土壤重金屬背景值(mg/kg)項(xiàng)目鉻汞砷鎳鋅鎘鉛銅鐵錳級(jí)別土壤pH值一級(jí)二級(jí)三級(jí)項(xiàng)目自然背景<6.56.5～7.5>7.5>6.5鎘≤0.200.300.601.0

汞≤0.150.300.501.01.5砷水田≤1530252030旱地≤1540302540銅農(nóng)田等≤3550100100400果園≤—150200200400鉛≤35250300土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB15618－1995）一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為保護(hù)區(qū)域自然生態(tài)，維持自然背景的土壤環(huán)境質(zhì)量的限制值。

二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，維護(hù)人體健康的土壤限制值。

三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為保障農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)和植物正常生長(zhǎng)的土壤臨界值。級(jí)別一級(jí)二級(jí)三級(jí)項(xiàng)目自然背景<6.56.5～7.1）不可逆轉(zhuǎn)性

重金屬對(duì)土壤的污染基本上是一個(gè)不可逆轉(zhuǎn)的過(guò)程，許多有機(jī)化學(xué)物質(zhì)的污染也需要較長(zhǎng)的時(shí)間才能降解。譬如：被某些重金屬污染的土壤可能要100～200年時(shí)間才能夠恢復(fù)。3）難治理

積累在污染土壤中的難降解污染物則很難靠稀釋作用和自?xún)艋饔脕?lái)消除。2）隱蔽性和滯后性

土壤環(huán)境污染往往要通過(guò)對(duì)土壤樣品進(jìn)行分析化驗(yàn)和對(duì)農(nóng)作物的殘留量檢測(cè)以及對(duì)攝食的人或動(dòng)物的健康檢查才能揭示出來(lái)，從遭受污染到產(chǎn)生“惡果”往往需要一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的過(guò)程。3.土壤污染的特點(diǎn)1）不可逆轉(zhuǎn)性3）難治理2）隱蔽性和滯后性3.土壤污染的特4）累積性

污染物質(zhì)在大氣和水體中，一般都比在土壤中更容易遷移。這使得污染物質(zhì)在土壤中并不象在大氣和水體中那樣容易擴(kuò)散和稀釋?zhuān)虼巳菀自谕寥乐胁粩喾e累而超標(biāo)，同時(shí)也使土壤污染具有很強(qiáng)的地域性。5）后果嚴(yán)重危害食品安全和人體健康。4）累積性1、污染物的種類(lèi)無(wú)機(jī)污染物：重金屬、放射元素、鹽、堿、酸等有機(jī)污染物：農(nóng)藥、酚、石油等2、污染源化肥、農(nóng)藥污水灌溉固體廢物（含放射性物質(zhì)）大氣沉降（三）土壤污染源1、污染物的種類(lèi)（三）土壤污染源土壤主要污染物及其來(lái)源污染物種類(lèi)主要來(lái)源無(wú)機(jī)污染物重金屬汞（Hg）制堿、汞化合物生產(chǎn)等工業(yè)廢水和污泥，含汞農(nóng)藥，金屬汞蒸汽鎘（Cd）冶煉、電鍍、染料等工業(yè)廢水，污泥和廢氣，肥料雜質(zhì)銅（Cu）冶煉、銅制品生產(chǎn)等廢水、廢渣和污泥，含銅農(nóng)藥鋅（Zn）冶煉、鍍鋅、紡織等工業(yè)廢水，污泥和廢渣，含鋅農(nóng)藥，磷肥鉻（Cr）冶煉、電鍍、制革、印染等工業(yè)廢水和污泥鉛（Pb）顏料、冶煉等工業(yè)廢水，汽油防爆劑，農(nóng)藥鎳（Ni）冶煉、電鍍、煉油、染料等工業(yè)廢水和污泥砷（As）硫酸、化肥、農(nóng)藥、醫(yī)藥、玻璃等工業(yè)廢水、廢氣，含砷農(nóng)藥硒（Se）電子、電器、油漆、墨水等工業(yè)排放物放射元素銫（137Cs）原子能、核動(dòng)力、同位素生產(chǎn)等工業(yè)廢水和廢渣，核爆炸鍶（90Sr）原子能、核動(dòng)力、同位素生產(chǎn)等工業(yè)廢水和廢渣，核爆炸其它氟（F）冶煉、氟硅酸鈉、磷酸和磷肥等工業(yè)廢氣，肥料堿紙漿、纖維、化學(xué)等工業(yè)廢水酸硫酸、石油化工、酸洗、電鍍等工業(yè)廢水，大氣酸沉降氰化物電鍍、冶金、印染等工業(yè)廢水，肥料有機(jī)污染物有機(jī)農(nóng)藥農(nóng)藥生產(chǎn)和使用酚煉油、合成苯酚、橡膠、化肥、農(nóng)藥等工業(yè)廢水多環(huán)芳烴石油、煉焦等工業(yè)廢水、廢氣石油類(lèi)石油開(kāi)采，煉油，泄漏表面活性劑城市污水，機(jī)械工業(yè)有害微生物廄肥，城市污水、污泥土壤主要污染物及其來(lái)源污染物種類(lèi)主要1、作物減產(chǎn)、品質(zhì)下降2、危害人體健康食物鏈、空氣質(zhì)量3、長(zhǎng)期面污染源水體、大氣（三）土壤污染的危害（P97-99）1、作物減產(chǎn)、品質(zhì)下降（三）土壤污染的危害（P97-99）（四）主要污染物在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化（四）主要污染物在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化1、農(nóng)藥

絕大多數(shù)為有機(jī)化合物，易為土壤微生物、土壤酶所分解，主要通過(guò)脫氯、脫烷基、苯環(huán)破裂、氧化還原、水解作用等使分子簡(jiǎn)單化。農(nóng)藥的揮發(fā)性使它通過(guò)土壤孔道散失。1、農(nóng)藥土壤環(huán)境污染與防治課件2、重金屬（P99-101）

機(jī)械遷移:(包裹、吸附、隨土壤水分遷移或土壤空氣轉(zhuǎn)化，如Hg）

化學(xué)，物理化學(xué)，生物轉(zhuǎn)化遷移：(吸附與解離，氧化與還原，絡(luò)合，螯合等，動(dòng)植物遷移，富集）

形態(tài)分級(jí)：可溶態(tài)、吸附態(tài)、有機(jī)結(jié)合態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)、鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)、殘余態(tài)等。

難以移出土壤，形態(tài)和有效性隨土壤環(huán)境條件而異，表土或亞表土累積，很難遷入底層。2、重金屬（P99-101）二、土壤退化水土流失土壤風(fēng)蝕和沙漠化、石漠化土壤鹽堿化二、土壤退化水土流失（一）荒漠化1、荒漠化的概念荒漠化是包括氣候變異和人類(lèi)活動(dòng)在內(nèi)的種種因素所造成的干旱、半干旱和亞濕潤(rùn)干旱地區(qū)的土地退化。

（一）荒漠化1、荒漠化的概念2、荒漠化的現(xiàn)狀2、荒漠化的現(xiàn)狀3、荒漠化的成因

1、自然因素

2、人為因素（1）土地資源利用不合理（2）植被資源不合理利用（3）干旱、半干旱地區(qū)水資源利用不合理（4）不合理耕作及粗放管理（5）其他人類(lèi)活動(dòng)3、荒漠化的成因4、荒漠化的危害

1、土地的生產(chǎn)潛力衰退

2、土地生產(chǎn)力下降

3、草場(chǎng)質(zhì)量下降

4、對(duì)環(huán)境造成污染和破壞4、荒漠化的危害

（二）水土流失

在水力和風(fēng)力作用下，地表物質(zhì)發(fā)生剝蝕、遷移或沉積的過(guò)程。（二）水土流失在水力和風(fēng)力作用下，地表物質(zhì)發(fā)土壤環(huán)境污染與防治課件1、水土流失的原因自然因素——條件人為因素——催化劑2、水土流失的危害

（1）破壞土壤肥力、危害農(nóng)業(yè)生產(chǎn)；（2）影響工礦、水利和交通等建設(shè)工作；（3）威脅群眾生命財(cái)產(chǎn)安全，造成經(jīng)濟(jì)損失。1、水土流