第五章1土壤環(huán)境污染及修復(fù)-tong

1第五章土壤環(huán)境監(jiān)測§1.土壤環(huán)境組成§2.土壤污染及修復(fù)§3.土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)§4.土壤環(huán)境監(jiān)測2土壤的定義：指地球陸地表面能夠生長綠色植物的疏松層。第一節(jié)土壤環(huán)境組成第五章土壤環(huán)境監(jiān)測土壤在物質(zhì)循環(huán)中的作用3一、土壤組成與作用1.土壤組成：從總體角度來說，土壤是由礦物質(zhì)、有機質(zhì)、水分和空氣4種不同性質(zhì)的物質(zhì)組成。土壤是環(huán)境的重要組成部分，是整個生物圈的基礎(chǔ)。礦物質(zhì)占土壤固體部分總量的90％以上；是土壤的“骨骼”、植物營養(yǎng)元素的供給源；以碳酸鹽、磷酸鹽、鋁硅酸鹽、鐵硅酸鹽形式存在土壤有機質(zhì)土壤形成的基礎(chǔ)；來源為動物和植物殘體，及有機肥料、微生物及經(jīng)微生物作用形成的腐殖質(zhì)等

土壤水和空氣水來源于降水、雪、灌溉及地下水空氣以氮氣、氧氣、二氧化碳為主

4一、土壤組成與作用2、土壤在環(huán)境中的作用（三大作用）蓄積作用

土壤是以固相物質(zhì)為主的多相復(fù)雜體系，表面積大，能吸附各種離子和某些分子

輸移作用

土壤是植物和某些動物直接賴以生存的地方，是營養(yǎng)物的主要供應(yīng)地凈化作用

存在各種土壤微生物和土壤動物，數(shù)以億萬計，能使污染物降解、轉(zhuǎn)化56一、土壤污染的定義“絕對性”定義:由人類的活動向土壤添加有害化合物，此時土壤即受到了污染。這個定義的關(guān)鍵是存在有可鑒別的人為添加污染物?！跋鄬π浴倍x：以特定的參照數(shù)據(jù)來加以判斷，如以背景值加兩倍標(biāo)準(zhǔn)差為臨界值，若超過這一數(shù)值，即認(rèn)為該土壤為某元素所污染?！熬C合性”定義：不但要看含量的增加，還要看后果，即加入土壤的物質(zhì)給生態(tài)系統(tǒng)造成了危害。第二節(jié)土壤污染第五章土壤環(huán)境監(jiān)測7土壤污染：由于人類生活和生產(chǎn)活動所產(chǎn)生的對人體有害的污染物質(zhì)，通過各種途徑進(jìn)入土壤，并不斷積累，當(dāng)其數(shù)量和速度超過了土壤的自凈能力，引起土壤的組成、結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生變化，從而影響農(nóng)作物(或植物)的正常生長和發(fā)育，甚至某些污染物質(zhì)在植物體內(nèi)積累，降低產(chǎn)量和質(zhì)量，最終影響人體健康。8二.土壤污染的特點

與大氣污染和水污染相比的特點水、氣通過飲食、呼吸道直接進(jìn)入人體，一旦受污染，直接影響人類健康，危害較明顯。而土壤污染對人體的影響則往往是通過農(nóng)作物慢慢反應(yīng)的，土壤污染的特點如下：9（1）隱蔽性或潛伏性:土壤污染往往要通過農(nóng)作物包括糧食、蔬菜、水果或牧草以及攝食的人或動物的健康狀況才能反映出來，從遭受污染到產(chǎn)生惡果有一個相當(dāng)長的逐步積累過程，具有隱蔽性或潛伏性。10（2）不可逆性和長期性:

土壤一旦遭到污染后極難恢復(fù)，重金屬元素對土壤的污染是一個不可逆過程，而許多有機化學(xué)物質(zhì)的污染也需要一個比較長的降解時間。11（3）后果的嚴(yán)重性:由于土壤污染的隱蔽性或潛伏性、以及它的不可逆性或長期性，因而往往通過食物鏈危害動物和人體的健康。一些土壤污染事故嚴(yán)重威脅著糧食生產(chǎn)，三氯乙醛的污染是一個比較典型的事例，它是由于施用含三氯乙醛的廢硫酸生產(chǎn)的普通過磷酸鈣肥料所引起。12土壤污染源可分為天然污染源和人為污染源。天然污染源是指自然界自行向環(huán)境排放有害物質(zhì)或造成有害影響的場所，如正在活動的火山；人為污染源是指人類活動所形成的污染源。人為污染源是研究和修復(fù)的重點。三、土壤污染源13人為污染源按照污染物進(jìn)入土壤的途徑可分為污水灌溉、固體廢棄物的利用、農(nóng)藥和化肥、大氣沉降物等。生活污水和工業(yè)廢水的任意排放，特別是灌溉農(nóng)田(重金屬、多環(huán)芳烴等)城市及工礦廢氣中大量污染物沉降到土壤(土壤酸化、多環(huán)芳烴和二惡英等)化肥、農(nóng)藥的使用，殘留于土壤(硝酸鹽、PCB、DDT等)垃圾、廢渣、污泥等各種廢棄物的堆積（各種污染物）1415161718192021土壤污染的類型目前并無嚴(yán)格的劃分，如從污染物的屬性來考慮，一般可分為有機物污染、無機物污染、生物污染和放射性物質(zhì)的污染。（1）有機物污染:石油、有機農(nóng)藥等；（2）無機物污染：重金屬污染等；（3）生物污染：細(xì)菌、真菌、病毒等；（4）放射性污染：放射性核素等。四、土壤污染的類型22無機污染物重金屬：汞、鎘、銅、鋅、鉻等非金屬：砷、硒放射性元素：Cs137,Sr90其他：酸、堿、鹽等有機污染物有機農(nóng)藥、酚、石油、洗滌劑、PCBs有害微生物

土壤中的主要污染物病毒、大腸桿菌等23五、土壤污染的危害導(dǎo)致直接的經(jīng)濟損失導(dǎo)致農(nóng)作物品質(zhì)不斷下降危害人體健康導(dǎo)致其它的環(huán)境問題(污染大氣、地下水等)24土壤污染導(dǎo)致嚴(yán)重的直接經(jīng)濟損失

對于各種土壤污染造成的經(jīng)濟損失，目前尚缺乏系統(tǒng)的調(diào)查資料。僅以土壤重金屬污染為例，全國每年就因重金屬污染而減產(chǎn)糧食1000多萬噸，另外被重金屬污染的糧食每年也多達(dá)1200萬噸，合計經(jīng)濟損失至少200億元。

對于農(nóng)藥和有機物污染、放射性污染、病原菌污染等其他類型的土壤污染所導(dǎo)致的經(jīng)濟損失，目前尚難以估計。但是，這些類型的污染問題在國內(nèi)確實存在，甚至也很嚴(yán)重。例如：我國天津薊運河畔的農(nóng)田，曾因引灌三氯乙醛污染的河水而導(dǎo)致數(shù)萬畝小麥?zhǔn)芎Α?/p>

25土壤污染導(dǎo)致農(nóng)作物品質(zhì)不斷下降

我國大多數(shù)城市近郊土壤都受到了不同程度的污染，有許多地方糧食、蔬菜、水果等食物中鎘、鉻、砷、鉛等重金屬含量超標(biāo)和接近臨界值。據(jù)報道沈陽某污灌區(qū)被污染的耕地已多達(dá)2500多公頃，致使糧食遭受嚴(yán)重的鎘污染，稻米的含鎘濃度高達(dá)0.4～1.0mg／kg（這已經(jīng)達(dá)到或超過誘發(fā)“痛痛病”的平均含鎘濃度）。江西省某縣多達(dá)44％的耕地遭到污染，并形成670公頃的“鎘米”區(qū)。據(jù)南京環(huán)保所報道，南京市的市售蔬菜幾乎都受到一定程度的硝酸鹽污染。26土壤污染危害人體健康

近年來土壤中新型污染物產(chǎn)生的污染受到越來越多的關(guān)注。這類污染物的特點是在土壤環(huán)境中的濃度一般較低，但對生態(tài)系統(tǒng)的危害和對人體健康的影響較大。其中主要包括：苯并芘、菲和其異構(gòu)體蒽、二噁英、各種獸藥和抗生素、溴化阻燃劑等，這些新型污染物能在動物和人體組織中生物累積，具有強致癌、致畸、致突變性，并可導(dǎo)致人體繁育受阻、新陳代謝功能紊亂及免疫力下降等危害。27土壤污染導(dǎo)致其他環(huán)境問題

土地受到污染后，含重金屬濃度較高的污染表土容易在風(fēng)力和水力的作用下分別進(jìn)入到大氣和水體中，導(dǎo)致大氣污染、地表水污染、地下水污染和生態(tài)系統(tǒng)退化等其他次生生態(tài)環(huán)境問題。

282930WastePoolofCuMine3132鎘、鉛、砷、銅、鋅等重金屬土壤毒物轉(zhuǎn)入糧食蔬菜轉(zhuǎn)入人體污水灌溉大氣沉降固體廢物的堆積危害人體健康336.土壤污染的防治科學(xué)地進(jìn)行污水灌溉合理使用農(nóng)藥重視開發(fā)高效低毒低殘留農(nóng)藥合理施用化肥，增施有機肥施用化學(xué)改良劑，采取生物改良措施34污染土壤的修復(fù)按照技術(shù)類別分類（1）物理化學(xué)修復(fù)：加熱方法；穩(wěn)定固化法；淋洗；萃??；電動力學(xué)等（2）生物修復(fù)：微生物修復(fù)；生物通氣、泥漿反應(yīng)器、預(yù)制床等植物修復(fù)；濕地修復(fù)；菌根修復(fù)等；植物－微生物聯(lián)合修復(fù)；菌根菌劑聯(lián)合修復(fù)等；（3）物理化學(xué)－生物聯(lián)合修復(fù)：淋洗－反應(yīng)器聯(lián)合生物修復(fù)等。35污染土壤的淋洗（重金屬、農(nóng)藥、油等）36◆熱處理典型流程：實際工程污染土壤外熱裝置修復(fù)土壤焚燒裝置煙囪熱交換填埋熱解氣體化學(xué)試劑37◆電滲析：土壤處理槽電極槽點源絮凝沉淀回收給水給水泵給水塔抽水泵38污染土壤修復(fù)工作流程可處理計劃系統(tǒng)分析應(yīng)急對策長期對策凈化處理穩(wěn)定處理原位修復(fù)異位修復(fù)原位分解原位提取分離分解凈化原位穩(wěn)定異位穩(wěn)定典型修復(fù)技術(shù)的流程及原理3940DefinitionofPhytoremediation

Phytoremediationisaprocessthatusesplantstoremove,transfer,stabilize,ordestroycontaminantsinsoil,sediment,andgroundwater4142土壤污染植物修復(fù)4344Sunflower45PhytoremediationStrategiesPhytoextraction

植物提取或植物萃取Phytostabilization

植物鈍化或植物穩(wěn)/固定Phytostimulation

植物促進(jìn)或植物刺激Phytodegradation

植物分/降解或植物轉(zhuǎn)化Phytovolatilization

植物揮發(fā)Rhizofiltration

根際過濾46Plantstakeupmetals/contaminantsintoplantroots,transportintoabovegroundparts,.47Phytoextraction

植物提取或植物萃取

原理：種植一些特殊植物,利用其根系吸收污染土壤中的有毒有害物質(zhì)并運移至植物地上部,通過收割地上部物質(zhì)帶走土壤中污染物的一種方法。

植物提取作用是目前研究最多,最有發(fā)展前景的方法。該技術(shù)利用的是一些對重金屬具有較強忍耐和富集能力的特殊植物。要求所用植物具有生物量大、生長快和抗病蟲害能力強的特點,并具備對多種重金屬較強的富集能力。

此方法的關(guān)鍵在于尋找合適的超富集植物和誘導(dǎo)出超級富集體。

48原理：利用植物根際的一些特殊物質(zhì)使土壤中的污染物轉(zhuǎn)化為相對無害物質(zhì)的一種方法。

植物在植物穩(wěn)定中主要有兩種功能:

1.保護(hù)污染土壤不受侵蝕,減少土壤滲漏來防止金屬污染物的淋移;

2.通過金屬根部的積累和沉淀或根表吸持來加強土壤中污染物的固定。

應(yīng)用植物穩(wěn)定原理修復(fù)污染土壤應(yīng)盡量防止植物吸收有害元素,以防止昆蟲、草食動物及牛、羊等牲畜在這些地方覓食后可能會對食物鏈帶來的污染。

然而植物穩(wěn)定作用并沒有將環(huán)境中的重金屬離子去除,只是暫時將其固定,使其對環(huán)境中的生物不產(chǎn)生毒害作用,但并沒有徹底解決環(huán)境中的重金屬污染問題。如果環(huán)境條件發(fā)生變化，重金屬的生物可利用性可能又會發(fā)生改變。因此，植物固定不是一個很理想的修復(fù)方法。

49植物促進(jìn)或植物刺激（phytostimulation），植物本身不能吸收重金屬，但植物的根系分泌物如氨基酸、糖、酶等物質(zhì)可促進(jìn)根系周圍土壤的微生物的活性和生化反應(yīng)，有利于重金屬的釋放和微生物的吸收。

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