環(huán)境化學(xué)第四章第二節(jié)及第三節(jié)土壤污染

環(huán)境化學(xué)第四章第二節(jié)及第三節(jié)土壤污染第1頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期日土壤污染類型

水質(zhì)污染型——即利用工業(yè)廢水、城市生活污水和受污染的地表水進(jìn)行灌溉而導(dǎo)致的土壤污染。

大氣污染型——即大氣污染物通過干、濕沉降過程而導(dǎo)致的土壤污染。

固體廢物污染型——主要是工礦排出的廢渣、污泥和城市垃圾在地表堆放或處置過程中通過擴(kuò)散、降水淋溶、地表徑流等方式直接或間接地造成的土壤污染。

農(nóng)業(yè)污染型——是指農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中因長(zhǎng)期施用化肥、農(nóng)藥、垃圾堆肥和污泥而造成的土壤污染。

綜合污染型——由多種污染源和多種污染途徑同時(shí)造成的土壤污染。第2頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期日土壤污染物種類有機(jī)污染物：農(nóng)藥是主要有機(jī)污染物（有機(jī)氯、有機(jī)磷等）。無(wú)機(jī)污染物：主要來(lái)自進(jìn)入土壤中的工業(yè)廢水和固體廢物。重金屬污染物：汞、鎘、鉛、砷、鉻、鋅等重金屬。固體廢物：城市垃圾和礦渣、煤渣、煤矸石和粉煤灰等工業(yè)廢渣。病源微生物：生活和醫(yī)院污水、生物制品、制革與屠宰的工業(yè)廢水、人畜的糞便等是土壤中病原微生物的主要來(lái)源。放射性污染物：核試驗(yàn)、原子能工業(yè)中所排出的三廢。第3頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期日主要污染物的遷移轉(zhuǎn)化重金屬農(nóng)藥第4頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期日重金屬重金屬在土壤—植物中的遷移轉(zhuǎn)化機(jī)制非常復(fù)雜，影響因素很多，主要有：1、土壤的理化性質(zhì)2、重金屬的種類、濃度及其在土壤中的存在形態(tài)。3、植物的種類、生長(zhǎng)發(fā)育期4、復(fù)合污染5、施肥第5頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期日土壤理化性質(zhì)土壤的理化性質(zhì)主要通過影響重金屬在土壤中存在形態(tài)而影響重金屬的生物有效性。土壤的理化性質(zhì)主要包括pH值、土壤質(zhì)地、土壤氧化還原電位、有機(jī)質(zhì)含量等。第6頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期日A、pH值pH值的大小顯著影響土壤中重金屬的存在形態(tài)和土壤對(duì)重金屬的吸附量。由于土壤膠體一般帶負(fù)電荷，而重金屬在土壤-農(nóng)作物系統(tǒng)中大都以陽(yáng)離子的形式存在，因此，一般來(lái)說，土壤pH越低，H+越多，重金屬被解吸的越多，其活動(dòng)性就越強(qiáng)，從而加大了土壤中的重金屬向生物體內(nèi)遷移的數(shù)量。但對(duì)部分主要以陰離子狀態(tài)存在的重金屬來(lái)說，情況正好相反。第7頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期日B、土壤質(zhì)地土壤質(zhì)地影響著土壤顆粒對(duì)重金屬的吸附。一般來(lái)說，質(zhì)地粘重的土壤對(duì)重金屬的吸附力強(qiáng)，降低了重金屬的遷移轉(zhuǎn)化能力。如小麥盆栽試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著土壤質(zhì)地的改變，砂壤→輕壤→中壤→重壤→粘土，麥粒對(duì)汞的吸收率呈規(guī)律性減少。土壤粘性越重，吸收砷的能力越強(qiáng)，水稻受害程度越輕。第8頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期日C、土壤的氧化還原電位土壤的氧化還原電位影響重金屬的存在形態(tài)，從而影響重金屬化學(xué)行為、遷移能力及對(duì)生物的有效性。一般來(lái)說，在還原條件下，很多重金屬易產(chǎn)生難溶性的硫化物，而在氧化條件下，溶解態(tài)和交換態(tài)含量增加。第9頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期日D、土壤中有機(jī)質(zhì)含量有機(jī)質(zhì)含量較高的土壤對(duì)重金屬的吸附能力高于有機(jī)質(zhì)含量低的土壤。有機(jī)質(zhì)是否影響重金屬在土壤中的存在形態(tài)有不同的觀點(diǎn)。研究表明，土壤中各種元素的含量都與有機(jī)質(zhì)含量呈正相關(guān)，但重金屬各組分占全量的比例一般與有機(jī)質(zhì)含量的大小沒有密切關(guān)系。第10頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期日重金屬——土壤-植物體系中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律1、植物對(duì)土壤中重金屬的富集規(guī)律土壤中重金屬含量越高，植物體內(nèi)含量也越高；土壤中有效態(tài)重金屬含量越大，植物籽實(shí)中含量越高。不同植物富集規(guī)律：豆類＞小麥＞水稻＞玉米植物體內(nèi)分布規(guī)律：根＞莖葉＞穎殼＞籽實(shí)2、重金屬在土壤剖面中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律

總量和存在形態(tài)均表現(xiàn)垂直分布規(guī)律，其中可耕層成為重金屬的富集層。

有向根際土壤遷移的趨勢(shì)，根際土壤中重金屬有效態(tài)含量高于土體。3、土壤對(duì)重金屬離子的吸附固定原理同一類型的土壤膠體對(duì)陽(yáng)離子的吸附與陽(yáng)離子的價(jià)態(tài)及離子半徑有關(guān)。陽(yáng)離子價(jià)態(tài)越高，電荷越多，土壤膠體與陽(yáng)離子之間的靜電作用越大，吸附力也越大。相同價(jià)態(tài)的陽(yáng)離子，離子半徑越大，其水合班級(jí)相對(duì)越小，較易被土壤膠體吸附。

Cu2+：土壤中各膠體的吸附順序?yàn)椋貉趸i＞有機(jī)質(zhì)＞氧化鐵＞伊利石＞蒙脫石＞高嶺石除有機(jī)質(zhì)外，主要是錳、鐵等氧化物。第11頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期日主要重金屬在土壤中的累積和遷移轉(zhuǎn)化鎘：以CdCO3為主，尤其在堿性土壤中。不同土壤吸附順序?yàn)椋焊迟|(zhì)土壤＞重壤質(zhì)土壤＞壤質(zhì)土＞砂質(zhì)沖積土因此鎘的吸附與土壤中膠體的性質(zhì)有關(guān)。銅：污染土壤的銅主要在表層積累，但在酸性土壤中，銅容易淋溶遷移。第12頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期日鉛：主要以Pb(OH)2、PbCO3和PbSO4固體形式存在。土壤溶液中可溶性鉛含量很低，

Pb2+可置換粘土礦物上吸附的Ca2+，因此在土壤中很少移動(dòng)。pH值增加，鉛的可溶性和移動(dòng)性降低，影響植物對(duì)鉛的吸收。大氣中的鉛一部分經(jīng)雨水淋洗進(jìn)入土壤，一部分落在葉面上，經(jīng)張開的氣孔進(jìn)入葉內(nèi)。第13頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期日鋅我國(guó)土壤鋅含量在3～709mg/kg之間,平均值為100mg/kg,比世界土壤的平均含鋅量高出一倍。存在形態(tài)：有機(jī)態(tài)鋅和無(wú)機(jī)形態(tài)鋅，可以相互轉(zhuǎn)化。土壤各種形態(tài)鋅的含量主要取決于土壤pH值及全鋅量和土壤中地球化學(xué)組分對(duì)鋅的富集能力。Zn主要以二價(jià)陽(yáng)離子(Zn2+)被植物吸收，少量的Zn(OH)2形態(tài)與某些有機(jī)物螯合態(tài)鋅也可被植物吸收。第14頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期日汞汞易在表層積累。汞化合物在土壤中先轉(zhuǎn)化為金屬汞或甲基汞后才被植物吸收。植物吸收和積累汞與汞的形態(tài)有關(guān)，其順序是：氧化甲基汞＞氯化乙基汞＞醋酸苯汞＞氯化汞＞氧化汞＞硫化汞。從這個(gè)順序也可看出，揮發(fā)性高、溶解度大的汞化合物容易被植物吸收。第15頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期日農(nóng)藥一、土壤中農(nóng)藥遷移的基本特征主要通過擴(kuò)散、質(zhì)體流動(dòng)和吸附分配來(lái)完成。在前兩者的過程中，農(nóng)藥遷移可以以蒸汽或非蒸汽的形式進(jìn)行。第16頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期日典型農(nóng)藥：有機(jī)氯農(nóng)藥、有機(jī)磷農(nóng)藥有機(jī)氯農(nóng)藥：DDT、六六六（林丹）、氯丹、毒殺芬。DDT：土壤中移動(dòng)不明顯，可通過植物根際滲入植物體內(nèi)，在葉片中累積量最大。DDT特性：持久性，分解慢，通過食物鏈進(jìn)入人體。主要生物降解機(jī)理：氧化、還原、脫氯化氫。另一降解途徑：光解第17頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期日六六六（含99%以上的稱為林丹）白色或稍帶淡黃色的粉末狀結(jié)晶。60-70℃以下不易分解。在日光和酸性條件下很穩(wěn)定，遇堿會(huì)分解。較DDT易揮發(fā)，進(jìn)入大氣，在土壤底層移動(dòng)緩慢。第18頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期日第19頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期日有機(jī)磷農(nóng)藥磷酸酯（敵敵畏）硫代磷酸酯（甲基對(duì)硫磷）二硫代磷酸酯（馬拉硫磷、樂果）膦酸酯（敵百蟲）硫代磷酰胺（乙酰甲胺磷）降解：非生物降解——吸附催化水解，光降解

生物降解第20頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期日全球范圍的土壤環(huán)境問題土壤酸化、鹽堿化、土壤污染土壤沙漠化水土流失嚴(yán)重陸地植物破壞第21頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期日酸化：土壤風(fēng)化成土過程的重要方面，導(dǎo)致pH值降低，形成酸性土壤，影響土壤中生物的活性，改變土壤中養(yǎng)分的形態(tài)，降低養(yǎng)分的有效性，促使游離的錳、鋁離子溶入土壤溶液中，對(duì)作物產(chǎn)生毒害作用?；哪河捎诖箫L(fēng)吹蝕，流水侵蝕，土壤鹽漬化等造成的土壤生產(chǎn)力下降或喪失，起源于20世紀(jì)60年代末和70年代初，非洲西部撒哈拉地區(qū)連年嚴(yán)重干旱，造成空前災(zāi)難，“荒漠化”名詞于是開始流傳開來(lái)?；哪罱K結(jié)果大多是沙漠化，中國(guó)是世界上荒漠化嚴(yán)重的國(guó)家之一。第22頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期日◎世界土地荒漠化的基本狀況荒漠化是指在干旱、半干旱和某些半潮濕、濕潤(rùn)地區(qū)，由于氣候變化和人類活動(dòng)的各種因素所造成的土地退化，土地生物和經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)減少，甚至基本喪失。受荒漠化最嚴(yán)重的國(guó)家依次是中國(guó)、阿富汗、蒙古、巴基斯坦和印度第23頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期日我國(guó)國(guó)土荒漠化的數(shù)據(jù)：

全國(guó)1/4以上的國(guó)土荒漠化；每年因荒漠化造成的直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)540億元；荒漠化潛在發(fā)生區(qū)域面積331.7萬(wàn)平方公里(占國(guó)土面積34.6%)；荒漠化土地面積262萬(wàn)平方公里(占國(guó)土面積27.3%)；荒漠化涉及18個(gè)省、市、自治區(qū)的471個(gè)縣、旗、市；荒漠化面積前三位：新疆(39.8%)，內(nèi)蒙古(25.1%)，西藏(16.6%),總占81.5%第24頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期日第25頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期日第26頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期日水土流失定義：人類對(duì)土地的利用，特別是對(duì)水土資源不合理的開發(fā)和經(jīng)營(yíng)，使土壤的覆蓋物遭受破壞，裸露的土壤受水力沖蝕，流失量大于母質(zhì)層育化成土壤的量，土壤流失由表土流失、心土流失導(dǎo)致母質(zhì)流失，終使巖石暴露。水土流失可分為水力侵蝕、重力侵蝕和風(fēng)力侵蝕第27頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期日水土流失危害1、蠶食和破壞耕地（耕地是最基本的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資源，水土流失導(dǎo)致土層變薄和土體結(jié)構(gòu)劣化使表層腐殖質(zhì)層和淋溶層逐漸變薄甚至消失耕地質(zhì)量下降）2、泥沙淤積水塘、水庫(kù)、河道等水域和水利設(shè)施（水土流失使大量泥沙下泄淤積下游河道、水庫(kù)、湖泊縮短了水利設(shè)施壽命，降低其綜合利用功能）。3、增加旱澇災(zāi)害的發(fā)生頻率和危害程度（破壞了地面植被和土壤結(jié)構(gòu)，使土壤層的蓄水能力減弱，導(dǎo)致干旱災(zāi)害頻繁發(fā)生）。4、生態(tài)平衡失調(diào)和限制社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展(它破壞了土壤、土地資源使目前已十分緊張的人多地少矛盾更加嚴(yán)峻)。第28頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期日第29頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期日河西走廊水土流失第30頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期日第31頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期日第三節(jié)固體廢物及放射性廢物污染一、固體廢物及其分類二、有害廢物污染三、放射性廢物污染四、固體廢物的處理和利用五、放射性污染的防治第32頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期日固體廢物及其分類定義：固體廢物是生產(chǎn)、生活和其他活動(dòng)中產(chǎn)生的喪失原有價(jià)值或雖未喪失利用價(jià)值但被拋棄或者放棄的固態(tài)、半固態(tài)和置于容器中的氣態(tài)物品、以及法律、行政法規(guī)規(guī)定納入固體廢物管理的物質(zhì)、物品。第33頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期日固體廢物的特性無(wú)主性：即被丟棄后，不再屬于誰(shuí)，因而找不到具體負(fù)責(zé)者，特別是城市固體廢棄物。分散性：丟棄、分散在各處，需要收集。危害性：對(duì)人們生產(chǎn)和生活產(chǎn)生不便，危害人體健康。錯(cuò)位性：一個(gè)時(shí)空領(lǐng)域的廢物在另外一個(gè)時(shí)空領(lǐng)域是寶貴的資源第34頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期日固體廢物的來(lái)源、分類來(lái)源：城市生活垃圾、工業(yè)固體廢物、農(nóng)業(yè)廢物污染特性：危險(xiǎn)廢物(或危險(xiǎn)廢物)和一般廢物燃燒特性：可燃廢物和不可燃廢物化學(xué)成分：有機(jī)廢物、無(wú)機(jī)廢物形態(tài)：固體廢物、半固體廢物和液態(tài)（氣態(tài)）第35頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期日第36頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期日危險(xiǎn)廢物的定義及有害特性1、危險(xiǎn)廢物的定義危險(xiǎn)廢物是指在國(guó)家危險(xiǎn)廢物名錄中，或根據(jù)國(guó)務(wù)院環(huán)境保護(hù)部門的危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)定的具有危險(xiǎn)性的廢物。在固體廢物中，凡對(duì)人體健康或環(huán)境造成危害或產(chǎn)生潛在危害的統(tǒng)稱為有害固體廢物（或危險(xiǎn)廢物）第37頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期日危害：

1）引起或嚴(yán)重導(dǎo)致人類或動(dòng)、植物死亡率增加；2）引起各種疾病的增加；3）降低對(duì)疾病的抵抗力；4）在處理、貯存、運(yùn)送、處置或其他管理不當(dāng)時(shí)，對(duì)人體健康或環(huán)境污染造成現(xiàn)實(shí)的或潛在的危害。第38頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期日有害特性我國(guó)對(duì)有害固體廢物的有害特性定義如下：1）急性毒性2）易燃性3）腐蝕性4）反應(yīng)性5）放射性6）浸出毒性第39頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期日放射性廢物污染在核（衰）蛻變過程中，不穩(wěn)定原子核能自發(fā)放出α、β、γ射線，這種現(xiàn)象稱為放射性。一、放射性污染的來(lái)源

放射性污染來(lái)源分為自然因素與人為因素兩種，前者包括宇宙自然本身的輻射及地球本身的游離