第九章 土壤污染和生物防治

第九章土壤污染和生物防治我國土地面臨的問題：1、土地資源匱乏。1/5人口，7％的土地;20億畝耕地。2、土地資源不斷減少。城市化，工礦、交通用地。十年減少上億畝。僅2003年，全國凈減少耕地253.74萬公頃，人均耕地已由2002年的0.098公頃降為0.095公頃。3、環(huán)境惡化的威脅。沙漠化、水土流失。我國土地沙漠化的發(fā)展速度驚人，上世紀50年代至70年代，年增1500平方公里，80年代達2100平方公里，90年代末達到3460平方公里，目前總面積已達267.4萬平方公里。4、環(huán)境污染2.0×107hm2（耕地面積的1/5）

一、概念

指由于人類活動產生的有害、有毒物質進入土壤，積累到一定程度，超過土壤本身的自凈能力，導致土壤性狀和質量變化，構成對農作物和人體的影響和危害的現(xiàn)象稱為土壤污染。第一節(jié)土壤污染概述掌握5是指以各種方式進入土壤的污染物，通過土壤的物理、化學和生物學的復雜作用，使污染物質逐漸轉化、減毒、消失，最終使土壤恢復到原有的生態(tài)功能。土壤自凈掌握土壤背景值的概念嚴格按照土壤背景值研究方法所獲得的盡可能不受或少受人類活動影響的土壤化學元素的原始含量。

土壤背景值只能代表土壤某一發(fā)展、演變階段的一個相對意義上的數(shù)值，掌握7指土壤對污染物的最大承受能力或負荷量。土壤容量掌握環(huán)境容量土壤污染物國家標準含量上限土壤污染物背景值減去鎘：0.20mg/kg鎘：0.002mg/kg土壤環(huán)境質量標準：一級土壤鎘含量標準1、隱蔽性和潛伏性2、不可逆性和長期性3、后果嚴重性二、土壤污染的特點掌握三、土壤污染類型和污染物類型：來源：人為污染、自然污染土壤污染按污染進土壤的方式：1.水型污染污染來源主要是以未經(jīng)處理的生活污水、工業(yè)廢水或醫(yī)院污水灌溉農田，或利用滲水坑來處理污水而使土壤受到重金屬、有機物或病原體污染，例如土壤中鎘多不超過0.5mg/kg，而為鉛鋅礦廢水污染的農田土壤中含鎘高達10～136mg/kg。又如保定污水灌溉的稻田表土含鉛比對照高64倍。2.氣型污染企業(yè)排出的污染物如二氧化硫、氮氧化合物、鉛、鎘、汞、氟等，經(jīng)過自然沉降或降雨而污染土壤，如電解鋁廠、磷肥廠、細鐵廠排出的廢氣中含有高濃度的氟，據(jù)某鋁廠調查，廠內土壤氟濃度為2200mg/kg，廠外為490mg/kg，對照為330mg/kg。3.生物污染型4.固體廢棄物型污染工業(yè)固體棄廢物或生活垃圾在土壤上堆放和填埋，或作農田基肥，由于淋浴、滲透，可使其中的有害物質有機物、病原體進入土壤中，如武漢市生活垃圾含汞9.5mg/kg、鉛13.8mg/kg、大腸菌值10-2～10-9，特別是有毒的工業(yè)固體廢棄物更可嚴重污染土壤，并通過土壤污染地下水。5.農業(yè)生產污染物目前我國大量使用農藥與化肥，我國目前生產的農藥包括殺蟲劑、殺菌劑、除草劑、氮化肥增效劑等有100多種，我國化肥用量全年約1億噸。農藥的利用率只有10％，化肥利用率也只30～40％，其余均進入環(huán)境主要是土壤之中。殘留在土壤中的農藥、化肥可以通過食物鏈危害人體鍵康。污水渠旁邊種的菜苗已經(jīng)奄奄一息這樣的水灌出來的蔬菜你敢吃么？工業(yè)廢氣電子垃圾，已經(jīng)成為產業(yè)，我們只能關注……

露天堆放的電子垃圾，將會直接污染土壤及地下水源

在廣東某處，土壤重金屬鋇的濃度10倍于土壤污染危險臨界值，錫為152倍，鉻1338倍，鉛為危險污染標準的212倍，而水中的污染物超過飲用水標準數(shù)千倍。我們如何為下一代，爭取更多的生存空間？四、主要污染物質1、重金屬污染重金屬主要指汞、鎘、鉛、鉻、銅、鋅。類金屬砷和非金屬氟也包括其中。我國受重金屬污染的土壤面積達2000萬公頃，占總耕地面積的1／6，因工業(yè)“三廢”污染的農田近700萬公頃，使糧食每年減產100億公斤。有資料顯示，華南地區(qū)有的城市有50%的耕地遭受鎘、砷、汞等有毒重金屬和石油類的污染；長江三角洲地區(qū)有的城市連片農田受鎘、鉛、砷、銅、鋅等多種重金屬污染，致使10%的土壤基本喪失生產力。2、農藥殘留農藥污染觸目驚心

我國農藥總施用量達130余萬噸（成藥），平均每畝施用接近1公斤，比發(fā)達國家高出一倍。農藥施用后在土壤中的殘留量一般為50%～60%，已經(jīng)長期停用的“滴滴涕”等農藥目前在土壤中的檢出率仍然很高。3、化肥污染化肥污染令人震驚

上世紀90年代，全世界氮肥使用量為8000萬噸（純氮），其中我國用量達1726萬噸（純氮），占世界總用量的21.6％。我國耕地平均施用化肥氮量為224.8公斤／公頃，其中有17個省的平均施用量超過了國際公認的上限225公斤／公頃。據(jù)31個省、市、自治區(qū)的調查，目前蔬菜、瓜果地里，單季作物化肥用量通常很高。4、有機礦物油石油、多環(huán)芳烴類（PAHs）、各類烷烴、芳烴的混合物，如萘、菲、芘、苯并芘、苯并嗯。5、放射性天然放射性：宇宙射線、天然放射物人為放射性：核爆炸、放射性物質排放6、致病微生物細菌、病毒、寄生蟲、傳染性疾病病原體等7、酸性大氣和固體沉降物酸雨、重金屬、有機污染物第二節(jié)土壤污染物對土壤的危害一、重金屬及其他有毒物質對土壤危害土壤重金屬污染物(heavymetalpollutant)主要有銅、鉻、鎘、砷、汞等。它們在土壤中的活性小，易于積累，土壤一旦被其污染則極難消除。其中鎘和砷是極毒的；汞、鉛、鎳是中等毒性；硼、銅、錳、鋅的毒性較低。（一）土壤重金屬背景值

表9－1表9－2不同土壤類型背景值不一樣不同地區(qū)土壤背景值不一樣

掌握（二）對土壤的代謝影響

1微生物群落影響

減少微生物種群的數(shù)量，如鎘使微生物數(shù)量減少50倍。抑制有益菌類的活性：如固氮菌、解磷菌、枯草桿菌、纖維分解菌等。土壤微生物反過來也對重金屬和有害金屬代謝，改變其毒性.、掌握

2、對土壤酶活性影響破壞酶類活性基團和空間結構。抑制微生物生長如氧化還原酶、堿基磷酸酶、多酚氧化酶等3、生化過程的影響有機質降解土壤呼吸土壤氨化和硝化作用抑制

二、農藥（一）農藥種類1、殺蟲劑：無機、有機、微生物殺蟲劑2、殺菌劑：有機、無機、抗生素、植物3、殺螨劑：4、殺線蟲劑5、除草劑6、殺鼠劑7、植物生長調節(jié)劑8、殺軟體動物

（二）、農藥在土壤中的遷移轉化行為（三）、對土壤環(huán)境的危害

1、對微生物群落使群落發(fā)生變化，減少或增加2、硝化和氨化影響有的細菌有抑制作用，有些沒有影響。對氨化和硝化的影響也不同3、對呼吸作用的影響掌握三、化肥使用

1、對理化性質的影響土壤酸化有些微量元素增加元素有效磷降低上層水穩(wěn)性團聚體直徑增加、下層減少土壤板結：Ca2＋減少

2、污染土壤過多的F－、CI－、NO2－、NO3-

3、重金屬污染

4、對土壤微生物影響掌握四、放射性

雖然切爾諾貝利核電站核泄漏事故已經(jīng)過去了24年，但是當年核電站釋放出來的放射性元素對當?shù)氐暮宋廴救匀淮嬖凇Ｕ掌嫌嘘P專家正在展示受核污染死亡的鹿。生活在核污染區(qū)域的許多人都有慢性呼吸道疾病以及內分泌失調的癥狀。烏克蘭、白俄羅斯、俄羅斯以及東歐一些國家每年都要為治療受核輻射污染的人花大量醫(yī)藥費。切爾諾貝利核電站核泄漏事故發(fā)生后，11.6萬人被及時撤出了災難區(qū)域，但沒有及時離開污染區(qū)的人則受到大量輻射出現(xiàn)身體殘疾甚至死亡。1789年，德國化學家克拉普羅特1828年，瑞典化學家貝采利烏斯放射性元素及其特征α射線：帶2個電荷的氦核流，穿透能力比較弱，有很高的電離能

氦原子由原子核與核外電子構成，核內有2個質子（帶正電）、2個中子（電中性），核外有繞核高速運動的2個電子（帶負電）。原子核的半徑約占原子半徑的幾萬分之一。

α粒子飛行速度大約是光度的1/10，一個移動的α粒子容易從原子和分子中移去電子。

β射線：高速電子流，具有較低的電離能力和較大的穿透能力，質量小，運動速度大。容易造成射線傷。γ射線：波長極短的光射線，穿透力特別強，能穿透20-25cm的鉛，不受電磁場的影響。γ射線有很強的穿透力，工業(yè)中可用來探傷或流水線的自動控制。γ射線對細胞有殺傷力，醫(yī)療上用來治療腫瘤。表：9-13五、礦物油和多環(huán)芳烴的影響

1、微生物群落2、酶活性影響六、致病生物體的影響

病原菌傳染人畜的媒介。三種途徑1、人－土壤－人2、動物－土壤－人3、土壤－人課后作業(yè)名詞解釋：土壤污染土壤自凈土壤環(huán)境背景值土壤環(huán)境容量基本常識：不同土壤類型背景值不一樣不同地區(qū)土壤背景值不一樣簡答：重金屬、農藥、化肥對土壤環(huán)境質量的影響？討論：如何防止土壤污染？第三節(jié)土壤污染監(jiān)測2006年7月，全國土壤污染狀況調查工作全面展開，為了做好這項工作，國家投入了10億元專項資金，耗時3年半時間，調查范圍覆蓋除臺灣省和港澳地區(qū)以外的所有省、市、自治區(qū)的全部陸地。

由法學家、環(huán)境專家、農業(yè)專家、水利專家等組成的土地污染防治法專家組認為，我國現(xiàn)階段的土壤污染防治立法，可側重于“治”，但“防”不能偏廢。我國目前土壤污染的狀況之所以比較嚴重，恐怕與過去不注重土壤污染的預防有關。

《中國土壤污染防治法》的專家意見稿已經(jīng)完成，并提交有關部門征求意見，在完善之后將提交全國人大審議。我國僅北京地區(qū)而言，將工廠外遷轉產遺留的場地進行無害化處理，就將帶來300億~500億元的土壤修復市場。自2006年以來，每年有20家意欲來我國開拓土壤修復市場的國外環(huán)保企業(yè)，國外環(huán)保企業(yè)進入中國土壤修復市場的欲望非常強烈。一、監(jiān)測的目的和特點