環(huán)境科學(xué)與工程導(dǎo)論第八章：土壤污染及其防治

第八章：土壤污染及其防治SoilPollutionandPrevention

目錄一、土壤污染與污染源二、重金屬在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化三、化學(xué)農(nóng)藥在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化四、土壤污染的防治五、土壤侵蝕及控制一、土壤污染與污染源土壤環(huán)境平衡被破壞的后果：土壤生態(tài)將發(fā)生明顯變異，土壤酸化、板結(jié)，土質(zhì)變壞，導(dǎo)致土壤微生物區(qū)系（種類、數(shù)量和活性）的變化，土壤酶活性減少；同時(shí)，由于土壤環(huán)境中污染物的遷移轉(zhuǎn)化，從而引起大氣、水體和生物的污染，并通過食物鏈，最終影響到人類的健康。一、土壤污染土壤污染的類型：一、土壤污染水質(zhì)污染型：這是土壤環(huán)境污染的最主要發(fā)生類型。污染源主要是工業(yè)廢水、城市生活污水和受污染的地面水體。

大氣污染型：污染物質(zhì)來源于被污染的大氣，特點(diǎn)為以大氣污染源為中心呈環(huán)狀或帶狀分布，長軸沿主風(fēng)向伸長。

固體廢棄物污染型：固體廢棄物系指被丟棄的固體狀物質(zhì)和泥狀物質(zhì)，包括工礦業(yè)廢渣、污泥和城市垃圾等。

土壤污染的類型：一、土壤污染農(nóng)業(yè)污染型：由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要而不斷地使用化肥、農(nóng)藥、城市垃圾堆肥、污泥等所引起的土壤環(huán)境污染。

放射性污染：隨著核技術(shù)在工農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、地質(zhì)、科研等各領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，越來越多的放射性污染物進(jìn)入土壤中。綜合污染型：污染源可能同時(shí)來自受污染的地面水和大氣，或受固體廢棄物，放射性廢物以及農(nóng)藥、化肥的污染。土壤污染的特點(diǎn)：土壤污染具有隱蔽性（潛伏性）和滯后性土壤污染的易累積性土壤污染具有不可逆轉(zhuǎn)性和長期性土壤污染的難治理性一、土壤污染二、土壤的自凈能力土壤環(huán)境的自凈作用是指進(jìn)入土壤的物質(zhì)，通過稀釋和擴(kuò)散等作用可以降低其濃度，或者被轉(zhuǎn)化為不溶性化合物而沉淀，或?yàn)槟z體牢固地吸附，從而暫時(shí)脫離生物小循環(huán)及食物鏈；或者通過生物和化學(xué)的降解作用，轉(zhuǎn)化為無毒或毒性小的物質(zhì)，甚至成為營養(yǎng)物質(zhì)；或經(jīng)揮發(fā)和淋溶從土體中遷移至大氣和水體。土壤自凈作用的機(jī)理：二、土壤的自凈能力

物理凈化作用:進(jìn)入土壤中的難溶性固體污染物可被土壤機(jī)械阻留；可溶性污染物可被土壤水分稀釋或被土壤固相表面吸附；某些污染物可揮發(fā)或轉(zhuǎn)化成氣態(tài)物質(zhì)在土壤孔隙中遷移、擴(kuò)散，以至遷移入大氣。

土壤的物理凈化能力與土壤孔隙、質(zhì)地、結(jié)構(gòu)、含水量、溫度等因素有關(guān)。例如:砂性土壤的空氣遷移、水遷移速率都較快，但表面吸附能力較弱。增加砂性土壤中有機(jī)膠體的含量，可以增強(qiáng)土壤的表面吸附能力。土壤自凈作用的機(jī)理：二、土壤的自凈能力物理化學(xué)凈化作用:指污染物的陽、陰離子與土壤膠體上原來吸附的陽、陰離子之間的離子交換吸附作用。例如：凈化能力的大小可用土壤陽離子交換量或陰離子交換量的大小來衡量。一般土壤中帶負(fù)電荷的膠體較多，因此，一般土壤對陽離子或帶正電荷的污染物的凈化能力較強(qiáng)。

土壤自凈作用的機(jī)理：二、土壤的自凈能力化學(xué)凈化作用:通過化學(xué)反應(yīng)，使污染物轉(zhuǎn)化成難溶性、難解離性物質(zhì)，使危害程度和毒性減??；或者分解為無毒物或營養(yǎng)物質(zhì)。包括凝聚與沉淀反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)、絡(luò)合－螯合反應(yīng)、酸堿中和反應(yīng)、同晶置換反應(yīng)、水解等。土壤環(huán)境的化學(xué)凈化能力的大小與土壤的物質(zhì)組成、性質(zhì)，以及污染物本身的組成、性質(zhì)有密切關(guān)系。土壤自凈作用的機(jī)理：二、土壤的自凈能力生物凈化作用:土壤中存在著大量依靠有機(jī)物生活的微生物，如細(xì)菌、真菌、放線菌等，它們有氧化分解有機(jī)物的巨大能力。當(dāng)污染物進(jìn)入土體后，在這些微生物體內(nèi)酶或分泌酶的催化作用下，發(fā)生各種各樣的分解反應(yīng)，統(tǒng)稱為生物降解作用。生物凈化能力的大小與土壤中微生物的種群、數(shù)量、活性，以及土壤水分、土壤溫度、土壤通氣性、pH值、Eh值、適宜的C/N比等因素有關(guān)。

土壤污染物的分類：三、土壤污染物無機(jī)污染物：主要有重金屬和放射性核素物質(zhì)，以及有害的氧化物、酸、堿、鹽、氟等。其中以重金屬和放射性物質(zhì)污染最難徹底清除，對人體最具潛在危害。有機(jī)污染物：主要有人工合成的有機(jī)農(nóng)藥、酚類物質(zhì)、氰化物、石油、稠環(huán)芳烴、洗滌劑，以及有害微生物、高濃度好氧有機(jī)物等。

四、土壤污染源

工業(yè)污染源：一般直接來源于工業(yè)“三廢”引起的土壤污染僅限于工業(yè)區(qū)周圍數(shù)十公里范圍內(nèi)，屬點(diǎn)源污染。

農(nóng)業(yè)污染源：指由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)本身的需要，而施入土壤的化學(xué)農(nóng)藥、化肥，以及殘留于土壤中的農(nóng)用地膜等。

生物污染源：含有致病的各種病原微生物和寄生蟲的生活污水、醫(yī)院污水、垃圾，以及被病原菌污染的其它水體等。五、土壤污染的危害造成減產(chǎn)、導(dǎo)致嚴(yán)重的直接經(jīng)濟(jì)損失導(dǎo)致食物品質(zhì)下降通過食物鏈危害人體健康導(dǎo)致其他環(huán)境（大氣、地表水、地下水污染，生態(tài)系統(tǒng)退化等）問題二、重金屬在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化二、重金屬在土壤中的遷移物理遷移物理化學(xué)遷移和化學(xué)遷移生物遷移

重金屬的生物效應(yīng)：對種子萌發(fā)的影響對生理生化過程的影響對作物產(chǎn)量的影響二、重金屬在土壤－植物體系中的積累、遷移和生物效應(yīng)

三、化學(xué)農(nóng)藥在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化一、土壤中農(nóng)藥的遷移方式農(nóng)藥在土壤中的移動(dòng)是通過擴(kuò)散和質(zhì)體流動(dòng)兩個(gè)過程進(jìn)行的：

擴(kuò)散是由于分子的熱能引起的分子不規(guī)則運(yùn)動(dòng)的結(jié)果而使物質(zhì)轉(zhuǎn)移的過程。是由較高濃度的位置移動(dòng)到較低濃度位置的凈運(yùn)動(dòng)。質(zhì)體流動(dòng)的發(fā)生是由于外力的結(jié)果。農(nóng)藥能溶于水中，也能懸浮在水中，或以氣態(tài)存在或吸附于土壤固體物質(zhì)，或存在于土壤有機(jī)質(zhì)上。

二、農(nóng)藥在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化農(nóng)藥進(jìn)入土壤后，與土壤中的物質(zhì)發(fā)生一系列化學(xué)、物理化學(xué)和生物化學(xué)的反應(yīng)過程。由于這些過程的發(fā)生，農(nóng)藥在土壤環(huán)境中遷移、轉(zhuǎn)化、降解，或者殘留、累積。農(nóng)藥在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化行為主要有吸附和降解作用。根據(jù)“環(huán)境化學(xué)專題報(bào)告文集”，1984

四、土壤污染的防治一、控制污染源

控制和消除土壤污染源的措施有：控制和消除工業(yè)“三廢”的排放；控制化學(xué)農(nóng)藥的使用；合理施用化學(xué)肥料；加強(qiáng)污灌區(qū)的監(jiān)測與管理等。大氣污染的防治水污染的防治固體廢棄物的處理與處置二、增加土壤的環(huán)境承載力土壤的環(huán)境承載力，與土壤的環(huán)境容量沒有本質(zhì)的區(qū)別，可以說增加土壤的環(huán)境承載力就是要提高控制單元或區(qū)域土壤環(huán)境的環(huán)境容量。土壤環(huán)境容量（soilenvironmentalcapacity）可從上述環(huán)境容量的定義延伸為：“指土壤環(huán)境單元所容許承納的污染物質(zhì)的最大數(shù)量或負(fù)荷量”。土壤環(huán)境容量實(shí)際上是土壤污染起始值和最大負(fù)荷值之間的差值。提高土壤環(huán)境容量應(yīng)該從兩個(gè)方面理解：降低土壤環(huán)境的本底值和減少進(jìn)入土壤的污染物質(zhì)。

培植適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境實(shí)際的植物品種，增加植物對污染物的吸收量，降低土壤環(huán)境的本底濃度；另一方面，調(diào)節(jié)進(jìn)入土體的污染物的量，減少進(jìn)入土壤的污染物的量，可以保證土壤環(huán)境容量的相對增加。二、增加土壤的環(huán)境承載力五、土壤侵蝕及控制土壤侵蝕的定義土壤侵蝕（Soilerosion）是指在外力（水、風(fēng)）的作用下，地面物質(zhì)（土壤、田質(zhì)等）破壞、推移、沉積的過程，這一過程的本質(zhì)，就是能量消耗、轉(zhuǎn)化和做功的過程，外力是動(dòng)力，地面物質(zhì)是被破壞、推移、沉積的對象，自然或人為的土壤侵蝕過程在自然狀態(tài)下，純粹由自然因素引起的侵蝕過程，它是一種經(jīng)歷相當(dāng)久遠(yuǎn)年代進(jìn)行極其緩慢的侵蝕，這種侵蝕稱為自然侵蝕，也稱地質(zhì)侵蝕。另外是在人類活動(dòng)作用下，特別是人類破壞了植被，加速和擴(kuò)大了自然