第十三章-土壤污染與防治

第十三章土壤污染與防治第一節(jié)土壤退化與土壤質(zhì)量第二節(jié)土壤污染第三節(jié)土壤自凈第四節(jié)土壤污染防治第一節(jié)土壤退化與土壤質(zhì)量一、土壤退化

土壤退化是指在各種自然和人為因素影響下，導(dǎo)致土壤生產(chǎn)力、環(huán)境調(diào)控潛力和可持續(xù)發(fā)展能力下降甚至完全喪失的過程。主要包括：土壤侵蝕、土壤沙化、土壤鹽堿化、土壤污染、土壤性質(zhì)惡化

二、土壤質(zhì)量

1、土壤環(huán)境質(zhì)量的概念土壤在生態(tài)系統(tǒng)界面內(nèi)維持生產(chǎn)，保障環(huán)境質(zhì)量，促進動物與人類健康行為的能力。

Soilqualityisthecapacityofsoiltofunction,withinecosystemandlanduseboundaries,tosustainbiologicalproductivity,maintainenvironmeantalqualityandpromoteplant,animalandhumanhealth.(DoranandParkin1994)

第一節(jié)土壤退化與土壤質(zhì)量2、土壤環(huán)境質(zhì)量內(nèi)容（1）土壤肥力（2）土壤自凈力（3）土壤生態(tài)第一節(jié)土壤退化與土壤質(zhì)量第一節(jié)土壤退化與土壤質(zhì)量土壤肥力：水、肥、氣、熱四大肥力因素，具體指標有土壤質(zhì)地、緊實度、耕層厚度、土壤結(jié)構(gòu)、土壤含水量、田間持水量、土壤排水性、滲濾性、有機質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、速效氮、速效磷、緩效鉀、速效鉀、缺乏性微量元素全量和有效量、土壤通氣、土壤熱量、土壤侵蝕狀況、pH、CEC等。第一節(jié)土壤退化與土壤質(zhì)量土壤環(huán)境質(zhì)量：土壤背景值、鹽分種類與含量、硝酸鹽、堿化度、農(nóng)藥殘留量、污染指數(shù)、植物中污染物、環(huán)境容量、地表水污染物、地下水礦化度與污染物、重金屬元素種類極其含量、污染物存在狀態(tài)及其濃度等。土壤生態(tài)微生物量、C/N、土壤呼吸、微生物區(qū)系、磷酸酶活性、脲酶活性等。節(jié)肢動物、蚯蚓、種群豐富度、多樣性指數(shù)、優(yōu)勢性指數(shù)、均勻度指數(shù)、雜草等。第一節(jié)土壤退化與土壤質(zhì)量第二節(jié)土壤污染土壤的污染是指人類活動產(chǎn)生的有害物質(zhì)進入土壤,當其含量超過土壤本身的自凈能力,并使土壤的成分,性質(zhì)發(fā)生變異,降低農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量,并危害人體健康的現(xiàn)象。第二節(jié)土壤污染一、土壤污染物來源

1、大氣污染型

2、水污染型

3、固體廢棄物污染型

4、農(nóng)業(yè)污染型第二節(jié)土壤污染二、土壤污染物種類1、無機污染物2、有機污染物第二節(jié)土壤污染

三、土壤污染物的特點

1、隱蔽性或潛伏性

2、不可逆性和持久性

3、土壤污染的累積性

4、危害嚴重，難治理第二節(jié)土壤污染四、主要土壤污染物（一）無機污染物1、汞。汞土壤的汞污染主要來自于污染灌溉、燃煤、汞冶煉和制劑廠的排放、含汞顏料的應(yīng)用含汞農(nóng)藥的施用等。土壤中汞以無機態(tài)與有機態(tài)存在，在一定條件下互相轉(zhuǎn)化。在土壤微生物作用下，汞可發(fā)生甲基化反應(yīng)，形成脂溶性的甲基汞，可被微生物吸收、積累，而轉(zhuǎn)入食物鏈造成對人體的危害。汞對人的危害主要表現(xiàn)在以甲基汞的形式通過食物鏈進入人體，并在人的中樞神經(jīng)系統(tǒng)中富集，造成像神經(jīng)錯亂、牙齒脫落，骨骼酥松等癥狀，如水俁病。第二節(jié)土壤污染2、鎘。鎘主要來源于鎘礦、鎘冶煉廠和含鎘肥料。鎘常與鋅共生，所以冶煉鋅的排放物中必有ＣdＯ，以污染源為中心可波及數(shù)千米遠。鎘工業(yè)廢水灌溉農(nóng)田也是鎘污染的重要來源。土壤中鎘的存在形態(tài)大致可分為水溶性和非水溶性鎘兩大類。離子態(tài)和絡(luò)合態(tài)的水溶性鎘ＣdＣl2等能為作物吸收，對生物危害大，而非水溶性鎘ＣdＳ、ＣdＣＯ3等不易遷移，不易被作物吸收，但隨環(huán)境條件的改變二者可互相轉(zhuǎn)化。鎘對農(nóng)業(yè)最大的威脅是產(chǎn)生“鎘米”、“鎘菜”，使人得骨痛病。另外，鎘會損傷腎小管，出現(xiàn)糖尿病，還引起血壓升高，出現(xiàn)心血管病，甚至致癌、致畸。第二節(jié)土壤污染3、鉛。鉛是土壤污染較普遍的元素。污染源主要來自汽油里添加抗爆劑烷基鉛，隨汽油燃燒后的尾氣而積存公路兩側(cè)百米范圍內(nèi)的土壤中，另外，鉛字印刷廠、鉛冶煉廠、鉛采礦場等也是重要的污染源。一般進入土壤中的鉛在土壤中易與有機物結(jié)合，極不易溶解，土壤鉛多發(fā)現(xiàn)在表土層，表土鉛在土壤中幾乎不向下移動。鉛對植物的危害表現(xiàn)為葉綠素含量下降，阻礙植物的呼吸及光合作用。鉛對人的危害則是累積中毒。人體中鉛能與多種酶結(jié)合從而干擾有機體多方面的生理活動，導(dǎo)致對全身器官產(chǎn)生危害。第二節(jié)土壤污染4、鉻。鉻的污染源主要是電鍍、制革廢水、鉻渣等。鉻在土壤中主要有兩種價態(tài)：Ｃr6+和Ｃr3+。兩種價態(tài)的行為極為不同，前者活性低而毒性高，后者恰恰相反。Ｃr3+主要存在于土壤與沉積物中，Ｃr6+主要存在于水中，但易被Ｆe2+和有機物等還原。植物吸收鉻約95％留在根部。據(jù)研究，低濃度的Ｃr6+能提高植物體內(nèi)酶活性與葡萄糖含量，高濃度時則阻礙水分和營養(yǎng)向上部輸送，并破壞代謝作用。鉻對人體與動物有利有弊。人體中含鉻過低會產(chǎn)生食欲減退癥狀。但飲水中超標400倍時，會發(fā)生口角糜爛、腹瀉、消化紊亂等癥狀。第二節(jié)土壤污染5、砷。土壤砷污染主要來自大氣降塵與含砷農(nóng)藥。燃煤是大氣中砷的主要來源。土壤中砷大部分為膠體吸收或和有機物絡(luò)合或與土壤中鐵、鋁、鈣離子形成難溶化合物，或與鐵、鋁等氫氧化物共沉淀。pＨ值高砷吸附量減少而水溶性砷增加；在氧化條件下，大部是砷酸，易被膠體吸附，增加了土壤固砷量。隨Ｅh降低，砷酸轉(zhuǎn)化為亞砷酸，促進砷的可溶性，增加砷害。砷對植物危害的最初癥狀是葉片卷曲枯萎，進一步是根系發(fā)育受阻，最后是植物根、莖、葉全部枯死。砷對人體危害很大，它能使紅血球溶解，破壞正常生理功能，甚至致癌等。第二節(jié)土壤污染（二）有機污染物1、農(nóng)藥是一種最典型的有機污染物。它是一種泛指性的術(shù)語，不僅包括殺蟲劑，還包括除草劑、殺菌劑、防止嚙齒類動物的藥物。其中主要是除草劑、殺蟲劑和殺菌劑。據(jù)報導(dǎo)：在整個地球表面的全部生物圈中，幾乎都有DDT殘留物，就是在從未噴灑過DDT的南極地區(qū)也有0.12－2.8ppm的殘留量，甚至在常年不化的冰水中也檢出0.04

10-9克/克的含量，這說明DDT不僅是河流、海洋本身可以攜帶，有一部分還可以由氣流攜帶，再隨雨水等落入土地上和海洋進行再循環(huán)，從而對人體產(chǎn)生影響。

第二節(jié)土壤污染（三）肥料主要是氮肥、磷肥和有機肥料。1、肥料中含有污染物質(zhì)2、N、P對水體的污染3、N對大氣的污染一、土壤背景值環(huán)境背景值亦稱自然本底值。是指在不受污染的情況下，環(huán)境組成的各要素，如大氣、水體、巖石、土壤、植物、農(nóng)作物、水生生物和人體組織中與環(huán)境污染有關(guān)的各種化學(xué)元素的含量及其基本的化學(xué)成份。土壤背景值是指未受污染的土壤元素狀況第三節(jié)土壤自凈二、土壤環(huán)境容量土壤環(huán)境容量是指土壤生態(tài)系統(tǒng)中某一特定的環(huán)境單元內(nèi)，土壤所允許容納污染物質(zhì)的最大數(shù)量。第三節(jié)土壤自凈土壤環(huán)境容量的計算公式

Q=(Ck-B)x105

式中：Q=土壤環(huán)境容量(kg/hm2)

Ck=土壤環(huán)境標準值(mg/kg)

B=區(qū)域土壤背景值(mg/kg)

105=將mg/kg換算成kg/hm2的系數(shù)第三節(jié)土壤自凈三、土壤自凈土壤的自凈作用，是指在自然因素作用下，通過土壤自身的作用，使污染物在土壤環(huán)境中的數(shù)量、濃度或形態(tài)發(fā)生變化，活性、毒性降低的過程。按其機理不同，可分為物理凈化作用、物理化學(xué)凈化作用、化學(xué)凈化作用和生物凈化作用四個方面。前三者主要體現(xiàn)在土壤環(huán)境的機械阻留、吸附（物理、物理化學(xué)凈化作用）、沉淀溶解（化學(xué)凈化作用）等方面。目前在吸附、解吸、沉淀、溶解方面研究的較多。第三節(jié)土壤自凈第四節(jié)土壤污染防治一、污染源控制首先要弄清楚污染源，然后采取切實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。需要建立控制廢氣、粉塵、廢水、污泥、垃圾等固體廢棄物的排放標準，制定相應(yīng)的法規(guī)和監(jiān)督體制，嚴格執(zhí)行污灌水的水質(zhì)標準，發(fā)展清潔工藝；嚴格執(zhí)行農(nóng)藥管理法，建立農(nóng)藥登記注冊制度、制定農(nóng)藥的禁用和限用范圍、制定農(nóng)藥在農(nóng)產(chǎn)品的最大殘留量。合理使用化肥和有機肥料。第四節(jié)土壤污染防治二、污染土壤的修復(fù)（一）農(nóng)藥污染土壤的治理1、生物修復(fù)2、化學(xué)添加劑3、農(nóng)業(yè)措施第四節(jié)土壤污染防治（二）重金屬污染土壤的治理1、生物修復(fù)2、換土3、水洗4、物理方法第十三章思考題1、解釋