第七章 环境污染与生态破坏(3)-土壤污染

第七章环境污染与生态破坏第一节大气污染第二节水体污染第三节土壤污染第四节固体废物第五节噪声及其他环境第六节生态破坏第七节环境污染与人体健康第七章环境污染与生态破坏第三节土壤污染指人类活动产生的污染物进入土壤并积累到一定程度，引起土壤质量恶化，并影响到植物的生长发育。一、土壤污染含义土壤被污染的程度主要决定于进入土壤的污染物的数量、强度和土壤自身的净化能力大小，当进入量超过净化力，就将导致土壤污染。第七章环境污染与生态破坏第三节土壤污染土壤污染是污染物在土壤中长期积累过程，其后果要通过长期摄食由污染土壤生产的植物产品的人体和动物的健康状况才能反映出来，不易为人们所觉察。隐蔽性和潜伏性不可逆性和恢复的长期性持续性和积累性土壤污染的防治应该以预防为主二、土壤污染特性第七章环境污染与生态破坏第三节土壤污染工业污染源农业污染源生物污染源三、土壤污染源第七章环境污染与生态破坏第三节土壤污染城市污水和固体废物农药和化肥牲畜排泄物和生物残体大气沉降物三、土壤污染源第七章环境污染与生态破坏第三节土壤污染有机污染物重金属放射性元素病原微生物三、土壤污染物第七章环境污染与生态破坏第三节土壤污染土壤污染的判定地下水是否受到污染作物生长是否受到影响土壤污染指标的判定方法（1）生物-土壤系统法（2）化学法（3）土壤背景值法四、土壤污染的判断第七章环境污染与生态破坏第三节土壤污染（1）生物-土壤系统法以植物从土壤中吸收污染物后，其可食部分污染物含量达到食品卫生标准或产量因污染而减少10%时的土壤污染物浓度为土壤污染的临界值，低于该值为无污染土壤，超过该值时为污染土壤。四、土壤污染的判断第七章环境污染与生态破坏第三节土壤污染（2）化学法根据土壤-生物系统的基础建立起来的，它是利用“土壤污染临界值”的概念，直接取其“临界值”的测定方法与指标，判断土壤是否受污染。四、土壤污染的判断第七章环境污染与生态破坏第三节土壤污染（3）背景值法又称为土壤本底值，是指在未受到或少受人类活动（特别是人为污染）影响下，土壤环境本身成分的组成和各组分（元素）的含量。四、土壤污染的判断第七章环境污染与生态破坏第三节土壤污染五、主要污染物在土壤中的迁移转化化学农药在土壤中的迁移转化土壤重金属元素的迁移转化氮、磷等化学肥料的污染与迁移转化。第七章环境污染与生态破坏第三节土壤污染五、主要污染物在土壤中的迁移转化污染物由土壤向植物体迁移的方式影响污染物在土壤-植物体系中迁移的因素。植物种类土壤种类污染物成分和形态第七章环境污染与生态破坏第三节土壤污染五、主要污染物在土壤中的迁移转化1、化学农药在土壤中的迁移转化农药的种类：1、按主要防治对象：杀虫剂（接触性、内吸性）、杀螨剂、杀菌剂、除草剂、灭鼠剂、植物生长调节剂2、按化合物类型：无机农药（硫制剂、汞制剂、砷制剂）有机农药（有机氯剂、有机磷剂、有机氮剂）第七章环境污染与生态破坏第三节土壤污染五、主要污染物在土壤中的迁移转化1、化学农药在土壤中的迁移转化农药自然界的迁移转化规律第七章环境污染与生态破坏第三节土壤污染五、主要污染物在土壤中的迁移转化1、化学农药在土壤中的迁移转化农药在土壤中的迁移转化规律第七章环境污染与生态破坏第三节土壤污染五、主要污染物在土壤中的迁移转化1、化学农药在土壤中的迁移转化农药在土壤中的迁移转化规律（1）土壤胶体对化学农药的吸附作用（2）化学农药在土壤中的挥发和扩散（3）化学农药在土壤中的降解（4）化学农药在土壤环境中的残留性及危害第七章环境污染与生态破坏第三节土壤污染五、主要污染物在土壤中的迁移转化1、化学农药在土壤中的迁移转化（1）土壤胶体对化学农药的吸附作用物理吸附离子交换吸附氢键吸附分配作用吸附作用使一部分农药滞留在土壤中，并对农药的迁移和降解产生影响，土壤吸附能力越强，农药的有效性越低，净化效果越好。第七章环境污染与生态破坏第三节土壤污染五、主要污染物在土壤中的迁移转化1、化学农药在土壤中的迁移转化影响对土壤胶体对化学农药吸附的影响因素•农药本身的化学性质•土壤胶体的性质•介质条件和土壤溶液的pH值•土壤紧实度•温度•气流速度•农药种类第七章环境污染与生态破坏第三节土壤污染五、主要污染物在土壤中的迁移转化1、化学农药在土壤中的迁移转化（2）化学农药在土壤中的挥发和扩散-气迁移因土壤疏松多孔，一些污染物挥发或呈气体状态，另一些污染物溶解于水中或被吸附于固体颗粒上。他们在土壤孔隙中随空气和水分的运动而挥发、扩散、稀释和浓集，以致迁出土体。农药的挥发性使它通过土壤孔道散失。第七章环境污染与生态破坏第三节土壤污染五、主要污染物在土壤中的迁移转化1、化学农药在土壤中的迁移转化（2）化学农药在土壤中的挥发和扩散-气迁移影响农药挥发的主要因素：农药（物理化学性质、浓度、扩散速率）土壤（含水量、吸附性）环境（温度、气流速度等）第七章环境污染与生态破坏第三节土壤污染五、主要污染物在土壤中的迁移转化1、化学农药在土壤中的迁移转化（3）化学农药在土壤中的降解降解作用是农药消失的主要途径，是土壤净化功能的重要表现。化学农药在各种化学、生物化学作用下逐渐分解，最后转化为无机化合物的过程，称为化学农药的降解。光化学降解、化学降解、生物降解第七章环境污染与生态破坏第三节土壤污染五、主要污染物在土壤中的迁移转化1、化学农药在土壤中的迁移转化（3）化学农药在土壤中的降解光化学降解：农药在太阳紫外光的作用下发生光分解、光氧化、光水解和光异构化，使其分子结构发生改变，毒性降低或消失。农药对光的敏感程度是决定其在土壤中的残留期长短的重要因素。第七章环境污染与生态破坏第三节土壤污染五、主要污染物在土壤中的迁移转化1、化学农药在土壤中的迁移转化（3）化学农药在土壤中的降解化学降解：农业土壤是一个湿润并具有一定透气性的环境，化学农药在此条件下可能发生氧化和水解反应，或由于渍水等嫌气条件而发生一系列的还原性反应。第七章环境污染与生态破坏第三节土壤污染五、主要污染物在土壤中的迁移转化1、化学农药在土壤中的迁移转化（3）化学农药在土壤中的降解生物降解：土壤中的细菌、放线菌、真菌等，通过脱氯作用、氧化还原作用、脱烷基作用、苯环破裂作用、水解作用等使分子简单化。生物降解都是由酶的催化完成的，而酶与污染物质的结合是污染物能被酶催化降解的第一个关键步骤。这种结合常以污染物的某个基团的作用或空间结构形态为前提。第七章环境污染与生态破坏第三节土壤污染五、主要污染物在土壤中的迁移转化2、重金属在土壤中的迁移转化重金属在土壤中的迁移转化及生态效应均与其存在形态有关；不同形态的重金属，其化学行为以及对植物的危害也不相同。重金属元素迁移转化的影响因素：•土壤酸碱度与化学沉淀•土壤的氧化还原性质•土壤胶体的吸附作用•配位体的络合与螯合作用•生物代谢作用第七章环境污染与生态破坏第三节土壤污染五、主要污染物在土壤中的迁移转化2、重金属在土壤中的迁移转化土壤酸碱度与化学沉淀土壤pH值升高，重金属离子的浓度下降，易形成沉积物从土壤溶液中析出，即碱性条件下，会降低一些重金属元素的溶解度，难被作物吸收。类金属砷除外。土壤pH值通常在5-8之间，pH较高时，许多重金属离子可能形成难容的氢氧化物。pH值下降时土壤重金属溶解，即对作物造成危害。第七章环境污染与生态破坏第三节土壤污染五、主要污染物在土壤中的迁移转化2、重金属在土壤中的迁移转化土壤氧化还原土壤氧化-还原条件的变化，对重金属元素的价态起重要作用。水稻田是氧化还原电位很低的特殊土壤；•灌水时形成还原型环境•排水时，造成氧化环境第七章环境污染与生态破坏第三节土壤污染五、主要污染物在土壤中的迁移转化2、重金属在土壤中的迁移转化土壤胶体的吸附金属离子浓度越高，吸附交换为主，浓度低，络合-螯合作用为主。金属离子被土壤胶体所吸附，是它从液相转入固相的重要途径。一般情况下，重金属进入土壤后，可被土壤胶体吸附，经过老化过程，转变为不可逆的凝胶，不易进入土壤溶液，移动性小，不易被水淋溶，也不易被微生物所降解，从而暂时退出生物小循环，不致形成食物污染。第七章环境污染与生态破坏第三节土壤污染五、主要污染物在土壤中的迁移转化2、重金属在土壤中的迁移转化土壤胶体的吸附土壤胶体对重金属的吸附能力影响因子金属离子性质（阳离子价态越高，电荷越多，土壤胶体与阳离子的静电作用越强，吸引力越大，结合强度越大；而价态相同离子的水合半径小，吸附能力强）胶体种类（矿物类型、化学组成、阳离子交换量、比表面积等）第七章环境污染与生态破坏第三节土壤污染五、主要污染物在土壤中的迁移转化2、重金属在土壤中的迁移转化土壤中重金属的络合-螯合作用重金属离子浓度较低时，主要以络离子的形式存在。络合作用可以改变重金属氢氧化物的溶解度，使元素迁移。对重金属离子的研究表明：（1）羟基与重金属络合作用可大大提高重金属氢氧化物的溶解度；（2）氯络合作用可提高难溶重金属化合物的溶解度，同时减弱土壤胶体对重金属的吸附；（3）有机螯合物对金属迁移的影响取决于所形成的络合物是难溶的还是易溶的；第七章环境污染与生态破坏第三节土壤污染五、主要污染物在土壤中的迁移转化2、重金属在土壤中的迁移转化生物代谢作用土壤中微生物通过烷基化、去烷基化、氧化、还原、配位和沉淀作用，转化重金属，影响其迁移能力和生物有效性。重金属可在微生物作用下转化成毒性更大的金属有机化合物，即重金属易被土壤吸持并积累，植物和其他生物能吸收、累积重金属。第七章环境污染与生态破坏第三节土壤污染五、主要污染物在土壤中的迁移转化2、重金属在土壤中的迁移转化生物代谢作用影响重金属在土壤-植物体系中迁移的因素植物种类土壤种类重金属形态重金属在植物体内的迁移能力第七章环境污染与生态破坏第三节土壤污染六、我国土壤常规监测项目镉、铬、铜、汞、铅、锌金属化合物我国土壤常规监测项目非金属无机化合物有机化合物砷、氰化物、氟化物、硫化物等油类、挥发酚、DDT、六六六等第七章环境污染与生态破坏第三节土壤污染七、土壤污染的危害•影响植物生长•影响土壤微生物•危害土壤动物•污染水体、食物和大气•土壤污染物通过食物链富集而危害动物和人类健康；•土壤污染还可以通过地下水渗漏，造成地下水污染，或通过地表径流污染水体；•土壤污染地区遭风蚀时又可将污染的土粒吹杨到远处，扩大污染面。第七章环境污染与生态破坏第三节土壤污染八、土壤污染防治1、以防为主2、增加土壤容量，提高土壤净化能力控制氧化还原条件使用改良剂客土深翻、换土和水洗法利用植物吸收去除重金属改变耕作制生物修复