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污染土壤修复技术昆明理工大学环境工程系田森林2019年9月《污染土壤修复技术》2第一章土壤污染与修复概论（一）中国土壤环境保护现状、趋势和问题1.中国土壤环境保护发展情况中国土壤环境保护工作大致可以分为以下三个阶段第三阶段第二阶段开始关注土壤质量和土壤污染问题重点关注土壤肥力土壤环境保护理念时间第一阶段194919781992至今重点关注土壤污染防治，近年来尤其关注风险管理和风险控制《污染土壤修复技术》3第一章土壤污染与修复概论（1）第一阶段（1949～1978年）新中国成立后，提高土壤肥力、增加粮食产量是该阶段中国土壤环境的关注重点20世纪60年代开始，中国开始大量生产使用有机氯农药，随着化肥和农药的使用，上世纪70年代初，中国的土壤环境问题开始受到关注1973年中国召开了全国第一次环境保护会议,以世界公害为警示，提出了中国存在的环境问题新中国成立以来开展了两次全国性土壤普查，一次是20世纪50年代末，另一次是20世纪70年代末。这两次土壤普查的目的主要是了解土壤肥力，针对农业生产而进行的。该阶段涉及的环境问题主要为大气和水体污染，土壤污染问题并未受到应有的重视《污染土壤修复技术》4第一章土壤污染与修复概论（2）第二阶段（1979年～1992年）在此阶段土壤污染问题受到越来越多的关注，环境保护政策和法律法规体系初步形成在1979年颁布的《中华人民共和国环境保护法（试行）》立法中首次涉及到保护土壤、防治土壤污染1982年《中华人民共和国宪法》、1986年的《中华人民共和国土地管理法》均涉及到合理利用土地的相关规定1989年发布的《中华人民共和国环境保护法》中明确提出了防治土壤污染的相关规定《污染土壤修复技术》5第一章土壤污染与修复概论（3）第三阶段（1993年至今）该阶段土壤环境关注的重点是土壤污染防治，近年来尤其关注土壤环境的风险管理和风险控制1992年联合国环境与发展大会召开后，实施可持续发展战略已成为全世界的共识。中国表现出对土壤污染防治立法的极大关注2019年，中国国务院发布了《国务院关于环境保护若干问题的决定》，为可持续发展时代的中国土壤环境保护工作指明了方向《污染土壤修复技术》6第一章土壤污染与修复概论（3）第三阶段（1993年至今）2019年，国务院发布了《国务院关于落实科学发展观加强环境保护的决定》，明确要求“以防治土壤污染为重点，加强农村环境保护”国家环保总局在于2019年11月发布的《“十一五”全国环境保护法规建设规划》中明确指出要抓紧制定《土壤污染防治法》2019年3月14日通过的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》要求“开展全国土壤污染现状调查，综合治理土壤污染”《污染土壤修复技术》7第一章土壤污染与修复概论（3）第三阶段（1993年至今）2019年，环境保护部会同国土资源部开展了全国土壤现状调查及污染防治专项工作，以掌握全国范围的土壤污染现状、污染范围、主要污染物和污染程度2019年，中国环境保护部发布《关于加强土壤污染防治工作的意见》，提出了强化土壤污染防治工作的措施《污染土壤修复技术》8第一章土壤污染与修复概论（二）中国土壤环境保护现状、趋势和问题2.中国主要的土壤环境问题《污染土壤修复技术》9第一章土壤污染与修复概论（一）中国土壤环境保护现状、趋势和问题2.中国主要的土壤环境问题中国土壤的成土母质大致可分为基岩风化物和松散沉积物两大系列基岩风化物包括浅色结晶岩风化物、暗色结晶岩风化物、碎屑沉积岩及相应的变质岩风化物、石灰质沉积岩及相应的变质岩风化物等4个类型松散沉积物含洪积物、红色粘土、冲积物、湖积物、滨海沉积物、珊瑚礁堆积物、黄土、风沙、冰碛物等9个类型《污染土壤修复技术》10第一章土壤污染与修复概论【中国土壤的成土母质类型】在秦岭、淮河一线以南地区多是各种岩石在原地风化形成的风化壳，并以红色风化壳分布最广昆仑山、秦岭、山东丘陵一线以北地区，主要的成土母质是黄土状沉积物及沙质风积物在各大江河中下游平原，成土母质主要是河流冲积物平原湖泊地区的成土母质主要是湖积物高山、高原地区除各种岩石的就地风化物外，还有冰碛物和冰水沉积物《污染土壤修复技术》11全国土壤成土母质图《污染土壤修复技术》12第一章土壤污染与修复概论【中国土壤分类与分布】《中国土壤分类系统》(1992年)设立土纲、亚纲、土类、亚类、土属、土种和亚种等7级分类单元,将中国土壤划分为铁铝土、淋溶土、半淋溶土、钙层土、干旱土、漠土、初育土、半水成土、水成土、人为土和高山土等共12个土纲《污染土壤修复技术》14第一章土壤污染与修复概论【中国土壤分类与分布】根据土壤发生分类方法，中国土壤类型共有12个土纲，61个土类，235个亚类其中12个土纲中，铁铝土占全国土地面积11.7%，淋溶土占11.1%，半淋溶土占4.5%，钙层土占6.2%，干旱土占3.2%，漠土占6.3%，初育土占17.0%，半水成土占7.8%，水成土占1.5%，盐碱土占1.9%，人为土占5.1%，高山土占20.7%。中国土壤发生分类图《污染土壤修复技术》16第一章土壤污染与修复概论【中国主要的土壤环境问题】中国主要的土壤环境问题是土壤退化土壤退化指由于人类不合理开发利用造成的土地生产力衰减土壤退化问题是全球性的问题，随着世界人口的显著增长和人类对土地资源的不合理利用，导致人为引起土壤退化问题日益严重根据“全球土壤退化评价（GLASOD）”的结论，人为引起土壤退化的主要原因有：森林砍伐、过度放牧、农业活动、过度采樵和工业活动《污染土壤修复技术》17第一章土壤污染与修复概论【中国主要的土壤环境问题】近几十年来，随着人口的大量增长和经济的迅速发展，中国土壤退化状况愈趋严重主要土壤退化类型包括（1）土壤侵蚀（水土流失）、（2）土地沙漠化、（3）土壤盐碱化、（4）土壤贫瘠化、（5）土壤污染等水土流失、贫瘠化和盐碱化等因素已造成中国40％以上耕地土壤退化中国土壤退化情况表1依据ASSOD评估的中国土壤退化类型（单位：百万公顷）《污染土壤修复技术》20第一章土壤污染与修复概论（二）土壤污染来源与危害1土壤污染的概念及特征（1）土壤污染的概念人类活动产生的污染物（pollutant）进入土壤并积累到一定程度，引起土壤质量恶化的现象。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(clarifyingcapacity)大小，当进入量超过净化力detergency)，就将导致土壤污染。【污染土壤的定义】“绝对性”定义:由人类的活动向土壤添加有害化台物，此时土壤即受到了污染。这个定义的关键是存在有可鉴别的人为添加污染物。“相对性”定义：以特定的参照数据来加以判断，如以背景值加两倍标准差为临界值，若超过这一数值，即认为该土壤为某元素所污染。“综合性”定义：不但要看含量的增加，还要看后果，即加入土壤的物质给生态系统造成了危害。三种定义的出发点虽然不同，但有一点是共同的，即认为土壤中某种成分的含量明显高于原有含量时即构成了污染。综上所述，土壤污染就是指人为因素有意或无意地将对人类或其他生命体有害的物质施加到土壤中，使其某种成分的含量明显高于原有含量、并引起土壤环境质量恶化的现象。《污染土壤修复技术》24（2）土壤污染的特点①隐蔽性或潜伏性:水体和大气的污染比较直观，严重时通过人的感官即能发现：而土壤污染则往往要通过农作物包括粮食、蔬菜、水果或牧草以及摄食的人或动物的健康状况才能反映出来，从遭受污染到产生恶果有一个相当长的逐步积累过程，具有隐蔽性或潜伏性。日本的第二公害病——痛痛病60年代发生于富山县神通川流域，直至70年代才基本证实是镉污染土壤所生产的“镉米”所致。②不可逆性和长期性:土壤一旦遭到污染后极难恢复，重金属元素对土壤的污染是一个不可逆过程，而许多有机化学物质的污染也需要一个比较长的降解时间，例如1966年冬至1977年春，沈阳—抚顺污水灌区发生的石油、酚类以及后来张土灌区的镉污染，造成大面积的土壤毒化、水稻矮化、稻米异味、含镉量超过食品卫生标准。经过十余年的艰苦努力，包括施用改良剂、深翻、清灌、客土、选择品种等各种措施，才逐步恢复其部分生产力，付出了大量的劳力和代价。③后果的严重性:由于土壤污染的隐蔽性或潜伏性、以及它的不可逆性或长期性，因而往往通过食物链危害动物和人体的健康。研究表明，土壤和粮食的污染与一些地区居民肝肿大之间有着明显的剂量—反应关系，污灌引起的污染越严重，人群的肝肿大串越高。一些土壤污染事故严重威胁着粮食生产，三氯乙醛的污染是一个比较典型的事例，它是由于施用含三氯乙醛的废硫酸生产的普通过磷酸钙肥料所引起。其中万亩以上的污染事故在山东、河南、河北、辽子、苏北、皖北等地曾多次发生，轻则减产，重则绝收，损失十分惨重。272土壤污染的自净作用指进入土壤的污染物，在土壤矿物质、有机质和土壤微生物的作用下，经过一系列的物理、化学及生物化学反应过程，降低其浓度或改变其形态，从而消除污染物毒性的现象（1）物理自净作用（2）化学和物理化学(physicalchemistry)自净作用（3）生物化学净化(biochemicalpurification)作用《污染土壤修复技术》283土壤背景值(backgroundvalue)（1）土壤背景值的概念土壤背景值只能代表土壤某一发展、演变阶段的一个相对意义上的数值，即严格按照土壤背景值研究方法所获得的尽可能不受或少受人类活动影响的土壤化学元素的原始含量。（2）研究土壤背景值的意义土壤背景值在土壤污染评价，污水灌溉(wastewaterirrigation)与作物施肥(fertilization)上是一个不可缺少的依据。环境质量评价(environmentalqualityevaluation)土地资源评价(landresourceassessment)国土规划(territorialplanning)环境医学(environmentalmedicine)食品卫生(foodhygiene)。重要的实用意义（3）土壤背景值的应用农田施肥土壤污染评价土壤环境容量(soilenvironmentcapacity)食品卫生(foodhygiene)环境医学(environmentalmedicine)4土壤环境容量(soilenvironmentcapacity)（1）环境容量(environmentalcapacity)指在一定条件下环境对污染物最大容纳量。（2）土壤环境容量指土壤环境单元一定时限内遵循环境质量标准，既保证农产品产量和生物学质量，同时也不使环境污染时，土壤所能允许承纳的污染物的最大数量或负荷量(Carryingcapacity)。土壤环境容量实际上是土壤污染物的起始值和最大负荷量之差。5土壤污染的发生及污染物的种类（1）土壤污染的类型土壤中污染物的来源具有多源性，主要是工业废气、废水、废渣，以及化肥、农药、城市污泥、垃圾，偶尔还有原子武器散落的放射性微粒等。根据污染物的来源，可将污染分为下列几种类型：（1）水体污染(waterbodypollution)（2）大气污染(atmosphericpollution)（3）农业污染(agriculturalpollution)（4）生物污染(biologicalpollution)（5）固体废弃物污染(noxiouswastepollution)（2）土壤污染物的主要种类①重金属污染物(heavymetalpollution)重金属主要指汞、镉、铅、铬、铜、锌。类金属砷和非金属氟也包括其中。②有机污染物(organicpollution)要有有机农药、三氯乙醛(酸)、矿物油类、表面活性剂、废塑料制品，以及工矿企业排放的含有机质的三废。③固体废物与放射性污染物(solidwasteandradioactivecontaminant)按其来源不同，可分为工业固体废物、农业固体废物，放射性固体废物和城市垃圾四类。6重金属对土壤的污染及其在土壤中的变化土壤污染物的种类