2-土壤污染

土壤污染概述土壤污染与自净土壤污染种类及污染源土壤污染类型土壤性状与污染物的转化第二章土壤污染5/3/20201第二章第一节土壤污染概述两种看法：1：绝对性：有=污染2：相对性：规定值=污染土壤污染的概念：5/3/20203通俗讲法：1、凡是妨碍土壤正常功能，降低作物产量和质量，还通过粮食、蔬菜，水果等间接影响人体健康的物质，都叫做土壤污染物。2、人为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，并进而造成农作物中某些指标超过国家标准的现象，称为土壤污染。5/3/20204全国科学技术名词审定委员会给出的定义为：土壤污染（soilpollution)是指对人类及动、植物有害的化学物质经人类活动进入土壤，其积累数量和速度超过土壤净化速度的现象。《中国农业百科全书•土壤卷》给出的定义为：土壤污染（soilpollution)是指人为活动将对人类本身和其他生命体有害的物质施加到土壤中，致使某种有害成分的含量明显高于土壤原有含量，而引起土壤环境质量恶化的现象。土壤污染的途径：废气中含有的污染物质，特别是颗粒物，在重力作用下沉降到地面进入土壤，废水中携带大量污染物进入土壤，固体废物中的污染物直接进入土壤或其渗出液进入土壤。其中最主要的是污水灌溉带来的土壤污染。5/3/20207农药、化肥的大量使用，造成土壤有机质含量下降，土壤板结，也是土壤污染的来源之一。土壤污染除导致土壤质量下降、农作物产量和品质下降外，更为严重的是土壤对污染物具有富集作用，一些毒性大的污染物，如汞、镉等富集到作物果实中，人或牲畜食用后发生中毒。我国辽宁沈阳张士灌区由于长期引用工业废水灌溉，导致土壤和稻米中重金属镉含量超标，人畜不能食用。土壤不能再作为耕地，只能改作他用。5/3/20208由于具有生理毒性的物质或过量的植物营养元素进入土壤而导致土壤性质恶化和植物生理功能失调的现象。土壤处于陆地生态系统中的无机界和生物界的中心，不仅在本系统内进行着能量和物质的循环，而且与水域、大气和生物之间也不断进行物质交换,一旦发生污染,三者之间就会有污染物质的相互传递。作物从土壤中吸收和积累的污染物常通过食物链传递而影响人体健康。5/3/20209进入土壤的污染物，主要有固定、挥发、降解、流散和淋溶等不同去向。重金属离子，主要是能使土壤无机和有机胶体发生稳定吸附的离子，包括与氧化物专性吸附和与胡敏素紧密结合的离子，以及土壤溶液化学平衡中产生的难溶性金属氢氧化物、碳酸盐和硫化物等，将大部分被固定在土壤中而难以排除；虽然一些化学反应能缓和其毒害作用，但仍是对土壤环境的潜在威胁。产生背景5/3/202010产生背景5/3/202011化学农药主要是通过气态挥发、化学降解、光化学降解和生物降解而最终从土壤中消失，其挥发作用的强弱主要取决于自身的溶解度和蒸气压，以及土壤的温度、湿度和结构状况。例如，大部分除草剂均能发生光化学降解，一部分农药(有机磷等)能在土壤中产生化学降解；使用的农药多为有机化合物，故也可产生生物降解。即土壤微生物在以农药中的碳素作能源的同时，就已破坏了农药的化学结构，导致脱烃、脱卤、水解和芳环烃基化等化学反应的发生而使农药降解。《2016-2020年中国土壤修复行业发展前景与投资预测分析报告》显示，2014年4月17日，环保部和国土资源部联合公布了《全国土壤污染状况调查公报》，引起了社会各方对于我国土壤污染状况的广泛关注。全国土壤总的超标率为16.1%，其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为11.2%、2.3%、1.5%和1.1%。污染类型以无机型为主，有机型次之，复合型污染比重较小，无机污染物超标点位数占全部超标点位的82.8%。土壤污染调查5/3/202012从污染分布情况看，南方土壤污染重于北方；长江三角洲、珠江三角洲、东北老工业基地等部分区域土壤污染问题较为突出，西南、中南地区土壤重金属超标范围较大；镉、汞、砷、铅4种无机污染物含量分布呈现从西北到东南、从东北到西南方向逐渐升高的态势。土壤污染调查5/3/202013土壤污染调查5/3/202014根据有关调查统计，广东省珠三角多地蔬菜重金属超标率达10%～20%；湖北省受三废污染的耕地面积约40万公顷，占全省耕地面积的10%；湖南被重金属污染的耕地占全省耕地面积的25%。工矿企业的废渣随意堆放，工业企业的污水直排，以及农业生产中污水灌溉、化肥的不合理使用、畜禽养殖等人类活动造成或加剧了这些地区耕地重金属污染，其中，广东耕地以化工、电镀、印染等行业企业发展造成污染为主；江西、湖北、湖南、广西、四川、贵州、云南等省份重金属本底值本来就比较高，长期的重有色金属、磷矿等矿产资源开发、重化工业发展是耕地严重污染的重要原因。土壤污染的过程5/3/202015土壤污染物的输入与积累与环境的自净作用是两个相反又同时进行的过程；土壤污染具有渐进性、长期性、隐蔽性及复杂性的特点；土壤污染与土壤退化的成因有所不同；土壤污染不是孤立的存在，与其他环境要素之间存在关联。第二章第二节土壤污染与自净概念：土壤环境背景值是指在不受或很少受人类活动影响和不受或很少受现代工业污染与破坏的情况下，土壤原来固定有的化学组成和结构特征。（但是人类活动与现代工业发展的影响已遍布全球，很难找到绝对不受人类活动和污染影响的土壤，只能去寻找影响尽可能少的地方。）土壤环境背景值背景值的影响因素成土母质母质元素组成以及土壤元素组成土壤类型不同风化程度的土壤元素组成不同气候高温多雨，淋溶强烈，含量低地形凸起地形与平凹地形植被不同植被元素的生物富集特点不同背景值实践意义土壤污染综合评价的依据；制定土壤环境质量标准的依据；研究污染元素化学行为的依据；土地利用极其规划，研究土壤生态，施肥，污水灌溉，种植业规划等的重要分析参数；概念：在自然因素作用下，通过土壤自身的作用，使污染物在土壤环境中的数量、浓度或形态发生变化，活性、毒性降低的过程。作用维持土壤生态平衡土壤自净作用物理净化作用污染物在土壤中的分散、稀释和转移物理化学净化作用吸附是暂时的，环境发生变化时污染物会解析出来化学净化作用产生的凝聚和沉淀较稳定，一般情况下不会再释放出来生物化学净化作用有机—无机—消散，可降低污染物浓度，是真正意义上的净化土壤的自净方式（按机理分）特点只能使污染物在土壤中的浓度降低，而不能从整个自然环境中消除如果污染物大量迁移入地表水或地下水层，将造成水源的污染。难溶性固体污染物在土壤中被机械阻留，是污染物在土壤中的累积过程，产生潜在的威胁。物理净化特点还可以被其他相对交换能力更大的，或浓度较大的离子交换下来，重新转移到土壤溶液中去，又恢复原来的毒性、活性。暂时性的、不稳定的物理化学净化概念：通过这些化学反应，或者使污染物转化成难溶性、难解离性物质，使危害程度和毒性降低，或者分解为无毒物或营养物质，这些净化作用统称为化学净化作用特点反应类型多，酸碱、络合、水解、光解稳定物质难以发生可能影响迁移过程，如富里酸影响重金属迁移化学净化概念：有机污染物在微生物及其酶作用下，通过生物降解，被分解为简单的无机物而消散的过程特点最重要的土壤自净功能过程。从净化机理看，生物化学净化是真正的净化。但不同化学结构的物质，在土壤中的降解历程不同。污染物在土壤中的半衰期长短差别悬殊，其中有的降解中间产物的毒性可能比母体更大生物化学净化概念环境容量，是指某一环境区域内对人类活动造成影响的最大容纳量。大气、水、土地、动植物等都有承受污染物的最高限值，就环境污染而言，污染物存在的数量超过最大容纳量，这一环境的生态平衡和正常功能就会遭到破坏。环境容量-土壤环境容量概念指在一定条件下，环境对污染物的最大容纳量它是一个变量，基本环境容量（或称为差值容量），可通过拟定的环境标准减去环境本底值求得变动环境容量（或称为同化容量），考虑该环境的自净能力确定的关键如何拟定环境容纳污染物的最大容许量，其前提条件是人与生态环境不至于受害环境容量-土壤环境容量计算：土壤环境容量=最大负荷值-土壤污染起始值环境容量-土壤环境容量计算方法：最简单的是重金属物质平衡模型：Q总=M·S(R一B)。式中：Q总为某污染区域土壤环境总容量；R为某污染物的土壤评价标准，即造成作物生育障碍或作物籽实残毒积累达到食品卫生标准时的某污染物浓度；M为耕层土壤质量；S为区域面积；B为某污染物土壤背景值。环境容量-土壤环境容量应用：土壤环境容量是对污染物进行总量控制与环境管理的重要指标，对损害或破坏土壤环境的人类活动及时进行限制，进一步要求污染物排放必须限制在容许限度内，既能发挥土壤的净化功能，又能保证该系统处于良性循环状态。在一定区域内，掌握土壤环境容量是判断土壤污染与否的界限，可使污染的防治与控制具体化。环境容量-土壤环境容量第一章第三节土壤污染的种类及污染源农药是主要有机污染物，目前大量使用的农药种类繁多，主要分为有机氯和有机磷两大类，如：DDT、六六六、狄氏剂（有机氯类）和马拉硫磷、对硫磷、敌敌畏（有机磷类）。这些直接进入土壤的农药，大部分被植物吸附；此外还有石油、化工、制药、油漆、染料等工业排出的三废中的石油、多环芳烃、多氯联苯、酚等，也是常见的有机污染物有些有机污染物能在土壤中长期残留，并在生物体内富集，其危害是严重的。污染物-有机污染物5/3/202032主要来自进入土壤中的工业废水和固体废物。硝酸盐、硫酸盐氯化物、可溶性碳酸盐等是常见的且大量存在的无机污染物。这些无机污染物会使土壤板结，改变土壤结构，土壤盐渍化和影响水质等危害。污染物-无机污染物5/3/202033污染物-重金属污染物5/3/202034汞、镉、铅、砷、铬、锌等重金属会引起土壤污染。这些重金属污染物主要来自冶炼厂、矿山、化工厂等工业废水渗入和汽车废气沉降。公路两侧易会被铅污染，砷被大量用作杀虫剂和除草剂，磷肥中含有镉。废旧电池随意丢弃。土壤一旦被重金属污染，是较难彻底清除的，对人类危害严重。主要指城市垃圾和矿渣、煤渣、煤矸石和粉煤灰等工业废渣。固体废物的堆放占用大量土地而且废物中含有大量的污染物，污染土壤恶化环境，尤其城市垃圾中的废塑料包装物已成为严重的白色污染物。污染物-固体废物5/3/202035生活和医院污水、生物制品、制革与屠宰的工业废水、人畜的粪便等是土壤中病原微生物的主要来源。污染物-病源微生物5/3/202036主要有两个方面，一是核试验，二是原子能工业中所排出的三废。由于自然沉降、雨水冲刷和废弃物堆积而污染土壤。土壤受到放射性污染是难以排除的，只能靠自然衰变达到稳定元素时才结束。这些放射性污染物会通过食物链进入人体、危害健康。污染物-放射性污染物5/3/2020371.工业污水用未经处理或未达到排放标准的工业污水灌溉农田是污染物进入土壤的主要途径，其后果是在灌溉渠系两侧形成污染带。属封闭式局限性污染。2.酸雨工业排放的SO2、NO等有害气体在大气中发生反应而形成酸雨，以自然降水形式进入土壤，引起土壤酸化。冶金工业烟囱排放的金属氧化物粉尘，则在重力作用下以降尘形式进入土壤，形成以排污工厂为中心、半径为2至3公里范围的点状污染。5/3/202038污染源-无机污染物3.尾气排放汽油中添加的防爆剂四乙基铅随废气排出污染土壤，行车频率高的公路两侧常形成明显的铅污染带。4.堆积物堆积场所土壤直接受到污染，自然条件下的二次扩散会形成更大范围的污染。5.农业污染属农业区开放性的。5/3/202039污染源-无机污染物1.污水排放生活污水和工业废水中，含有氮、磷、钾等许多植物所需要的养分，所以合理地使用污水灌溉农田，一般有增产效果。但污水中还含有重金属、酚、氰化物等许多有毒有害的物质，如果污水没有经过必要的处理而直接用于农田灌溉，会将污水中有毒有害的物质带至农田，污染土壤。例如冶炼、电镀、燃料、汞化物等工业废水能引起镉、