第十三章土壤污染与防治

第十三章土壤污染与防治第一节土壤退化与土壤质量第二节土壤污染第三节土壤自净第四节土壤污染防治第一节土壤退化与土壤质量一、土壤退化土壤退化是指在各种自然和人为因素影响下，导致土壤生产力、环境调控潜力和可持续发展能力下降甚至完全丧失的过程。主要包括：土壤侵蚀、土壤沙化、土壤盐碱化、土壤污染、土壤性质恶化二、土壤质量1、土壤环境质量的概念土壤在生态系统界面内维持生产，保障环境质量，促进动物与人类健康行为的能力。Soilqualityisthecapacityofsoiltofunction,withinecosystemandlanduseboundaries,tosustainbiologicalproductivity,maintainenvironmeantalqualityandpromoteplant,animalandhumanhealth.(DoranandParkin1994)第一节土壤退化与土壤质量2、土壤环境质量内容（1）土壤肥力（2）土壤自净力（3）土壤生态第一节土壤退化与土壤质量第一节土壤退化与土壤质量土壤肥力：水、肥、气、热四大肥力因素，具体指标有土壤质地、紧实度、耕层厚度、土壤结构、土壤含水量、田间持水量、土壤排水性、渗滤性、有机质、全氮、全磷、全钾、速效氮、速效磷、缓效钾、速效钾、缺乏性微量元素全量和有效量、土壤通气、土壤热量、土壤侵蚀状况、pH、CEC等。第一节土壤退化与土壤质量土壤环境质量：土壤背景值、盐分种类与含量、硝酸盐、碱化度、农药残留量、污染指数、植物中污染物、环境容量、地表水污染物、地下水矿化度与污染物、重金属元素种类极其含量、污染物存在状态及其浓度等。土壤生态微生物量、C/N、土壤呼吸、微生物区系、磷酸酶活性、脲酶活性等。节肢动物、蚯蚓、种群丰富度、多样性指数、优势性指数、均匀度指数、杂草等。第一节土壤退化与土壤质量第二节土壤污染土壤的污染是指人类活动产生的有害物质进入土壤,当其含量超过土壤本身的自净能力,并使土壤的成分,性质发生变异,降低农作物的产量和质量,并危害人体健康的现象。第二节土壤污染一、土壤污染物来源1、大气污染型2、水污染型3、固体废弃物污染型4、农业污染型第二节土壤污染二、土壤污染物种类1、无机污染物2、有机污染物第二节土壤污染三、土壤污染物的特点1、隐蔽性或潜伏性2、不可逆性和持久性3、土壤污染的累积性4、危害严重，难治理第二节土壤污染四、主要土壤污染物（一）无机污染物1、汞。汞土壤的汞污染主要来自于污染灌溉、燃煤、汞冶炼和制剂厂的排放、含汞颜料的应用含汞农药的施用等。土壤中汞以无机态与有机态存在，在一定条件下互相转化。在土壤微生物作用下，汞可发生甲基化反应，形成脂溶性的甲基汞，可被微生物吸收、积累，而转入食物链造成对人体的危害。汞对人的危害主要表现在以甲基汞的形式通过食物链进入人体，并在人的中枢神经系统中富集，造成像神经错乱、牙齿脱落，骨骼酥松等症状，如水俣病。第二节土壤污染2、镉。镉主要来源于镉矿、镉冶炼厂和含镉肥料。镉常与锌共生，所以冶炼锌的排放物中必有ＣdＯ，以污染源为中心可波及数千米远。镉工业废水灌溉农田也是镉污染的重要来源。土壤中镉的存在形态大致可分为水溶性和非水溶性镉两大类。离子态和络合态的水溶性镉ＣdＣl2等能为作物吸收，对生物危害大，而非水溶性镉ＣdＳ、ＣdＣＯ3等不易迁移，不易被作物吸收，但随环境条件的改变二者可互相转化。镉对农业最大的威胁是产生“镉米”、“镉菜”，使人得骨痛病。另外，镉会损伤肾小管，出现糖尿病，还引起血压升高，出现心血管病，甚至致癌、致畸。第二节土壤污染3、铅。铅是土壤污染较普遍的元素。污染源主要来自汽油里添加抗爆剂烷基铅，随汽油燃烧后的尾气而积存公路两侧百米范围内的土壤中，另外，铅字印刷厂、铅冶炼厂、铅采矿场等也是重要的污染源。一般进入土壤中的铅在土壤中易与有机物结合，极不易溶解，土壤铅多发现在表土层，表土铅在土壤中几乎不向下移动。铅对植物的危害表现为叶绿素含量下降，阻碍植物的呼吸及光合作用。铅对人的危害则是累积中毒。人体中铅能与多种酶结合从而干扰有机体多方面的生理活动，导致对全身器官产生危害。第二节土壤污染4、铬。铬的污染源主要是电镀、制革废水、铬渣等。铬在土壤中主要有两种价态：Ｃr6+和Ｃr3+。两种价态的行为极为不同，前者活性低而毒性高，后者恰恰相反。Ｃr3+主要存在于土壤与沉积物中，Ｃr6+主要存在于水中，但易被Ｆe2+和有机物等还原。植物吸收铬约95％留在根部。据研究，低浓度的Ｃr6+能提高植物体内酶活性与葡萄糖含量，高浓度时则阻碍水分和营养向上部输送，并破坏代谢作用。铬对人体与动物有利有弊。人体中含铬过低会产生食欲减退症状。但饮水中超标400倍时，会发生口角糜烂、腹泻、消化紊乱等症状。第二节土壤污染5、砷。土壤砷污染主要来自大气降尘与含砷农药。燃煤是大气中砷的主要来源。土壤中砷大部分为胶体吸收或和有机物络合或与土壤中铁、铝、钙离子形成难溶化合物，或与铁、铝等氢氧化物共沉淀。pＨ值高砷吸附量减少而水溶性砷增加；在氧化条件下，大部是砷酸，易被胶体吸附，增加了土壤固砷量。随Ｅh降低，砷酸转化为亚砷酸，促进砷的可溶性，增加砷害。砷对植物危害的最初症状是叶片卷曲枯萎，进一步是根系发育受阻，最后是植物根、茎、叶全部枯死。砷对人体危害很大，它能使红血球溶解，破坏正常生理功能，甚至致癌等。第二节土壤污染（二）有机污染物1、农药是一种最典型的有机污染物。它是一种泛指性的术语，不仅包括杀虫剂，还包括除草剂、杀菌剂、防止啮齿类动物的药物。其中主要是除草剂、杀虫剂和杀菌剂。据报导：在整个地球表面的全部生物圈中，几乎都有DDT残留物，就是在从未喷洒过DDT的南极地区也有0.12－2.8ppm的残留量，甚至在常年不化的冰水中也检出0.0410-9克/克的含量，这说明DDT不仅是河流、海洋本身可以携带，有一部分还可以由气流携带，再随雨水等落入土地上和海洋进行再循环，从而对人体产生影响。第二节土壤污染（三）肥料主要是氮肥、磷肥和有机肥料。1、肥料中含有污染物质2、N、P对水体的污染3、N对大气的污染一、土壤背景值环境背景值亦称自然本底值。是指在不受污染的情况下，环境组成的各要素，如大气、水体、岩石、土壤、植物、农作物、水生生物和人体组织中与环境污染有关的各种化学元素的含量及其基本的化学成份。土壤背景值是指未受污染的土壤元素状况第三节土壤自净二、土壤环境容量土壤环境容量是指土壤生态系统中某一特定的环境单元内，土壤所允许容纳污染物质的最大数量。第三节土壤自净土壤环境容量的计算公式Q=(Ck-B)x105式中：Q=土壤环境容量(kg/hm2)Ck=土壤环境标准值(mg/kg)B=区域土壤背景值(mg/kg)105=将mg/kg换算成kg/hm2的系数第三节土壤自净三、土壤自净土壤的自净作用，是指在自然因素作用下，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。按其机理不同，可分为物理净化作用、物理化学净化作用、化学净化作用和生物净化作用四个方面。前三者主要体现在土壤环境的机械阻留、吸附（物理、物理化学净化作用）、沉淀溶解（化学净化作用）等方面。目前在吸附、解吸、沉淀、溶解方面研究的较多。第三节土壤自净第四节土壤污染防治一、污染源控制首先要弄清楚污染源，然后采取切实有效的措施切断污染源，这是防止土壤遭受污染的最基本也是最重要的原则。需要建立控制废气、粉尘、废水、污泥、垃圾等固体废弃物的排放标准，制定相应的法规和监督体制，严格执行污灌水的水质标准，发展清洁工艺；严格执行农药管理法，建立农药登记注册制度、制定农药的禁用和限用范围、制定农药在农产品的最大残留量。合理使用化肥和有机肥料。第四节土壤污染防治二、污染土壤的修复（一）农药污染土壤的治理1、生物修复2、化学添加剂3、农业措施第四节土壤污染防治（二）重金属污染土壤的治理1、生物修复2、换土3、水洗4、物理方法第十三章思考题1、解释下列概念：土壤退化、土壤质量、土壤污染、土壤背景值、土壤环境容量、土壤自净。2、我国土壤退化主要有哪些类型？3、土壤质量评价指标一般是怎样划分的？4、主要土壤污染物质有哪些？是怎样发生的？5、土壤污染有哪些特点？6、简述土壤无及污染物的来源与危害。7、不合理使用农药和肥料会对土壤有哪些危害？8、采用哪些措施可以提高土壤自净能力？9、简述土壤污染的预防和治理方法。