《第四章重金屬》課件

第四章--土壤中重金屬與土壤環(huán)境質(zhì)量土壤中重金屬概述1h第四章--土壤中重金屬與土壤環(huán)境質(zhì)量土壤中重金屬概述1h主要內(nèi)容重金屬概念及其污染土壤中重金屬污染的危害土壤重金屬污染的特點土壤中重金屬污染物來源解決土壤重金屬污染的途徑2h主要內(nèi)容重金屬概念及其污染2h重金屬概念及其污染重金屬系指密度4.0以上約60種元素或密度在5.0以上的45種元素。有時，砷、硒是非金屬．但是它的毒性及某些性質(zhì)與重金屬相似，所以將砷、硒列入重金屬污染物范圍內(nèi)。環(huán)境污染方面所指的重金屬主要是指生物毒性顯著的汞、鎘、鉛、鉻以及類金屬砷．還包括具有毒性的重金屬鋅．銅、鈷．鎳、錫、釩等污染物。3h重金屬概念及其污染重金屬系指密度4.0以上約60種元素或密度目前，世界各國土壤存在不同程度的重金屬污染。全世界平均每年排放Hg約1.5萬t、Cu為340萬t、Pb為500萬t．Mn為1500萬t、Ni為100萬t。在我國，由于鎘、砷、鉻、鉛等重金屬污染的耕地面積近2000萬公頃，約占總耕地面積的1/5

4h目前，世界各國土壤存在不同程度的重金屬污染。全世界平均每年排土壤中重金屬污染的危害1、導致嚴重的直接經(jīng)濟損失土壤重金屬污染每年導致減產(chǎn)糧食1000多萬噸，另外被重金屬污染的糧食每年也多達1200萬噸，合計經(jīng)濟損失至少200億元。5h土壤中重金屬污染的危害1、導致嚴重的直接經(jīng)濟損失5h2、導致食物品質(zhì)不斷下降我國大多數(shù)城市近郊土壤都受到了不同程度的污染，有許多地方糧食、蔬菜、水果等食物中鎘、鉻、砷、鉛等重金屬含量超標和接近臨界值。據(jù)報道，1992年全國有不少地區(qū)已經(jīng)發(fā)展到生產(chǎn)“鎘米”的程度，每年生產(chǎn)的“鎘米”多達數(shù)億公斤。僅沈陽某污灌區(qū)被污染的耕地已多達2500多公頃，致使糧食遭受嚴重的鎘污染，稻米的含鎘濃度高達0.4～1.0mg／kg（這已經(jīng)達到或超過誘發(fā)“痛痛病”的平均含鎘濃度）。江西省某縣多達44％的耕地遭到污染，并形成670公頃的“鎘米”區(qū)。6h2、導致食物品質(zhì)不斷下降6h3、危害人體健康土壤污染會使污染物在植（作）物體中積累，并通過食物鏈富集到人體和動物體中，危害人畜健康，引發(fā)癌癥和其他疾病等。

本世紀50、60年代，是日本戰(zhàn)后經(jīng)濟騰飛時期。由于日本片面追求工業(yè)和經(jīng)濟的發(fā)展，加之當時對環(huán)境問題又缺乏應(yīng)有的認識。因此，在日本曾出現(xiàn)過一系列由于環(huán)境問題所導致的污染公害事件。1955年至70年代初，在日本富山市神通川流域曾出現(xiàn)過一種稱為“痛痛病”的怪病。其主要原因是由于當?shù)鼐用耖L期食用被鎘污染的大米———“鎘米”。到1979年為止，這一公害事件先后導致80多人死亡，直接受害者則人數(shù)更多，賠償?shù)慕?jīng)濟損失也超過20多億日元。7h3、危害人體健康7h張士灌區(qū)人體血、尿、發(fā)中的鎘含量（吳燕玉等）血（ug/l）尿（ug/l）發(fā)（ug/kg）平均值標準差平均值標準差平均值標準差灌區(qū)1.060.2113.260.370.140.35對照區(qū)0.420.352.130.170.070.428h張士灌區(qū)人體血、尿、發(fā)中的鎘含量（吳燕玉等）血（ug/l）尿4、導致其他環(huán)境問題

土地受到污染后，含重金屬濃度較高的污染表土容易在風力和水力的作用下分別進入到大氣和水體中，導致大氣污染、地表水污染、地下水污染和生態(tài)系統(tǒng)退化等其他次生生態(tài)環(huán)境問題。

北京市的大氣揚塵中，有一半來源于地表。表土的污染物質(zhì)可能在風的作用下，作為揚塵進入大氣中，并進一步通過呼吸作用進入人體。這一過程對人體健康的影響可能有些類似于食用受污染的食物。因此，美國、澳大利亞、奧地利、香港等國際和地區(qū)的科學家已經(jīng)注意到，城市的土地污染對人體健康也有直接影響。由于城市人口密度大，而城市的土地污染問題又比較普遍，因此，國際上對城市土地污染問題開始予以高度重視。

上海一些污灌區(qū)的地下水檢測出汞、鎘和砷等重金屬。成都市郊的農(nóng)村水井也因土壤污染而導致井水中汞、鉻等污染物超標。9h4、導致其他環(huán)境問題9h土壤重金屬污染的特點1、隱蔽性和滯后性大氣污染、水污染和廢棄物污染等問題一般都比較直觀，通過感官就能發(fā)現(xiàn)。而土壤污染則不同，它往往要通過對土壤樣品進行分析化驗和農(nóng)作物的殘留檢測，甚至通過研究對人畜健康狀況的影響才能確定。因此，土壤重金屬污染從產(chǎn)生污染到出現(xiàn)問題通常會滯后較長的時間。如日本的“痛痛病”經(jīng)過了10～20年之后才被人們所認識。

10h土壤重金屬污染的特點1、隱蔽性和滯后性10h2、累積性

污染物質(zhì)在大氣和水體中，一般都比在土壤中更容易遷移。這使得污染物質(zhì)在土壤中并不象在大氣和水體中那樣容易擴散和稀釋，因此容易在土壤中不斷積累而超標，同時也使土壤污染具有很強的地域性。3、不可逆轉(zhuǎn)性

重金屬對土壤的污染基本上是一個不可逆轉(zhuǎn)的過程。如：被某些重金屬污染的土壤可能要100～200年時間才能夠恢復(fù)。11h2、累積性11h土壤中重金屬污染物來源1、成土母質(zhì)

成土母質(zhì)本身含有重金屬，不同的母質(zhì)、成土過程所形成的土壤含有重金屬量差異很大。12h土壤中重金屬污染物來源1、成土母質(zhì)12h2、大氣中重金屬沉降大氣中的重金屬主要來源于工業(yè)生產(chǎn)，汽車尾氣排放及汽車輪胎磨損產(chǎn)生的大量含重金屬的有害氣體和粉塵等：它們主要分布在工路的周圍和公路、鐵路的兩側(cè)；大氣中的大多數(shù)重金屬是經(jīng)自然沉降和雨淋沉降進入土壤的公路、鐵路兩側(cè)土壤中的重金屬污染。主要是Pb、Zn、Cd、Cr、Co、Cu的污染為主，它們來自于含鉛汽油的燃燒，汽車輪胎磨損產(chǎn)生的含鋅粉塵等。它們成條帶狀分布。以公路、鐵路為軸向兩側(cè)重金屬污染強度逐漸減弱；隨著時間的推移。公路、鐵路土壤重金屬污染具有很強的疊加性。13h2、大氣中重金屬沉降13h經(jīng)過自然沉降和雨淋沉降進入土壤的重金屬污染、主要以工礦煙囪、廢物堆和公路為中心、向四周及兩側(cè)擴散；由城市一郊區(qū)—農(nóng)區(qū)，隨距城市的距離加大而降低，特別是城市的郊區(qū)污染較為嚴重，此外。還與城市的人口密度．城市土地利用率、機動車密度成正相關(guān)；重工業(yè)越發(fā)達、污染相對就越嚴重。大氣汞的干濕沉降也可以引起土壤中汞的含量增高：大氣汞通過干、濕沉降進入土壤后、被土壤中的粘土礦物和有機物的吸附或固定，富集于土壤表層．或為植物吸收而轉(zhuǎn)入土壤、造成土壤汞的濃度的升高14h經(jīng)過自然沉降和雨淋沉降進入土壤的重金屬污染、主要3、農(nóng)藥、化肥和塑料薄膜使用施用含有鉛、汞、銅、砷等的農(nóng)藥和不合理地施用化肥，都可以導致土壤中重金屬的污染。一般過磷酸鹽中含有較多的重金屬Hg、Cd、As、Zn、Pb，氮肥和鉀肥含量較低農(nóng)田塑料薄膜生產(chǎn)應(yīng)用的熱穩(wěn)定劑中含有Cd、Pb．在大量使用塑料大棚和地膜過程中都可以造成土壤重金屬的污染。15h3、農(nóng)藥、化肥和塑料薄膜使用15h16h16h我國和一些國家磷肥含鎘量

（魯如坤等）國家含量范圍（mg/kg）中國0.1——2.9美國7.7——15.6加拿大2.1——9.3澳大利亞18——91瑞典2——317h我國和一些國家磷肥含鎘量

（魯如坤等）國家含量范圍（mg/k4、污水灌溉

污水灌溉一般指使用經(jīng)過一定處理的城市污水灌溉農(nóng)田、森林和草地。城市污水包括生活污水、商業(yè)污水和工業(yè)廢水。由于城市工業(yè)化的迅速發(fā)展，大量的工業(yè)廢水涌入河道、使城市污水中含有的許多重金屬離子，隨著污水灌溉而進入土壤。在分布上、往往是靠近污染源頭和城市工業(yè)區(qū)土壤污染嚴重、遠離污染源頭和城市工業(yè)區(qū)、土壤幾乎不污染18h4、污水灌溉18h19h19h5、污泥施肥

污泥中含有大量的有機質(zhì)和氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素、但同時污泥中也含有大量的重金屬，隨著大量的市政污泥進入農(nóng)田、使農(nóng)田中的重金屬的含量在不斷增高，污泥施肥可導致土壤中Cd、Hg、Cr、Cu．Zn、Ni、Pb含量的增加、且污泥施用越多，污染就越嚴重。20h5、污泥施肥20h施用垃圾對土壤、稻谷中重金屬含量（mg/kg）的影響（呂春元等）處理CdHgCrPbZn施垃圾肥土壤1.50.0712.08292對照土壤0.60.0512.02420施垃圾肥稻谷0.033〈0.008〈0.010.2716.2對照稻谷0.007〈0.008〈0.0010.1819.021h施用垃圾對土壤、稻谷中重金屬含量（mg/kg）的影響（呂春元6、含重金屬廢棄物堆積含重金屬廢棄物種類繁多、不同種類其危害方式和污染程度都不一樣。污染的范圍一般以廢棄堆為中心向四周擴散。7、金屬礦山酸性廢水污染金屬礦山的開采、冶煉、重金屬尾礦、冶煉廢渣和礦渣堆放等．可以被酸溶出含重金屬離子的礦山酸性廢水、隨著礦山排水和降雨使之帶入水環(huán)境(如河流等)或直接進入土壤，都可以間接或直接地造成土壤重金屬污染。22h6、含重金屬廢棄物堆積22h解決土壤重金屬污染的途徑1．加強宣傳、監(jiān)督和管理工作各級部門應(yīng)加大對土壤污染的監(jiān)督和管理力度，并同時加強宣傳工作，提高公眾的環(huán)保和健康意識，以此來促進土壤環(huán)境保護工作的深入開展。建立和完善土壤污染防止、控制和治理的有關(guān)法規(guī)和政策措施。2．加強土壤污染的調(diào)查和監(jiān)測工作在通過調(diào)查模清我國土壤污染總體狀況的基礎(chǔ)上，研究和建立適合我國國情的土壤環(huán)境質(zhì)量評價和監(jiān)測標準，制定我國土壤污染防止和治理的戰(zhàn)略、對策。3．重視實用技術(shù)的開發(fā)，增加治理經(jīng)費的投入過去對土壤污染問題雖然進行了許多理論研究，但由于經(jīng)費投入和管理政策等多方面原因，在土壤污染的控制和治理技術(shù)方面至今仍缺乏成本低廉、簡單易行的實用技術(shù)。今后應(yīng)該增加有關(guān)的科研和治理投入，重點開發(fā)治理土壤污染的實用技術(shù)。23h解決土壤重金屬污染的途徑1．加強宣傳、監(jiān)督和管理工作23h第四章--土壤中重金屬與土壤環(huán)境質(zhì)量土壤中重金屬概述24h第四章--土壤中重金屬與土壤環(huán)境質(zhì)量土壤中重金屬概述1h主要內(nèi)容重金屬概念及其污染土壤中重金屬污染的危害土壤重金屬污染的特點土壤中重金屬污染物來源解決土壤重金屬污染的途徑25h主要內(nèi)容重金屬概念及其污染2h重金屬概念及其污染重金屬系指密度4.0以上約60種元素或密度在5.0以上的45種元素。有時，砷、硒是非金屬．但是它的毒性及某些性質(zhì)與重金屬相似，所以將砷、硒列入重金屬污染物范圍內(nèi)。環(huán)境污染方面所指的重金屬主要是指生物毒性顯著的汞、鎘、鉛、鉻以及類金屬砷．還包括具有毒性的重金屬鋅．銅、鈷．鎳、錫、釩等污染物。26h重金屬概念及其污染重金屬系指密度4.0以上約60種元素或密度目前，世界各國土壤存在不同程度的重金屬污染。全世界平均每年排放Hg約1.5萬t、Cu為340萬t、Pb為500萬t．Mn為1500萬t、Ni為100萬t。在我國，由于鎘、砷、鉻、鉛等重金屬污染的耕地面積近2000萬公頃，約占總耕地面積的1/5

27h目前，世界各國土壤存在不同程度的重金屬污染。全世界平均每年排土壤中重金屬污染的危害1、導致嚴重的直接經(jīng)濟損失土壤重金屬污染每年導致減產(chǎn)糧食1000多萬噸，另外被重金屬污染的糧食每年也多達1200萬噸，合計經(jīng)濟損失至少200億元。28h土壤中重金屬污染的危害1、導致嚴重的直接經(jīng)濟損失5h2、導致食物品質(zhì)不斷下降我國大多數(shù)城市近郊土壤都受到了不同程度的污染，有許多地方糧食、蔬菜、水果等食物中鎘、鉻、砷、鉛等重金屬含量超標和接近臨界值。據(jù)報道，1992年全國有不少地區(qū)已經(jīng)發(fā)展到生產(chǎn)“鎘米”的程度，每年生產(chǎn)的“鎘米”多達數(shù)億公斤。僅沈陽某污灌區(qū)被污染的耕地已多達2500多公頃，致使糧食遭受嚴重的鎘污染，稻米的含鎘濃度高達0.4～1.0mg／kg（這已經(jīng)達到或超過誘發(fā)“痛痛病”的平均含鎘濃度）。江西省某縣多達44％的耕地遭到污染，并形成670公頃的“鎘米”區(qū)。29h2、導致食物品質(zhì)不斷下降6h3、危害人體健康土壤污染會使污染物在植（作）物體中積累，并通過食物鏈富集到人體和動物體中，危害人畜健康，引發(fā)癌癥和其他疾病等。

本世紀50、60年代，是日本戰(zhàn)后經(jīng)濟騰飛時期。由于日本片面追求工業(yè)和經(jīng)濟的發(fā)展，加之當時對環(huán)境問題又缺乏應(yīng)有的認識。因此，在日本曾出現(xiàn)過一系列由于環(huán)境問題所導致的污染公害事件。1955年至70年代初，在日本富山市神通川流域曾出現(xiàn)過一種稱為“痛痛病”的怪病。其主要原因是由于當?shù)鼐用耖L期食用被鎘污染的大米———“鎘米”。到1979年為止，這一公害事件先后導致80多人死亡，直接受害者則人數(shù)更多，賠償?shù)慕?jīng)濟損失也超過20多億日元。30h3、危害人體健康7h張士灌區(qū)人體血、尿、發(fā)中的鎘含量（吳燕玉等）血（ug/l）尿（ug/l）發(fā)（ug/kg）平均值標準差平均值標準差平均值標準差灌區(qū)1.060.2113.260.370.140.35對照區(qū)0.420.352.130.170.070.4231h張士灌區(qū)人體血、尿、發(fā)中的鎘含量（吳燕玉等）血（ug/l）尿4、導致其他環(huán)境問題

土地受到污染后，含重金屬濃度較高的污染表土容易在風力和水力的作用下分別進入到大氣和水體中，導致大氣污染、地表水污染、地下水污染和生態(tài)系統(tǒng)退化等其他次生生態(tài)環(huán)境問題。

北京市的大氣揚塵中，有一半來源于地表。表土的污染物質(zhì)可能在風的作用下，作為揚塵進入大氣中，并進一步通過呼吸作用進入人體。這一過程對人體健康的影響可能有些類似于食用受污染的食物。因此，美國、澳大利亞、奧地利、香港等國際和地區(qū)的科學家已經(jīng)注意到，城市的土地污染對人體健康也有直接影響。由于城市人口密度大，而城市的土地污染問題又比較普遍，因此，國際上對城市土地污染問題開始予以高度重視。

上海一些污灌區(qū)的地下水檢測出汞、鎘和砷等重金屬。成都市郊的農(nóng)村水井也因土壤污染而導致井水中汞、鉻等污染物超標。32h4、導致其他環(huán)境問題9h土壤重金屬污染的特點1、隱蔽性和滯后性大氣污染、水污染和廢棄物污染等問題一般都比較直觀，通過感官就能發(fā)現(xiàn)。而土壤污染則不同，它往往要通過對土壤樣品進行分析化驗和農(nóng)作物的殘留檢測，甚至通過研究對人畜健康狀況的影響才能確定。因此，土壤重金屬污染從產(chǎn)生污染到出現(xiàn)問題通常會滯后較長的時間。如日本的“痛痛病”經(jīng)過了10～20年之后才被人們所認識。

33h土壤重金屬污染的特點1、隱蔽性和滯后性10h2、累積性

污染物質(zhì)在大氣和水體中，一般都比在土壤中更容易遷移。這使得污染物質(zhì)在土壤中并不象在大氣和水體中那樣容易擴散和稀釋，因此容易在土壤中不斷積累而超標，同時也使土壤污染具有很強的地域性。3、不可逆轉(zhuǎn)性

重金屬對土壤的污染基本上是一個不可逆轉(zhuǎn)的過程。如：被某些重金屬污染的土壤可能要100～200年時間才能夠恢復(fù)。34h2、累積性11h土壤中重金屬污染物來源1、成土母質(zhì)

成土母質(zhì)本身含有重金屬，不同的母質(zhì)、成土過程所形成的土壤含有重金屬量差異很大。35h土壤中重金屬污染物來源1、成土母質(zhì)12h2、大氣中重金屬沉降大氣中的重金屬主要來源于工業(yè)生產(chǎn)，汽車尾氣排放及汽車輪胎磨損產(chǎn)生的大量含重金屬的有害氣體和粉塵等：它們主要分布在工路的周圍和公路、鐵路的兩側(cè)；大氣中的大多數(shù)重金屬是經(jīng)自然沉降和雨淋沉降進入土壤的公路、鐵路兩側(cè)土壤中的重金屬污染。主要是Pb、Zn、Cd、Cr、Co、Cu的污染為主，它們來自于含鉛汽油的燃燒，汽車輪胎磨損產(chǎn)生的含鋅粉塵等。它們成條帶狀分布。以公路、鐵路為軸向兩側(cè)重金屬污染強度逐漸減弱；隨著時間的推移。公路、鐵路土壤重金屬污染具有很強的疊加性。36h2、大氣中重金屬沉降13h經(jīng)過自然沉降和雨淋沉降進入土壤的重金屬污染、主要以工礦煙囪、廢物堆和公路為中心、向四周及兩側(cè)擴散；由城市一郊區(qū)—農(nóng)區(qū)，隨距城市的距離加大而降低，特別是城市的郊區(qū)污染較為嚴重，此外。還與城市的人口密度．城市土地利用率、機動車密度成正相關(guān)；重工業(yè)越發(fā)達、污染相對就越嚴重。大氣汞的干濕沉降也可以引起土壤中汞的含量增高：大氣汞通過干、濕沉降進入土壤后、被土壤中的粘土礦物和有機物的吸附或固定，富集于土壤表層．或為植物吸收而轉(zhuǎn)入土壤、造成土壤汞的濃度的升高37h經(jīng)過自然沉降和雨淋沉降進入土壤的重金屬污染、主要3、農(nóng)藥、化肥和塑料薄膜使用施用含有鉛、汞、銅、砷等的農(nóng)藥和不合理地施用化肥，都可以導致土壤中重金屬的污染。一般過磷酸鹽中含有較多的重金屬Hg、Cd、As、Zn、Pb，氮肥和鉀肥含量較低農(nóng)田塑料薄膜生產(chǎn)應(yīng)用的熱穩(wěn)定劑中含有Cd、Pb．在大量使用塑料大棚和地膜過程中都可以造成土壤重金屬的污染。38h3、農(nóng)藥、化肥和塑料薄膜使用15h39h16h我國和一些國家磷肥含鎘量

（魯如坤等）國家含量范圍（mg/kg）中國0.1——2.9美國7.7——15.6加拿大2.1——9.3澳大利亞18——91瑞典2——340h我國和一些國家磷肥含鎘量

（魯如坤等）國家含量范圍（mg/k4、污水灌溉

污水灌溉一般指使用經(jīng)過一定處理的城市污水灌溉農(nóng)田、森林和草地。城市污水包括生活污水、商業(yè)污水和工業(yè)廢水。由于城市工業(yè)化的迅速發(fā)展，大量的工業(yè)廢水涌入河道、使城市污水中含有的許多重金屬離子，隨著污水灌溉而進入土壤。在分布上、往往是靠近污染源頭和城市工業(yè)區(qū)土壤污染嚴重、遠離污染源頭和城市工業(yè)區(qū)、土壤幾乎不污染41h4、污水灌溉18h42h19h5、污泥施肥

污泥中含有大量的有機質(zhì)和氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素、但同時污泥中也含有大量的重金屬，隨著大量的市政污泥進入農(nóng)田、使農(nóng)田中的重金屬的含量在不斷增高，