環(huán)境科學(xué)與工程導(dǎo)論第八章：土壤污染及其防治

第八章：土壤污染及其防治SoilPollutionandPrevention

目錄一、土壤污染與污染源二、重金屬在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化三、化學(xué)農(nóng)藥在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化四、土壤污染的防治五、土壤侵蝕及控制一、土壤污染與污染源土壤環(huán)境平衡被破壞的后果：土壤生態(tài)將發(fā)生明顯變異，土壤酸化、板結(jié)，土質(zhì)變壞，導(dǎo)致土壤微生物區(qū)系（種類、數(shù)量和活性）的變化，土壤酶活性減少；同時(shí)，由于土壤環(huán)境中污染物的遷移轉(zhuǎn)化，從而引起大氣、水體和生物的污染，并通過(guò)食物鏈，最終影響到人類的健康。一、土壤污染土壤污染的類型：一、土壤污染水質(zhì)污染型：這是土壤環(huán)境污染的最主要發(fā)生類型。污染源主要是工業(yè)廢水、城市生活污水和受污染的地面水體。

大氣污染型：污染物質(zhì)來(lái)源于被污染的大氣，特點(diǎn)為以大氣污染源為中心呈環(huán)狀或帶狀分布，長(zhǎng)軸沿主風(fēng)向伸長(zhǎng)。

固體廢棄物污染型：固體廢棄物系指被丟棄的固體狀物質(zhì)和泥狀物質(zhì)，包括工礦業(yè)廢渣、污泥和城市垃圾等。

土壤污染的類型：一、土壤污染農(nóng)業(yè)污染型：由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要而不斷地使用化肥、農(nóng)藥、城市垃圾堆肥、污泥等所引起的土壤環(huán)境污染。

放射性污染：隨著核技術(shù)在工農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、地質(zhì)、科研等各領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，越來(lái)越多的放射性污染物進(jìn)入土壤中。綜合污染型：污染源可能同時(shí)來(lái)自受污染的地面水和大氣，或受固體廢棄物，放射性廢物以及農(nóng)藥、化肥的污染。土壤污染的特點(diǎn)：土壤污染具有隱蔽性（潛伏性）和滯后性土壤污染的易累積性土壤污染具有不可逆轉(zhuǎn)性和長(zhǎng)期性土壤污染的難治理性一、土壤污染二、土壤的自凈能力土壤環(huán)境的自凈作用是指進(jìn)入土壤的物質(zhì)，通過(guò)稀釋和擴(kuò)散等作用可以降低其濃度，或者被轉(zhuǎn)化為不溶性化合物而沉淀，或?yàn)槟z體牢固地吸附，從而暫時(shí)脫離生物小循環(huán)及食物鏈；或者通過(guò)生物和化學(xué)的降解作用，轉(zhuǎn)化為無(wú)毒或毒性小的物質(zhì)，甚至成為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)；或經(jīng)揮發(fā)和淋溶從土體中遷移至大氣和水體。土壤自凈作用的機(jī)理：二、土壤的自凈能力

物理凈化作用:進(jìn)入土壤中的難溶性固體污染物可被土壤機(jī)械阻留；可溶性污染物可被土壤水分稀釋或被土壤固相表面吸附；某些污染物可揮發(fā)或轉(zhuǎn)化成氣態(tài)物質(zhì)在土壤孔隙中遷移、擴(kuò)散，以至遷移入大氣。

土壤的物理凈化能力與土壤孔隙、質(zhì)地、結(jié)構(gòu)、含水量、溫度等因素有關(guān)。例如:砂性土壤的空氣遷移、水遷移速率都較快，但表面吸附能力較弱。增加砂性土壤中有機(jī)膠體的含量，可以增強(qiáng)土壤的表面吸附能力。土壤自凈作用的機(jī)理：二、土壤的自凈能力物理化學(xué)凈化作用:指污染物的陽(yáng)、陰離子與土壤膠體上原來(lái)吸附的陽(yáng)、陰離子之間的離子交換吸附作用。例如：凈化能力的大小可用土壤陽(yáng)離子交換量或陰離子交換量的大小來(lái)衡量。一般土壤中帶負(fù)電荷的膠體較多，因此，一般土壤對(duì)陽(yáng)離子或帶正電荷的污染物的凈化能力較強(qiáng)。

土壤自凈作用的機(jī)理：二、土壤的自凈能力化學(xué)凈化作用:通過(guò)化學(xué)反應(yīng)，使污染物轉(zhuǎn)化成難溶性、難解離性物質(zhì)，使危害程度和毒性減??；或者分解為無(wú)毒物或營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。包括凝聚與沉淀反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)、絡(luò)合－螯合反應(yīng)、酸堿中和反應(yīng)、同晶置換反應(yīng)、水解等。土壤環(huán)境的化學(xué)凈化能力的大小與土壤的物質(zhì)組成、性質(zhì)，以及污染物本身的組成、性質(zhì)有密切關(guān)系。土壤自凈作用的機(jī)理：二、土壤的自凈能力生物凈化作用:土壤中存在著大量依靠有機(jī)物生活的微生物，如細(xì)菌、真菌、放線菌等，它們有氧化分解有機(jī)物的巨大能力。當(dāng)污染物進(jìn)入土體后，在這些微生物體內(nèi)酶或分泌酶的催化作用下，發(fā)生各種各樣的分解反應(yīng)，統(tǒng)稱為生物降解作用。生物凈化能力的大小與土壤中微生物的種群、數(shù)量、活性，以及土壤水分、土壤溫度、土壤通氣性、pH值、Eh值、適宜的C/N比等因素有關(guān)。

土壤污染物的分類：三、土壤污染物無(wú)機(jī)污染物：主要有重金屬和放射性核素物質(zhì)，以及有害的氧化物、酸、堿、鹽、氟等。其中以重金屬和放射性物質(zhì)污染最難徹底清除，對(duì)人體最具潛在危害。有機(jī)污染物：主要有人工合成的有機(jī)農(nóng)藥、酚類物質(zhì)、氰化物、石油、稠環(huán)芳烴、洗滌劑，以及有害微生物、高濃度好氧有機(jī)物等。

四、土壤污染源

工業(yè)污染源：一般直接來(lái)源于工業(yè)“三廢”引起的土壤污染僅限于工業(yè)區(qū)周圍數(shù)十公里范圍內(nèi)，屬點(diǎn)源污染。

農(nóng)業(yè)污染源：指由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)本身的需要，而施入土壤的化學(xué)農(nóng)藥、化肥，以及殘留于土壤中的農(nóng)用地膜等。

生物污染源：含有致病的各種病原微生物和寄生蟲的生活污水、醫(yī)院污水、垃圾，以及被病原菌污染的其它水體等。五、土壤污染的危害造成減產(chǎn)、導(dǎo)致嚴(yán)重的直接經(jīng)濟(jì)損失導(dǎo)致食物品質(zhì)下降通過(guò)食物鏈危害人體健康導(dǎo)致其他環(huán)境（大氣、地表水、地下水污染，生態(tài)系統(tǒng)退化等）問(wèn)題二、重金屬在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化二、重金屬在土壤中的遷移物理遷移物理化學(xué)遷移和化學(xué)遷移生物遷移

重金屬的生物效應(yīng)：對(duì)種子萌發(fā)的影響對(duì)生理生化過(guò)程的影響對(duì)作物產(chǎn)量的影響二、重金屬在土壤－植物體系中的積累、遷移和生物效應(yīng)

三、化學(xué)農(nóng)藥在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化一、土壤中農(nóng)藥的遷移方式農(nóng)藥在土壤中的移動(dòng)是通過(guò)擴(kuò)散和質(zhì)體流動(dòng)兩個(gè)過(guò)程進(jìn)行的：

擴(kuò)散是由于分子的熱能引起的分子不規(guī)則運(yùn)動(dòng)的結(jié)果而使物質(zhì)轉(zhuǎn)移的過(guò)程。是由較高濃度的位置移動(dòng)到較低濃度位置的凈運(yùn)動(dòng)。質(zhì)體流動(dòng)的發(fā)生是由于外力的結(jié)果。農(nóng)藥能溶于水中，也能懸浮在水中，或以氣態(tài)存在或吸附于土壤固體物質(zhì)，或存在于土壤有機(jī)質(zhì)上。

二、農(nóng)藥在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化農(nóng)藥進(jìn)入土壤后，與土壤中的物質(zhì)發(fā)生一系列化學(xué)、物理化學(xué)和生物化學(xué)的反應(yīng)過(guò)程。由于這些過(guò)程的發(fā)生，農(nóng)藥在土壤環(huán)境中遷移、轉(zhuǎn)化、降解，或者殘留、累積。農(nóng)藥在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化行為主要有吸附和降解作用。根據(jù)“環(huán)境化學(xué)專題報(bào)告文集”，1984

四、土壤污染的防治一、控制污染源

控制和消除土壤污染源的措施有：控制和消除工業(yè)“三廢”的排放；控制化學(xué)農(nóng)藥的使用；合理施用化學(xué)肥料；加強(qiáng)污灌區(qū)的監(jiān)測(cè)與管理等。大氣污染的防治水污染的防治固體廢棄物的處理與處置二、增加土壤的環(huán)境承載力土壤的環(huán)境承載力，與土壤的環(huán)境容量沒(méi)有本質(zhì)的區(qū)別，可以說(shuō)增加土壤的環(huán)境承載力就是要提高控制單元或區(qū)域土壤環(huán)境的環(huán)境容量。土壤環(huán)境容量（soilenvironmentalcapacity）可從上述環(huán)境容量的定義延伸為：“指土壤環(huán)境單元所容許承納的污染物質(zhì)的最大數(shù)量或負(fù)荷量”。土壤環(huán)境容量實(shí)際上是土壤污染起始值和最大負(fù)荷值之間的差值。提高土壤環(huán)境容量應(yīng)該從兩個(gè)方面理解：降低土壤環(huán)境的本底值和減少進(jìn)入土壤的污染物質(zhì)。

培植適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境實(shí)際的植物品種，增加植物對(duì)污染物的吸收量，降低土壤環(huán)境的本底濃度；另一方面，調(diào)節(jié)進(jìn)入土體的污染物的量，減少進(jìn)入土壤的污染物的量，可以保證土壤環(huán)境容量的相對(duì)增加。二、增加土壤的環(huán)境承載力五、土壤侵蝕及控制土壤侵蝕的定義土壤侵蝕（Soilerosion）是指在外力（水、風(fēng)）的作用下，地面物質(zhì)（土壤、田質(zhì)等）破壞、推移、沉積的過(guò)程，這一過(guò)程的本質(zhì)，就是能量消耗、轉(zhuǎn)化和做功的過(guò)程，外力是動(dòng)力，地面物質(zhì)是被破壞、推移、沉積的對(duì)象，自然或人為的土壤侵蝕過(guò)程在自然狀態(tài)下，純粹由自然因素引起的侵蝕過(guò)程，它是一種經(jīng)歷相當(dāng)久遠(yuǎn)年代進(jìn)行極其緩慢的侵蝕，這種侵蝕稱為自然侵蝕，也稱地質(zhì)侵蝕。另外是在人類活動(dòng)作用下，特別是人類破壞了植被，加速和擴(kuò)大了自然