土壤及固体废物污染与治理幻灯片.ppt

土壤及固体废物污染与治理第1页，共38页，编辑于2022年，星期五11 土壤的结构和性质 1.1土壤的组成土壤的组成土壤是由固土壤是由固土壤是由固土壤是由固体、液体和体、液体和体、液体和体、液体和气体三相共气体三相共气体三相共气体三相共同组成的多同组成的多同组成的多同组成的多相体系，具相体系，具相体系，具相体系，具有疏松的结有疏松的结有疏松的结有疏松的结构。构。构。构。第2页，共38页，编辑于2022年，星期五2第3页，共38页，编辑于2022年，星期五3 土壤的土壤的组成组成组成组成 土壤土壤土壤土壤矿物质矿物质矿物质矿物质土壤有机质土壤有机质土壤有机质土壤有机质：土壤中含碳有机化合物的总称（占固相总重量的土壤中含碳有机化合物的总称（占固相总重量的10以下以下）。分为非腐殖物质和腐殖质两大类。）。分为非腐殖物质和腐殖质两大类。土壤水分土壤水分土壤水分土壤水分土壤溶液土壤溶液土壤中的空气土壤中的空气土壤中的空气土壤中的空气主要成分都是主要成分都是N2、O2和和CO2。与空气比较，土。与空气比较，土壤空气中；壤空气中；CO2含量比大气中高得多；含量比大气中高得多；O2的含量低于大气；水蒸的含量低于大气；水蒸气的含量比大气中高得多；还含有少量还原性气体气的含量比大气中高得多；还含有少量还原性气体原生矿物质（各各种种岩岩石石受受到到程程度度不不同同的的物物理理风风化化而而未未经经化化学学风风化化的的碎碎屑屑物物）四四类类：硅硅酸酸盐盐类类矿矿物物、氧氧化化物类矿物、硫化物类矿物和磷酸盐类矿物物类矿物、硫化物类矿物和磷酸盐类矿物次生矿物质（由由原原生生矿矿物物经经化化学学风风化化后后形形成成的的新新矿矿物物）三三类类：简简单单盐盐类类、三三氧氧化化物物类类和和次生铝硅酸盐类次生铝硅酸盐类岩石化学风化岩石化学风化(氧化、水解和酸性水解氧化、水解和酸性水解)伊利石（或水云母）伊利石（或水云母）（OH）4Ky（A14Fe4Mg4Mg6）（）（Si8-yAly）O20蒙蒙脱石脱石高岭石高岭石Al4Si4O10（OH）8第4页，共38页，编辑于2022年，星期五41.21.2土壤的特性土壤的特性土壤的特性土壤的特性 酸碱性我国土壤的我国土壤的pHpH大多在大多在大多在大多在4.54.58.58.5范围内，并有由南向范围内，并有由南向北北pHpH值递增的规律性。值递增的规律性。值递增的规律性。值递增的规律性。第5页，共38页，编辑于2022年，星期五5土壤的酸碱性首先决定于土壤的组成：土壤的酸碱性首先决定于土壤的组成：我国长江（北纬我国长江（北纬330）以南的土壤，）以南的土壤，Si,Al,Fe含量含量较高，三者占土壤总量的较高，三者占土壤总量的95%以上，土壤多为酸性和以上，土壤多为酸性和强酸性，如华南、西南地区广泛分布的红壤、黄壤，强酸性，如华南、西南地区广泛分布的红壤、黄壤，pH值大多在值大多在4.55.5之间，有少数低至之间，有少数低至3.63.8；华中；华中华东地区的红壤，华东地区的红壤，pH值在值在5.56.5之间；长江以北的之间；长江以北的土壤（如华北、西北的土壤）大多含土壤（如华北、西北的土壤）大多含CaCO3，多为中，多为中性或碱性，性或碱性，pH值一般在值一般在7.58.5之间，少数强碱性土壤之间，少数强碱性土壤的的pH高达高达10.5。第6页，共38页，编辑于2022年，星期五6土壤酸化的原因：土壤酸化的原因：化学原因化学原因主要是矿物的风化过程产生的无机酸或大量二氧主要是矿物的风化过程产生的无机酸或大量二氧化碳；土壤弱酸盐的水解；无机肥料残留的酸根；重金属和有机化碳；土壤弱酸盐的水解；无机肥料残留的酸根；重金属和有机物对土壤的污染；酸雨的影响；土壤胶体吸附的物对土壤的污染；酸雨的影响；土壤胶体吸附的H+、Al3+等被其等被其它阳离子交换：它阳离子交换：第7页，共38页，编辑于2022年，星期五7土壤酸化的第二个原因是微生物对有机物降解。土壤酸化的第二个原因是微生物对有机物降解。土壤的碱化土壤的碱化土壤溶液中土壤溶液中OH-离子的主要来源是离子的主要来源是CO32-和和HCO3-的碱金的碱金属（属（Na、K）及碱土金属（）及碱土金属（Ca、Mg）的盐类。）的盐类。交换性阳离子的水解交换性阳离子的水解：第8页，共38页，编辑于2022年，星期五8吸附性 土壤胶体的性质：土壤胶体的性质：具有巨大的比表面和表面能具有巨大的比表面和表面能；电性电性；凝聚性和分散性凝聚性和分散性；土壤胶体的离子交换吸附土壤胶体的离子交换吸附阳离子交换吸附阳离子交换吸附阴离子交换吸附阴离子交换吸附第9页，共38页，编辑于2022年，星期五9氧化还原性 氧化还原体系氧化还原体系体系体系氧化态氧化态还原态还原态铁体系铁体系Fe(III)Fe（II）锰体系锰体系Mn（IV）Mn（II）硫体系硫体系SO42-H2S氮体系氮体系NO3-NO2-NO3-N2NO3-NH4+有机碳体系有机碳体系CO2CH4土壤氧化还原能力的大小可以用土壤的氧化还原电位（土壤氧化还原能力的大小可以用土壤的氧化还原电位（Eh）来衡量来衡量第10页，共38页，编辑于2022年，星期五102 土壤环境污染与防治 2.1土壤环境背景值和土壤污染概念土壤环境背景值和土壤污染概念土土壤壤环环境境背背景景值值：土土壤壤的的环环境境要要素素在在未未受受到到明明显显污污染染时时，其其化化学学元元素素的的正正常常含含量量，以以及及环环境境中中能能量量分分布布的的正常值为环境背景值，又称作环境本底值。正常值为环境背景值，又称作环境本底值。由由于于人人类类活活动动使使土土壤壤性性状状发发生生了了不不利利于于人人类类的的改改变变，叫叫土土壤污染壤污染第11页，共38页，编辑于2022年，星期五112.2土壤污染的来源土壤污染的来源工业和城市废水及固体废体工业和城市废水及固体废体农药和化肥农药和化肥牲畜排泄物和生物残体牲畜排泄物和生物残体大气沉降物大气沉降物第12页，共38页，编辑于2022年，星期五122.3农药污染农药污染农药的分类农药的分类第13页，共38页，编辑于2022年，星期五13农药对环境的影响农药对环境的影响农药对环境的影响农药对环境的影响 对大气的污染；对水体的污染；对土壤的污染对大气的污染；对水体的污染；对土壤的污染对大气的污染；对水体的污染；对土壤的污染对大气的污染；对水体的污染；对土壤的污染第14页，共38页，编辑于2022年，星期五14滴滴涕在全球环境中的迁移、转化和富集过程简图滴滴涕在全球环境中的迁移、转化和富集过程简图第15页，共38页，编辑于2022年，星期五15农药对人体健康的影响农药对人体健康的影响急性毒作用急性毒作用对神经的影响对神经的影响致癌作用致癌作用诱发突变诱发突变慢性中毒慢性中毒对内分泌系统的影响对内分泌系统的影响农药对除虫害带来的问题农药对除虫害带来的问题对害虫的天敌和其他益虫、益鸟有杀伤作用对害虫的天敌和其他益虫、益鸟有杀伤作用使害虫产生抗药性使害虫产生抗药性第16页，共38页，编辑于2022年，星期五16防止农药污染的途径防止农药污染的途径q采取综合防治的方法采取综合防治的方法q搞好农药安全性评价和安全使用标准的制定工作搞好农药安全性评价和安全使用标准的制定工作q安全合理地使用现有的农药安全合理地使用现有的农药q发展高效、低毒、低残留的化学农药来代替剧毒和残留性高的发展高效、低毒、低残留的化学农药来代替剧毒和残留性高的农药农药q加强生物防治并推广无公害的农药加强生物防治并推广无公害的农药第17页，共38页，编辑于2022年，星期五172.4重金属污染重金属污染第18页，共38页，编辑于2022年，星期五183 土壤退化及其保护 土壤退化由于自然的，特别是人为的原因，使土由于自然的，特别是人为的原因，使土壤生态系统的组成、结构和功能受到影响或破坏（如，壤生态系统的组成、结构和功能受到影响或破坏（如，自然植被的破坏或丧失、土壤生物区种群组成的明显变自然植被的破坏或丧失、土壤生物区种群组成的明显变化、物种的消失；土壤侵蚀、荒漠化、盐渍化、沼泽化化、物种的消失；土壤侵蚀、荒漠化、盐渍化、沼泽化或潜育化、酸化、肥力下降等）而使土壤固有的物理、或潜育化、酸化、肥力下降等）而使土壤固有的物理、化学和生物学特性和状态发生改变，导致土壤生态系统化学和生物学特性和状态发生改变，导致土壤生态系统功能、生产潜力和环境质量的等级或状况下降，均属土功能、生产潜力和环境质量的等级或状况下降，均属土壤退化现象壤退化现象。第19页，共38页，编辑于2022年，星期五19 世界土地荒漠化的基本状况世界土地荒漠化的基本状况v荒漠化是指在干旱、半干旱和某些半潮湿、湿润地区，荒漠化是指在干旱、半干旱和某些半潮湿、湿润地区，由于气候变化和人类活动的各种因素所造成的土地退化，由于气候变化和人类活动的各种因素所造成的土地退化，土地生物和经济生产减少，甚至基本丧失。土地生物和经济生产减少，甚至基本丧失。v受荒漠化最严重的国家依次是中国、阿富汗、蒙古、受荒漠化最严重的国家依次是中国、阿富汗、蒙古、巴基斯坦和印度巴基斯坦和印度第20页，共38页，编辑于2022年，星期五20我国国土荒漠化的数据：q 全国全国1/41/4以上的国土荒漠化；以上的国土荒漠化；q 每年因荒漠化造成的直接经济损失达每年因荒漠化造成的直接经济损失达540540亿元；亿元；q 荒荒漠漠化化潜潜在在发发生生区区域域面面积积331.7331.7万万平平方方公公里里(占占国国土土面面积积34.6%)34.6%)；发菜与羊绒发菜与羊绒q 荒漠化土地面积荒漠化土地面积262262万平方公里万平方公里(占国土面积占国土面积27.3%)27.3%)；q 荒漠化涉及荒漠化涉及1818个省、市、自治区的个省、市、自治区的471471个县、旗、市；个县、旗、市；q 荒荒漠漠化化面面积积前前三三位位：新新疆疆(39.8%)(39.8%)，内内蒙蒙古古(25.1%)(25.1%)，西藏西藏(16.6%),(16.6%),总占总占81.5%81.5%第21页，共38页，编辑于2022年，星期五21 2.2.土地荒漠化的成因和危害土地荒漠化的成因和危害 成因成因：自然因素：指异常的气候条件，特别是严重自然因素：指异常的气候条件，特别是严重的干旱条件；的干旱条件；人为因素：主要是指过度放牧、乱坎滥伐、人为因素：主要是指过度放牧、乱坎滥伐、开垦草地。开垦草地。危害危害：土地生产力的下降和随之而来的农牧业减产，严：土地生产力的下降和随之而来的农牧业减产，严重的会产生生态难民重的会产生生态难民第22页，共38页，编辑于2022年，星期五22防治荒漠化的基本途径和策略防治荒漠化的基本途径和策略制定经济发展和资源保护一体化政策；制定经济发展和资源保护一体化政策；逐步建立合理的土地使用权制度体系；逐步建立合理的土地使用权制度体系；合理管理和使用水资源；合理管理和使用水资源；合理规划和使用耕地和草地。合理规划和使用耕地和草地。第23页，共38页，编辑于2022年，星期五234 固体废弃物的处理和利用4.1固体废物来源、分类及特点固体废物来源、分类及特点来源：来源：种类种类：城市固体废物：城市固体废物；生活垃圾生活垃圾；工业固体废物；工业固体废物；有害废物有害废物特点：资源和废物的相对性特点：资源和废物的相对性；危害具有潜在性、长期性和灾难性危害具有潜在性、长期性和灾难性固体废弃物固体废弃物是指在社会的生产、流通、消费等一系列活是指在社会的生产、流通、消费等一系列活动中产生的，在一定时间和地点无法利用而被丢弃的污染环动中产生的，在一定时间和地点无法利用而被丢弃的污染环境的固体、半固体废弃物质。境的固体、半固体废弃物质。第24页，共38页，编辑于2022年，星期五24第25页，共38页，编辑于2022年，星期五25我国城市垃圾现状我我国国每每年年人人均均产产生生垃垃圾圾440kg440kg，年年产产垃垃圾圾1.51.5亿亿T T，已已积积累累垃垃圾圾6060亿亿T T。北北京京市市现现日日产产垃垃圾圾1300013000吨吨,全全年年生生产产495495万万吨吨,而而且且每每年年将将以以8%8%的的速速度度递递增增。北北京京市市现现处处理理一一吨吨垃垃圾圾花花103.49103.49元元,一一年年的的处处理理费费用用就就是是5 5亿亿多多元元。每每年年年年产产1.51.5亿亿吨吨的的城城市市垃垃圾圾中中,被被丢弃的丢弃的“可再生资源可再生资源”价值高达价值高达250250亿元亿元!约约有有2/32/3的的城城市市陷陷入入垃垃圾圾围围城城的的困困境境，垃垃圾圾它它不不仅仅影影响响城城市市景景观观,同同时时污污染染了了与与我我们们生生命命至至关关重重要要的的大大气气、水水和和土土壤壤,对对城城镇镇居居民民的的健健康康构构成成威威胁胁。垃垃圾圾不不仅仅造造成成公公害害,更是资源的巨大浪费。更是资源的巨大浪费。第26页，共38页，编辑于2022年，星期五264.2固体废物的最终处置固体废物的最终处置 城市垃圾处理方法城市垃圾处理方法堆肥处理堆肥处理焚烧处理焚烧处理填埋处理填埋处理其它方法其它方法厌氧堆肥厌氧堆肥法法好氧堆肥法好氧堆肥法机械堆肥法机械堆肥法简易焚烧技术简易焚烧技术焚烧发电技术焚烧发电技术传统堆置法传统堆置法围海造地法围海造地法卫生填埋法卫生填埋法热解法热解法垃圾衍生燃料技术垃圾衍生燃料技术垃圾碳化水解技术垃圾碳化水解技术垃圾厌氧产沼技术垃圾厌氧产沼技术垃圾制作建筑材料技术垃圾制作建筑材料技术垃圾压缩打包技术垃圾压缩打包技术垃圾养殖蚯蚓技术垃圾养殖蚯蚓技术第27页，共38页，编辑于2022年，星期五27填埋处理填埋处理杭州天子岭废弃物处理场杭州天子岭废弃物处理场杭州天子岭废弃物处理场杭州天子岭废弃物处理场占地占地占地占地4848公顷，全场由垃圾填埋库区、污水收集处理系统、地下水公顷，全场由垃圾填埋库区、污水收集处理系统、地下水公顷，全场由垃圾填埋库区、污水收集处理系统、地下水公顷，全场由垃圾填埋库区、污水收集处理系统、地下水防污染系统、环境监测站、沼气发电厂、地磅计量系统和生活区等组防污染系统、环境监测站、沼气发电厂、地磅计量系统和生活区等组防污染系统、环境监测站、沼气发电厂、地磅计量系统和生活区等组防污染系统、环境监测站、沼气发电厂、地磅计量系统和生活区等组成。填埋总容量成。填埋总容量成。填埋总容量成。填埋总容量600600万立方米，使用年限万立方米，使用年限万立方米，使用年限万立方米，使用年限1313年，年，年，年，19911991年年年年4 4月投入使用。月投入使用。月投入使用。月投入使用。日平均处理量日平均处理量日平均处理量日平均处理量24502450吨，最高达吨，最高达吨，最高达吨，最高达35003500吨。吨。吨。吨。填埋区填埋区填埋区填埋区第28页，共38页，编辑于2022年，星期五28焚烧处理焚烧处理焚烧法是将垃圾置于高温炉中，使其中可燃成分充分氧化的一种方法，焚烧法是将垃圾置于高温炉中，使其中可燃成分充分氧化的一种方法，产生的热量用于发电和供暖。产生的热量用于发电和供暖。我国已有深圳、杭州、石家庄、上海、武汉等城市相继建造了垃我国已有深圳、杭州、石家庄、上海、武汉等城市相继建造了垃圾焚化电厂圾焚化电厂焚烧处理的优点是减量效果好，处理彻底。建设和生产费用极焚烧处理的优点是减量效果好，处理彻底。建设和生产费用极为昂贵。为昂贵。第29页，共38页，编辑于2022年，星期五29深圳：19881988年年1111月月1 1日，我国第一座现代化垃圾焚烧发电厂在深圳投产日，我国第一座现代化垃圾焚烧发电厂在深圳投产运行。该电厂全套引进日本设备，日处理垃圾运行。该电厂全套引进日本设备，日处理垃圾150150吨，焚烧后的废渣体积吨，焚烧后的废渣体积为原来的为原来的5%5%，并可用于制砖。，并可用于制砖。19981998年改造后的电厂为深圳发电年改造后的电厂为深圳发电14001400万万度，这相当于度，这相当于50005000户中等家庭的常年用电量。户中等家庭的常年用电量。上海：20012001年年5 5月在浦东新区新建成了生活垃圾焚烧发电厂，日处理垃圾月在浦东新区新建成了生活垃圾焚烧发电厂，日处理垃圾10001000吨，每年可为本市供电吨，每年可为本市供电1 1亿度。亿度。杭州：19981998年浙江大学于杭州锦江集团联合年浙江大学于杭州锦江集团联合,将余杭锦江热电厂改造为垃圾将余杭锦江热电厂改造为垃圾发电厂发电厂,单炉日处理垃圾单炉日处理垃圾150150吨以上吨以上广州：计计划划用用 5 5 年年时时间间建建成成世世界界一一流流水水平平的的小小洲洲垃垃圾圾焚焚烧烧发发电电厂厂，作作为为国国家家计计委委首首家家批批准准的的项项目目，总总投投资资 11.3877 11.3877 亿亿元元，日日处处理理 2000 2000 吨，年发电吨，年发电 3.6 3.6 亿千瓦。亿千瓦。天津：20012001年年在在津津南南区区双双港港镇镇开开工工建建设设垃垃圾圾焚焚烧烧发发电电厂厂，总总投投资资6 60707亿亿元元人人民民币币，可可日日处处理理生生活活垃垃圾圾12001200吨吨。建建成成后后，年年上上网网电电量量可可达达1 12 2亿亿千千瓦时，相当于每年节约标准煤瓦时，相当于每年节约标准煤4800048000吨。吨。第30页，共38页，编辑于2022年，星期五30堆肥处理堆肥处理将生活垃圾堆积成堆，保温至将生活垃圾堆积成堆，保温至70储存、发酵，储存、发酵，借助垃圾中微生物分解的能力，将有机物分解成无机养借助垃圾中微生物分解的能力，将有机物分解成无机养分。分。垃圾处理的前景垃圾处理的前景垃圾的垃圾的“四化四化”：资源再生化，能源化，无害化，减量化资源再生化，能源化，无害化，减量化第31页，共38页，编辑于2022年，星期五315白色污染及治理白色污染及治理5.1“白色污染白色污染”及其危害及其危害“白色污染白色污染”指的是大量的废旧包装用塑料膜、塑料袋和一次性指的是大量的废旧包装用塑料膜、塑料袋和一次性塑料餐具塑料餐具(统称塑料包装物统称塑料包装物)以及使用后的地膜统称为以及使用后的地膜统称为“白色污染白色污染”。“白色污染白色污染”的危害的危害“视觉污染视觉污染”：指散落在环境中的指散落在环境中的废塑料制品对市容、景观的破坏废塑料制品对市容、景观的破坏“潜在危害潜在危害”：指废塑料制品进指废塑料制品进入自然环境后难以降解而带来的入自然环境后难以降解而带来的长期的深层次环境问题长期的深层次环境问题第32页，共38页，编辑于2022年，星期五325.2治理技术治理技术省资源化省资源化(减容、减量减容、减量)防患于未然防患于未然少用，即可用可不用的尽量不用或少用；减薄，产品少用，即可用可不用的尽量不用或少用；减薄，产品达到轻量化、薄壁化；减容，达到轻量化、薄壁化；减容，资源化资源化回收回收无害化无害化(可降解可降解)第33页，共38页，编辑于2022年，星期五335.3可降解塑料可降解塑料定义：定义：塑料的降解是指因化学和（或）物理因素和（或）塑料的降解是指因化学和（或）物理因素和（或）微生物作用引起的构成塑料的大分子（或高分子、聚合微生物作用引起的构成塑料的大分子（或高分子、聚合物）链断裂的过程。物）链断裂的过程。降解使塑料相对分子质量下降，物性降低，直至丧降解使塑料相对分子质量下降，物性降低，直至丧失可使用性。这种现象也被称为塑料的老化（有时也称失可使用性。这种现象也被称为塑料的老化（有时也称为劣化）降解。为劣化）降解。第34页，共38页，编辑于2022年，星期五34降降解解塑塑料料的的类类型型第35页，共38页，编辑于2022年，星期五35聚合型光降解塑料聚合型光降解塑料q乙烯乙烯/一氧化碳共聚物（一氧化碳共聚物（E-C0）q乙烯乙烯/乙烯基酮共聚物（乙烯基酮共聚物（Ecolyte-E）第36页，共38页，编辑于2022年，星期五36聚合型生物降解塑料聚合型生物降解塑料塑料的生物降解过程塑料的生物降解过程第37页，共38页，编辑于2022年，星期五37生物降解塑生物降解塑料类型料类型生物高分生物高分子子生物聚酯生物聚酯生物纤维素、多糖类、聚氨基酸生物纤维素、多糖类、聚氨基酸聚乙烯醇聚乙烯醇天然高天然高分子分子纤维素纤维素甲壳质甲壳质淀粉淀粉全生物全生物降解树降解树脂（以脂（以玉米为玉米为主要原主要原料）料）第38页，共38页，编辑于2022年，星期五38