土壤污染与修复技术课件.ppt
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1、关于土壤污染与修复技术现在学习的是第1页,共61页主要内容主要内容1.1.土壤背景值与环境容量土壤背景值与环境容量2.2.土壤中污染物的来源与危害土壤中污染物的来源与危害3.3.土壤中污染物的生物降解与转化土壤中污染物的生物降解与转化4.4.污染土壤典型修复技术及原理污染土壤典型修复技术及原理现在学习的是第2页,共61页土壤背景值及其应用土壤背景值及其应用背景值元素:背景值元素:在自然成土过程中,构成土壤自身在自然成土过程中,构成土壤自身的化学元素的组成和含量。即未受到人类活动影的化学元素的组成和含量。即未受到人类活动影响的土壤本身的化学元素组成和含量。响的土壤本身的化学元素组成和含量。背景值
2、应用:背景值应用:1 1)农田施肥)农田施肥2 2)土壤污染评价)土壤污染评价3 3)土壤环境容量)土壤环境容量4 4)环境医学)环境医学1.1.土壤背景值与环境容量土壤背景值与环境容量现在学习的是第3页,共61页土壤自净作用(土壤自净作用(self-purificationself-purification)进入土壤的污染物,在土壤矿物、有机物和微生进入土壤的污染物,在土壤矿物、有机物和微生物的作用下,经过一系列物理、化学及生物化学物的作用下,经过一系列物理、化学及生物化学反应过程,降低其浓度或改变其形态,从而消除反应过程,降低其浓度或改变其形态,从而消除污染物毒性的现象。污染物毒性的现象。
3、物理自净:物理自净:质流、挥发、扩散、吸附等作用质流、挥发、扩散、吸附等作用化学自净:化学自净:吸附、沉淀、配合(络合)、封锁吸附、沉淀、配合(络合)、封锁(sequestration)、氧化还原等作用、氧化还原等作用生物化学自净:生物化学自净:微生物或酶的降解微生物或酶的降解(degradation)作用作用现在学习的是第4页,共61页土壤环境容量土壤环境容量土壤环境单元一定时限内遵循环境质量标准,土壤环境单元一定时限内遵循环境质量标准,既保证农产品产量和生物学质量,同时也不既保证农产品产量和生物学质量,同时也不使环境污染时,土壤所能容纳的污染物的最使环境污染时,土壤所能容纳的污染物的最大数
4、量。大数量。随土壤类型、生态体系的不同而不同。随土壤类型、生态体系的不同而不同。现在学习的是第5页,共61页2 2 土壤中污染物的来源与危害土壤中污染物的来源与危害2.1 2.1 污染土壤的定义污染土壤的定义 2.2 2.2 土壤污染的特点土壤污染的特点 2.3 2.3 土壤中污染物的来源土壤中污染物的来源 2.4 2.4 土壤污染的类型土壤污染的类型 2.5 2.5 土壤污染的危害土壤污染的危害现在学习的是第6页,共61页2.1 2.1 污染土壤的定义污染土壤的定义“绝绝对对性性”定定义义:由由人人类类活活动动向向土土壤壤添添加加有有害害化化合合物物,此此时时土土壤壤即即受受到到了了污污染染
5、。这这个个定定义义的的关关键是存在有可鉴别的人为添加污染物。键是存在有可鉴别的人为添加污染物。“相相对对性性”定定义义:以以特特定定的的参参照照数数据据来来加加以以判判断断,如如以以背背景景值值加加两两倍倍标标准准差差为为临临界界值值,若若超超过过这这一数值,即认为该土壤为某元素所污染。一数值,即认为该土壤为某元素所污染。“综综合合性性”定定义义:不不但但要要看看含含量量的的增增加加,还还要要看看后果,即加入土壤的物质给生态系统造成了危害。后果,即加入土壤的物质给生态系统造成了危害。现在学习的是第7页,共61页三种定义的出发点虽然不同,但有一点是共同的,三种定义的出发点虽然不同,但有一点是共同
6、的,即认为土壤中某种成分的含量明显高于原有含量时即即认为土壤中某种成分的含量明显高于原有含量时即构成了污染。构成了污染。土壤污染土壤污染就是指人为因素有意或无意地将对人类或就是指人为因素有意或无意地将对人类或其他生命体有害的物质施加到土壤中,使其某种成分的其他生命体有害的物质施加到土壤中,使其某种成分的含量明显高于原有含量、并引起土壤环境质量恶化的现含量明显高于原有含量、并引起土壤环境质量恶化的现象。象。现在学习的是第8页,共61页2.22.2土壤污染的特点土壤污染的特点 (1 1)隐隐蔽蔽性性或或潜潜伏伏性性:水水体体和和大大气气的的污污染染比比较较直直观观,严严重重时时通通过过人人的的感感
7、官官即即能能发发现现。而而土土壤壤污污染染往往往往要要通通过过农农作作物物包包括括粮粮食食、蔬蔬菜菜、水水果果或或牧牧草草以以及及摄摄食食的的人人或或动动物物的的健健康康状状况况才才能能反反映映出出来来,从从遭遭受受污污染染到到产产生生恶恶果果有有一一个个相相当当长长的的逐逐步步积积累累过过程程,具有隐蔽性或潜伏性。具有隐蔽性或潜伏性。日日本本的的第第二二公公害害病病痛痛痛痛病病6060年年代代发发生生于于富富山山县县神神通通川川流流域域,直直至至7070年年代代才才基基本本证证实实是是镉镉污污染染土土壤壤所所产产生生的的“镉镉米米”所所致。致。现在学习的是第9页,共61页(2 2)不可逆性和
8、长期性)不可逆性和长期性:土壤一旦遭到污染后极难恢复,重金属对土壤的污染是一个不可土壤一旦遭到污染后极难恢复,重金属对土壤的污染是一个不可逆过程,而许多有机化学物质的污染也需要一个比较长的降解时间逆过程,而许多有机化学物质的污染也需要一个比较长的降解时间。例如例如19661966年冬至年冬至19771977年春,沈阳以抚顺污水灌溉区发生的石油、年春,沈阳以抚顺污水灌溉区发生的石油、酚类以及后来张土罐区镉污染,造成大面积的土壤毒化、水稻矮化、酚类以及后来张土罐区镉污染,造成大面积的土壤毒化、水稻矮化、稻米异味、含镉量超过食品卫生标准。经过十余年的艰苦努力,包稻米异味、含镉量超过食品卫生标准。经过
9、十余年的艰苦努力,包括施用改良剂、深翻、清罐、客土、选择品种等各种措施,才逐步括施用改良剂、深翻、清罐、客土、选择品种等各种措施,才逐步恢复其部分生产力。恢复其部分生产力。现在学习的是第10页,共61页(3 3)后果严重性:)后果严重性:由于土壤污染的隐蔽性或潜伏性、以及它的不可逆性或长期性,由于土壤污染的隐蔽性或潜伏性、以及它的不可逆性或长期性,往往通过食物链危害动物和人体的健康。往往通过食物链危害动物和人体的健康。现在学习的是第11页,共61页2.3 2.3 土壤中污染物的来源土壤中污染物的来源土壤污染源可分为天然污染源和人为污染源天然污染源和人为污染源。天然污染源天然污染源是指自然界自行
10、向环境排放有害物质或造成有害影响的场所,如正在活动的火山;人为污染源人为污染源是指人类活动所形成的污染源。是土壤污染研究和污染土壤修复的主要对象,而在这些污染源中,化学物质对土壤的污染是人们最为关注的。污染物进入土壤的途径按照所划分的土壤污染源可分为污水灌溉、固体废弃物的利用、农药和化肥、大气沉降物等。现在学习的是第12页,共61页大气沉降(土壤酸化、多环芳烃和二噁英等)大气沉降(土壤酸化、多环芳烃和二噁英等)污水排灌(重金属、多环芳烃等)污水排灌(重金属、多环芳烃等)化肥农药施用(硝酸盐、化肥农药施用(硝酸盐、PCBPCB、DDTDDT等)等)固体废物堆放处置固体废物堆放处置工业生产(石油、
11、多环芳烃和重金属污染等)工业生产(石油、多环芳烃和重金属污染等)交通运输交通运输全球物质循环全球物质循环现在学习的是第13页,共61页2.4 2.4 土壤污染的类型土壤污染的类型 土土壤壤污污染染的的类类型型目目前前并并无无严严格格的的划划分分,如如从从污污染染物物的的属属性性来来考考虑虑,一一般般可可分分为为有有机机物物污污染染、无无机机物物污污染染、生物污染和放射性物质的污染。生物污染和放射性物质的污染。(1 1)有机物污染:有机物污染:石油、有机农药等;石油、有机农药等;(2 2)无机物污染:无机物污染:重金属污染等;重金属污染等;(3 3)生物污染:生物污染:细菌、真菌等;细菌、真菌等
12、;(4 4)放射性污染放射性污染:放射性核素等。放射性核素等。现在学习的是第14页,共61页重金属污染土壤的治理措施:重金属污染土壤的治理措施:(1 1)通过农田的水分调控,调节水田土壤通过农田的水分调控,调节水田土壤EhEh值值来控制土壤重金属的毒性来控制土壤重金属的毒性;(2 2)施用石灰、有机物质等改良剂重金属的毒性施用石灰、有机物质等改良剂重金属的毒性与土壤与土壤pHpH关系密切关系密切;(3 3)客土、换土法客土、换土法;(4 4)生物修复(生物修复(biological reservebiological reserve)。现在学习的是第15页,共61页CadmiumCadmium
13、岩石岩石 0.10.1 0.2 mg/kg0.2 mg/kg天然土壤天然土壤 0.010.01 0.70 mg/kg0.70 mg/kg我国土壤我国土壤0.0010.001 91.46 mg/kg91.46 mg/kg来源:来源:电镀、颜料、电池、电视、肥料等电镀、颜料、电池、电视、肥料等毒理:毒理:降低植物细胞降低植物细胞ATPATP酶活性酶活性阻止植物对阻止植物对K K、P P的吸收的吸收食用食用“镉米镉米”患骨痛病患骨痛病现在学习的是第16页,共61页ChromiumChromium岩石岩石:100 mg/kg:100 mg/kg我国土壤我国土壤:50:50 60 mg/kg60 mg/
14、kg来源:来源:采矿、电镀、颜料、油漆、合金、印采矿、电镀、颜料、油漆、合金、印染、胶印等染、胶印等六价六价CrCr毒性高于三价毒性高于三价CrCr毒理:毒理:刺激和腐蚀皮肤及粘膜刺激和腐蚀皮肤及粘膜血功能障碍、骨功能衰竭血功能障碍、骨功能衰竭致癌、致畸变致癌、致畸变植物细胞质壁分离、细胞膜透性变化等植物细胞质壁分离、细胞膜透性变化等现在学习的是第17页,共61页MercuryMercury岩石:岩石:0.2 mg/kg0.2 mg/kg土壤:土壤:0.03 mg/kg0.03 mg/kg我国土壤:我国土壤:0.065 mg/kg0.065 mg/kg来源:来源:工业污水、农药等工业污水、农药
15、等毒理:抑制植物光合作用、根系生长、养毒理:抑制植物光合作用、根系生长、养分吸收、酶活性及根瘤菌的固氮作用等分吸收、酶活性及根瘤菌的固氮作用等现在学习的是第18页,共61页CopperCopper岩石:岩石:70 mg/kg,70 mg/kg,常与硫共存常与硫共存土壤土壤:20:20 30 mg/kg30 mg/kg我国土壤:我国土壤:22 mg/kg22 mg/kg来源:来源:采矿、燃料、城市垃圾、农药采矿、燃料、城市垃圾、农药毒理:毒理:植物光合作用减弱、叶色褪绿、缺铁等植物光合作用减弱、叶色褪绿、缺铁等现在学习的是第19页,共61页LeadLead岩石:岩石:16 mg/kg16 mg/
16、kg土壤:土壤:1313 42 mg/kg42 mg/kg来源:来源:汽油、蓄电池、采矿(铅锌矿)、颜汽油、蓄电池、采矿(铅锌矿)、颜料、涂料等料、涂料等毒理:毒理:植物体内酶的活性、光合作用、呼吸作用、养分植物体内酶的活性、光合作用、呼吸作用、养分吸收吸收毒害人体神经系统、血液及血管,抑制酶促血红毒害人体神经系统、血液及血管,抑制酶促血红素合成过程素合成过程现在学习的是第20页,共61页ZincZinc岩石:岩石:80 mg/kg80 mg/kg土壤:土壤:50 mg/kg50 mg/kg我国土壤:我国土壤:100 mg/kg100 mg/kg来源:来源:采矿、污泥、垃圾、燃料、冶炼等采矿、
17、污泥、垃圾、燃料、冶炼等毒理:毒理:抑制植物光合作用、韧皮部输送作用、抑制植物光合作用、韧皮部输送作用、改变细胞膜透性等改变细胞膜透性等现在学习的是第21页,共61页ArsenicArsenic岩石:岩石:2 2 5 mg/kg5 mg/kg土壤:土壤:9.36 mg/kg9.36 mg/kg我国土壤:我国土壤:10.38 mg/kg10.38 mg/kg来源:来源:金属开采和冶炼、农药、化肥、燃料等金属开采和冶炼、农药、化肥、燃料等毒理:毒理:取代取代DNADNA中的磷、抑制水分与养分吸收中的磷、抑制水分与养分吸收与细胞蛋白质巯基结合,抑制细胞呼吸酶活性与细胞蛋白质巯基结合,抑制细胞呼吸酶活
18、性现在学习的是第22页,共61页FluorinFluorin岩石:岩石:660 mg/kg660 mg/kg我国土壤:我国土壤:478 mg/kg478 mg/kg来源:来源:母质、铝厂、磷肥厂、水泥及砖瓦等硅酸母质、铝厂、磷肥厂、水泥及砖瓦等硅酸盐工业盐工业毒理:毒理:腐蚀牙齿、使骨骼的钙代谢紊乱腐蚀牙齿、使骨骼的钙代谢紊乱现在学习的是第23页,共61页农药在土壤中的转化农药在土壤中的转化土壤对化学农药的吸附作用土壤对化学农药的吸附作用;农药在土壤中的挥发、扩散和迁移农药在土壤中的挥发、扩散和迁移;化学农药在土壤中的降解作用。化学农药在土壤中的降解作用。现在学习的是第24页,共61页农药污染
19、的土壤,除合理施用农药、采用病虫害综合防农药污染的土壤,除合理施用农药、采用病虫害综合防治,改进农药剂型等以预防为主的系列技术措施外,对污染治,改进农药剂型等以预防为主的系列技术措施外,对污染土壤的治理应从加速土壤中农药的降解入手。土壤的治理应从加速土壤中农药的降解入手。其中采取以其中采取以下措施:下措施:(1)增施有机肥料,提高土壤对农药的吸附量,增施有机肥料,提高土壤对农药的吸附量,减轻农药对土壤的污染减轻农药对土壤的污染;(2)调控土壤调控土壤pH和和Eh,加速农药的降解。,加速农药的降解。现在学习的是第25页,共61页氮肥对环境的污染氮肥对环境的污染(1 1)对土壤及作物的影响(硝酸盐
20、及亚硝酸盐的毒性)对土壤及作物的影响(硝酸盐及亚硝酸盐的毒性)(2 2)造成水体的富营养化(造成水体的富营养化(eutrophicationeutrophication)(3 3)对大气的污染对大气的污染现在学习的是第26页,共61页磷肥对环境的污染磷肥对环境的污染 施入土壤中的磷肥除少部分被作物吸收利用外,施入土壤中的磷肥除少部分被作物吸收利用外,大部分被土壤所固定,磷肥因其本身含有各种污染物大部分被土壤所固定,磷肥因其本身含有各种污染物质,造成土壤、作物的污染。主要有以下几种:质,造成土壤、作物的污染。主要有以下几种:(1 1)重金属污染重金属污染(2 2)氟污染氟污染(3 3)放射性污染
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