研辅第六章 土壤卫生.ppt
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1、研辅 第六章 土壤卫生 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望教学目的与要求教学目的与要求掌握掌握 1 1.土壤的物理和化学特征、微生物的特殊作用土壤的物理和化学特征、微生物的特殊作用 及其与环境污染物降解的及其与环境污染物降解的卫生学卫生学意义;意义;2.2.掌握土壤污染掌握土壤污染的概念、的概念、来源、特点来源、特点和自净过和自净过程;程;3.3.掌握土壤掌握土壤重金属和农药污染重金属和农药污染对健康的危害对健康的危害。熟悉熟悉 1 1.熟悉土壤卫生标
2、准、土壤环境质量标准及固体熟悉土壤卫生标准、土壤环境质量标准及固体 废物控制标准,以及废物控制标准,以及制订的原则和研究方法;制订的原则和研究方法;2 2.熟悉熟悉粪粪便、垃圾的无害化便、垃圾的无害化处处理和利用。理和利用。了解了解 1.土壤土壤生物性污染生物性污染对健康的危害;对健康的危害;2.2.重金属镉污染危害和痛痛病重金属镉污染危害和痛痛病污染对健康的危害;污染对健康的危害;3.3.污污水灌田的水灌田的卫卫生防生防护护,工,工业废业废渣的渣的处处理和利用;理和利用;4.土壤土壤卫生防护原则、监督和监测方法。卫生防护原则、监督和监测方法。地质环境和土壤的卫生学意义地质环境和土壤的卫生学意
3、义是人类赖以生产、生活和生存的物质基础;是人类赖以生产、生活和生存的物质基础;是联系有机界和无机界的重要环节,土壤处于大气是联系有机界和无机界的重要环节,土壤处于大气 圈、水圈、岩石圈和生物圈之间的过度地带;圈、水圈、岩石圈和生物圈之间的过度地带;是结合各环境介质的枢纽;是结合各环境介质的枢纽;是陆地生态系统的核心及其食物链的首端;是陆地生态系统的核心及其食物链的首端;是许多有害废弃物的处理和容纳场所。是许多有害废弃物的处理和容纳场所。第一节第一节 土土 壤壤 环环 境境 特特 征征 The characteristic of soil environment 1.1.1.1.构成:构成:构成
4、:构成:固相、液相、气相固相、液相、气相固相、液相、气相固相、液相、气相 固相固相固相固相总总总总重量的重量的重量的重量的90%90%90%90%以上为矿物质,以上为矿物质,以上为矿物质,以上为矿物质,1 1 1 110%10%10%10%为为为为有机质有机质有机质有机质-腐殖土腐殖土腐殖土腐殖土,液相液相液相液相土壤中的水分和水溶物。土壤中的水分和水溶物。土壤中的水分和水溶物。土壤中的水分和水溶物。来源来源来源来源于降水、空气水蒸气的冷凝水、浅层地下水于降水、空气水蒸气的冷凝水、浅层地下水于降水、空气水蒸气的冷凝水、浅层地下水于降水、空气水蒸气的冷凝水、浅层地下水 (2 (2 (2 (23m
5、 3m 3m 3m 易致地面潮湿和沼泽形成)。含有易致地面潮湿和沼泽形成)。含有易致地面潮湿和沼泽形成)。含有易致地面潮湿和沼泽形成)。含有Na+Na+Na+Na+、Mg+Mg+Mg+Mg+、Ca+Ca+Ca+Ca+、Cl-Cl-Cl-Cl-、NONONONO等多种离子和有机物,及其污染物。等多种离子和有机物,及其污染物。等多种离子和有机物,及其污染物。等多种离子和有机物,及其污染物。气相气相气相气相孔隙中含有多种气体。孔隙中含有多种气体。孔隙中含有多种气体。孔隙中含有多种气体。一、土壤的构成、形成及其卫生学意义一、土壤的构成、形成及其卫生学意义土壤的特征土壤的特征土壤是由土壤是由多相多相组成
6、的能够容纳各种污染物质组成的能够容纳各种污染物质的多孔、的多孔、疏松疏松的系统;的系统;土壤是一个具有土壤是一个具有吸附、解吸吸附、解吸和和交换交换作用的作用的胶体胶体系统;系统;土壤是一个有土壤是一个有络合作用络合作用、螯合作用和氧化还原螯合作用和氧化还原作用作用的化学反应系统;的化学反应系统;土壤是一个充满各种土壤是一个充满各种生物生物、微生物微生物活动的陆地生态活动的陆地生态系统。系统。形成土壤的母质形成土壤的母质(岩石岩石)成分成分/气候气候/地形地貌等因素地形地貌等因素的不同的不同 地球表面的元素分布不均地球表面的元素分布不均 一些地区的一些地区的水、土壤、空气中某些或某种化学元素过
7、多水、土壤、空气中某些或某种化学元素过多/缺乏缺乏 生物体生物体 环境元素环境元素动态动态平衡平衡.土壤的化学特征土壤的化学特征土壤的化学特征土壤的化学特征(1(1)地质元素的分类地质元素的分类 宏量元素宏量元素(Macroelement ):占人体总量的占人体总量的99.95%99.95%,包括包括C、H、O、N、S、P、Na、K、Ca、Mg、Cl 等。等。微量元素微量元素(Trace element):):):):生物组织中正常含量均小于生物组织中正常含量均小于 人体体重的人体体重的0.01%0.01%的元素。的元素。必需微量元素:必需微量元素:有明显营养作用,参于机体的代谢和生理有明显营
8、养作用,参于机体的代谢和生理 功能。是维持生物生长发育、生命活动及繁衍不可缺功能。是维持生物生长发育、生命活动及繁衍不可缺 少的元素少的元素。非必需微量元素:非必需微量元素:无明显生理功能的微量元素无明显生理功能的微量元素 (可能必需微量元素:具有潜在毒性,但低剂量可可能必需微量元素:具有潜在毒性,但低剂量可能具有功能具有功 能作用的微量元素能作用的微量元素)(1(1)地质元素的分类地质元素的分类 4 4 4 4.土壤的化学特征土壤的化学特征土壤的化学特征土壤的化学特征 1995年年FAO/WHO 将微量元素中铁、铜、锰、锌、钼、铬、钴、碘、硒、氟将微量元素中铁、铜、锰、锌、钼、铬、钴、碘、硒
9、、氟(Fe、Cu、Mn、Zn、Mo、Cr、Co、I、Se、F)等等10种列为必需种列为必需微量元素;微量元素;将硅、镍、硼和矾列为可能必需微量元素;将硅、镍、硼和矾列为可能必需微量元素;将铅、镉、汞、砷、铝、锡和锂列为具有潜在毒性,但低剂量将铅、镉、汞、砷、铝、锡和锂列为具有潜在毒性,但低剂量可能具有功能作用的微量元素。可能具有功能作用的微量元素。(2 2)土壤元素背景值:)土壤元素背景值:指该地区为受污染的天然土壤中各种元素的含量。指该地区为受污染的天然土壤中各种元素的含量。(各地区具有不同的土壤元素背景值(各地区具有不同的土壤元素背景值P195 6-2P195 6-2)意义:意义:A A
10、是评价土壤化学污染程度的参照值;是评价土壤化学污染程度的参照值;B B 制定土壤有害化学物质卫生标准的重要依据;制定土壤有害化学物质卫生标准的重要依据;C C 评价土壤化学环境对居民健康影响的重要依据;评价土壤化学环境对居民健康影响的重要依据;D D 土壤资源开发利用和生物地球化学性疾病防治工土壤资源开发利用和生物地球化学性疾病防治工 作的科学依据。作的科学依据。(3 3)土壤对污染物的环境容量:)土壤对污染物的环境容量:(与土壤的自净能力有关)(与土壤的自净能力有关)指一定环境单元、一定时间内、在不超过土壤卫生标准前指一定环境单元、一定时间内、在不超过土壤卫生标准前 提下土壤对某污染物能够容
11、纳的最大负荷。提下土壤对某污染物能够容纳的最大负荷。特点:不同土壤染环境容量不同、同土壤对不同污染物环特点:不同土壤染环境容量不同、同土壤对不同污染物环 境容量不同。是土壤卫生防护和卫生标准制定的依据。境容量不同。是土壤卫生防护和卫生标准制定的依据。4 4 4 4.土壤的化学特征土壤的化学特征土壤的化学特征土壤的化学特征(4 4)土壤的酸碱性:)土壤的酸碱性:土壤的土壤的H H+主要来源于主要来源于COCO2 2 溶于水形成碳酸,还有溶于水形成碳酸,还有AlAl3+3+水解水解 产生产生H H+。OHOH _ _来源于土壤中的碳酸钙、碳酸氢钠等与胶体来源于土壤中的碳酸钙、碳酸氢钠等与胶体 表面
12、交换性的表面交换性的NaNa+。我国土壤多数在我国土壤多数在PH4.5-8.5PH4.5-8.5范围。由南向北递增。范围。由南向北递增。(5 5)土壤的氧化还原性:)土壤的氧化还原性:土壤中有许多有机和无机的氧化性和还原性物质。土壤中有许多有机和无机的氧化性和还原性物质。土壤的氧化剂土壤的氧化剂-主要有氧气、主要有氧气、NONO3 3 _ _和和FeFe 3+等高价金属离子、等高价金属离子、土壤的还原剂土壤的还原剂-主要有有机质和低价金属离子主要有有机质和低价金属离子4 4 4 4.土壤的化学特征土壤的化学特征土壤的化学特征土壤的化学特征(6)土壤的吸附性土壤的吸附性土壤中两个最活跃组分:土壤
13、胶体和土壤微生物。土壤中两个最活跃组分:土壤胶体和土壤微生物。土壤胶体:土壤中颗粒直径小于土壤胶体:土壤中颗粒直径小于1m、具有胶体性质的、具有胶体性质的微粒。一般土壤中的黏土矿物质和腐殖质都具有胶体性质。微粒。一般土壤中的黏土矿物质和腐殖质都具有胶体性质。o巨大的比表面和表面能:比表面是单位重量(或体积)物质的表巨大的比表面和表面能:比表面是单位重量(或体积)物质的表面积。一定体积的物质,颗粒越小,比表面越大。处于物体表面面积。一定体积的物质,颗粒越小,比表面越大。处于物体表面的分子具有一定的自由能,即表面能。物质的比表面越大,表面的分子具有一定的自由能,即表面能。物质的比表面越大,表面能也
14、越大。能也越大。o电荷性质:土壤胶体一般都带负电荷。电荷性质:土壤胶体一般都带负电荷。o土壤胶体凝聚性和分散性:胶体具有相互凝聚的趋势,表现为胶土壤胶体凝聚性和分散性:胶体具有相互凝聚的趋势,表现为胶体凝聚性,胶体微粒因相同电荷而相互排斥,表现为分散性。体凝聚性,胶体微粒因相同电荷而相互排斥,表现为分散性。4 4 4 4.土壤的化学特征土壤的化学特征土壤的化学特征土壤的化学特征l l 土壤的生物是土壤形成,养分转化,物质迁移,污染物降解、土壤的生物是土壤形成,养分转化,物质迁移,污染物降解、土壤的生物是土壤形成,养分转化,物质迁移,污染物降解、土壤的生物是土壤形成,养分转化,物质迁移,污染物降
15、解、转化和固定的重要参与者。转化和固定的重要参与者。转化和固定的重要参与者。转化和固定的重要参与者。l l 土壤的生物是土壤的重要分解者土壤的生物是土壤的重要分解者土壤的生物是土壤的重要分解者土壤的生物是土壤的重要分解者,对其自净具有重要的卫生学对其自净具有重要的卫生学对其自净具有重要的卫生学对其自净具有重要的卫生学意义意义意义意义.l l 土壤的生物包括细菌、放线菌、真菌、藻类、原生动物(螨、土壤的生物包括细菌、放线菌、真菌、藻类、原生动物(螨、土壤的生物包括细菌、放线菌、真菌、藻类、原生动物(螨、土壤的生物包括细菌、放线菌、真菌、藻类、原生动物(螨、蚁、蜈蚣、甲虫、蚯蚓等。蚁、蜈蚣、甲虫、
16、蚯蚓等。蚁、蜈蚣、甲虫、蚯蚓等。蚁、蜈蚣、甲虫、蚯蚓等。5 5 5 5.土壤的土壤的土壤的土壤的生物学特征生物学特征生物学特征生物学特征 土壤是人类生产、生活活动的重要环境因素,与空气、土壤是人类生产、生活活动的重要环境因素,与空气、土壤是人类生产、生活活动的重要环境因素,与空气、土壤是人类生产、生活活动的重要环境因素,与空气、水、食物息息相关。水、食物息息相关。水、食物息息相关。水、食物息息相关。联系有机和无机界的中心环节联系有机和无机界的中心环节联系有机和无机界的中心环节联系有机和无机界的中心环节,有机、无机相互转化的场所。有机、无机相互转化的场所。有机、无机相互转化的场所。有机、无机相互
17、转化的场所。陆地生态系统的核心及食物链的首端。陆地生态系统的核心及食物链的首端。陆地生态系统的核心及食物链的首端。陆地生态系统的核心及食物链的首端。l l许多有害废弃物(废气沉降、污水、固体废弃物)的处理场许多有害废弃物(废气沉降、污水、固体废弃物)的处理场许多有害废弃物(废气沉降、污水、固体废弃物)的处理场许多有害废弃物(废气沉降、污水、固体废弃物)的处理场所和容纳场所。所和容纳场所。所和容纳场所。所和容纳场所。l l污染物中的理、化、生物污染产生相应危害。污染物中的理、化、生物污染产生相应危害。污染物中的理、化、生物污染产生相应危害。污染物中的理、化、生物污染产生相应危害。l l土壤元素分
18、布不均,产生地球化学性疾病。土壤元素分布不均,产生地球化学性疾病。土壤元素分布不均,产生地球化学性疾病。土壤元素分布不均,产生地球化学性疾病。l l土壤结构特征、物理性状影响土壤肥力,影响生产生活,影土壤结构特征、物理性状影响土壤肥力,影响生产生活,影土壤结构特征、物理性状影响土壤肥力,影响生产生活,影土壤结构特征、物理性状影响土壤肥力,影响生产生活,影响健康;经自净可减轻污染,有利健康。响健康;经自净可减轻污染,有利健康。响健康;经自净可减轻污染,有利健康。响健康;经自净可减轻污染,有利健康。6 6 6 6.土壤的卫生学意义土壤的卫生学意义土壤的卫生学意义土壤的卫生学意义 第二节第二节 土壤
19、污染、自净及污染物的转归土壤污染、自净及污染物的转归 The soil pollution、Selfpurification and transformation of pollutant 一、土壤污染一、土壤污染(Soil pollution)(一)(一)概念概念:是指在人类生产和生活活动中排出的是指在人类生产和生活活动中排出的有害物质进入土壤中,直接或间接地有害物质进入土壤中,直接或间接地危害人畜健康的现象。危害人畜健康的现象。一、土壤污染一、土壤污染(Soil pollution)(二)土壤污染的(二)土壤污染的特点特点:1土壤污染的隐蔽性:土壤污染的隐蔽性:有害的化学物质在土壤中与其结
20、合,有害的化学物质在土壤中与其结合,而改变了原来的性质和特征不易被识别;土壤污染物对机体而改变了原来的性质和特征不易被识别;土壤污染物对机体健康的危害以慢性、间接为主,而且往往滞后。健康的危害以慢性、间接为主,而且往往滞后。2积累性与地域性:土壤中的污染物质较大气和水不易扩散和积累性与地域性:土壤中的污染物质较大气和水不易扩散和稀释,在土壤中被吸附、固定及植物吸收而积累达到较高的稀释,在土壤中被吸附、固定及植物吸收而积累达到较高的污染水平,而且有明显的分布。污染水平,而且有明显的分布。3不可逆性:重金属和持久性有机污染物(不可逆性:重金属和持久性有机污染物(POPs)的难降解,)的难降解,甚至
21、产生更大毒性中间产物,都构成了基本不可逆转的过程。甚至产生更大毒性中间产物,都构成了基本不可逆转的过程。4 治理周期长:土壤污染停止后也很难恢复,重金属污染恢复治理周期长:土壤污染停止后也很难恢复,重金属污染恢复可能需要可能需要100-200年时间,而且技术和经济成本高。年时间,而且技术和经济成本高。(三)(三)(三)(三)土壤污染的来源:土壤污染的来源:农业污染:农业污染:属于非点源污染,具有剂量低、面积大。属于非点源污染,具有剂量低、面积大。农药农药(年产量百余万年产量百余万t),有机磷和有机氯污染,还含铅、汞、镉、砷,有机磷和有机氯污染,还含铅、汞、镉、砷;化肥(化肥(年用量年用量4千余
22、万千余万t)氮肥、磷肥致土壤和地下水硝态氮和亚硝)氮肥、磷肥致土壤和地下水硝态氮和亚硝 态氮累积,水域的富营养化;态氮累积,水域的富营养化;农用化学品,地膜。农用化学品,地膜。工业污染:工业污染:以点源污染为多,直接和间接污染共存。以点源污染为多,直接和间接污染共存。三废排放,污水灌溉三废排放,污水灌溉.生活污染:生活污染:生物性污染生物性污染-粪便、垃圾、污水;粪便、垃圾、污水;化学污染化学污染石油副产品、重金属、含氯电子废物石油副产品、重金属、含氯电子废物700余种(余种(50%有害有害)交通污染:交通污染:尾气中重金属为主;尾气中重金属为主;灾害污染物:灾害污染物:自然灾害、战争、意外事
23、故致重金属和放射性污染,往往对环境造自然灾害、战争、意外事故致重金属和放射性污染,往往对环境造 成严重影响。成严重影响。一、土壤污染一、土壤污染(Soil pollution)(四)(四)(四)(四)土壤污染的方式:土壤污染的方式:农业污染:农业污染:属于非点源污染,具有剂量低、面积大。属于非点源污染,具有剂量低、面积大。农药农药(年产量百余万年产量百余万t),有机磷和有机氯污染,还含铅、汞、镉、砷,有机磷和有机氯污染,还含铅、汞、镉、砷;化肥(化肥(年用量年用量4千余万千余万t)氮肥、磷肥致土壤和地下水硝态氮和亚硝)氮肥、磷肥致土壤和地下水硝态氮和亚硝 态氮累积,水域的富营养化;态氮累积,水
24、域的富营养化;农用化学品,地膜。农用化学品,地膜。工业污染:工业污染:以点源污染为多,直接和间接污染共存。以点源污染为多,直接和间接污染共存。三废排放,污水灌溉三废排放,污水灌溉.生活污染:生活污染:生物性污染生物性污染-粪便、垃圾、污水;粪便、垃圾、污水;化学污染化学污染石油副产品、重金属、含氯电子废物石油副产品、重金属、含氯电子废物700余种(余种(50%有害有害)交通污染:交通污染:尾气中重金属为主;尾气中重金属为主;灾害污染物:灾害污染物:自然灾害、战争、意外事故致重金属和放射性污染,往往对环境造自然灾害、战争、意外事故致重金属和放射性污染,往往对环境造 成严重影响。成严重影响。一、土
25、壤污染一、土壤污染(Soil pollution)水型污染水型污染固体废弃物污染固体废弃物污染气型污染气型污染生物性污染物:病原菌生物性污染物:病原菌化学性污染物:重金属、化学性污染物:重金属、农药农药放射性污染物:核试验、放射性污染物:核试验、核固体废弃物核固体废弃物一、土壤污染一、土壤污染(Soil pollution)(四)(四)(四)(四)土壤污染的方式:土壤污染的方式:(五)(五)(五)(五)土壤污染物的种类:土壤污染物的种类:二、土壤的自净二、土壤的自净(soil self-purification)(一)(一)土壤自净概念土壤自净概念 是指受污染的土壤通过物理、化学和生物学的是指
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