环境学概论土壤环境.pptx

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1、1 1土壤环境污染重金属对土壤的污染化学农药对土壤的污染土壤污染的防治主要内容第1页/共70页第四章第四章 土壤环境土壤环境2 2第一节第一节 土壤环境污染土壤环境污染一、土壤污染的概念及特征一、土壤污染的概念及特征土壤污染的概念 人类活动产生的污染物进入土壤并积累到一定程度，引起土壤质量恶化的现象。由于具有生理毒性的物质或过量的植物营养元素进入土壤而导致土壤性质恶化和植物生理功能失调的现象。第2页/共70页第四章第四章 土壤环境土壤环境3 3土壤污染特征土壤污染特征 l 土壤污染的隐蔽性土壤污染的隐蔽性土壤污染往往通过对土壤样品进行分析化验和农作物残留检测情况，甚至通过粮食、蔬菜和水果等农作

2、物以及摄食的人或动物的健康状况才能反映出来，从遭到污染到产生恶果需要相当长的过程 l 土壤污染的持久性土壤污染的持久性土壤污染的持久性土壤污染的持久性土壤环境使污染难于扩散和稀释，在土壤中容易积累并达到很高浓度 l 土壤污染的间接有害性土壤污染的间接有害性土壤污染的间接有害性土壤污染的间接有害性 次生污染源 影响作物品质第3页/共70页第四章第四章 土壤环境土壤环境4 4l污染物的数量l强度l土壤自身的净化能力影响土壤污染程度的因素土壤净化：土壤本身通过吸附、分解、迁移、转化，而使土壤污染的浓度降低而消失的过程。第4页/共70页第四章第四章 土壤环境土壤环境5 5为什么土壤具有净化功能？土壤中

3、的动物和微生物的作用植物的吸收利用土壤胶体对污染物的吸附、解吸和代换过程第5页/共70页第四章第四章 土壤环境土壤环境6 6二、土壤污染源及污染物二、土壤污染源及污染物 工业污染源：废水、废气、废渣。工业污染源：废水、废气、废渣。农业污染源：农药、化肥、地膜。农业污染源：农药、化肥、地膜。生活污染源：塑料、生活垃圾、建筑垃圾。生活污染源：塑料、生活垃圾、建筑垃圾。生物污染源：动物排泄物、动植物遗体等。生物污染源：动物排泄物、动植物遗体等。1 1、土壤污染、土壤污染源源第6页/共70页第四章第四章 土壤环境土壤环境7 7工业污染源据不完全统计，自1981-2002年，我国累计工业废水排放总量达5

4、039亿吨，二氧化硫排放总量达35445万吨，烟尘排放总量达28755.2万吨，工业固体废物产生量累计达178.47亿吨，目前工业固体废物占地面积仍达5.5万公顷。“六五”至“八五”期间（1981-1995），我国工业废水中重金属（汞、镉、铅、六价铬）排放总量累计达38311.52吨，砷18415.54吨，氰化物76488.85吨，石油类1120683.8吨。第7页/共70页第四章第四章 土壤环境土壤环境8 8农业污染化肥：我国化肥用量占世界总量的21.6%,据1999年统计，全国农用化肥用量已达4124万吨（折纯量），有多数省份的平均施用量超过了国际公认的上限225千克/公顷，部分地区达到了

5、400千克/公顷农药：我国农药使用量约132万吨（1999），使用水平高出发达国家一倍农膜：农用塑料薄膜近126万吨其它污染：饲料中各类添加剂的大量使用，有机肥中污染元素（重金属、抗生素以及动物生长激素等）引起的土壤污染问题已受到关注。第8页/共70页第四章第四章 土壤环境土壤环境9 9有机物及农药有机物及农药 通常造成土壤污染的有机物主要是酚、油类、多氯联苯、苯并芘等。农药主要是有机氯类（六六六、DDT、艾氏剂、狄氏剂等）；有机磷类（马拉硫磷、对硫磷、敌敌畏）；氨基甲酸酯类（杀虫剂、除草剂）；苯氧羧酸类（2，4-D、2，4，5-T等除草剂）重金属污染物重金属污染物主要有汞、镉、铅、铬、铜、锌

6、、镍、砷等。污染途径主要有污水灌溉、污泥肥料、废渣堆放、大气降尘等。2 2、土壤污染物质、土壤污染物质 第9页/共70页第四章第四章 土壤环境土壤环境1010放射性物质放射性物质 核爆炸降落物、核电站废弃物，通过降雨淋滤进入土壤。化学肥料大量使用含氮和含磷的化学肥料，改变了土壤的物理、化学性质。严重者影响作物生长，导致农业产品退化。致病的微生物各种细菌、病毒。通过污灌、污泥、垃圾进入土壤第10页/共70页第四章第四章 土壤环境土壤环境1111三、土壤污染的发生类型土壤污染的类型 土壤中污染物的来源具有多源性，主要是工业废气、废水、废渣，以及化肥、农药、城市污泥、垃圾，偶尔还有原子武器散落的放射

7、性微粒等。根据污染物的来源，可将污染分为：水体污染型大气污染型 农业污染型 生物污染型 固体废弃物污染型第11页/共70页第四章第四章 土壤环境土壤环境1212水体污染型污染来源：污水灌溉或受污染水淹没污染分布特点：沿河流或灌溉干支渠成枝形片状分布沈阳张士灌区用污水灌溉20多年后，污染耕地2500多公顷，造成了严重的镉污染，稻田含镉57mgkg。第12页/共70页第四章第四章 土壤环境土壤环境1313 张士灌区张士灌区位于辽宁省沈阳市西部，1962年以来，引用卫工明渠含Cd污水灌溉的稻田面积2800hm2，污水中的Cd主要来自沈阳冶炼厂，该厂日排污水量2.6104-2.7 104m3。污染源治

8、理前，污水中含Cd 1.16-6.0 mg/L，年排Cd量10 000kg，夏季占25.26，此时正值水稻灌溉旺季因而造成Cd在灌区土壤中的大量积累，使得稻米中含Cd量亦较高。以该区生产的米糠、稻壳为饲料，所产猪内脏Cd含量是对照区的7-10倍。灌区居民每人每日摄入Cd量则达558g，约为对照区的32倍。污灌区居民的血和尿中含Cd分别为1.06和13.26g/L，而对照区为0.42和2.13g/L。Cd污染还通过母体传递到了下一代，污灌区胎盘含Cd量为对照区的2.4倍，胎儿肝、肾含Cd量为对照区的2.2倍)。第13页/共70页距排距排污口污口1km4.5km9km14km17.5km对照区对照

9、区Cd8.263.083.581.151.960.31Pb298283202136.8 131.534.31414祁东铅锌矿距离距离沟边沟边50m150m250m对照区对照区Cd6.255.01.381.130.31Mn14100 511915491549309湘潭锰矿第14页/共70页1515污染来源：被污染的大气，污染物通过降水或沉降落入土壤表层污染分布特点：以大气污染源为中心呈环状或带状分布，长轴沿主风向伸长。l冶金工业烟囱排放的金属氧化物粉尘，则冶金工业烟囱排放的金属氧化物粉尘，则在重力作用下以降尘形式进入土壤，形成在重力作用下以降尘形式进入土壤，形成以排污工厂为中心、半径为以排污工厂

10、为中心、半径为2 2至至3 3公里范围公里范围的环状污染的环状污染 大气污染型第15页/共70页第四章第四章 土壤环境土壤环境1616l汽油中添加的防爆剂四乙基铅随废气排汽油中添加的防爆剂四乙基铅随废气排出污染土壤，行车频率高的公路两侧常出污染土壤，行车频率高的公路两侧常形成明显的铅污染带形成明显的铅污染带 。我国从。我国从20002000年年开始停止生产、使用含铅汽油开始停止生产、使用含铅汽油 距离距离(km)0.250.51.02.03.04.0背景背景值值Cd14.1 3.312.21.29 0.52 0.34 0.29株洲冶炼厂第16页/共70页第四章第四章 土壤环境土壤环境1717l

11、污染物来源：农业施用的化肥、农药l影响因素：污染程度与农药、化肥的数量、种类、利用方式和耕作制度有关。农业污染型第17页/共70页第四章第四章 土壤环境土壤环境1818生物污染型生物污染型污染物来源：生活污水（人畜的粪便），医院污水固体废弃物污染型固体废弃物污染型污染物来源：工业企业的尾矿废渣、污泥和城市垃圾第18页/共70页第四章第四章 土壤环境土壤环境1919土壤污染物最突出而又很难降解的有两大类，一是重金属(heavy metal)，二是有机合成农药。土壤重金属污染物(heavy metal pollutant)主要有铅、铬、镉、砷、汞等。它们在土壤中的活性小，易于积累，土壤一旦被其污染

12、则极难消除。其中镉和砷是极毒的；汞、铅、镍是中等毒性；硼、铜、锰、锌的毒性较低。土壤中的重金属来源主要是“三废”的排放所致。第二节 重金属对土壤的污染第19页/共70页第四章第四章 土壤环境土壤环境2020一、土壤背景值环境背景值是指环境诸要素，如大气、水休、土壤以及植物、动物和人休组织等在正常情况下，化学元素的含量及其赋存形态。土壤重金属元素背景值是指一定区域内自然状态下，未受人为污染影响的土壤中重金属元素的正常含量就世界范围而言，环境背景值的研究始于20世纪60年代，其中美国的研究具有一定的规模性与系统性我国土壤元素背景值的研究始于20世纪70年代初，“七五”期间，将土壤元素背景值列为重点

13、攻关课题之一，获得了主要土类中60余种元素的背景值。第20页/共70页第四章第四章 土壤环境土壤环境2121土壤背景值的检验方法均值标准差法差异检验法富集系数法相关分析法第21页/共70页二、重金属元素在土壤中污染特征二、重金属元素在土壤中污染特征1、重金属元素在土壤中一般不易随水移动，、重金属元素在土壤中一般不易随水移动，不能为微生物分解，而在土壤中累积。不能为微生物分解，而在土壤中累积。2、具有表聚现象。、具有表聚现象。3、植物对各种重金属的需求有很大差别：、植物对各种重金属的需求有很大差别：n有些重金属是植物生长发育中并不需要的，有些重金属是植物生长发育中并不需要的，对人体健康的危害明显

14、等；对人体健康的危害明显等；n有些元素则是植物正常生长发育所必需的有些元素则是植物正常生长发育所必需的微量元素，但土壤中含量过高时，也会发微量元素，但土壤中含量过高时，也会发生污染危害。生污染危害。第四章第四章 土壤环境土壤环境2222第22页/共70页4、土壤重金属具有形态变化。、土壤重金属具有形态变化。n在土壤中的重金属元素可区分为五种存在在土壤中的重金属元素可区分为五种存在形态：水溶态、弱代换剂形态：水溶态、弱代换剂(如醋酸盐溶液等如醋酸盐溶液等)代换的、强代换剂代换的、强代换剂(与螯合剂螯合的与螯合剂螯合的)提取的、提取的、次生矿物态、原生矿物态。次生矿物态、原生矿物态。n因此，在研究

15、土壤中重金属污染危害时，因此，在研究土壤中重金属污染危害时，不仅应注意他们的总含量，还必须重视重不仅应注意他们的总含量，还必须重视重金属各种形态的含量。金属各种形态的含量。第四章第四章 土壤环境土壤环境2323第23页/共70页第四章第四章 土壤环境土壤环境2424三、土壤性质与土壤重金属污染(一）pH的影响 土壤中pH值降低某些重金属如铅、铜、锌、铬等易转化为水溶性的重金属盐类，pH值越低其活动度越大，越易于迁移；pH增高，某些重金属则转化为难溶性化合物。pH值越高，它们越易于趋于固定而减低其活性，在土壤中容易积累。类金属砷例外 第24页/共70页2525 大量的试验证明，pH值升高，土壤对

16、重金属的吸附量增加。如在pH=4时，土壤中镉的溶出率超过50%，当pH达7.5时，镉就很难溶出。廖敏等人的试验表明，pH值7.5时，94%以上的水溶态镉进人土壤中，这时的镉主要以粘土矿物和氧化物结合态及残留态形式存在。温淡茂等人的试验结果表明，在接受污泥的酸性土壤中，适当加人石灰将pH值提高到中性至微碱性，将会抑制Ni、Zn、Cd等重金属的生物有效性，使植物对其的吸收量减少。张士灌区的试验表明，影响水稻籽实吸镉量的主要因素是pH值。第25页/共70页第四章第四章 土壤环境土壤环境2626（二）（二）Eh Eh的影响的影响 土壤的氧化还原电位影响重金属的存在形态，从而影响重金属化学行为、迁移能力

17、及对生物的有效性。影响土壤氧化还原的因素影响土壤氧化还原的因素土壤通气状况土壤有机质状况土壤无机状况第26页/共70页第四章第四章 土壤环境土壤环境2727一般旱地土壤的氧化还原电位(Eh)为+400-+700mV；水田的Eh值在+300-200mV。根据土壤的Eh值可以确定土壤中有机物和无机物可能发生的氧化还原反应和环境行为。第27页/共70页n n当土壤的当土壤的Eh值值700mV时，土壤完全处于氧时，土壤完全处于氧化条件下，有机物质会迅速分解；化条件下，有机物质会迅速分解；n n当当Eh值在值在400-700mV时，土壤中氮素主要时，土壤中氮素主要以以NO3-形式存在；形式存在；n n当

18、当Eh值值400mV时，反硝化开始发生；时，反硝化开始发生；n n当当Eh200mV时，时，NO3-开始消失，出现大量开始消失，出现大量的的NH4+。n n当土壤淹水时，当土壤淹水时，Eh值降至值降至-100mV，Fe2+浓浓度已经超过度已经超过Fe3+；n nEh值再降低，值再降低，-200mV时，时，H2S大量产生，大量产生，Fe2+就会变成就会变成FeS沉淀了，其迁移能力降低。沉淀了，其迁移能力降低。2828第28页/共70页第四章第四章 土壤环境土壤环境2929一般来说，在还原条件下，很多重金属易产生难溶性的硫化物，而在氧化条件下，溶解态和交换态含量增加以Cd为例，CdS是难溶物质，而

19、在氧化条件下的CdSO4的溶解度要大得多。但主要以阴离子状态存在的砷的情况正相反，在还原条件下，一方面，As5+被还原为As3+，而亚砷酸盐的溶解度大于砷酸盐，从而增加了土壤溶液中的As浓度，使As的迁移能力增强，另一方面，与砷酸盐结合的Fe3+被还原为Fe2+，使与Fe3+结合的砷酸盐溶解。对某些重金属来说，在不同的氧化还原电位条件下，有不同的价态，其化合物的溶解度和毒性显著不同。如Cr3+是农作物所需要的微量元素，但其化合物的溶解度较低，而Cr6+对农作物来说，是有毒元素，其化合物的溶解度也较大。第29页/共70页第四章第四章 土壤环境土壤环境3030有机有机-无机胶体的吸附作用无机胶体的

20、吸附作用 重金属被土壤胶体的吸附固定可分为两种方式：如金属元素被吸附在胶体表面的交换点上，则较易被释放；如保持在胶体矿物的晶格中，则很难释放，不利于金属元素的迁移。第30页/共70页第四章第四章 土壤环境土壤环境3131土壤中重金属的络合-合螯用作 土壤中的羟基和氯离子是主要的络合离子，羟基与重金属的络合作用可大大提高重金属氢氧化物的溶解度，同样氯络重金属离子的形成也可提高重金属在土壤中的迁移。合螯用作是络合作用的特殊形式（形成环状络合物），可降低重金属的迁移能力。第31页/共70页第四章第四章 土壤环境土壤环境3232四、土壤重金属污染治理方法（一）土壤重金属污染源的控制控制含有重金属的有害

21、气体和粉尘的超标排放严格执行污灌水质标准和控制污水超标排放控制污泥、垃圾等固体废弃物的排放和使用发展清洁工艺第32页/共70页（二）土壤重金属污染的调控措施（二）土壤重金属污染的调控措施 治理土壤重金属污染的途径主要有两种：n一是改变重金属在土壤中的存在形态，使一是改变重金属在土壤中的存在形态，使其固定，降低其在环境中的迁移性和生物其固定，降低其在环境中的迁移性和生物可利用性。可利用性。n二是从土壤中去除重金属二是从土壤中去除重金属。1、施用改良剂第四章第四章 土壤环境土壤环境3333第33页/共70页n n调节土壤pH值和施用石灰 一般说来，金属氢氧化物溶解度之低仅次于硫化一般说来，金属氢氧

22、化物溶解度之低仅次于硫化一般说来，金属氢氧化物溶解度之低仅次于硫化一般说来，金属氢氧化物溶解度之低仅次于硫化物，而且还可通过提高物，而且还可通过提高物，而且还可通过提高物，而且还可通过提高PHPHPHPH进一步降低其溶解度。进一步降低其溶解度。进一步降低其溶解度。进一步降低其溶解度。在这当中，如果使用石灰作为碱制剂，则可通过在这当中，如果使用石灰作为碱制剂，则可通过在这当中，如果使用石灰作为碱制剂，则可通过在这当中，如果使用石灰作为碱制剂，则可通过引起与钙的共沉淀现象而促进沉淀的产生引起与钙的共沉淀现象而促进沉淀的产生引起与钙的共沉淀现象而促进沉淀的产生引起与钙的共沉淀现象而促进沉淀的产生n

23、n土壤中增施有机物质 加入的有机物可促使土壤溶液中的重金属加入的有机物可促使土壤溶液中的重金属离子形成螯合物，增大土壤对重金属离子离子形成螯合物，增大土壤对重金属离子的吸附能力，从而减轻重金属对作物的危的吸附能力，从而减轻重金属对作物的危害。另外，向土壤中施加促进还原作用的害。另外，向土壤中施加促进还原作用的有机物，可促使重金属以硫化物形成沉淀；有机物，可促使重金属以硫化物形成沉淀；可使可使CrCr+6+6转化为转化为CrCr+3+3，降低毒性，降低毒性。第四章第四章 土壤环境土壤环境3434第34页/共70页n n化学沉淀和吸附 促使土壤中重金属形成难溶性盐，可使大促使土壤中重金属形成难溶性

24、盐，可使大多数重金属的植物毒性显著降低。土壤中多数重金属的植物毒性显著降低。土壤中增施易溶性正磷酸化合物增施易溶性正磷酸化合物n n离子拮抗 当一种离子抑制另一种离子的吸收时，则当一种离子抑制另一种离子的吸收时，则可认为两者之间产生拮抗作用。拮抗作用可认为两者之间产生拮抗作用。拮抗作用最常见于化学性质相似的元素之间，这就最常见于化学性质相似的元素之间，这就是说两者可能竞争植物根上相同的一些离是说两者可能竞争植物根上相同的一些离子吸附位。在钙和锶之间，镉和锌之间，子吸附位。在钙和锶之间，镉和锌之间，钾和铯之间都有可能产生这种现象。钾和铯之间都有可能产生这种现象。第四章第四章 土壤环境土壤环境35

25、35第35页/共70页2、调节土壤Eh值n可以通过调节土壤水土壤分来控制土壤中重可以通过调节土壤水土壤分来控制土壤中重金属的行为金属的行为n硫化氢的出现一般是从硫化氢的出现一般是从0mv0mv缓慢开始而于缓慢开始而于-150mv150mv至至-200mv-200mv时急剧增多。时急剧增多。第四章第四章 土壤环境土壤环境3636第36页/共70页(三三)土壤重金属污染的工程治理措施土壤重金属污染的工程治理措施1 1、客土法、换土法、客土法、换土法n n客土法是在被污染的土壤上覆盖上非污染客土法是在被污染的土壤上覆盖上非污染土壤；土壤；n n换土法是部分或全部挖除污染土壤而换上换土法是部分或全部挖

26、除污染土壤而换上非污染土壤。非污染土壤。2 2、水洗法、水洗法n n水洗法是采用清水灌溉稀释或洗去重金属水洗法是采用清水灌溉稀释或洗去重金属离子，使重金属离子迁移至较深土层中，离子，使重金属离子迁移至较深土层中，以减少表土中重金属离子的浓度；或者将以减少表土中重金属离子的浓度；或者将含重金属离子的水排出田外。含重金属离子的水排出田外。第四章第四章 土壤环境土壤环境3737第37页/共70页污染土壤电动修复原理示意图 电动修复法是通过在污染的土壤中置入正负电极，产生低强度的电流，土壤中的正负离子和带电的微粒分别移向正负电极而达到从土壤中清除污染物质的目的。3、电动修复法第38页/共70页4 4、

27、热解吸法、热解吸法n 对于挥发性的重金属，采用加热的方法可对于挥发性的重金属，采用加热的方法可以将其从土壤中解吸出来，这种方法主要以将其从土壤中解吸出来，这种方法主要用于土壤用于土壤Hg污染的治理。美国的一家汞回污染的治理。美国的一家汞回收服务公司对汞的回收利用进行了实验室收服务公司对汞的回收利用进行了实验室和中型模拟实验研究，最后成功地应用于和中型模拟实验研究，最后成功地应用于现场治理现场治理,并且开始了商业化服务。迄今为并且开始了商业化服务。迄今为止，此项技术已成功地治理了止，此项技术已成功地治理了2300t以上被以上被汞污染的土壤，治理后土壤中汞的浓度达汞污染的土壤，治理后土壤中汞的浓度

28、达到了背景值到了背景值(1mg/kg)对于挥发性的重金属，对于挥发性的重金属，对于挥发性的重金属，对于挥发性的重金属，如汞如汞如汞如汞第四章第四章 土壤环境土壤环境3939第39页/共70页5 5、淋溶法、淋溶法n n运用试剂和土壤中的重金属作用，形成溶运用试剂和土壤中的重金属作用，形成溶解性的重金属离子试剂络合物，最后从提解性的重金属离子试剂络合物，最后从提取液中回收重金属，并循环利用或金属提取液中回收重金属，并循环利用或金属提取液，应用取液，应用EDTAEDTA络合剂去除土壤中的络合剂去除土壤中的CuCu、NiNi、CdCd、ZnZn，0.01mol/L0.01mol/L的的EDTAEDT

29、A能去除初始能去除初始浓度为浓度为100300mg/kg100300mg/kg重金属的重金属的80%.80%.第40页/共70页（四）土壤重金属污染的生物修复（四）土壤重金属污染的生物修复生物修复方法主要是利用特殊植物和微生物生物修复方法主要是利用特殊植物和微生物来去除土壤中的重金属或降低重金属的毒来去除土壤中的重金属或降低重金属的毒性。性。1、植物修复技术 是指利用植物清除土壤中的污染物质或者是指利用植物清除土壤中的污染物质或者使污染物质无毒化，包括植物提取、植物使污染物质无毒化，包括植物提取、植物挥发、根际过滤和植物固定。植物修复技挥发、根际过滤和植物固定。植物修复技术也被称为绿色修复技术

30、。术也被称为绿色修复技术。第四章第四章 土壤环境土壤环境4141第41页/共70页第四章第四章 土壤环境土壤环境4242植物提取是指土壤中的污染物质从土壤中迁移到植物地上部分。在植物修复技术中，最具意义的是植物提取，因为它能将土壤中的污染物质转移到植物体内，从而彻底清除土壤中的污染物质。植物提取的关键是发现那些能超量富集污染物质的植物超富集植物（hyperaccumulator）。超富集植物是指植物地上部分的金属含量是正常植物含量的10-100倍以上的植物，超富集植物积累的Cr、Co、Ni、Cu、Pb的含量一般在0.1%以上，积累的Mn、Zn含量一般在1%以上，积累的Cd的含量一般在0.01%

31、以上。第42页/共70页第四章第四章 土壤环境土壤环境43431976年Brooks等（1976）在新喀里多尼亚发现的超富集Ni的植物Sebertia acuminata树液中的Ni含量高达25.74%（干重）（湿重时为11.20%），树叶中的含量为1.17%、树干皮中为2.45%、嫩枝树皮中的含量为1.12%、果中为0.30%、木质中为0.17%。1977年Brooks等首次提出了超富集植物的概念，用来指植物干组织内含Ni超过100010-6的植物。最初发现的超富集植物主要是富集Ni的植物。1983年Chaney提出了利用超富集植物清除土壤中的污染物质的理念，1990年以后开始引起公众的兴趣

32、。第43页/共70页第四章第四章 土壤环境土壤环境4444世界上发现的超富集植物种类第44页/共70页超富集砷的植物蜈蚣蕨第45页/共70页第四章第四章 土壤环境土壤环境4646植物挥发是指植物吸收土壤中挥发性金属并通过正常的呼吸与蒸腾作用将其挥发出去的过程。挥发性金属主要是指汞和硒。根际过滤是指利用植物的根系将污染物从流水中去除(Chaney等，1997)植物固定是指通过植物根系的作用将污染物质固定在土壤中的过程。第46页/共70页第四章第四章 土壤环境土壤环境47472 2、微生物修复技术、微生物修复技术利用某些微生物来增加或降低土壤中的重金属的可移动性，从而达到清除或沉淀土壤中的重金属的

33、目的 微生物修复土壤的基本原理依据为有利于污染物毒性降低、生物可利用性增加、微生物活性增加3个原则。修复技术包括：添加营养、接种外源降解菌、生物通气、土地处理、堆肥式处理、生物堆层和泥浆技术。第47页/共70页第四章第四章 土壤环境土壤环境4848第三节第三节 化学农药对土壤的污染化学农药对土壤的污染 按按中华人民共和国农药管理条例中华人民共和国农药管理条例，农药农药是指用于防治、消灭或者控制危害农是指用于防治、消灭或者控制危害农业、林业的病、虫、草和其它有害生物以业、林业的病、虫、草和其它有害生物以及有目的地调节植物、昆虫生长的化学合及有目的地调节植物、昆虫生长的化学合成的或者来源于生物、其

34、它天然物质的一成的或者来源于生物、其它天然物质的一种物质或者几种物质的混合物及其制剂。种物质或者几种物质的混合物及其制剂。农药概念第48页/共70页第四章第四章 土壤环境土壤环境4949昆虫生长调节剂（IGR）可干扰幼虫的发育，减少成虫产卵植物生长调节剂是指所有用来调节植物生命过程的内源植物生长物质。这些物质能影响植物的大小、形态特征、开花结果和产量，人们习惯上称这些物质叫植物激素，把植物体内产物叫内源激素，把人工合成的叫外源激素。第49页/共70页第四章第四章 土壤环境土壤环境5050 一、化学农药对环境的污染 n破坏了自然界的生态平衡：有机氯农药在杀死害虫的同时，对害虫的“天敌”及传粉的益

35、虫益鸟也有伤害作用；n使害虫产生了抗药性：长期使用同类型农药，导致农药量越来越大，成本越来越高；n农药在土壤中残留，使土壤环境遭受污染；在我国的一些地区，滥用农药已到了相当严重的地步。在我国的一些地区，滥用农药已到了相当严重的地步。目前，我国农药污染面积已达目前，我国农药污染面积已达1.361.36亿亩，仅亿亩，仅1995-19961995-1996年间，就发生农药危害事件年间，就发生农药危害事件20002000多起，经济损失近多起，经济损失近5 5亿亿元。元。第50页/共70页5151农药散布对人畜的急性毒性对鱼、益虫和其它生物的影响作物土壤水体大气悬浮残留水生生物残留秸秆残留土壤残留食品残

36、留生物吸收饲料堆肥慢性中毒农农药药对对环环境境要要素素和和人人体、体、生生物物的的影影响响第51页/共70页第四章第四章 土壤环境土壤环境5252氯二、主要的农药类型第52页/共70页第四章第四章 土壤环境土壤环境5353 1、有机氯农药含氯的有机化合物，大部分是含一个或几个苯环的氯素衍生物。代表：DDT、六六六、艾氏剂、狄氏剂特点：n高残留性：化学性质稳定，残留时间长n脂溶性：易溶于脂肪中，在脂肪中累积。我国于1985年全部禁止生产和使用。第53页/共70页第四章第四章 土壤环境土壤环境5454含磷的有机化合物，大部分是磷酸酯类和酰胺类化合物。2、有机磷农药主要品种：对硫磷（1605）、甲基

37、对硫磷、敌敌畏、二甲硫吸磷、乐果、敌百虫、马拉硫磷等。有剧毒性比较容易分解，在环境中残留时间短具有烷基化作用，可能会引起动物的致癌、致突作用特点第54页/共70页第四章第四章 土壤环境土壤环境55553.氨基甲酸酯类农药主要产品：涕严威、灭虫威、克百威(呋喃丹)、严多威、西维因(甲萘威)、速灭威、混灭威、异丙威(叶蝉散)等特点：在环境中易分解，属于低残留农药在动物体内也能迅速分解第55页/共70页5656常用的除草剂有2，4-D（2，4二氯苯氧基醋酸）和2，4，5-T（2，4，5-三氯苯氧基醋酸）及其脂类，它们能除灭许多阔叶草，但对许多狭叶草无害。4 4、除草剂、除草剂 特点：l在植物体内不转

38、移，不传导，对人、畜毒性不大，在环境中会被逐渐分解。l可能有致畸作用在各类农药中世界除草剂的生产量和销售额都最高，产量为农药总产量的4548第56页/共70页第四章第四章 土壤环境土壤环境5757三、农药在土壤中的迁移、降解及残留 田间喷撒农药拌种、浸种随大气沉降、灌溉水和动植物残体而进入土壤1.1.农药进入土壤的主要途径农药进入土壤的主要途径第57页/共70页第四章第四章 土壤环境土壤环境5858n土壤胶体吸附n随土壤水扩散迁移n挥发进入大气 2.农药在土壤中的迁移第58页/共70页第四章第四章 土壤环境土壤环境59593.农药在土壤中的降解 光化学降解 碳-碳键和碳-氢键断裂化学降解 水解

39、和氧化微生物降解第59页/共70页第四章第四章 土壤环境土壤环境6060 4.农药在土壤中的残留 影响农药在土壤中残留的因素第60页/共70页6161农药在土壤中的残留常用两种概念来表示：即半衰期和残留量。半衰期是指农药因降解等原因使其浓度减少一半所需要的时间；不同类型的农药在土壤中残留的时间（半衰期）有机氯农药 24年；除草剂类 0.10.4年；有机磷 0.020.2年；甲酸酯类 0.020.2 年年农药在土壤中的残留第61页/共70页第四章第四章 土壤环境土壤环境6262n残留量是指还未被降解而继续存在于土壤中的农药，单位是mg/kg，残留量R用下式计算：R=c-kt n式中：c农药在土壤

40、中的初始含量；t农药在土壤中的衰减时间；k常数。第62页/共70页第四章第四章 土壤环境土壤环境6363第四节第四节 土壤污染的防治土壤污染的防治 控制和减少工业“三废”排放量 加强污水灌溉区土壤的监测和管理 合理施用化肥和农药 慎用垃圾肥和污泥肥料增加土壤容量和提高土壤净化能力一、控制和消除土壤污染源一、控制和消除土壤污染源 第63页/共70页第四章第四章 土壤环境土壤环境6464施加抑制剂 控制土壤氧化-还原状况 改变耕作制度客土深翻 制定农药的容许残留量 禁止和严格限制难降解农药的施用。根据土壤营养状况，合理选用不同类型的化学肥料研制可降解地膜，回收费旧地膜。二、防治土壤污染的措施二、防

41、治土壤污染的措施 第64页/共70页土壤环境质量标准土壤环境质量标准 Environmental quality standard for soils(GB 15618-1995 1996-03-01实施)为贯彻为贯彻为贯彻为贯彻中华人民共和国环境保护法中华人民共和国环境保护法中华人民共和国环境保护法中华人民共和国环境保护法，防止土壤污染，防止土壤污染，防止土壤污染，防止土壤污染，保护生态环境，保障农林生产，维护人体健康，制定本保护生态环境，保障农林生产，维护人体健康，制定本保护生态环境，保障农林生产，维护人体健康，制定本保护生态环境，保障农林生产，维护人体健康，制定本标准。标准。标准。标准。

42、1 主题内容与适用范围1.1 主题内容主题内容本标准按土壤应用功能、保护目标和土壤主要性质，规本标准按土壤应用功能、保护目标和土壤主要性质，规定了土壤中污染物的最高允许浓度指标值及相应的监测定了土壤中污染物的最高允许浓度指标值及相应的监测方法。方法。1.2 适用范围适用范围本标准适用于农田、蔬菜地、茶园、果园、牧场、林地、本标准适用于农田、蔬菜地、茶园、果园、牧场、林地、自然保护区等地的土壤。自然保护区等地的土壤。6565第65页/共70页 2 术语3 土壤环境质量分类和标准分级3.1 土壤环境质量分类土壤环境质量分类根据土壤应用功能和保护目标，划分为三类：根据土壤应用功能和保护目标，划分为三

43、类：类主要适用于国家规定的自然保护区类主要适用于国家规定的自然保护区(原有背景重原有背景重金属含量高的除外金属含量高的除外)、集中式生活饮用水源地、茶园、集中式生活饮用水源地、茶园、牧场和其他保护地区的土壤，土壤质量基本牧场和其他保护地区的土壤，土壤质量基本 保持自保持自然背景水平。然背景水平。类主要适用于一般农田、蔬菜地、茶园、果园、类主要适用于一般农田、蔬菜地、茶园、果园、牧场等土壤，土壤质量基本上对植物和环境不造成牧场等土壤，土壤质量基本上对植物和环境不造成危害和污染。危害和污染。类主要适用于林地土壤及污染物容量较大的高背类主要适用于林地土壤及污染物容量较大的高背景值土壤和矿产附近等地的

44、农田土壤景值土壤和矿产附近等地的农田土壤(蔬菜地除外蔬菜地除外)。土壤质量基本上对植物和环境不造成危害和污染。土壤质量基本上对植物和环境不造成危害和污染6666第66页/共70页 3.2 标准分级标准分级一级标准一级标准 为保护区域自然生态，维持自然背景的为保护区域自然生态，维持自然背景的土壤环境质量的限制值。土壤环境质量的限制值。二级标准二级标准 为保障农业生产，维护人体健康的土壤为保障农业生产，维护人体健康的土壤限制值。限制值。三级标准三级标准 为保障农林业生产和植物正常生长的土为保障农林业生产和植物正常生长的土壤临界值。壤临界值。3.3 各类土壤环境质量执行标准的级别规定如下：各类土壤环

45、境质量执行标准的级别规定如下：类土壤环境质量执行一级标准；类土壤环境质量执行一级标准；类土壤环境质量执行二级标准；类土壤环境质量执行二级标准；类土壤环境质量执行三级标准；类土壤环境质量执行三级标准；4 标准值本标准规定的三级标准值，见表本标准规定的三级标准值，见表1（mg/kg）本标准由国家环境保护局负责解释。本标准由国家环境保护局负责解释。6767第67页/共70页6868级级 别别 一级一级二级二级三级三级项目项目自然背景自然背景7.56.5镉镉0.200.300.601.0汞汞 0.150.300.501.01.5砷砷：水田水田 1530252030 旱地旱地 1540302540铜铜：

46、农田农田3550100100400果园果园 150200200400铅铅 35250300350500此外，还有Cr、Zn、Ni、666、DDT第68页/共70页第四章第四章 复习思考题复习思考题一、名词解释 土壤污染土壤污染 环境背景值环境背景值 二、问答题1、为什么说土壤具有净化功能？、为什么说土壤具有净化功能？2、试述土壤重金属的污染特征、试述土壤重金属的污染特征3、以、以Cd为例，论述影响土壤重金属迁移转化为例，论述影响土壤重金属迁移转化的因素的因素4、试述土壤重金属污染调控的途径与主要措、试述土壤重金属污染调控的途径与主要措施施第69页/共70页7070感谢您的观看。感谢您的观看。第70页/共70页