第五章-环境学课件.ppt

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1、LOGO第五章 土壤污染与防治LOGO第一节第一节 土壤及其理化性质土壤及其理化性质一、土壤及其组成一、土壤及其组成土壤有机质是土壤中有机化土壤有机质是土壤中有机化合物的总称，包括腐殖质、合物的总称，包括腐殖质、糖类、木质素、有机氮、糖类、木质素、有机氮、脂肪、有机磷等；脂肪、有机磷等；1.土壤矿物质土壤矿物质2.土壤有机质土壤有机质3.土壤溶液土壤溶液4.土壤空气土壤空气5.土壤的机械组成土壤的机械组成 与质地类型与质地类型LOGO土壤中的有机质土壤中的有机质化合物化合物类别类别成分成分在土壤中的作用在土壤中的作用腐殖腐殖质质植物残体植物残体经经微生物降解微生物降解转转化化合成含茅香核、甲氧

2、基（合成含茅香核、甲氧基（OCH3）、）、羟羟基（基（OH）官能官能团团。化学元素主要是。化学元素主要是C、H、O及及N、酚、酚羟羟基、基、羧羧基基改改进进土壤的物理、化学性土壤的物理、化学性质质，促促进营进营养物的交养物的交换换、吸附和、吸附和固定固定糖糖类类纤维纤维素、半素、半纤维纤维素、淀粉、素、淀粉、果胶果胶质质、甲壳、甲壳质质等等土壤中微生物的主要养料，土壤中微生物的主要养料，帮助改善土壤帮助改善土壤结结构构脂肪、蜡脂肪、蜡质质及及树树脂脂可溶于溶可溶于溶剂剂的的类类脂脂类类化合物，化合物，后者是酸、醇型的后者是酸、醇型的防止土壤防止土壤结结构的破坏，但多构的破坏，但多数数对对植物有

3、毒性植物有毒性有机氮有机氮氨基酸、氨基糖、氨基酸、氨基糖、单单宁宁质质等等提供土壤微生物养分，提供提供土壤微生物养分，提供土壤氮肥土壤氮肥磷化合物磷化合物磷酸脂、磷脂、磷酸脂、磷脂、环环己六醇等己六醇等植物磷酸植物磷酸盐盐的来源的来源灰分残留物灰分残留物结结合在有机体中除合在有机体中除C、H、O、N、P外的外的Ca、Mg、K、Na、Si、S、Fe、Al、Mn、Cl、Zn、B、F等等植物生植物生长长吸收元素的主要来吸收元素的主要来源源LOGO二、土壤的形成及结构1、土壤的形成和发展、土壤的形成和发展土壤的形成过程土壤的形成过程LOGOLOGO3、土壤的剖面形态、土壤的剖面形态自然土壤的综合剖面自

4、然土壤的综合剖面LOGO三、三、土壤的重要理化性质土壤的重要理化性质1、土壤胶体与土壤的吸附性质土壤胶体与土壤的吸附性质土壤的吸附性质与土壤中的胶体相关。土壤胶体按成分及来源可分为三类：土壤胶体按成分及来源可分为三类：1）有机胶体有机胶体2）无机胶体）无机胶体3）有机无机复合胶体）有机无机复合胶体土壤胶体的活性与其所具有的胶体特性紧密相关：土壤胶体的活性与其所具有的胶体特性紧密相关：1 1）土壤胶体具有巨大的比表面积和表面能，从而使土壤具有吸附性。）土壤胶体具有巨大的比表面积和表面能，从而使土壤具有吸附性。2 2）土壤胶体具有电荷性质。）土壤胶体具有电荷性质。鉴于土壤胶体内层所带电荷性质不同，

5、土壤胶体表面吸附离子的电荷性鉴于土壤胶体内层所带电荷性质不同，土壤胶体表面吸附离子的电荷性质也不同，离子交换作用也分为阳离子交换作用和阴离子交换作用。质也不同，离子交换作用也分为阳离子交换作用和阴离子交换作用。3 3）土壤胶体还具有分散性和凝聚性。）土壤胶体还具有分散性和凝聚性。LOGO2.土壤的酸碱性土壤的酸碱性 土壤的酸碱性是土壤的重要理化性质之一，土壤微生物的活动、有机土壤的酸碱性是土壤的重要理化性质之一，土壤微生物的活动、有机物的分解、营养元素的有效性和土壤中元素的迁移转化等都与土壤溶液物的分解、营养元素的有效性和土壤中元素的迁移转化等都与土壤溶液的酸碱性紧密相关。的酸碱性紧密相关。1

6、）土壤酸度）土壤酸度 土壤酸度可分为活性酸度和潜在酸度。土壤酸度可分为活性酸度和潜在酸度。活性酸度又称有效酸度，是指土壤溶液中游离的活性酸度又称有效酸度，是指土壤溶液中游离的H浓度直接反映出的酸度，浓度直接反映出的酸度，通常用通常用pH表示。通常，盐基饱和度高的土壤表示。通常，盐基饱和度高的土壤pH值较高，酸性弱；盐基饱和度小值较高，酸性弱；盐基饱和度小的土壤的土壤pH值较低，酸性强。值较低，酸性强。潜在酸度的来源是土壤胶体所吸附的可代换性离子（主要指潜在酸度的来源是土壤胶体所吸附的可代换性离子（主要指H和和Al3），当），当这些离子被吸附时不显酸性，但当它们通过离子交换进入土壤溶液后，会增大

7、土这些离子被吸附时不显酸性，但当它们通过离子交换进入土壤溶液后，会增大土壤溶液中壤溶液中H浓度，显示出酸性。潜在酸对土壤性质有很大影响，当胶体吸附的浓度，显示出酸性。潜在酸对土壤性质有很大影响，当胶体吸附的H和和Al3转入溶液引起酸碱度变化时，会影响土壤性质、养分的供给和生物的转入溶液引起酸碱度变化时，会影响土壤性质、养分的供给和生物的活动等。活动等。LOGOLOGO3）土壤的缓冲性）土壤的缓冲性 土壤具有缓和酸碱度激烈变化的能力。土壤溶液中的碳土壤具有缓和酸碱度激烈变化的能力。土壤溶液中的碳酸、腐殖酸和其他有机酸等弱酸及盐类，构成了一个良好的酸、腐殖酸和其他有机酸等弱酸及盐类，构成了一个良好

8、的酸碱缓冲体系；另外，土壤胶体吸附的盐基离子和氢离子能酸碱缓冲体系；另外，土壤胶体吸附的盐基离子和氢离子能分别对酸和碱起缓冲作用。土壤胶体和盐基代换量越大，土分别对酸和碱起缓冲作用。土壤胶体和盐基代换量越大，土壤的酸碱缓冲能力越强。壤的酸碱缓冲能力越强。LOGO3.土壤的氧化土壤的氧化 还原性还原性1.土壤中存在许多有机和无机的氧化性和还原性物质，是一个杂的氧化还土壤中存在许多有机和无机的氧化性和还原性物质，是一个杂的氧化还原混合体系，土壤在这些物质的共同作用下表现出一定的氧化还原特原混合体系，土壤在这些物质的共同作用下表现出一定的氧化还原特性。土壤的氧化还原性对土壤中物质的迁移转化具有重要影

9、响。性。土壤的氧化还原性对土壤中物质的迁移转化具有重要影响。2.土壤中的氧化还原物质种类众多，可分为有机体系和无机体系两大类。土壤中的氧化还原物质种类众多，可分为有机体系和无机体系两大类。无机体系如氧体系、铁体系、锰体系、硫体系和氢体系；有机体系包括无机体系如氧体系、铁体系、锰体系、硫体系和氢体系；有机体系包括不同分解程度的有机物、有机酸、糖类等。不同分解程度的有机物、有机酸、糖类等。3.土壤的氧化还原性质常用土壤溶液的氧化还原电位（土壤的氧化还原性质常用土壤溶液的氧化还原电位（Eh）来衡量，其）来衡量，其值取决于土壤溶液中氧化态物质和还原态物质的相对浓度。一般旱地土值取决于土壤溶液中氧化态物

10、质和还原态物质的相对浓度。一般旱地土壤的壤的Eh值在值在400700mV，水田土壤的，水田土壤的Eh值在值在200300mV。4.影响土壤氧化还原性质的因素主要包括：影响土壤氧化还原性质的因素主要包括：土壤通气状况，通气良土壤通气状况，通气良好，电位升高；通气不良，电位下降。好，电位升高；通气不良，电位下降。土壤有机质状况，土壤有机质土壤有机质状况，土壤有机质在嫌气条件下分解，形成大量还原性物质，在浸水条件下在嫌气条件下分解，形成大量还原性物质，在浸水条件下Eh下降；下降；土壤无机物状况，一般还原性无机物多，还原作用强，氧化性无机物多，土壤无机物状况，一般还原性无机物多，还原作用强，氧化性无机

11、物多，氧化作用强。土壤中氧化铁和硝酸盐含量高，可减弱还原作用，缓冲氧化作用强。土壤中氧化铁和硝酸盐含量高，可减弱还原作用，缓冲Eh值的下降。值的下降。LOGOLOGO第二节土壤污染及危害第二节土壤污染及危害一、土壤自净与土壤污染一、土壤自净与土壤污染、土壤污染的内涵、土壤污染的内涵 土壤中污染物的输入、累积和土壤环境的自净作用是两个相反而土壤中污染物的输入、累积和土壤环境的自净作用是两个相反而同时进行的过程，正常情况下二者处于动态平衡，不会造成污染。但当同时进行的过程，正常情况下二者处于动态平衡，不会造成污染。但当污染物质输入土壤的数量和速度超过土壤的自净作用，打破了累积和净污染物质输入土壤的

12、数量和速度超过土壤的自净作用，打破了累积和净化的动态平衡，随着污染物的累积土壤环境将发生明显的变异，必然导化的动态平衡，随着污染物的累积土壤环境将发生明显的变异，必然导致土壤正常功能的失调土壤质量恶化；同时土壤中的污染物发生迁移转致土壤正常功能的失调土壤质量恶化；同时土壤中的污染物发生迁移转化进入大气、水体和生物圈，并最终影响到人类的健康。化进入大气、水体和生物圈，并最终影响到人类的健康。2.2.土壤污染途径土壤污染途径 土壤环境是一个开放体系，污染物可以通过多种途径进土壤环境是一个开放体系，污染物可以通过多种途径进入土壤，如污水灌溉，滥用化肥、农药、污泥，在土壤表面入土壤，如污水灌溉，滥用化

13、肥、农药、污泥，在土壤表面堆放或处理固体废弃物，大气污染物沉降进入土壤等。堆放或处理固体废弃物，大气污染物沉降进入土壤等。LOGOLOGO二、土壤污染的特点及危害二、土壤污染的特点及危害1、土壤污染的特点、土壤污染的特点1)隐蔽性和潜伏性蔽性和潜伏性2)易累易累积性性3)不可逆性和持久性不可逆性和持久性4)危害的危害的严重性和重性和难治理性治理性2、土壤、土壤污染的危害染的危害1）导致致严重的直接重的直接经济损失失2）导致食物品致食物品质不断下降不断下降3）危害人体健康）危害人体健康4）导致其他致其他环境境问题LOGO三、土壤污染源与主要土壤污染物质三、土壤污染源与主要土壤污染物质 土壤污染源

14、主要包括工业污染源、农业污染源和生物污染源。工业土壤污染源主要包括工业污染源、农业污染源和生物污染源。工业污染源主要是工业三废的排放；农业污染源主要指农业生产过程产生的污染源主要是工业三废的排放；农业污染源主要指农业生产过程产生的污染物，如农药、化肥、畜禽养殖废物、农用地膜等；生物污染源主要污染物，如农药、化肥、畜禽养殖废物、农用地膜等；生物污染源主要指含有致病菌的生活污水、医院废水、垃圾等。指含有致病菌的生活污水、医院废水、垃圾等。土壤污染物分为：土壤污染物分为：1.化学污染物：包括无机污染物和有机污染物。化学污染物：包括无机污染物和有机污染物。2.物理性污染物；物理性污染物；3.生物污染物

15、；生物污染物；4.放射性污染物。放射性污染物。LOGOLOGO2、土壤条件对重金属迁移转化的影响土壤条件对重金属迁移转化的影响v 重金属的迁移转化形式与土壤条件紧密相关，土壤类型、土壤重金属的迁移转化形式与土壤条件紧密相关，土壤类型、土壤利用方式（水田、旱地、林地等）以及土壤的理化性质（氧化还利用方式（水田、旱地、林地等）以及土壤的理化性质（氧化还原性、酸碱性、有机无机胶体含量等）都能引起重金属在土壤中原性、酸碱性、有机无机胶体含量等）都能引起重金属在土壤中赋存状态的改变，从而影响重金属的迁移转化行为和危害性。赋存状态的改变，从而影响重金属的迁移转化行为和危害性。v重金属大多属于过渡元素，价态

16、多变，因此它在土壤中的价态重金属大多属于过渡元素，价态多变，因此它在土壤中的价态变化和反应深受土壤氧化还原电位的影响。变化和反应深受土壤氧化还原电位的影响。v土壤的土壤的pH值对重金属的溶解度也有重要影响。值对重金属的溶解度也有重要影响。v土壤胶体对重金属具有明显的固定作用，因此土壤中胶体的种土壤胶体对重金属具有明显的固定作用，因此土壤中胶体的种类和数量与重金属的迁移转化也紧密相关。类和数量与重金属的迁移转化也紧密相关。v重金属元素被胶体固定有两种方式：一种是重金属元素被吸附重金属元素被胶体固定有两种方式：一种是重金属元素被吸附在胶体表面，这种情况重金属较易释放；另一种是重金属被保持在胶体表面

17、，这种情况重金属较易释放；另一种是重金属被保持在胶体内部的晶格中，则很难释放。在胶体内部的晶格中，则很难释放。LOGO3、几种主要重金属在土壤中的迁移转化、几种主要重金属在土壤中的迁移转化1）汞（汞（Hg）的迁移转化）的迁移转化2）镉（镉（Cd）的迁移转化）的迁移转化3）铬（铬（Cr）的迁移转化）的迁移转化4）砷（砷（As）的迁移转化）的迁移转化5）铅（铅（Pb）的迁移转化）的迁移转化LOGO二、化学农药对土壤的污染二、化学农药对土壤的污染1、农药的主要类型及危害、农药的主要类型及危害 人工合成的化学农药按化学组成可以分为：有机氯农药、有机磷农药、有机汞农药、有机砷农药、氨基甲酸脂类农药、拟除

18、虫菊酯等农药。主要介绍以下几类：1）有机）有机氯农药2）有机磷）有机磷农药3）氨基甲酸脂）氨基甲酸脂类农药4）拟除虫菊除虫菊酯类农药LOGO2、农药在土壤中的迁移转化和降解农药在土壤中的迁移转化和降解农药在土壤中的迁移转化行为LOGO）农药在土壤中的挥发和扩散）农药在土壤中的挥发和扩散）土壤对农药的吸附作用）土壤对农药的吸附作用）农药在土壤中的降解）农药在土壤中的降解）农药在土壤中行为的影响因素）农药在土壤中行为的影响因素LOGOLOGO三、化肥对土壤的污染三、化肥对土壤的污染1.化肥的原料开采及加工生产过程，带入土壤一些重金属及有化肥的原料开采及加工生产过程，带入土壤一些重金属及有毒元素；毒

19、元素；2.化肥施用不平衡，导致营养失调；化肥施用不平衡，导致营养失调；3.过量施用化肥，导致土壤理化性质恶化；过量施用化肥，导致土壤理化性质恶化；4.化肥施用不当，降低土壤微生物活性。化肥施用不当，降低土壤微生物活性。LOGO四、石油对土壤的污染四、石油对土壤的污染1、石油对土壤结构的影响；、石油对土壤结构的影响；2、导致农产品品质劣化；、导致农产品品质劣化；3、抑制和破坏植物的蒸腾、光合作用。、抑制和破坏植物的蒸腾、光合作用。LOGO第四节、土壤污染的综合防治第四节、土壤污染的综合防治一、土壤污染修复技术土壤污染修复技术1、施加抑制剂或改良剂、施加抑制剂或改良剂2、增加有机肥料、增加有机肥料3、控制土壤氧化还原状况、控制土壤氧化还原状况4、改变耕作制度、改变耕作制度5、客土、换土及深翻、客土、换土及深翻6、其他工程治理方法、其他工程治理方法7、生物修复、生物修复1）以土壤微生物降解为主的修复技术2）以植物降解和富集为主的修复技术LOGOLOGO