土壤中的cu污染修订版

土壤中 Cu污染的探讨学习和了解 Cu在土壤环境中的存在特征环科 13组：马晓东钟家骅提纲n 一、对土壤环境与 Cu的初步认识n 二、土壤中 Cu污染的主要来源与形态n 三、土壤中 Cu的迁移转化 n 四、研究现状与防治思路土壤n 地球表层疏松堆积的 “坨坨 ”，有胶体性质（吸附性）；n “零落成泥碾作尘 ” 土壤被认为 “藏污纳垢 ”的地方；n 其实土壤也很脆弱，但它却在承受着不可承受之重！Cu污染仅仅只是土壤污染中的冰山一角，而今天就让我们一起来了解这 “一角 ”。Cu的初步认识n 人类最早使用的金属 n 重金属，有色金属n 性能好：导电，延展n 电工，国防，化工，建筑n 天然条件下以化合物（铜矿石）形式存在，选矿后得到品位较高的精矿；（污染源）Cu与健康n 人体必需微量元素n 铜相对而言 “不毒 ”n 不毒不等于没毒， “中国人磷铜已超标 ”。n 可溶性铜盐 都有毒，因为铜离子能使 蛋白质变性 ，失去生理活性 n 恶心、呕吐、上腹疼痛、急性溶血和肾小管变形等中毒现象 Cu污染的来源n 矿山开采、冶炼、加工排放的废气、废水、废渣（ 工矿尾砂 ）；化石燃料燃烧过程中排放的飘尘； 工业废水 等； n 主要途径： 污灌 ， 固废 (污泥、垃圾 ) ，农药和肥料以及大气沉降。n 注：工业废物及污水、污泥中铜的含量高，平均 400 850mg/kg ，是污灌区主要的铜污染源土壤中 Cu的形态分析n 重金属形态是指重金属的 价态 、 化合态 、 结合态 和 结构态 四个方面，即其以某种 离子或分子存在的实际形式 。n 重金属的 蓄积能力和生物毒性 ，更大程度上是由其 形态分布 决定的，不同形态的重金属具有不同的环境效应和生物可利用性（形态才是重点） 土壤中 Cu的形态分析n 水溶态铜、有机结合态铜、铁锰氧化物结合态铜、碳酸盐结合态铜和矿物残留态铜 n 1、 水溶态 （可交换态），有效形式，约 1% 。 注：交换态铜（包括溶解态）迁移能力最强，具有生物有效性（又称有效态）n 2、 有机结合态 铜 ， “比较有效 ”， 10 15 n 3、 铁锰氧化物结合态 铜含量较高，一般在 30以上，对生物有效性低，毒害小。（黄铜矿 CuFeS） n 4、 碳酸盐结合态 是 pH 值较高的石灰性土壤特有的土壤铜形态，含量为 20 30n 5、 残留态 铜是上述各形态铜提取后残余的铜，是暂时无效的铜，一般占全铜的 20% 60%，甚至更高，是土壤中铜的主要存在形态。土壤中 Cu的迁移转化n 与土壤对它的吸附、解吸、迁移等特性密切相关n 铜在土壤中毒害作用的影响因素 ：n 1、土壤 理化性质n 1）组成成分n 2）土壤 pH值n 3）交互作用n 2、 环境因子土壤理化性质n 1、土壤组成成分：吸附载体n 两种吸附方式 交换吸附 和 专性吸附（主）n 当土壤全铜含量 有机质 氧化铁 伊利石 蒙脱石 高岭石。土壤理化性质n 2、土壤 pH值n 土壤溶液 pH值是影响铜溶解性的主要因素。除了直接影响被吸附铜的形态外 ,还能通过影响土壤其它组分、吸附解吸平衡、沉淀溶解平衡、溶解有机质含量等改变铜在土壤中的赋存形态。n 在土壤通常的 pH 范围内 ,专性吸附随着 pH升高而增强。研究发现，土壤溶液的 pH由 3. 9升高到 6. 6时 ,溶液中的有机铜由 30%上升到 99%,极大地降低了 Cu2 +的活度。（例如： 乌鲁木齐 的 碱性土壤 环境一定程度上降低了 Cu的交换态）n pH较低时 , H+较多，不仅 Cu易被解吸 ,活动性增强 ，同时酸性也降低了溶解有机质的浓度和 Cu(OH) 2 络合物的浓度。 铜的危害性在一定范围内随着 pH的降低而迅速增长土壤理化性质n 土壤中其它污染物与铜的交互作用n 铜与土壤中其它重金属共存 ,会发生 协同 作用、加和 作用或 拮抗 作用。nCd - As复合污染会导致苜蓿吸收更多的 Cu、Pb；nFe2 + 、 Zn2 +与 Cu2 +有拮抗作用 ,而 Mn2 +与Cu2 +有协同吸收作用；n 因此 , Cu2 +与 Mn2 +或者 Cd - As复合污染会加重污染程度环境因子n 气温、营养条件，降水等影响着作物对铜的吸收速度、时间和吸收量n 例如： 1、酸雨淋溶后的土壤 ,铁锰氧化物会活化 ,产生新的吸附表面 ,增加了非专性吸附量 ,从而使土壤对外源铜的吸附量增加；n 2、水 热 营养条件好，长得快，吸收得多Cu在土壤中的迁移n 土壤对 Cu有着比较明显的滞留能力 。由于进入土壤的铜被表层土壤的粘土矿物持留，外来污染铜主要在表层积累，并沿土壤纵深垂直递减；同时，表层土壤的有机质能与铜结合，使铜不易向下层移动。但是在酸性土壤中，由于土壤对铜的吸附能力减弱，被土壤固定的铜易被解吸出来，易于淋溶迁移 n 启示：酸雨会使污染扩大，控制土壤酸化对限制 Cu的运移有重要意义。碱性土壤在这一点上还是比较 “幸福 ”的当前研究的局限性与防治思路n 目前还处于 “营养不良 ”的阶段，主要集中在形态转化的表观层面，难以深入挖掘各种形态相互转化的反应机理及动力学。且多为短期分散的观测试验，缺少大尺度的长期定位观测试验，未能将整个土壤生态环境联系起来综合考虑，缺乏深入的探索。 当前研究的局限性与防治思路土壤铜污染的修复与其它重金属污染土壤的修复技