《土壤与土壤污染》课件

1、土壤与土壤污染第1页，共45页。第一节 土壤土壤是由固相、液相和气相共同组成的一个较为疏松的三相体系，广泛覆盖于地表。第2页，共45页。第3页，共45页。土壤：砂土、泥土、黏土；砂土粒径：2mm；黏土粒径：Al3+H+Ba2+Ca2+Mg2+NH4+K+Na+不同胶体阳离子交换量为：有机胶体蒙脱石水云母高岭石含水氧化铁、铝第24页，共45页。土壤胶体对修复的影响：能使一些元素迁移，也可使一些元素固定沉淀。吸附污染物的能力与胶体的种类有关。胶体吸附在很大程度上决定土壤污染物的分布和富集。胶体吸附能力大小也会影响污染物的危害程度。土壤中铁、铝、锰氧化物胶体的专性吸附是土壤自净能力的重要性质。第25

2、页，共45页。三、土壤中污染物的来源与危害3.1 污染土壤的定义3.2 土壤污染的特点3.3 土壤中污染物的来源3.4 土壤污染的类型 3.5 土壤污染的危害第26页，共45页。“绝对性”定义:由人类的活动向土壤添加有害化合物，此时土壤即受到了污染。这个定义的关键是存在有可鉴别的人为添加污染物。“相对性”定义：以特定的参照数据来加以判断，如以背景值加两倍标准差为临界值，若超过这一数值，即认为该土壤为某元素所污染。“综合性”定义：不但要看含量的增加，还要看后果，即加入土壤的物质给生态系统造成了危害。3.1 污染土壤的定义第27页，共45页。三种定义的出发点虽然不同，但有一点是共同的，即认为土壤中

3、某种成分的含量明显高于原有含量时即构成了污染。综上所述，土壤污染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，使其某种成分的含量明显高于原有含量、并引起土壤环境质量恶化的现象。3.1 污染土壤的定义第28页，共45页。（1）隐蔽性或潜伏性:水体和大气的污染比较直观，严重时通过人的感官即能发现。而土壤污染则往往要通过农作物包括粮食、蔬菜、水果或牧草以及摄食的人或动物的健康状况才能反映出来，从遭受污染到产生恶果有一个相当长的逐步积累过程，具有隐蔽性或潜伏性。日本的第二公害病痛痛病60年代发生于富山县神通川流域，直至70年代才基本证实是镉污染土壤所生产的“镉米”所致。3.2

4、污染土壤的特点第29页，共45页。日本痛痛病事件是世界有名的公害事件之一，1955年至1972年发生在日本富山县神通川流域。横贯日本中部的富山平原有一条清水河叫神通川，两岸人民世世代代喝的是这条河的水，并用这条河的水灌溉两岸肥沃的土地，使这一带成为日本主要粮食产地。后来三井金属矿业公司在这条河的上游设立了神冈矿业所，建成炼锌工厂，把大量污水排入神通川。1952年，这条河里的鱼大量死亡，两岸稻田大面积死秧减产，该公司不得不赔偿损失300万日元。1955年以后，在河流两岸如群马县等地出现一种怪病。患者一开始是腰、手、脚等各关节疼痛，延续几年之后，身体各部位神经痛和全身骨病，使人不能行动，以至呼吸都

5、带来难以忍受的痛苦，最后骨胳软化萎缩，自然骨折，一直到饮食不进，在衰弱疼痛中死去，有的甚至因无法忍受痛苦而自杀。由于病人经常“哎唷哎唷”地呼叫呻吟，日本人便称这种奇怪的病症为“哎唷哎唷病”，即“痛痛病”。经骨痛病尸体解剖，有的骨折达73处之多，身长缩短了30厘米，病态十分凄惨。第30页，共45页。 1960年以前骨痛病患者就开始出现，直到1961年才有人查明，神通川两岸骨痛病患者与三井金属矿业公司神冈炼锌厂的废水有关。该公司把炼锌过程中未经处理净化的含镉废水连年累月地排放到神通川中，两岸居民引水灌溉农田，使土地含镉量高达（78）ug/g，居民食用的稻米含铜量达（l2）ug/g。饮用含镉的水，久

6、而久之体内积累大量的镉毒而生骨痛病。进入体内的镉首先破坏了骨骼内的钙质，进而肾脏发病，内分泌失调，经过10多年后进入晚期而死亡。三井矿业公司工人因镉中毒生病者也不在少数。但是，在此确凿事实面前，日本三井金属公司仍以缺乏依据为借口，拒不承认。直到1968年，经调查才证实富山骨痛病是三井金属公司排出镉造成的。同年日本厚生省公布的材料指出，痛痛病发病的主要原因是当地居民长期饮用受镉污染的河水，并食用此水灌溉的含镉稻米，致使镉在体内蓄积而造成肾损害，进而导致骨软化症。妊娠、哺乳、内分泌失调、营养缺乏（尤其是缺钙）和衰老被认为是痛痛病的诱因。但这时的骨痛病已开始在日本各地蔓延了。后来日本骨痛病患区已远远

7、超过神通川，而扩大到黑川、铅川、二迫川等7条河的流域，其中除富山县的神通川之外，群马县的碓水川、柳濑川和富山的黑部川都已发现镉中毒的骨痛病患者。第31页，共45页。（2）不可逆性和长期性: 土壤一旦遭到污染后极难恢复，重金属元素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。3.2 污染土壤的特点第32页，共45页。（2）不可逆性和长期性: 1966年冬至1977年春，沈阳抚顺污水灌区发生的石油、酚类以及后来土灌区的镉污染，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，包括施用改良剂、深翻、清灌、客土、选择品种等各种措

8、施，才逐步恢复其部分生产力，付出了大量的劳力和代价。3.2 污染土壤的特点第33页，共45页。（3）后果的严重性: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，因而往往通过食物链危害动物和人体的健康。研究表明，土壤和粮食的污染与一些地区居民肝肿大之间有着明显的剂量反应关系，污灌引起的污染越严重，人群的肝肿大率越高。3.2 污染土壤的特点第34页，共45页。（3）后果的严重性: 三氯乙醛的污染是一个比较典型的事例，它是由于施用含三氯乙醛的废硫酸生产的普通过磷酸钙肥料所引起。其中万亩以上的污染事故在山东、河南、河北、辽宁、苏北、皖北等地曾多次发生，轻则减产，重则绝收，损失十分惨重。3.2

9、 污染土壤的特点第35页，共45页。 土壤污染源可分为天然污染源和人为污染源。天然污染源是指自然界自行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；人为污染源是指人类活动所形成的污染源。后者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。3.3 土壤中污染物的来源第36页，共45页。3.3 土壤中污染物的来源大气沉降(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）化肥农药施用（硝酸盐、PCB、DDT等）固体废物堆放处置（

10、各种污染物）工业生产(石油、多环芳烃和重金属污染等)交通运输（TCE三氯乙烯等）全球物质循环第37页，共45页。第38页，共45页。 土壤污染的类型目前并无严格的划分，如从污染物的属性来考虑，一般可分为有机物污染、无机物污染、生物污染和放射性物质的污染。（1）有机物污染: 石油、有机农药等；（2）无机物污染：重金属污染等；（3）生物污染：细菌、真菌等；（4）放射性污染：放射性核素等。3.4 土壤污染的类型第39页，共45页。（1）影响人体和生物健康: 土壤可以通过食物链影响人体健康；（2）影响农产品的产量和质量：植物可从污染土壤中吸收污染物，从而引起代谢失调，生长发育受阻或导致遗传变异。（3）影响生态系统安全：通过生态系统的能量流动和物质循环影响整个生态系统。3.5 土壤污染的危害第40页，共45页。四、污染物的生物有效性化学概念认为生物有效性是一个化学物质可否用于吸收以及潜在的毒性。生物学概念上的生物有效性侧重于物质通过细胞膜进入生物体。生物有效性实质在于研究化学物质与生物体的一种潜在的相互关系。第41页，共45页。生物有效性评价应考虑三方面：（1）污染物在外部环境中的形态；（2）污染物与生物