土壤修复总结

1、环境修复是指对被污染的环境采取物理、化学与生物学技术措施，使存在于 环境中的污染物质浓度减少或毒性降低或完全无害化。土壤：是地球表层生态系统中，具有独特组分、结构与功能，具本身的形成 演化规律，与大气、水、生物、岩石等圈层相互作用、相互依存的疏松堆积物 的连续圈层，具有自组织特性的土壤系统。土壤在生态系统中的功能：生态系统生物量生产的主要而普遍的基质；生态系统的缓冲与调节剂；生态系统的生物栖息地和基因库；矿质资源的来源；人类设施的支撑地；地质及文化遗迹保存土壤环境：地球表层生态系统中能够生长植物，具有一定环境容量及动态环 境过程的地表疏松层连续体构成的环境。土壤环境污染的特点隐蔽性与滞后性累积

2、性与地域性不可逆转性治理难而周期长土壤环境问题人类大规模生产、生活活动改变了影响土壤发育的生态环境，使土壤本身的自 然循环状况受到影响或破坏。现代化农业生产对农药化肥的大量使用，使土壤遭受长期污染。现代城市发展以现代工业排放的大量废气、废水和废渣中的各种污染物，常常 经由不同途径污染土壤。母质：裸露在地球表面的岩石，在变化的环境条件长期作用下，逐渐破坏成 疏松的、大小不等的矿物颗粒，产生了形成土壤的材料，即母质。土壤形成的条件：土壤不同于风化物质。土壤是在气候、生物、母质、地形等诸因素的综合影响下 形成的，其中生物起着主导作用，气候对成土过程的方向和速度起着控制作用。母岩和母质：岩石（成土母岩

3、）及其风化松散堆积物（成土母质）石土壤形成 的物质基础。母质是建造土体的基本材料，是土壤的骨架，同时母质也是植物矿质养料元素的最初来源气候影响土壤的组成和性质：大气温度和湿度（水热条件）是全面影响土壤物理， 化学和生物过程速率和强度的因素。气候对土壤性质的影响有：对土壤矿物的风 化及其组成的影响；土壤有机质含量和腐殖质组成的影响；土壤胶体性质的影响； 烈地影响土壤风化和淋溶度。影响土壤空间分布影响土壤演替植被和土壤生物：是形成土壤的主导因子地形：影响土壤形成过程进行的重要空间条件，影响母质在地表进行再分配， 影响水分和热量分布时间：土壤形成作用随时间增长而变化。土壤绝对年龄:母质从开始形成土壤

4、直到现阶段发育时间的总和。土壤相对 年龄:反映土壤发育阶段的先后及时间。人类活动土壤形成的过程：土壤是地球物质地质大循环与生物小循环过程的产物，地质大循环形成了成土母 质，生物小循环从地质大循环中积累了生物必需的营养元素；由于有机质的积累、 分解和腐殖质的形成，发生和发展了土壤肥力，最终是岩石风化产物脱离了成土 母质而形成土壤。土壤形成过程中的风化作用物理风化：指岩石在外力影响下，机械地分裂成碎屑，只改变其大小与外形， 而不改变成分的过程。原因：岩石释重、温度作用、结冰作用、盐分的结晶与潮 解、风和水的磨蚀作用化学风化：指岩石在外界条件的影响下，引起化学成分的改变，产生新的物质 的过程。方式：

5、溶解作用、水化作用、水解和碳酸化作用、氧化作用、酸的作用、 胶体作用及离子交换作用生物风化：指岩石中的矿物在生物及其分泌物或有机质分解产物的作用下，进 行的机械性破碎和化学分解过程。土壤的结构：土壤团聚作用与土壤团聚体有机-无机复合体：土壤无机矿物质、有机质和生物（主要是微生物）相互结合 而构成相互作用的整体，这种集合体称为有机-无机复合体。土壤有机质-矿物通过不同强度的复合作用形成复合体，这种土壤团聚作用是形 成土壤结构的基础。这些复合体进一步通过土壤中矿物质、有机质和生物的作用 胶结或粘结为团聚体，后者垒结为土壤结构体。土壤质量：土壤在生态系统界面内维持生物学生产，保障环境质量，促进动 物

6、与人类健康的行为能力。土壤肥力：土壤持续维持地球表层生态系统生产力的功能。土壤的生态质量：土壤维持生态系统健康的行为属性土壤环境质量：土壤对环境中重要元素或物质的保持、释放能力以及响应环境冲 击的灵敏性，也是土壤反抗外界的物质干扰而试图保持土壤生态系统健康的功 能。土壤环境质量的基础是环境背景值和环境容量，它决定了土壤污染物的数量 和可能的缓冲能力。土壤污染：人类活动所产生的物质，通过多种途径进入土壤，其数量和速度 超过了土壤容纳的能力和土壤净化的速度，因而使土壤的性质、组成及性状等 发生变化，使污染物质的积累过程逐渐占据优势，破坏了土壤的自然动态平衡， 从而导致土壤自然功能失调，土壤质量恶化

7、，影响作物的生长发育，以致造成 产量和质量的下降，并可通过食物链对生物和人类形成直接危害，甚至形成对 有机生命的危害。土壤污染分类：化学污染：有机污染物：土壤中主要污染物是化学农药无机污染物：主要是重金属、放射性物质、营养物质和其它无机物质等。物理污染：视觉污染、听觉污染、触觉污染生物污染：对人和生物有害的微生物、寄生虫等病原体和变应原等污染水、气、土壤和食品，影响生物产量，危害人类健康放射污染土壤净化：进入土壤的物质，通过稀释和扩散可以降低其浓度，或者被转化 为不溶性化合物而沉淀，或为胶体较牢固地吸附，从而暂时脱离生物小循环及 食物链；或者通过生物和化学的降解作用，转化为无毒或毒性小的物质，

8、基至 成为营养物质；或经挥发和淋溶从土体中迁移至大气和水体。土壤环境中的化学条件 土壤的酸碱度：土壤酸碱度的直接决定因素是土壤溶液中的H+或OH-的浓 度。土壤的酸碱性决定了化学元素的迁移能力。土壤溶液pH值对于控制氢氧化 物从溶液中的沉淀有重要意义。酸度：A：活性酸度（有效酸度）：对植物生长和土壤中的种种化学过程起直接作用的， 即土壤直接用水浸提的pH值。B：潜在酸度：土壤中吸附态的H+只有代换至土壤溶液中之后才起作用的土壤酸 度。C：代换酸度：中性盐类处理土壤，所获得的H+浓度。D：水解酸度：弱酸的强碱盐类（如酸醋钠、醋酸钙等）处理土壤，所浸提出来 的H+数量。土壤的缓冲性土壤的缓冲性：土

9、壤具有一定的抵抗（缓冲）土壤溶液中H+或OH-浓度改变的能 力，称为土壤的缓冲性能。土壤的氧化还原性质土壤的吸收性能土壤形成的化学过程1）土壤的淋溶过程：机械淋溶，化学淋溶2）土壤的淀积过程： 溶解度变化所引起的淀积 胶溶和胶凝所引起的淀积由于脱水固结和结晶化 土壤剖面构造变化引起移动物质的淀积土壤胶体胶体：胶体是物质的一种状态，它由两相物质所构成一一分散相和分散介质。土壤中的有机胶体是土壤中的有机物质经微生物彻底转化所形成的褐色和黑 色的胶体物质，它与矿物质土粒紧密结合而成为矿物有机胶体复合体。土壤中这 一类特殊的有机化合物一一腐殖质影响土壤胶体电荷数量的因素土壤不同粒径部分的负电荷及其对土

10、壤负电荷的贡献：不同粒径部分的负电荷 数量决定于其矿物组成和腐殖质含量。不同粒径部分对土壤负电荷贡献的大小则 与该粒径的含量直接有关。土壤胶体的组成成分对电荷数量的贡献:不同类型的粘粒矿物带有的负电荷数 量是不相同的土壤胶体组成成分之间的相互作用对电荷数量的影响pH对电荷数量的影响：（a）对负电荷的影响：pH的变化主要影响可变负电荷， 而永久负电荷则不受pH的影响。（b）对正电荷的影响：土壤的正电荷随pH的降 低而增加。（c）对净电荷的影响：土壤胶体如带有净正电荷，则它随pH的降低 而增加，如果带有净负电荷，则它随pH的升高而增加。土壤胶体的动电性质动电性质：带有电荷的土壤胶体分散在水中时，在

11、胶体颗粒和液相的界面上就有 双电层出现。在电场和其他力场的作用下，固体颗粒或液相对另一相作相对移动 时所表现出来的电学性质称为动电性质。土壤中的离子吸附过程土壤中离子的吸附是指溶液中的溶质在固液相界面附近或胶体表面上浓度改变的现象。土壤的凝聚和消散引起胶体凝聚的原因：电解质的作用：土壤胶体发生凝聚作用主要是由于电动电位的消失。土壤中 主要是带阴电的胶体，电解质中的阳离子与其中和，而使胶体发生凝聚。正负电荷的中和作用：带电荷相反的胶体，相互中和而凝聚，或者其中一种 电荷很低，而相互凝聚。增加电解质浓度：土壤在干燥或冻结过程中，由于增加了土壤溶液中电解质 的浓度，同时也减少了扩散层的厚度，而引起土

12、壤胶体凝聚。污染物质在土壤中的迁移转化：A：农药、化肥等人工合成化学品在土壤环境中的行为农药在土壤环境中的吸附与降解：农药本身的物理化学性质、土壤性质以及环 境因素对农药环境中迁移转化及降解有着巨大的影响。i： 土壤对农药的吸附作用：土壤性质对农药的影响：农药在土壤中的吸收能力的强弱与土壤粘粒及有机 质的种类和数量密切相关；与土壤的代换量及影响土壤代换量的诸因素有关。农药的性质对吸附作用的影响：化学农药本身的性质直接影响到土壤对它的 吸附作用。土壤中主要的吸附作用：离子交换、配位体交换、氢键结合、质子化作用其他条件对农药吸附的影响：如ph，在不同的pH条件下农药离解成有机阳 离子或有机阴离子，

13、而为带负电的或带正电的土壤胶体所吸附。ii：农药在土壤中降解作用：光化学降解：指土壤表面接受太阳辐射能和紫外线等能流而引起农药的分解 作用。化学降解：化学降解以水解和氧化最为重要，水解是最重要的反应过程之一。微生物降解：土壤微生物对有机农药的降解起着极其重要的作用。化学肥料在土壤中的转化土壤中氮肥的转化土壤中有机氮的矿化作用：氨基化作用、氨化作用、硝化作用土壤中氮的保持、固定和损失氮的保持和固定：由于NH4+是阳离子，可被土壤胶体所吸附和保持，不易淋失。 氮的损失:反硝化作用；在好气条件下有亚硝酸盐参与的化学反应所造成的损失； 氨（NH3）从碱性土壤表面逸出的挥发损失B：重金属的迁移转化镉：镉

14、进入土壤，会长对间滞留在耕作层中。由于它移动缓慢，故一般不会对 地下水产生污染。离子态及络合态的水溶性镉能为作物吸收，难溶性镉的化合物 则不易迁移和为植物吸收汞：土壤中有金属汞、无机汞和有机汞，植物对汞的吸收和积累与土壤汞的含 量有关砷：土壤中的砷的形态可分为水溶性砷、交换性砷和难溶性砷三种。主要累积 在表层，不易向深层移动铭：土壤中的铭迁移转化受pH及Eh的影响较大。铅：进入土壤的铅大部分以难溶性化合物存在，可溶性极低。酚：土壤中的酚主要是各种“结合态”的多元酚。外源酚进入土壤能被土壤微 生物迅速分解净化，挥发作用也是外援酚净化的主要途径。元素化学形态：元素在介质中以某种分子或离子存在的实际

15、形式。土壤中元素化学形态的研究方法：单一萃取法；连续萃取法土壤环境背景值：未受或受人类活动影响小的土壤环境本身的化学元素组成 及其含量。影响土壤环境背景值分异的因素成土母岩、母质的影响不同的岩石。不同岩石的成岩条件及矿物组成和抗风化能力的不同，岩石及其 风化物中的常量、微量及稀有元素的种类和数量均有很大差异。这种差异是形成 土壤元素背景值空间分异的基础。成土母岩中的化学元素决定了土壤中化学元素的最初含量。同一矿物组成的母 岩，由于风化程度的差别，以致不同母质上的土壤化学元素最初含量也不相同。母质在成土过程中的作用。母质在成土过程中发生的一系列物理、化学、生物 地球化学作用，使土壤背景值发生分异

16、。气候生物带对土壤环境背景值的影响。在不同气候条件下发生的各种成土过程 中，土壤中的矿物及化学元素组成不断地分化、组合，因此导致土壤元素背景值 在不同气候下的差异。地形对土壤环境背景值的影响。由于地形对成土母质的分异作用及对物质、水 分和热量的重新分配作用，影响了土壤形成过程，进而引起土壤元素背景值的空 间分异。土地利用对土壤环境背景值的影响。土地利用方式、耕作历史和种植作物种类 不同对土壤环境背景值可产生不同的影响。土壤环境质量标准是为了保护土壤环境质量，保障土壤生态平衡，维护人体 健康而对污染物在土壤环境中的最大容许含量所作的规定，是环境标准的一个 重要组成部分，是国家环境法规之一。土壤元

17、素有效态含量是指能被植物吸收利用的元素，它决定于土壤中该元素 的含量及其活性。土壤元素有效态含量二元素背景值X土壤元素活性，土壤元素全量：利用土壤元素的活性和作物对有效态元素的需要量，即可计 算出各区域土类应有的土壤元素全量。土壤元素应有的全量等于应有有效态含 量/活性比率。环境容量是指在一定条件下环境对污染物的最大容纳量。土壤环境容量:土壤环境单元所容许承纳的污染物质的最大数量或负荷量，等于 最大负荷值-土壤污染起始值土壤环境的基本容量（土壤静容量）二土壤环境标准值-背景值（或本底值）土壤环境动容量二土壤环境的基本容量+土壤净化量土壤环境的净化功能土壤与表层环境系统之间物质与能量的迁移和转化

18、。土壤环境系统是地球表层 环境系统中一个全方位开放的子系统，因而土壤环境系统与其他环境子系统之间 不断进行着物质与能量的迁移与交换土壤环境系统中的物质迁移与转化过程土壤-作物系统的生物过程与生态效应影响土壤环境净化作用的因素土壤环境的物质组成土壤矿质部分的质地土壤有机质的种类与数量土壤的化学组成土壤环境条件土壤的pH、Eh条件土壤的水、热条件土壤环境的生物学特性人类活动的影响土壤环境的缓冲性能：土壤因水分、温度、时间等外界因素的变化，抵御其 组分浓（活）度变化的性质土壤缓冲容量：进入土壤环境的单位数量污染物所引起的土壤溶液中某组分 浓（活）度的变化量。土壤缓冲量可分为正、负缓冲量。正缓冲量为加

19、某种组 分时的缓冲容量，负缓冲容量为减少某种组分时的缓冲容量，它表示土壤溶液 中某组分浓（活）度改变一个单位时，所需要减少土壤该组分的量土壤环境基准含量（或土壤临界含量）系指将土壤生态系统作为整体而采用 各种生态效应的综合临界指标，以确定土壤环境对污染物的容纳量。土壤环境容量信息系统组成（1）数据输入与自维护功能（2）数据管理与查询功能（3）数据统计、运算、综合分析功能（4）环境图件绘制与输出功能交互作用：是指在一定条件下两个或多个元素的结合效应小于或超过它们各 自效应之和，即所谓拮抗或者协同作用。复合污染相（交）互作用，是指多元素或多种化学品，即多种污染物对同一 介质（土壤、水、大气、生物）

20、的同时污染。复合污染的表征方法：加和作用定义为：ET=T1+T2+Tn拮抗作用定义为：工TVT1+T2+Tn协同作用定义为：ETT1+T2+Tn重金属复合污染表征形式：Zn当量毒性污染指数元素比离子冲量多元回归分析法其他土壤-植物系统中重金属元素复合污染的交互作用重金属复合污染的生态效应A复合污染对植物生长及产量的影响B重金属复合污染对作物生长发育的影响C重金属复合污染对植物生理指标的影响D复合污染对作物体内重金属迁移的影响E重金属的交互作用对土壤中其它元素化学行为的影响F重金属与养分元素在植物体中的交互作用不同阴阳离子之间的交互作用有机污染物-重金属在土壤中交互作用的形式（1）吸附行为的交互

21、作用：有机污染物在土壤中的吸附点主要是土壤中腐殖质 部分，重金属的存在通常不会影响有机污染物在土壤上的吸附，它本身在土壤有 机质上的吸附则主要是通过与有机质官能团之间的络合作用而产生的，但是有机 污染物-重金属在土壤中可能存在对吸附点位的竞争，它们在环境中的同时出现 势必导致其吸附过程的相互制约。（2）化学过程的交互作用：有机污染物通常与重金属共存，其直接的结果就是 可能形成重金属-有机络合物（3）土壤中生物过程的交互作用：有机污染物-重金属复合污染对土壤生物学过 程的作用，一方面，主要是通过影响酶的活性从而间接影响有机污染物的降解； 另一方面，它们也通过改变土壤的氧化还原能力从而影响对有机污

22、染物-重金属 的交互作用。土地退化是指人类对土地不合理开发利用而导致土地质量下降乃至荒芜的 过程。主要内容包括森林的破坏及衰亡、草地退化、水资源恶化及土壤退化。 土地退化的结果：直接破坏陆地生态系统的平衡及其生产力；破坏自然景 观和恶化人类生存环境；通过水分、能量的平衡、循环的交替演化诱发区域 甚至全球的环境和气候变化、森林破坏、水土流失、水系污染等等。土壤退化指数量的减少和质量的降低，即在自然环境的基础上，因人类不 合理开发利用而加速的土壤质量和生产力下降的现象和过程。土壤退化是土地 退化的核心部分。土壤退化的表现形式：显性退化、隐性退化土壤退化可分为六类：土壤侵蚀、土壤沙化、土壤盐化、土壤

23、污染、土壤性质恶 化以及耕地的非农业占用土壤侵蚀：在外营力（水、风）的作用下，地面物质（土壤、田质）破坏、 推移沉积的过程。包括自然侵蚀（地质侵蚀）：在自然状态下，纯粹由自然因素引起的地表侵蚀过程， 它是一种经历相当久远年代进行极其缓慢的侵蚀。加速侵蚀：是在人类活动作用下，特别是人类破坏了坡地上的植被，加速和扩大 了自然因素作用所引起的地表土壤破坏和土体物质的移动、流失。土壤侵蚀的主要类型水力侵蚀：由于大气降水，尤其是降雨所导致的侵蚀过程及其一系列土壤侵蚀 形式称为水力侵蚀。包括：面蚀、沟蚀、山洪重力侵蚀：是在其他营力，特别是水力共同作用下，以重力为其直接原因所引 起的地面物质的移动方式。包括

24、泻溜、崩塌和滑坡等。泥石流侵蚀：泥石流是一种饮含大量泥沙、石块等固体物质的特殊洪流，它暴 发突然，来势凶猛，历时短暂，具有强大的破坏力。风力侵蚀影响土壤侵蚀的因素：气候：降水：降水包括降雨和降雪，是影响水土流失的关键性因素，主要因 为降水是地表径流和下渗水分的来源，是形成水土流失过程中水的破坏力的物质 基础。一般情况下，降水量越大，降雨强度越大，前期降水量越大，则水土流失 量也越大。风：风是土壤风蚀和风沙流动的动力地形：坡度：地面坡度是决定径流冲刷能力的基本因素之一，一般地面坡度愈大，径 流流速愈大，土壤侵蚀量也愈大。坡长：一般来说，坡长与径流量、冲刷量成正比坡形：坡形对水力侵蚀的影响，实际上

25、就是坡度、坡长两个因素综合作用的结 果。土壤土壤的透水性：土壤的透水性直接关系到地表径流的数量。土壤的抗蚀性：抗蚀性是指土壤抵抗径流对它们的分散和悬浮的能力，其大小 主要取决于土粒和水的亲和力。土壤抗冲性：土壤的抗冲性是土壤对抗流水和风等侵蚀力的机械破坏作用的能 力。植被：植被有拦截雨滴、调节地面径流、固结土体、改良土壤理化性状、减低 风速、防止风害人为活动对土壤侵蚀的影响：消极作用和积极作用土壤侵蚀的防治削弱外营力的侵蚀能量和提高地面物质和地面状况的抗蚀能力。在治理过程中， 主要将工程措施、生物措施、耕作措施紧密结合，实施综合治理。（1）工程措施：分为治坡、治沟和小型水利工程三类。改变小地形，蓄水保土， 建设旱涝保收，高产稳产的基本农田，为提高农业生产服务。（2）生物措施：营造水土保持林，应着重搞好造林密度和不同树种的混交，同 时还应注意林带方向和集中连片。（3）耕作措施：在未修成水平梯田的坡耕地上，采用水土保持的耕作措施，主 要有两个方面：一是改变小地形的水土保持耕作措施，二是增加地面被覆和改良 土壤的耕作措施土壤沙化：土壤在风蚀作用下，表层土壤细颗粒减少而粗质砂粒增多的过程。 土壤沙漠化：是土壤在风蚀作用下，向沙漠生境演化的过程。沙漠是沙漠化的顶 极状态。土壤酸化：由于人为活动使土壤酸度增强的现象，叫做土壤酸化。土壤盐渍化包括盐化和碱化。土壤盐化是