第六章-土壤环境污染与环境灾害课件

第六章土壤环境污染与环境灾害第六章土壤环境污染与环境灾害1第一节土壤环境污染1.1基本概念1.2土壤污染物的来源和类型1.3土壤污染物的转换和累积1.4土壤污染物的特点1.5土壤污染的危害第一节土壤环境污染1.1基本概念21.1基本概念1土壤质量土壤质量是指：土壤生态系统所具有的维持生态系统生产力、人与动植物健康而自身不发生退化的能力，是土壤特定或整体功能的综合体现。包括：土壤肥力质量土壤环境质量：在一定时间和空间范围内，土壤自身性状对其持续利用以及对其环境要素，特别是对人类或其他生物的生存，繁衍以及社会经济发展的适宜性，是土壤环境优劣的一种概念。影响土壤环境质量变化的因素（1）环境条件和地球化学元素（2）人为活动引发的土壤环境条件的变异1.1基本概念1土壤质量3土壤的物质组成固相矿物质有机质液相气相土壤液体土壤气体土壤三相组成：固相、液相和气相土壤的物质组成固相矿物质有机质液相气相土壤液体土壤气体土壤42土壤环境污染的定义土壤污染是指人类活动所产生的污染物，通过多种途径进入土壤，其数量和速度超过了土壤的容纳能力和土壤的净化速度，从而引起土壤正常功能遭到破坏或土壤肥力下降，其上所生产的植物有机体遭到污染，影响到食品安全的现象。土壤污染2土壤环境污染的定义土壤污染5土壤污染的诊断指标土壤背景值（本底值）：未受人类污染影响的土壤自身的化学元素和化合物的含量。生物指标

土壤中某种有害元素或污染物含量较高时，被植物吸收的量相应增加，可引起植物的一系列反应，人们食用了受污染的植物后对人体健康的危害程度等均可作为度量污染的生物指标。如生物相对数量、生物量或质量，发育过程的延迟等。植物中污染物的含量土壤污染的诊断指标土壤背景值（本底值）：未受人类污染影响的土61.2土壤污染物的来源污水灌溉

指利用城市污水、工业废水或混合污水进行农田灌溉。由于在一个相当长的时期内，我国污水处理率和排放达标率都较低，用污水灌溉后，灌区土壤有毒有害物质明显累积。1.2土壤污染物的来源污水灌溉7固体废弃物污染

固体废弃物包括工业废渣、污泥、城市垃圾等多种来源。由于污泥中含有一定的养分，因而可用作肥料使用。工业废水处理厂的污泥，成分复杂，重金属含量较高，农田中使用，会造成土壤污染。城市垃圾含有煤灰、砖瓦碎块、玻璃、塑料等，可破坏土壤的团粒结构和理化性质。固体废弃物污染81.2土壤污染物的来源农药和化肥的使用施在农作物上的农药一半流入土壤中，对土壤造成污染

化肥污染，一是来自不合理施用和过量施用，促使土壤养分平衡失调。土壤中的氮磷进入水体使水源污染。大气沉降物气源重金属微粒是土壤重金属污染的途径之一，它的构成主要是金属票曾。在重金属加工过程中，在交通繁忙的地区，往往伴随有金属尘埃进入大气。在这些飘尘自身降落或随着雨水接触植物体或进入土壤后呗植物和动物吸收，在大气污染严重的地区，作物也有污染，酸沉降本身就是一种土壤污染源，又可加重其他有毒害物质的危害。1.2土壤污染物的来源农药和化肥的使用91.3土壤污染物类型有机物污染有机物污染包括天然有机物污染和人工合成有机物污染，对人体有威胁、容易造成环境灾害的主要是人工合成有机污染物。有机物进入土壤后，可危及作物的生长和土壤生物的生存。进入土壤中的农药主要来自直接使用和叶面喷施，也有一部分来自回归土壤的动植物残体无机物污染无机污染物有的是来自地壳变迁、火山喷发、岩石风化等天然过程进入土壤，有的是随着人类的生产和消费活动进入土壤的。采矿、冶炼等生产部门，每天都排放大量的无机污染物，如有害的氧化物、酸、碱、盐类等，生活垃圾中的煤渣也是土壤无机污染物的重要组成部分。1.3土壤污染物类型有机物污染101.3土壤污染物类型土壤生物污染造成土壤生物污染的主要物质主要来源是经未处理的粪便、垃圾、城市生物污水等。其中危害最大的是传染病医院未经消毒处理的污水和污物。土壤放射性污染放射性物质是指各种放射性核素。每一种放射性核素都有一定的半衰期，能放射具有一定能量的射线。除了在核反应条件下，任何化学、物理或生物处理都不能改变放射性核素的这一特性。土壤放射性污染是指人类生产生活排放的放射性核素，通过多种途径污染土壤，使土壤的反射性水平高于土壤本底值。1.3土壤污染物类型土壤生物污染111.4土壤污染物的转化和累积一重金属（1）重金属元素在土壤中的污染特征重金属元素在土壤中一般不易随水移动，不能被微生物分解，而在土壤中积累。重金属元素对土壤环境污染的危害作用还与他们存在形态有关。在土壤中的重金属元素可分为五种形态：水溶的；弱代换剂可代换的；强代换剂提取的；次生矿物中的；原生矿物中的。其中前三种形态的重金属部分在土壤中可能被植物吸收，因此，它们的含量越高越易对植物形成污染。重金属对土壤的污染1.4土壤污染物的转化和累积一重金属重金属对土壤的污染12（2）土壤性质与重金属转化累积的关系土壤氧化还原条件

土壤是一个氧化还原体系，是一个由众多无机和有机单项氧化还原体系组成的复杂体系。在无机体系中，重要的有氧体系、铁体系等，由起主导作用的决定电位体系控制。其中O2-H2O体系和硫体系在土壤氧化还原反应中作用明显，对重金属元素价态变化起重要作用。（2）土壤性质与重金属转化累积的关系13土壤酸碱度

土壤的pH对重金属的溶解度有密切关系。在碱性条件下，进入土壤的重金属多以难溶性的氢氧化物形态存在，也可能以碳酸盐和磷酸的形态存在，它们的溶解度都比较小，因此，土壤溶液中重金属离子浓度也比较低第六章-土壤环境污染与环境灾害课件14土壤胶体的吸附作用土壤中含有丰富的无机和有机胶体，对进入土壤中的重金属元素具有明显的固定作用。一般讲，土壤的重金属元素有两种存在形式。

一种是重金属元素在土壤溶液中呈胶体状态，主要发生在湿润气候地区和富有含有机质的酸性条件下。

另一种是土壤中存在的有机和无机胶体对金属离子的吸附固定。在胶体对金属离子吸附时，金属离子通过同晶替代作用吸附在晶格中作为吸着离子。这种金属离子保持在胶体矿物晶格中，很难释放。这是许多金属离子和分子从不饱和溶液转入固相的主要途径，是重金属在土壤中积累而被污染的重要原因。土壤胶体能吸附重金属的数量，主要取决玉土壤胶体的代换能力和重金属离子在土壤溶液中的浓度与酸碱度。第六章-土壤环境污染与环境灾害课件15土壤中中金属的络合、螯合作用

重金属元素在土壤中除了吸附作用外，还存在着络合、螯合作用。一般认为，当金属离子浓度高时，以吸附交换作用为主，而土壤溶液中重金属离子浓度低时，则以络合、螯合作用为主。第六章-土壤环境污染与环境灾害课件16二农药日益增加的化学农药进入环境和生态系统后，产生了不少不良后果。主要是：有机氯农药不仅对害虫有杀伤作用，同时也对益虫及益鸟有杀伤作用，破坏了自然界的生态平衡。长期使用同一类型农药，使害虫产生了抗药性，因而增加了农药的用量和防治次数，也增加了防治费用和成本。长期大量使用农药，使农药在环境中逐渐积累，尤其在土壤环境中，产生了农药污染环境，危害生物和人类。二农药17土壤中的农药发生下列三方面的作用：土壤的吸附作用使农药残留于土壤中农药在土壤中进行随水迁移，并被植物吸收农药在土壤中发生化学降解作用，残留量逐渐减少土壤中的农药发生下列三方面的作用：18农药污染途径农药污染途径19（1）农药在土壤中的残留

农药存留时间常用那个两种概念来表示：半衰期和残留量。所谓半衰期是指施入土壤中的农药因降解等原因使其浓度减少一半所需要的时间。残留量是指如让中的农药因降解等去除过程后残留在土壤中的数量，单位是mg/kg。农药在土壤中残留一下因素的影响：化学农药的性质；土壤性质；土壤pH对有机磷农药残留的影响；土壤水分（1）农药在土壤中的残留农药在土壤中残留一下因素的影响：20（2）农药在土壤中的转化吸附作用：农药进入土壤后，通过物理吸附和化学吸附等形式吸附在土壤颗粒表面，此时，农药的移动性和毒性发生变化。在某种意义上讲，土壤的吸附作用就是土壤对毒性物质的净化和解毒作用。但这种作用是不稳定的，也是有限的。扩散作用：易挥发的农药和不易挥发的农药都可以从土壤、水及植物表面大量挥发。化学农药在土壤中的挥发速度取决于农药本身的溶解度、蒸气压和近地表空气层中的扩散速度。农药的蒸发与土壤含水量有密切关系。农药随水的迁移形式有两种：对于在水中溶解度大的农药，可直接随水迁移；对于难溶性农药，主要是附着于土壤颗粒表面进行水的机械迁移，最后进入江河水体（2）农药在土壤中的转化21（3）降解作用一是光化学降解。土壤表面接收太阳辐射能和紫外线光谱等能流而引起农药的分解作用二是化学降解。以水解和氧化最为重要，水解是最重要的反应过程之一。三是微生物降解。土壤中的微生物，能通过各种生物化学作用参与分解土壤中的有机农药。（3）降解作用22三化肥（1）氮肥对土壤的影响长期使用化肥，出现导致土壤理化性质恶劣的事实（2）硝酸盐的淋失及对地下水的污染氮肥进入土壤后，在有氧条件下，很容易通过硝化作用而氧化成硝酸根。影响土壤中氮淋溶的主要因素有降雨量、土壤性质、肥料总类和用量以及植物覆盖度等三化肥23污染物在土壤中的去向污染物在土壤中的去向241.5土壤污染的特点隐蔽性和潜伏性水体和大气的污染比较直观，严重时通过人的感官就能发现，而土壤的污染则要通过农作物或牧草以及摄食的人或动物的健康状况才能反映出来，从遭受污染到产生后果有一个逐步累积的过程，具有隐蔽性和潜伏性不可逆性和长期性土壤一旦遭到污染后很难恢复，重金属元素对土壤的污染是一个不可你过程，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后果的严重性主要体现在两个方面：主要体现在对粮食生产和人体健康的影响。土壤和粮食的污染与一些地区居民肝大之间有着明显的剂量效应关系。“化学定时炸弹问题”。包括累积和爆炸两个阶段。化学物质在土壤中的储存量超过土壤或沉积物承受能力的限度时，或者当气候、土地利用方式发生改变时，就会突然活化，导致严重灾害。1.5土壤污染的特点隐蔽性和潜伏性251.6土壤污染的危害破坏农业生态安全

目前，我国农药产量居世界前列。农药长期大量使用，造成农药对土壤环境的大面积污染，土壤害虫抗药性不断增加，同时也杀死了大量害虫天地和土壤有益动物，进而使农业生态安全受到威胁，以至于遭到破坏1.6土壤污染的危害破坏农业生态安全261.6土壤污染的危害诱发水体污染的祸害

土壤环境受到污染后，重金属浓度较高的污染表土还容易在水力的作用下，重金属进入到水环境中，导致地表水和地下水的重金属污染土壤污染诱发的水体污染1.6土壤污染的危害诱发水体污染的祸害土壤污染诱发的水体污271.6土壤污染的危害直接危害人、畜的生命安全被病原体污染的土壤能传染各种疾病；进入土壤的有毒化学物质如镉、铅等重金属以及有机氯农药等，对人体健康的影响大多是间接的，主要通过食物链富集到人体和动物体中，危害人、畜健康；进入土壤中的放射性物质可通过放射性衰变，一部分能随植物的摄取通过食物链进入人体，一部分产生射线，这些射线能穿透人体组织，使机体的组织受伤害大米含镉影响身体健康1.6土壤污染的危害直接危害人、畜的生命安全大米含镉影响身281.6土壤污染的危害造成严重的经济损失由农产品的重金属污染导致的经济损失在逐年增加，2000年已达到3.2×1010元；全国近年来，乡镇工业污染造成的农业经济损失在1.0×1010元以上。全国每年发生污染渔业事故造成的经济损失约3.0×108元以上，并呈现上升趋势。1.6土壤污染的危害造成严重的经济损失291992年10月和1993年5月，在未经有关部门同意的情况下，发生了辽宁省沈阳冶炼厂两次非法向黑龙江省鸡西市梨树区转移有毒化工废渣造成重大环境污染的案件。转移的废渣中含有三氧化二砷（俗称砒霜）等10多种有毒物质332吨。这些有毒物质使穆棱河下游约20平方千米范围内的土壤、植物和地下水环境造成不同程度的污染。其中以土壤和植被受到的污染和破坏最为严重，残留在废渣堆放地及周围的砷、铜、铅、钢等重金属污染平均超标为75倍，其中砷的超标指数最高，是103倍。废渣倾倒现场寸草不长，26棵20厘米直径树木枯死，地表裸露面积达500平方米，大约7公顷地表植物受到较严重污染，污染深度0～140厘米。经预测，在自然状况下，要想将土壤恢复到原有水平，大概需要几百年，甚至几千年以上。土壤污染案例1992年10月和1993年5月，在未经有关部门同意的情况下30垃圾堆上的社区：1977年美国拉夫运河事件除了有机垃圾可以进行发酵堆肥以外，城市生活垃圾的处理方式一般为填埋和焚烧。填埋会占用大量的土地，美国在本世纪初曾自恃土地广博而占用了大量土地来填埋垃圾。然而到了20世纪80年代中期，就到了无处可埋的地步，只好寻求垃圾出口，甚至企图把垃圾卸到南极，由此引起了世界各国的公愤。另外，填埋过垃圾的土地是不宜利用的，因为垃圾中的各种有毒有害物质会随着雨水渗入地下，污染上地和水源。如果填埋不当垃圾内部产生的甲烷气还易引起爆炸。

垃圾堆上的社区：1977年美国拉夫运河事件除了有机垃圾可以31洛伊斯·吉布斯是一名家庭主妇，有两个孩子，5岁大的儿子麦克患有肝病、癫痫、哮喘和免疫系统紊乱症。5年来，她绝大多数时间是在医院儿科病房度过的。她不明白为什么儿子小小年纪竟会患上这么多奇怪的病症。有一天，她偶然从报纸上得知，拉夫运河小区曾经是一个堆满化学废料的大垃圾场，于是她开始怀疑儿子的病是不是由这些化学废料导致的。当她把自己的怀疑说给邻居们听的时候，许多人也产生了同样的怀疑。随后吉布斯联络了一些姐妹开始进行调查，看是否还有类似遭遇的家庭。结果她们吃惊地发现了一个又一个家庭都曾出现流产、死胎和新生儿畸形、缺陷等经历。此外，许多成年人体内也长出了各种肿瘤。随即，一个令人不安的事实被曝光：从1942年到1953年，胡克化学公司在运河边倾倒了两万多吨化学物质。垃圾堆上的社区：1977年美国拉夫运河事件洛伊斯·吉布斯是一名家庭主妇，有两个孩子，5岁32拉夫运河位于美国加里福尼亚州，是一个世纪前为修建水电站而挖成的一条运河，20世纪40年代就已干涸而被废弃不用。1942年，美国一家电化学公司购买了这条大约1000米长的废弃运河，当作垃圾仓库来倾倒工业废弃物。这家电化学公司在11年的时间里，向河道内倾倒的各种废弃物达800万吨，倾倒的致癌废弃物达4.3万吨。1954年，胡克公司将垃圾埋藏封存在那里之后，以一美元的价格将土地卖给了当地的教育委员会，并附有关于有毒物质的警告。此后，纽约市政府在这片土地上盖起了大量的住宅和一所学校。从1977年开始，这里的居民不断发生各种怪病，孕妇流产，儿童夭折，婴儿畸形，癫痫、直肠出血等病症也频频发生。1978年，这里的地面开始渗出一种黑色液体，引起了人们的恐慌。1978年4月，当时的纽约卫生局局长罗伯特·万雷亲自前往视察，他亲眼见到以前埋在地下的金属容器已经露出了地面，流出黏乎乎的液体，像是重油一样，又黑又稠。经有关部门检验，这种黑色污液中含有多种有毒物质，对人体健康会产生极大的危害。

整个春天与夏天，市政府官员都在与当地居民探讨这起影响身心健康的灾难。居民的呼声令人揪心：“我想知道我的孩子是否能够正常地长大成人？”“我们家的小珍妮是死胎。我请求你们查明原因，千万不要让悲剧再次发生。”“我们要搬出去！离开这里！”

拉夫运河位于美国加里福尼亚州，是一个世纪前为修33四个月后，纽约卫生局宣布小区处于紧急状态。但是政府仍然拒绝对小区居民进行疏散，因为政府担心这样会引起恐慌，会让纽约西部所有的人都以为自己的居住地被污染了，那样的结果是政府承担不起的。拉夫运河小区的居民们意识到必须团结起来，给州政府施加压力，让他们有所行动。义愤填膺的居民们扣留了美国环保署代表作为人质，要求白宫答应帮助他们解决问题，疏散居民，并宣布这里是重灾区。此事一时间闹得沸沸扬扬，各路媒体也表现出了惊人的一致，纷纷发表文章谴责政府，宣称支持居民的行动，呼吁政府就这一丑闻尽快做出解释，并妥善解决。几天后，居民们终于得到了回应。卡特总统颁布了紧急令，允许联邦政府和纽约州政府为尼亚加拉瀑布区的拉夫运河小区近700户人家实行暂时性的搬迁。7个月后，卡特颁布了划时代的法令，创立了“超级备用金”。这是有史以来联邦资金第一次被用于清理泄漏的化学物质和有毒垃圾场。拉夫运河事件唤醒了世界对化学废弃物的认识，同时也曝出了一桩能让媒体大肆炒作的政府丑闻。四个月后，纽约卫生局宣布小区处于紧急状态。但是政府仍然拒34拉夫运河事件是典型的固体废弃物无控填埋污染事件。固体废弃物主要来源于人类的生产和消费活动，是指被丢弃的固体和泥状物质，包括从废水、废气中分离出来的固体颗粒。固体废弃物可对环境造成多方面的污染，其危害从拉夫运河事件可见一斑。把固体废弃物直接倾倒入江河湖海，会造成对水体的污染；露天堆放固体废弃物遇到刮风，其尘粒就会随风飞扬，污染大气；固体废弃物在焚化时也会散发含有二英等有毒致癌物的毒气和臭气污染大气环境；堆放或填埋的固体废弃物及其渗出液会污染土壤，并通过土壤和水体在植物机体内积存，进而进入食物链，影响人类健康。拉夫运河事件是典型的固体废弃物无控填埋污染事件。固体废弃物主35我国土壤污染近期，重金属污染事件连续发生了多起——去年发生了14起，其中9起是血铅事件；今年1—5月份又发生了7起，都是血铅问题。重金属污染事件严重威胁人民群众的身体健康，影响社会问题。今年的环保部“十二五”规划中，其中一个大动作就是重金属污染场地的治理。土壤修复在国内还是新兴行业，国家标准和行业标准还没有确立。我国土壤污染近期，重金属污染事件连续发生了多起——去年发生了36大米重金属污染《应用生态学报》最近发表的研究文章显示，福建省不同地区稻米重金属含量，超标率最高的是铅，达100%；其次为汞和镉，分别为78.95%和50.0%。2008年《地理学报》发表文章显示，湖南中下游，蔬菜砷、镉、镍、铅含量的样本超标率分别为95.8%、68.8%、10.4%和95.8%。如不遏制污染的势头，将会成为有“鱼米之乡”美称的湖南的心腹大患。中英葡三国学者研究发现，中国人平均每天吃下46微克无机砷，60％来源于大米，蔬菜次之。长期积累使成年人增加10万分之一百零六的致癌率。由于南方人吃的大米无机砷含量较多，得癌症的风险比北方人大得多。昔日“鱼米之乡”——湖南、广东都是砷污染重灾区。此外，为了增加产量和控制疾病，养殖者在饲料中添加了大量含铜、锌的添加剂，这些金属在肉里积累导致严重超标；连动物粪便作肥料都有污染风险，这也将形成一个重金属污染的循环。大米重金属污染《应用生态学报》最近发表的研究文章显示，福建省37湖南省国土资源规划院基础科研部主任张建新说，他们调查了7万人25年的健康记录后发现，从1965年到2005年，骨癌、骨痛病人数都呈上升趋势。在重金属污染的重灾区株洲，当地群众的血、尿中镉含量是正常人的2至5倍。

内蒙古的河套地区因土地污染地下水质量较差，造成砷中毒、氟中毒等地方病较为严重的情况。

河套地区共有近30万人受砷中毒威胁，患病人群超过2000人。巴彦淖尔盟五原县杨家疙瘩村是砷中毒的重点区，该村病人多，而且死亡人数也多，主要是以癌症为主，大多在壮年时就由于病魔的折磨而过世。村民刘喜向《经济参考报》记者反映说，嫁过来的媳妇三年后就出现砷中毒病症，村里的光棍越来越多了。

呼和浩特市和林格尔县董家营到托克托县永圣域乡一带是氟中毒的重点区域，地下水氟含量在河套地区最高。该区几个重点村的村民均有不同程度的氟中毒症状。湖南省国土资源规划院基础科研部主任张建新说，他们调查了7万人38内蒙古巴彦淖尔盟五原县杨家疙瘩村村民杨三民说，尽管现在有很多人议论说，人们吃掉了重金属污染的饲料喂养的猪，又吃掉了被重金属污染的土壤中种植出来的蔬菜和粮食，有些人甚至还喝着被重金属污染的地下水，肯定会生病。

46岁的辽宁省葫芦岛锌厂职工高秀峰今年2月2日死于肝癌。他的妻子刘凤霞说，“对于锌厂的污染，我们已经习惯了，日本发生核辐射时，咱们一点儿都不怕，这儿的辐射可是要比日本厉害多了。”

刘凤霞所在的龙港区马仗房东街道办事处集贸社区主任霍春华说，从2003年开始，锌厂答应给社区居民补偿，但社区从来没收到过这笔款，当地的人大代表多次呼吁过把这里的居民整体搬迁的问题，但是政府表示根本无能为力，大家已经麻木了。

当地的稻池村有5000多人口，1万亩土地，受锌厂影响的土地有4500亩土地。土地污染最严重时，玉米不结棒，减收甚至绝收，得癌症或支气管疾病的人居多。

据悉，除了云南、广西，还有湖南、四川、贵州等重金属主产区，很多矿区周围都已经形成了日渐扩散的重金属污染土地。

国土资源部曾公开表示，中国每年有1200万吨粮食遭到重金属污染，直接经济损失超过200亿元。而这些粮食足以每年多养活4000多万人，同样，如果这些粮食流入市场，后果将不堪设想。土地污染带职业病、重症疾病正呈高发和扩大态势，面临着极其艰巨的防控任务。内蒙古巴彦淖尔盟五原县杨家疙瘩村村民杨三民说，尽管现在有很多39第六章-土壤环境污染与环境灾害课件40第六章土壤环境污染与环境灾害第六章土壤环境污染与环境灾害41第一节土壤环境污染1.1基本概念1.2土壤污染物的来源和类型1.3土壤污染物的转换和累积1.4土壤污染物的特点1.5土壤污染的危害第一节土壤环境污染1.1基本概念421.1基本概念1土壤质量土壤质量是指：土壤生态系统所具有的维持生态系统生产力、人与动植物健康而自身不发生退化的能力，是土壤特定或整体功能的综合体现。包括：土壤肥力质量土壤环境质量：在一定时间和空间范围内，土壤自身性状对其持续利用以及对其环境要素，特别是对人类或其他生物的生存，繁衍以及社会经济发展的适宜性，是土壤环境优劣的一种概念。影响土壤环境质量变化的因素（1）环境条件和地球化学元素（2）人为活动引发的土壤环境条件的变异1.1基本概念1土壤质量43土壤的物质组成固相矿物质有机质液相气相土壤液体土壤气体土壤三相组成：固相、液相和气相土壤的物质组成固相矿物质有机质液相气相土壤液体土壤气体土壤442土壤环境污染的定义土壤污染是指人类活动所产生的污染物，通过多种途径进入土壤，其数量和速度超过了土壤的容纳能力和土壤的净化速度，从而引起土壤正常功能遭到破坏或土壤肥力下降，其上所生产的植物有机体遭到污染，影响到食品安全的现象。土壤污染2土壤环境污染的定义土壤污染45土壤污染的诊断指标土壤背景值（本底值）：未受人类污染影响的土壤自身的化学元素和化合物的含量。生物指标

土壤中某种有害元素或污染物含量较高时，被植物吸收的量相应增加，可引起植物的一系列反应，人们食用了受污染的植物后对人体健康的危害程度等均可作为度量污染的生物指标。如生物相对数量、生物量或质量，发育过程的延迟等。植物中污染物的含量土壤污染的诊断指标土壤背景值（本底值）：未受人类污染影响的土461.2土壤污染物的来源污水灌溉

指利用城市污水、工业废水或混合污水进行农田灌溉。由于在一个相当长的时期内，我国污水处理率和排放达标率都较低，用污水灌溉后，灌区土壤有毒有害物质明显累积。1.2土壤污染物的来源污水灌溉47固体废弃物污染

固体废弃物包括工业废渣、污泥、城市垃圾等多种来源。由于污泥中含有一定的养分，因而可用作肥料使用。工业废水处理厂的污泥，成分复杂，重金属含量较高，农田中使用，会造成土壤污染。城市垃圾含有煤灰、砖瓦碎块、玻璃、塑料等，可破坏土壤的团粒结构和理化性质。固体废弃物污染481.2土壤污染物的来源农药和化肥的使用施在农作物上的农药一半流入土壤中，对土壤造成污染

化肥污染，一是来自不合理施用和过量施用，促使土壤养分平衡失调。土壤中的氮磷进入水体使水源污染。大气沉降物气源重金属微粒是土壤重金属污染的途径之一，它的构成主要是金属票曾。在重金属加工过程中，在交通繁忙的地区，往往伴随有金属尘埃进入大气。在这些飘尘自身降落或随着雨水接触植物体或进入土壤后呗植物和动物吸收，在大气污染严重的地区，作物也有污染，酸沉降本身就是一种土壤污染源，又可加重其他有毒害物质的危害。1.2土壤污染物的来源农药和化肥的使用491.3土壤污染物类型有机物污染有机物污染包括天然有机物污染和人工合成有机物污染，对人体有威胁、容易造成环境灾害的主要是人工合成有机污染物。有机物进入土壤后，可危及作物的生长和土壤生物的生存。进入土壤中的农药主要来自直接使用和叶面喷施，也有一部分来自回归土壤的动植物残体无机物污染无机污染物有的是来自地壳变迁、火山喷发、岩石风化等天然过程进入土壤，有的是随着人类的生产和消费活动进入土壤的。采矿、冶炼等生产部门，每天都排放大量的无机污染物，如有害的氧化物、酸、碱、盐类等，生活垃圾中的煤渣也是土壤无机污染物的重要组成部分。1.3土壤污染物类型有机物污染501.3土壤污染物类型土壤生物污染造成土壤生物污染的主要物质主要来源是经未处理的粪便、垃圾、城市生物污水等。其中危害最大的是传染病医院未经消毒处理的污水和污物。土壤放射性污染放射性物质是指各种放射性核素。每一种放射性核素都有一定的半衰期，能放射具有一定能量的射线。除了在核反应条件下，任何化学、物理或生物处理都不能改变放射性核素的这一特性。土壤放射性污染是指人类生产生活排放的放射性核素，通过多种途径污染土壤，使土壤的反射性水平高于土壤本底值。1.3土壤污染物类型土壤生物污染511.4土壤污染物的转化和累积一重金属（1）重金属元素在土壤中的污染特征重金属元素在土壤中一般不易随水移动，不能被微生物分解，而在土壤中积累。重金属元素对土壤环境污染的危害作用还与他们存在形态有关。在土壤中的重金属元素可分为五种形态：水溶的；弱代换剂可代换的；强代换剂提取的；次生矿物中的；原生矿物中的。其中前三种形态的重金属部分在土壤中可能被植物吸收，因此，它们的含量越高越易对植物形成污染。重金属对土壤的污染1.4土壤污染物的转化和累积一重金属重金属对土壤的污染52（2）土壤性质与重金属转化累积的关系土壤氧化还原条件

土壤是一个氧化还原体系，是一个由众多无机和有机单项氧化还原体系组成的复杂体系。在无机体系中，重要的有氧体系、铁体系等，由起主导作用的决定电位体系控制。其中O2-H2O体系和硫体系在土壤氧化还原反应中作用明显，对重金属元素价态变化起重要作用。（2）土壤性质与重金属转化累积的关系53土壤酸碱度

土壤的pH对重金属的溶解度有密切关系。在碱性条件下，进入土壤的重金属多以难溶性的氢氧化物形态存在，也可能以碳酸盐和磷酸的形态存在，它们的溶解度都比较小，因此，土壤溶液中重金属离子浓度也比较低第六章-土壤环境污染与环境灾害课件54土壤胶体的吸附作用土壤中含有丰富的无机和有机胶体，对进入土壤中的重金属元素具有明显的固定作用。一般讲，土壤的重金属元素有两种存在形式。

一种是重金属元素在土壤溶液中呈胶体状态，主要发生在湿润气候地区和富有含有机质的酸性条件下。

另一种是土壤中存在的有机和无机胶体对金属离子的吸附固定。在胶体对金属离子吸附时，金属离子通过同晶替代作用吸附在晶格中作为吸着离子。这种金属离子保持在胶体矿物晶格中，很难释放。这是许多金属离子和分子从不饱和溶液转入固相的主要途径，是重金属在土壤中积累而被污染的重要原因。土壤胶体能吸附重金属的数量，主要取决玉土壤胶体的代换能力和重金属离子在土壤溶液中的浓度与酸碱度。第六章-土壤环境污染与环境灾害课件55土壤中中金属的络合、螯合作用

重金属元素在土壤中除了吸附作用外，还存在着络合、螯合作用。一般认为，当金属离子浓度高时，以吸附交换作用为主，而土壤溶液中重金属离子浓度低时，则以络合、螯合作用为主。第六章-土壤环境污染与环境灾害课件56二农药日益增加的化学农药进入环境和生态系统后，产生了不少不良后果。主要是：有机氯农药不仅对害虫有杀伤作用，同时也对益虫及益鸟有杀伤作用，破坏了自然界的生态平衡。长期使用同一类型农药，使害虫产生了抗药性，因而增加了农药的用量和防治次数，也增加了防治费用和成本。长期大量使用农药，使农药在环境中逐渐积累，尤其在土壤环境中，产生了农药污染环境，危害生物和人类。二农药57土壤中的农药发生下列三方面的作用：土壤的吸附作用使农药残留于土壤中农药在土壤中进行随水迁移，并被植物吸收农药在土壤中发生化学降解作用，残留量逐渐减少土壤中的农药发生下列三方面的作用：58农药污染途径农药污染途径59（1）农药在土壤中的残留

农药存留时间常用那个两种概念来表示：半衰期和残留量。所谓半衰期是指施入土壤中的农药因降解等原因使其浓度减少一半所需要的时间。残留量是指如让中的农药因降解等去除过程后残留在土壤中的数量，单位是mg/kg。农药在土壤中残留一下因素的影响：化学农药的性质；土壤性质；土壤pH对有机磷农药残留的影响；土壤水分（1）农药在土壤中的残留农药在土壤中残留一下因素的影响：60（2）农药在土壤中的转化吸附作用：农药进入土壤后，通过物理吸附和化学吸附等形式吸附在土壤颗粒表面，此时，农药的移动性和毒性发生变化。在某种意义上讲，土壤的吸附作用就是土壤对毒性物质的净化和解毒作用。但这种作用是不稳定的，也是有限的。扩散作用：易挥发的农药和不易挥发的农药都可以从土壤、水及植物表面大量挥发。化学农药在土壤中的挥发速度取决于农药本身的溶解度、蒸气压和近地表空气层中的扩散速度。农药的蒸发与土壤含水量有密切关系。农药随水的迁移形式有两种：对于在水中溶解度大的农药，可直接随水迁移；对于难溶性农药，主要是附着于土壤颗粒表面进行水的机械迁移，最后进入江河水体（2）农药在土壤中的转化61（3）降解作用一是光化学降解。土壤表面接收太阳辐射能和紫外线光谱等能流而引起农药的分解作用二是化学降解。以水解和氧化最为重要，水解是最重要的反应过程之一。三是微生物降解。土壤中的微生物，能通过各种生物化学作用参与分解土壤中的有机农药。（3）降解作用62三化肥（1）氮肥对土壤的影响长期使用化肥，出现导致土壤理化性质恶劣的事实（2）硝酸盐的淋失及对地下水的污染氮肥进入土壤后，在有氧条件下，很容易通过硝化作用而氧化成硝酸根。影响土壤中氮淋溶的主要因素有降雨量、土壤性质、肥料总类和用量以及植物覆盖度等三化肥63污染物在土壤中的去向污染物在土壤中的去向641.5土壤污染的特点隐蔽性和潜伏性水体和大气的污染比较直观，严重时通过人的感官就能发现，而土壤的污染则要通过农作物或牧草以及摄食的人或动物的健康状况才能反映出来，从遭受污染到产生后果有一个逐步累积的过程，具有隐蔽性和潜伏性不可逆性和长期性土壤一旦遭到污染后很难恢复，重金属元素对土壤的污染是一个不可你过程，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后果的严重性主要体现在两个方面：主要体现在对粮食生产和人体健康的影响。土壤和粮食的污染与一些地区居民肝大之间有着明显的剂量效应关系。“化学定时炸弹问题”。包括累积和爆炸两个阶段。化学物质在土壤中的储存量超过土壤或沉积物承受能力的限度时，或者当气候、土地利用方式发生改变时，就会突然活化，导致严重灾害。1.5土壤污染的特点隐蔽性和潜伏性651.6土壤污染的危害破坏农业生态安全

目前，我国农药产量居世界前列。农药长期大量使用，造成农药对土壤环境的大面积污染，土壤害虫抗药性不断增加，同时也杀死了大量害虫天地和土壤有益动物，进而使农业生态安全受到威胁，以至于遭到破坏1.6土壤污染的危害破坏农业生态安全661.6土壤污染的危害诱发水体污染的祸害

土壤环境受到污染后，重金属浓度较高的污染表土还容易在水力的作用下，重金属进入到水环境中，导致地表水和地下水的重金属污染土壤污染诱发的水体污染1.6土壤污染的危害诱发水体污染的祸害土壤污染诱发的水体污671.6土壤污染的危害直接危害人、畜的生命安全被病原体污染的土壤能传染各种疾病；进入土壤的有毒化学物质如镉、铅等重金属以及有机氯农药等，对人体健康的影响大多是间接的，主要通过食物链富集到人体和动物体中，危害人、畜健康；进入土壤中的放射性物质可通过放射性衰变，一部分能随植物的摄取通过食物链进入人体，一部分产生射线，这些射线能穿透人体组织，使机体的组织受伤害大米含镉影响身体健康1.6土壤污染的危害直接危害人、畜的生命安全大米含镉影响身681.6土壤污染的危害造成严重的经济损失由农产品的重金属污染导致的经济损失在逐年增加，2000年已达到3.2×1010元；全国近年来，乡镇工业污染造成的农业经济损失在1.0×1010元以上。全国每年发生污染渔业事故造成的经济损失约3.0×108元以上，并呈现上升趋势。1.6土壤污染的危害造成严重的经济损失691992年10月和1993年5月，在未经有关部门同意的情况下，发生了辽宁省沈阳冶炼厂两次非法向黑龙江省鸡西市梨树区转移有毒化工废渣造成重大环境污染的案件。转移的废渣中含有三氧化二砷（俗称砒霜）等10多种有毒物质332吨。这些有毒物质使穆棱河下游约20平方千米范围内的土壤、植物和地下水环境造成不同程度的污染。其中以土壤和植被受到的污染和破坏最为严重，残留在废渣堆放地及周围的砷、铜、铅、钢等重金属污染平均超标为75倍，其中砷的超标指数最高，是103倍。废渣倾倒现场寸草不长，26棵20厘米直径树木枯死，地表裸露面积达500平方米，大约7公顷地表植物受到较严重污染，污染深度0～140厘米。经预测，在自然状况下，要想将土壤恢复到原有水平，大概需要几百年，甚至几千年以上。土壤污染案例1992年10月和1993年5月，在未经有关部门同意的情况下70垃圾堆上的社区：1977年美国拉夫运河事件除了有机垃圾可以进行发酵堆肥以外，城市生活垃圾的处理方式一般为填埋和焚烧。填埋会占用大量的土地，美国在本世纪初曾自恃土地广博而占用了大量土地来填埋垃圾。然而到了20世纪80年代中期，就到了无处可埋的地步，只好寻求垃圾出口，甚至企图把垃圾卸到南极，由此引起了世界各国的公愤。另外，填埋过垃圾的土地是不宜利用的，因为垃圾中的各种有毒有害物质会随着雨水渗入地下，污染上地和水源。如果填埋不当垃圾内部产生的甲烷气还易引起爆炸。

垃圾堆上的社区：1977年美国拉夫运河事件除了有机垃圾可以71洛伊斯·吉布斯是一名家庭主妇，有两个孩子，5岁大的儿子麦克患有肝病、癫痫、哮喘和免疫系统紊乱症。5年来，她绝大多数时间是在医院儿科病房度过的。她不明白为什么儿子小小年纪竟会患上这么多奇怪的病症。有一天，她偶然从报纸上得知，拉夫运河小区曾经是一个堆满化学废料的大垃圾场，于是她开始怀疑儿子的病是不是由这些化学废料导致的。当她把自己的怀疑说给邻居们听的时候，许多人也产生了同样的怀疑。随后吉布斯联络了一些姐妹开始进行调查，看是否还有类似遭遇的家庭。结果她们吃惊地发现了一个又一个家庭都曾出现流产、死胎和新生儿畸形、缺陷等经历。此外，许多成年人体内也长出了各种肿瘤。随即，一个令人不安的事实被曝光：从1942年到1953年，胡克化学公司在运河边倾倒了两万多吨化学物质。垃圾堆上的社区：1977年美国拉夫运河事件洛伊斯·吉布斯是一名家庭主妇，有两个孩子，5岁72拉夫运河位于美国加里福尼亚州，是一个世纪前为修建水电站而挖成的一条运河，20世纪40年代就已干涸而被废弃不用。1942年，美国一家电化学公司购买了这条大约1000米长的废弃运河，当作垃圾仓库来倾倒工业废弃物。这家电化学公司在11年的时间里，向河道内倾倒的各种废弃物达800万吨，倾倒的致癌废弃物达4.3万吨。1954年，胡克公司将垃圾埋藏封存在那里之后，以一美元的价格将土地卖给了当地的教育委员会，并附有关于有毒物质的警告。此后，纽约市政府在这片土地上盖起了大量的住宅和一所学校。从1977年开始，这里的居民不断发生各种怪病，孕妇流产，儿童夭折，婴儿畸形，癫痫、直肠出血等病症也频频发生。1978年，这里的地面开始渗出一种黑色液体，引起了人们的恐慌。1978年4月，当时的纽约卫生局局长罗伯特·万雷亲自前往视察，他亲眼见到以前埋在地下的金属容器已经露出了地面，流出黏乎乎的液体，像是重油一样，又黑又稠。经有关部门检验，这种黑色污液中含有多种有毒物质，对人体健康会产生极大的危害。

整个春天与夏天，市政府官员都在与当地居民探讨这起影响身心健康的灾难。居民的呼声令人揪心：“我想知道我的孩子是否能够正常地长大成人？”“我们家的小珍妮是死胎。我请求你们查明原因，千万不要让悲剧再次发生。”“我们要搬出去！离开这里！”

拉夫运河位于美国加里福尼亚州，是一个世纪前为修73四个月后，纽约卫生局宣布小区处于紧急状态。但是政府仍然拒绝对小区居民进行疏散，因为政府担心这样会引起恐慌，会让纽约西部所有的人都以为自己的居住地被污染了，那样的结果是政府承担不起的。拉夫运河小区的居民们意识到必须团结起来，给州政府施加压力，让他们有所行动。义愤填膺的居民们扣留了美国环保署代表作为人质，要求白宫答应帮助他们解决问题，疏散居民，并宣布这里是重灾区。此事一时间闹得沸沸扬扬，各路媒体也表现出了惊人的一致，纷纷发表文章谴责政府，宣称支持居民的行动，呼吁政府就这一丑闻尽快做出解释，并妥善解决。几天后，居民们终于得到了回应。卡特总统颁布了紧急令，允许联邦政府和纽约州政府为尼亚加拉瀑布区的拉夫运河小区近700户人家实行暂时性的搬迁。7个月后，卡特颁布了划时代的法令，创立了“超级备用金”。这是有史以来联邦资金第一次被用于清理泄漏的化学物质和有毒垃圾场。拉夫运河事件唤醒了世界对化学废弃物的认识，同时也曝出了一桩能让媒体大肆炒作的政府丑闻。四个月后，纽约卫生局宣布小区处于紧急状态。但是政府仍然拒74拉夫运河事件是典型的固体废弃物无控填埋污染事件。固体废弃物主要来源于人类的生产和消费活动，是指被丢弃的固体和泥状物质，包括从废水、废气中分离出来的固体颗粒。固体废弃物可对环境造成多方面的污染，其危害从拉夫运河事件可见一斑。