环境科学与工程导论第八章：土壤污染及其防治

第八章：土壤污染及其防治SoilPollutionandPrevention

目录一、土壤污染与污染源二、重金属在土壤中的迁移转化三、化学农药在土壤中的迁移转化四、土壤污染的防治五、土壤侵蚀及控制一、土壤污染与污染源土壤环境平衡被破坏的后果：土壤生态将发生明显变异，土壤酸化、板结，土质变坏，导致土壤微生物区系（种类、数量和活性）的变化，土壤酶活性减少；同时，由于土壤环境中污染物的迁移转化，从而引起大气、水体和生物的污染，并通过食物链，最终影响到人类的健康。一、土壤污染土壤污染的类型：一、土壤污染水质污染型：这是土壤环境污染的最主要发生类型。污染源主要是工业废水、城市生活污水和受污染的地面水体。

大气污染型：污染物质来源于被污染的大气，特点为以大气污染源为中心呈环状或带状分布，长轴沿主风向伸长。

固体废弃物污染型：固体废弃物系指被丢弃的固体状物质和泥状物质，包括工矿业废渣、污泥和城市垃圾等。

土壤污染的类型：一、土壤污染农业污染型：由于农业生产的需要而不断地使用化肥、农药、城市垃圾堆肥、污泥等所引起的土壤环境污染。

放射性污染：随着核技术在工农业、医疗、地质、科研等各领域的广泛应用，越来越多的放射性污染物进入土壤中。综合污染型：污染源可能同时来自受污染的地面水和大气，或受固体废弃物，放射性废物以及农药、化肥的污染。土壤污染的特点：土壤污染具有隐蔽性（潜伏性）和滞后性土壤污染的易累积性土壤污染具有不可逆转性和长期性土壤污染的难治理性一、土壤污染二、土壤的自净能力土壤环境的自净作用是指进入土壤的物质，通过稀释和扩散等作用可以降低其浓度，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，甚至成为营养物质；或经挥发和淋溶从土体中迁移至大气和水体。土壤自净作用的机理：二、土壤的自净能力

物理净化作用:进入土壤中的难溶性固体污染物可被土壤机械阻留；可溶性污染物可被土壤水分稀释或被土壤固相表面吸附；某些污染物可挥发或转化成气态物质在土壤孔隙中迁移、扩散，以至迁移入大气。

土壤的物理净化能力与土壤孔隙、质地、结构、含水量、温度等因素有关。例如:砂性土壤的空气迁移、水迁移速率都较快，但表面吸附能力较弱。增加砂性土壤中有机胶体的含量，可以增强土壤的表面吸附能力。土壤自净作用的机理：二、土壤的自净能力物理化学净化作用:指污染物的阳、阴离子与土壤胶体上原来吸附的阳、阴离子之间的离子交换吸附作用。例如：净化能力的大小可用土壤阳离子交换量或阴离子交换量的大小来衡量。一般土壤中带负电荷的胶体较多，因此，一般土壤对阳离子或带正电荷的污染物的净化能力较强。

土壤自净作用的机理：二、土壤的自净能力化学净化作用:通过化学反应，使污染物转化成难溶性、难解离性物质，使危害程度和毒性减小；或者分解为无毒物或营养物质。包括凝聚与沉淀反应、氧化还原反应、络合－螯合反应、酸碱中和反应、同晶置换反应、水解等。土壤环境的化学净化能力的大小与土壤的物质组成、性质，以及污染物本身的组成、性质有密切关系。土壤自净作用的机理：二、土壤的自净能力生物净化作用:土壤中存在着大量依靠有机物生活的微生物，如细菌、真菌、放线菌等，它们有氧化分解有机物的巨大能力。当污染物进入土体后，在这些微生物体内酶或分泌酶的催化作用下，发生各种各样的分解反应，统称为生物降解作用。生物净化能力的大小与土壤中微生物的种群、数量、活性，以及土壤水分、土壤温度、土壤通气性、pH值、Eh值、适宜的C/N比等因素有关。

土壤污染物的分类：三、土壤污染物无机污染物：主要有重金属和放射性核素物质，以及有害的氧化物、酸、碱、盐、氟等。其中以重金属和放射性物质污染最难彻底清除，对人体最具潜在危害。有机污染物：主要有人工合成的有机农药、酚类物质、氰化物、石油、稠环芳烃、洗涤剂，以及有害微生物、高浓度好氧有机物等。

四、土壤污染源

工业污染源：一般直接来源于工业“三废”引起的土壤污染仅限于工业区周围数十公里范围内，属点源污染。

农业污染源：指由于农业生产本身的需要，而施入土壤的化学农药、化肥，以及残留于土壤中的农用地膜等。

生物污染源：含有致病的各种病原微生物和寄生虫的生活污水、医院污水、垃圾，以及被病原菌污染的其它水体等。五、土壤污染的危害造成减产、导致严重的直接经济损失导致食物品质下降通过食物链危害人体健康导致其他环境（大气、地表水、地下水污染，生态系统退化等）问题二、重金属在土壤中的迁移转化二、重金属在土壤中的迁移物理迁移物理化学迁移和化学迁移生物迁移

重金属的生物效应：对种子萌发的影响对生理生化过程的影响对作物产量的影响二、重金属在土壤－植物体系中的积累、迁移和生物效应

三、化学农药在土壤中的迁移转化一、土壤中农药的迁移方式农药在土壤中的移动是通过扩散和质体流动两个过程进行的：

扩散是由于分子的热能引起的分子不规则运动的结果而使物质转移的过程。是由较高浓度的位置移动到较低浓度位置的净运动。质体流动的发生是由于外力的结果。农药能溶于水中，也能悬浮在水中，或以气态存在或吸附于土壤固体物质，或存在于土壤有机质上。

二、农药在土壤中的迁移转化农药进入土壤后，与土壤中的物质发生一系列化学、物理化学和生物化学的反应过程。由于这些过程的发生，农药在土壤环境中迁移、转化、降解，或者残留、累积。农药在土壤中的迁移转化行为主要有吸附和降解作用。根据“环境化学专题报告文集”，1984

四、土壤污染的防治一、控制污染源

控制和消除土壤污染源的措施有：控制和消除工业“三废”的排放；控制化学农药的使用；合理施用化学肥料；加强污灌区的监测与管理等。大气污染的防治水污染的防治固体废弃物的处理与处置二、增加土壤的环境承载力土壤的环境承载力，与土壤的环境容量没有本质的区别，可以说增加土壤的环境承载力就是要提高控制单元或区域土壤环境的环境容量。土壤环境容量（soilenvironmentalcapacity）可从上述环境容量的定义延伸为：“指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”。土壤环境容量实际上是土壤污染起始值和最大负荷值之间的差值。提高土壤环境容量应该从两个方面理解：降低土壤环境的本底值和减少进入土壤的污染物质。

培植适应当地环境实际的植物品种，增加植物对污染物的吸收量，降低土壤环境的本底浓度；另一方面，调节进入土体的污染物的量，减少进入土壤的污染物的量，可以保证土壤环境容量的相对增加。二、增加土壤的环境承载力五、土壤侵蚀及控制土壤侵蚀的定义土壤侵蚀（Soilerosion）是指在外力（水、风）的作用下，地面物质（土壤、田质等）破坏、推移、沉积的过程，这一过程的本质，就是能量消耗、转化和做功的过程，外力是动力，地面物质是被破坏、推移、沉积的对象，自然或人为的土壤侵蚀过程在自然状态下，纯粹由自然因素引起的侵蚀过程，它是一种经历相当久远年代进行极其缓慢的侵蚀，这种侵蚀称为自然侵蚀，也称地质侵蚀。另外是在人类活动作用下，特别是人类破坏了植被，加速和扩大了自然