土壤污染学课件

土壤环境污染问题土壤土壤母质有机质水分养分空气微生物成分土壤是指位于陆地表面具有肥力的疏松层次，它具有一定的组成成分、结构和功能。土壤由矿物质、有机质、水分、空气和土壤生物5种成分组成，是固体、液体、气体三相共存的多相体系。其相对含量因时因地而异，大体上固体部分占50％，空气占20％，土壤水分占30％。土壤概述成熟的土壤剖面图R：母岩层C：风化层B：沉积层（心土层）A：表土层

土壤层成土顺序R→C→A→B①培育植物：植物挺立生长的支持体；植物生长提供水、空气和养分。②推动物质循环：土壤是地球表层中介入元素循环的一个重要圈层，由岩石风化产生所有物质都可能进入大气和水系，又可通过地球化学循环归入土壤。③保存水资源：土壤是大气和地下水之间的缓冲地区。④防止灾害：土壤蓄水量大，可防止洪水发生。土壤植物又可防止风雨侵蚀、水土流失或土壤荒漠化趋向，并兼有防风、消音等作用。⑤自净能力：土壤具有极大比表面和催化活性；土壤对外来污染物有一定的自净能力。土壤的基本环境机能土壤污染是指人类活动产生的污染物进入土壤并积累到一定程度，引起土壤质量恶化，并影响到植物的生长发育以及产量和质量的下降，叫土壤污染。土壤污染土壤污染的特点①隐蔽性和潜伏性③危害的严重性②不可逆性和长期性主要的重金属污染土壤重金属污染物主要有汞、镉、铅、铜、铬、砷、镍、铁、锰、锌等，砷虽不属于重金属，但因其行为与来源以及危害都与重金属相似，故常列入重金属类进行讨论。对植物的需要而言，可分为两类：一类是植物生长发育不需要的元素，而对人体健康危害比较明显，如镉、汞、铅等；另一类是植物正常生长发育所需元素，且对人体又有一定生理功能，如铜、锌等，但过多会发生污染，妨碍植物生长发育。

汞Hg土壤汞污染主要来自于污染灌溉、燃煤、汞冶炼厂和汞制剂厂（仪表、电气、氯碱工业）的排放。含汞农药的施用等也是重要的汞污染源。

土壤中汞的存在形态有无机态与有机态，在一定的条件下互相转化。无机汞有HgSO4、HgCl2、HgO，因溶解度低它们在土壤中迁移转化能力很弱，但在土壤微生物作用下，汞可向甲基化方向转化。在好氧条件下主要形成脂溶性的甲基汞，可被微生物吸收、积累造成对人体的危害；在厌氧条件下，形成二甲基汞，在微酸性环境下，二甲基汞可转化为甲基汞。镉主要来源于镉矿、镉冶炼厂。镉常与锌共生，所以冶炼锌排放物中必有ZnO、CdO，挥发性强，以污染源为中心可波及数km远。镉工业废水灌溉农田也是镉污染重要来源。镉对农业最大的威胁是产生“镉米”、“镉菜”，进入人体后使人得骨痛病。另外，镉会损伤肾小管，出现糖尿病，还有镉引起血压升高，出现心血管病，甚至还有致癌、致畸的报道。镉Cd

铅Pb铅是土壤污染较普遍的元素。污染源主要来自汽油里添加抗爆剂烷基铅，随汽油燃烧后的尾气而积存公路两侧百米范围内的土壤中，另外，铅字印刷厂、铅冶炼厂、铅采矿场等也是重要的污染源。铅对植物的危害表现为叶绿素下降，阻碍植物的呼吸及光合作用。谷类作物吸铅量较大，但多数集中在根部，茎秆次之，籽实中较少。因此铅污染土壤所生产的禾谷类茎秆不宜作饲料。铅对动物的危害则是累积中毒。人体中铅能与多种酶结合从而干扰有机体多方面的生理活动，导致对全身器官产生危害。污染源主要是电镀、制革废水、铬渣等。铬在土壤中主要有两种价态：Ｃr6+和Ｃr3+。两种价态的行为极为不同，前者活性低而毒性高，后者毒性小。植物吸收铬约95％留在根部。低浓度的Ｃr6+能提高植物体内酶活性与葡萄糖含量，高浓度时则阻碍水分和营养向上部输送，并破坏代谢作用。铬对人体与动物也是有利有弊。人体中含铬过低会产生食欲减退症状。但饮水中超标400倍时，会发生口角糜烂、腹泻、消化紊乱等症状。铬Cr土壤砷污染主要来自大气降尘与含砷农药。燃煤是大气中砷的主要污染源。土壤中砷大部分为胶体吸收或和有机物络合或与土壤中铁、铝、钙离子相结合，形成难溶化合物。pH和EH值影响土壤对砷的吸附。pH值高土壤砷吸附量减少而水溶性砷增加；土壤氧化条件下，大部是砷酸，砷酸易被胶体吸附，而增加土壤固砷量。随EH降低，砷酸转化为亚砷酸，可促进砷可溶性，增加砷害。砷对植物危害的最初症状是叶片卷曲枯萎，进一步是根系发育受阻，最后是植物根、茎、叶全部枯死。砷对人体危害很大，它能使红血球溶解，破坏正常生理功能，甚至致癌等。砷As我国多个省（市）城郊、污水灌溉区、工矿等经济发展较快地区的320个重点污染区中，污染超标的大田农作物种植面积为60.6万hm2,占监测调查总面积的20%；其中重金属含量超标的农产品产量与面积约占污染物超标农产品总量与总面积的80%以上，尤其是Pb、Cr、Hg、Cu及其复合污染最为突出。据资料，目前我国重金属污染的耕地面积近2000万亩，约占总耕地面积的五分之一!我国重金属污染的现状农药对环境的污染

（1）有机氯农药不仅对害虫有杀伤毒害作用，同时对害虫的“天敌”及传粉昆虫等益虫益鸟也有杀伤作用，因而破坏了自然的生态平衡。（2）长期使用同类型农药，使害虫产生了抗药性，因而增加了农药的使用量和防治次数，也大大增加了防治费用和成本。（3）长期大量使用农药，使农药在环境中逐渐积累，尤其是在土壤中，产生了农药污染环境问题。（4）农药被农作物吸收、进入动物体内，经过生物富集浓缩，使其毒性更大，这就不仅使得害虫的天敌更易受到毒害作用，而且会通过食物链威胁人体的健康。土壤中的农药污染物目前，世界范围年产农药约200多万吨，种类数达1500之多(大量生产又广泛应用的约有300种)。农用化肥对土壤的影响我国是化肥使用大国，1996年我国化肥施用量3800万吨，居世界第一位，单位面积用量居世界中等水平，但我国化肥利用率平均只有30-35％。每年有1100多万吨的肥份流入水体，其中氮肥损失率最高。这不仅造成了巨大的经济损失，而且对环境产生了严重污染，对水体、土壤、大气、生物及人体健康造成严重危害。如造成江河湖及地下水源的污染、造成江河湖及地下水源的污染、影响人类健康、破坏土壤结构。土壤植物动物人土壤质量与食品安全的关系土壤质量与食品安全的关系土壤退化自然因素和人为因素:1．土壤侵蚀2．土壤沙化3．土壤盐渍化4．土壤肥力退化5．土壤污染6.耕地非农化质量退化数量退化

农产品和粮食安全据统计：因水土流失、盐渍化、沼泽化、土壤肥力衰减和土壤污染及酸化等造成的土壤退化总面积约4.6亿公顷，占全国土地总面积的40%，是全球土壤退化总面积的1/4！全国总水土流失面积：1.5亿公顷，几乎1/6国土；荒漠化面积：262万平方公里，占国土27.3%草地退化面积：8700万公顷，占全部草地30%；全国受污染农田2000万亩据有关统计，1950年全国水土流失面积为116万平方公里，而到1980年代已增至150万平方公里，年流失土壤量达50亿吨，约占全世界流失量的1/5。仅黄河的年输沙量即达16亿吨，其中90％来自黄土高原。如果黄河入海的泥沙也用火车装载，则可以环绕赤道29圈。我国土壤退化的特点1、土壤退化面积广，强度大，类型多2、土壤退化速度快，影响深远目前每年损失耕地达300-600万亩；荒漠化面积发展速度：2640平方公里/年。过去30年中，土壤侵蚀面积的增长速率为1.2~2.5%，致使长江成为中国的第二条“黄河”。我国每年流失土壤50亿吨，流失的土壤养分4000万吨化肥，流失的土壤相当于10mm的土层。我国国土荒漠化的数据

全国1/4以上的国土荒漠化；每年因荒漠化造成的直接经济损失达540亿元；荒漠化潜在发生区域面积331.7万平方公里(占国土面积34.6%)；荒漠化土地面积262万km2(占国土面积27.3%)；荒漠化涉及18个省、市的471个县、旗、市；荒漠化面积前3位：新疆(39.8%)，内蒙古(25.1%)，西藏(16.6%),共占81.5%我国水土流失的现状黄土高原长江中上游丘陵东北平原水土流失重灾区水土流失面积43万平方公里，严重的11万平方公里南方12省水土流失面积达150万平方公里发展速度快，30-50万平方公里。

全国总水土流失面积约300万平方公里。我国每年流失土壤超50亿t，占世界总流失量的1/5，受危害严重的耕地约占全国1/3，相当于耕地削去10mm厚的土层，损失N，P,K养分相当于4000多万t化肥。全国水土流失面积到达150万平方公里！相当于50个台湾省！多可怕！你还睡得着吗？土壤盐渍化标准土壤盐渍化程度非盐渍化轻盐渍化中盐渍化重盐渍化土壤盐渍化标准（土壤含盐量）<2.0%2-5%5-10%>10%土壤盐渍化主要发生在干旱、半干旱和半湿润地区，它是指易溶性盐分在土壤表层积累的过程。

土壤沼泽化标准土壤沼泽化程度非沼泽化轻沼泽化中沼泽化重沼泽化土壤沼泽化标准（土壤潜育层距地面高度）<60cm60-40cm40-30cm<30cm滨海盐土景观我国盐渍土总面积约1亿公顷，其中现代盐渍化土壤0.37亿公顷，残余盐渍化土壤0.45亿公顷，潜在盐渍化土壤0.17亿公顷。次生盐渍化的成因①由于发展引水