基础知识（土壤）

基础知识●土壤组成及性质●土壤污染理论提升●土壤重金属污染●土壤农药污染第四章土壤环境化学第四章土壤环境化学土壤与植物●土壤是陆地地表具有肥力并能生长植物的疏松层，它仅是岩石圈上薄薄的一层，大约2m左右。●土壤还具有同化和代谢外界进入土壤的物质能力，即净化能力，土壤是保护环境的重要净化剂。第四章土壤环境化学●土壤具有不断供应、协调植物生长发育必需的水分、养分、空气和热量的能力，即土壤具有肥力，这是土壤区别于其它自然体的最本质的特征。土壤肥力第四章土壤环境化学土壤的形成：岩石风化过程和土壤母质成土过程的综合作

用下形成的。●土壤母质的形成：岩石风化形成土壤母质，并产生某些特性，如具有透水性、保水性和通气性，并含有少量的可溶性矿物元素，但因不含氮素，不具备绿色植物生长所必需的肥力条件。●成土作用：在以生物为主的综合因素作用下，土壤母质发展肥力，形成土壤的过程。第四章土壤环境化学

●生物是土壤形成的主导因素，包括土壤植物、土壤微生物、土壤动物。生物特别是绿色植物在母质上生长之后，岩石风化释放出来的养料才有储存和集中的可能。通过生物的选择性吸收及固碳固氮作用，养料在母质中从无到有、由少到多，逐渐储存和集中起来，这是有机质的生物合成。另外通过微生物分解有机质，使养分重新释放出来，植物能重新利用，如此周而复始，母质中的有机质逐渐增多，土壤逐步形成。

●由于成土因素（母质、生物、气候、地形、时间）综合作用的不同，产生出多种类型的土壤，如砂质土、粘质土、壤土。土壤类型一、土壤的组成与性质1、土壤的组成土壤固相矿物质>90%气相液相有机质1~10%可耕土壤5%土壤水分所含溶质土壤空气由固、液、气三相物质构成的复杂的多相体系一、土壤的组成土壤中固、液、气相结构简图1、土壤的组成（1）土壤固相：绝大部分在土壤表层①土壤矿物质土壤矿物质土壤有机质次生矿物原生矿物

●原生矿物

各种岩石受到不同程度的物理风化而未经化学风化的碎屑物体，其原来的化学组成和结晶构造都没有改变，如石英、长石类、云母类、辉石、角闪石、橄榄石、赤铁矿、磁铁矿、磷灰石、黄铁矿等。

原生矿物的粒径较大，具有坚实而稳定的晶格，不透水，不膨胀。构成土壤的骨架，提供无机营养物质(C、N除外)分为四类：硅酸盐类矿物、氧化物类矿物、硫化物类矿物、磷酸盐类矿物是岩石经过物理风化和化学风化形成的一、土壤的组成石英黑云母辉石1、土壤的组成

●次生矿物

由原生矿物经化学风化后形成的新矿物，其化学组成和晶体结构都有所改变。其粒径较小，大部分以黏粒和胶体分散状态存在。许多次生矿物具有巨大的表面积、强的吸附和离子交换能力，吸水后膨胀，有明显的胶体特征。对土壤中无机污染物的行为和归宿影响很大次生矿物简单盐类三氧化物类次生硅酸盐类（黏土矿物、黏粒物）方解石、白云石、石膏、泻盐、岩盐、芒硝、水氯镁石等水溶性盐，易淋溶流失，多存在于盐渍土中针铁矿、褐铁矿、三水铝石结晶构造简单，常见于热带和亚热带土壤中构成土壤的主要成分，长石等原生硅酸盐矿物风化后形成1、土壤的组成

母岩和环境条件不同，使岩石风化处在不同阶段，所形成的次生黏土矿物的种类和数量不同，但最终产物都是铁铝氧化物。在干旱、半干旱气候条件下，风化程度较低，主要形成伊利石；温暖湿润或半湿润气候条件下，形成蒙脱石和蛭石；湿热气候条件下，形成高岭石。

在土壤形成过程中，原生矿物以不同的数量与次生矿物混合成为土壤矿物质。次生硅酸盐类（黏土矿物、黏粒物）伊利石蒙脱石1、土壤的组成②土壤有机质

●土壤中合碳有机化合物的总称，土壤有机质是土壤形成的主要标志，土壤肥力的表现。

●主要来源动植物和微生物的残体、施用的有机肥料、微生物活动生成的有机物等。

●和土壤矿物质相比，有机质含量不高，一般占固相总重量的10%以下，但对土壤的理化性质和土壤中的化学反应有较大影响。1、土壤的组成土壤有机质非腐殖质腐殖质腐黑物：不溶于碱，也不溶于酸富里酸：既溶于碱，又溶于酸占有机质总量的10%～15%是组成有机体的各种有机化合物，如蛋白质、糖类、树脂、有机酸等腐殖酸：溶于碱，不溶于酸由植物残体经微生物降解转化而成，不属于有机化学中现有的任何一类，占有机质总量的85%～90%，高分子聚合物，含羧基、羟基、氨基等多种官能团，有较大的比表面积、较高的阳离子代换量。1、土壤的组成●土壤有机质不但含有丰富的营养元素，而且在自身缓慢的分解过程中，把生成的CO2释放到空气中，成为光合作用的物质来源；与此同时，产生的有机酸可以促进矿物养分的溶出，为作物生长提供丰富的养分。●土壤有机质，能增强植物呼吸，提高细胞膜的渗透性，促进根系的生长。有机质中的维生素、生长素、抗生素等对植物起促生长、抗病害的作用。土壤有机质的作用1、土壤的组成●有机质还能促进土壤良好结构的形成，增加土壤疏松性、通气性、透水性和保水性。腐殖质有巨大的比表面，可强烈吸附土壤中可溶性养分，保持土壤肥力；具有两性胶体性质的有机物可缓冲土壤溶液的pH。●有机物可作为土壤微生物的营养物，而微生物活动又增加土壤养分，促进作物生长。土壤有机质的作用1、土壤的组成（2）土壤液相●指土壤中的水分及其水溶物。主要来自大气降水和灌溉，在地下水位接近地面(2～3m)的情况下，地下水也是上层土壤水分的重要来源。

●水进人土壤以后，由于土壤颗粒表面的吸附力和微细孔隙的毛细管力，可将一部分水保持住。土壤固体保持水分的牢固程度，在很大程度上决定了土壤中水分的运动和植物对水分的利用。土壤水分并非纯水！！！1、土壤的组成土壤水分的存在形式内聚水：外层的膜状水，植物生长的主要水源吸着水：土壤颗粒吸附的水分，几乎不移动，不被植物吸收1、土壤的组成（2）土壤液相●不同土壤保持水分的能力不同，砂土由于土质疏松，孔隙大，水分容易渗漏流失；粘土土质细密，孔隙小，水分不容易渗漏流失。●土壤水分把土壤、大气中的植物养分溶解成营养溶液，输送到植物根部，最大程度地提供给植物体。●土壤水分是植物吸收养料的主要媒介，也是土壤污染物向水环境、生物体内迁移的媒介。●土壤水分实际上是土壤中各种成分和污染物的土壤溶液，包含无机胶体、有机胶体、无机盐类、有机物、配合物、溶解气体等。土壤水分并非纯水！！！1、土壤的组成●土壤空气存在于未被水分占据的土壤空隙中，来源于大气和土壤中生物化学作用产生气体，组成与大气基本相似，主要成分N2、O2、CO2。（3）土壤气相①不连续的体系：土壤空气存在于相互隔离的土壤孔隙中②含量差异：CO2含量高于大气，

氧的含量低于大气③更高的湿度：水蒸气的含量

比大气高很多④有还原性气体：CH4、H2、H2S、NH3差异生物呼吸有机物分解大气中0.02%～0.03%，土壤空气0.15%～0.65%2、土壤的性质●土壤的性质与土壤质地和土壤结构息息相关●土壤质地：指土壤中粗细、大小不等的土壤颗粒的比例组成，即由不同的粒级混合在一起所表现出来的土壤粗细状况。土壤质地与土壤通气、保肥、保水状况及耕作的难易有密切关系；土壤质地状况是拟定土壤利用、管理和改良措施的重要依据。其分类是以土壤中各粒级含量的相对百分比做标准的。●国际制土壤质地分类是一种三级分类法，即按砂粒、粉粒、黏粒三种粒级占百分数进行分类，划分为砂土、壤土、黏壤土、黏土四类十二等级。2、土壤的性质●土壤的性质与土壤质地和土壤结构息息相关质地分类各级土粒重量（%）类别质地名称黏粒（＜0.002mm）粉砂粒（0.02~0.002mm）砂粒（2~0.02mm）砂土类砂土及壤质砂土0~150~1585~100壤土类砂质壤土壤土粉砂质壤土0~150~150~150~4535~4545~10055~8545~550~55黏壤土类砂质黏壤土黏壤土粉砂质黏壤土15~2515~2515~250~3020~4545~8555~8530~550~40黏土类砂质黏土壤质黏土粉砂质黏土黏土重黏土25~4525~4525~4545~6565~1000~200~4545~750~350~3555~7510~550~300~550~55国际制土壤质地分类2、土壤的性质2、土壤的性质砂土两合土（壤土）黏土我国土壤质地分类标准分为三组通气透水性强，含养分少，保肥性差通气透水性差，含养分丰富，保肥性强兼有砂土类和黏土类的优点，消除了二者缺点，质地理想的土壤2、土壤的性质●土壤的性质与土壤质地和土壤结构息息相关土壤结构：指土壤颗粒的排列与组合形式●按形状分为块状、片状和柱状三大类型；●按其大小、发育程度和稳定性等，再分为团粒、团块、块状、棱块状、棱柱状、柱状和片状等。团粒结构：最适宜植物生长的结构体土壤类型，在一定程度上标志着土壤肥力的水平和利用价值。●能协调土壤水分和空气的矛盾；●能协调土壤养分的消耗和积累的矛盾；●能调节土壤温度，并改善土壤的温度状况；●能改良土壤的可耕性，改善植物根系的生长伸长条件。2、土壤的性质吸附性酸碱性氧化还原性生物学性质自净作用2、土壤的性质●土壤胶体以巨大的比表面积、带电性而使土壤具有吸附性（1）土壤的吸附性土壤具有吸收并保持固态、液态、气态物质的能力

●土壤胶体：土壤中粒径<1μm或2μm的矿物质颗粒和腐殖质分

散在土壤溶液中的分散体系。①土壤胶体的性质巨大的比表面和表面能带电性凝聚性和分散性土壤中最活跃的组分是土壤胶体和土壤微生物a.土壤胶体具有巨大的比表面和表面能●胶体的比表面越大，表面能也越大，吸附能力也愈强。①土壤胶体的性质胶体表面分子与内部分子所处状态不同，受到内外部两种不同的引力，因而具有多余的自由能即表面能。这是胶体具有吸附作用的主要原因。自然界中的物体均有降低其自由能，保持其分散系统稳定性的趋势，一般情况下它通过吸附分子态物质，消耗表面能来达到。单位重量或单位体积物体的总表面积，颗粒越小，比表面越大土壤胶体的结构◘胶核：土壤胶体微粒的核心部分，由腐殖质、蛋白质、二氧化硅、硅铝

酸盐等的分子团所组成。◘双电层：吸附层（决定电位离子层+非活性补偿离子层）、扩散层电位离子补偿离子层非活性补偿离子层土壤胶体的结构决定电位离子层●决定电位离子层：吸附在胶核表面，决定胶粒电荷和电位的一层离子。由于这一层离子决定该胶粒的电荷和电位，故叫决定电位离子层，也叫双电层内层。其所带电荷的符号取决于胶核的性质，一般均带负电。如粘土矿物和腐殖质胶体的决定电位离子层一般是由各种阴离子组成，因此粘土矿物和腐殖质胶粒一般都带负电，决定电位离子层的电荷符号和数量是土壤胶体吸附交换性能的决定因素。电位离子土壤胶体的结构土壤胶体的结构补偿离子层非活性补偿离子层电位离子●非活性补偿离子层：补偿离子层的内层，靠近决定电位离子层，受到的静电引力强，离子被牢牢吸引，成平行密实排列，不易自由解离，只能随着胶核移动。

扩散层：在非活性补偿离子层的外面，受到的静电引力小，活动性大。同时还受使离子均匀分布的热运动的影响，使此层阳离子随离子距胶粒表面距离的增大而减少，由稠密到稀疏，呈扩散状态。扩散层的离子具有较强的交换能力，容易和土壤溶液中的其它相同电荷的离子相互交换。●补偿离子层：由于胶核表面决定电位离子层带电，产生静电引力，从土壤溶液中吸附带相反的电荷的离子，围绕在其周围而形成补偿离子层，又叫双电层外层。分为两个层次：非活性补偿离子层、扩散层。电位离子补偿离子层非活性补偿离子层扩散层以内的部分，即从胶核到非活性补偿离子层，称胶粒，胶粒与扩散层构成胶团，整个胶团是电中性的。溶胶中的独立运动单位是胶粒，扩散层的离子可脱离胶粒而移动。土壤胶体的结构b.土壤胶体的电性

土壤胶体微粒一般带负电荷，形成一个负离子层（决定电位离子层），其外部由于电性吸引形成一个正离子层（反离子）。①土壤胶体的性质电位离子补偿离子层非活性补偿离子层c.土壤胶体的凝聚性和分散性土壤溶液中常见阳离子的凝聚能力顺序：

Na+

＜K+

＜NH4+＜H+＜Mg2+＜Ca2+＜Al3+＜Fe3+由于土壤胶体微粒带负电荷，胶体粒子相互排斥，具有分散性。负电荷越多，负的电动电位越高，相互排斥越强的，分散性越强。非活性补偿离子层与介质溶液间的电位差由于土壤溶液中含有阳离子，可以中和负电荷使胶体凝聚，同时由于胶体比表面和表面能都很大，为了减少表面能，胶体也具有相互吸引、凝聚的趋势，这就是胶体的凝聚性。●影响土壤凝聚性能的主要因素有土壤胶体的电动电位和扩散层厚度。此外，溶液中的电解质和pH值也有影响。①土壤胶体的性质凝聚性分散性

离子交换：土壤胶体双电层的扩散层中，补偿离子可以和溶液中的同种电荷的离子以离子价为依据作等价交换（1Ca2+→2Na+）。离子交换作用包括阳离子交换吸附作用和阴离子交换吸附作用。

●土壤胶体的阳离子交换吸附土壤胶体微粒带负电荷，吸附的阳离子（扩散层中），可与土壤溶液中其他阳离子发生交换。致酸阳离子可交换性阳离子②土壤胶体的离子交换吸附除了H+、Al3+外，其它可交换性阳离子，如Ca2+、Mg2+、

K+、Na+等盐基阳离子解吸后使土壤偏酸性，如

Al3+、H+阳离子吸附过程是一种可逆反应的动态平衡。●阳离子交换吸附的特点●阳离子交换量CEC：表示土壤吸附性质的重要指标

指土壤溶液为中性时，每千克干土中所吸附的全部交换性阳离子的总量，单位：厘摩尔/千克土，cmol/kg阳离子交换量是等量进行的，电荷等量。东北黑土华北褐土长江流域黄褐土南方红黄壤土CEC(cmol/kg)24.44～34.3416.4013.234.77，4.09②土壤胶体的离子交换吸附●盐基饱和土壤

实际划分饱和、不饱和土壤时，一般以盐基饱和度80﹪为界限，即盐基饱和度大于80%，为盐基饱和土壤，小于80%，为盐基不饱和土壤。当土壤胶体吸附的阳离子全部为盐基离子，且已达到吸附饱和时的土壤，为盐基饱和土壤；土壤胶体吸附的阳离子含一部分致酸离子，为盐基不饱和土壤。土壤胶体上的交换性盐基离子总量占交换性阳离子总量的百分比，称为盐基饱和度。●影响土壤胶体的阳离子交换吸附的因素②土壤胶体的离子交换吸附电荷数：离子电荷数越高，阳离子交换能力越强。离子半径及水化程度：同价离子中，离子半径越大，水化离子半径就越小，

其交换能力越强。●土壤胶体的阴离子交换吸附

带正电荷的胶体吸附的阴离子与土壤溶液中的阴离子交换●各种阴离子被土壤胶体吸附的顺序是：F-＞C2O42-＞柠檬酸根＞PO43-＞HCO3-＞H2BO3-＞Ac-＞SCN-＞SO42-＞Cl-＞NO3-

●土壤有机质对金属离子的吸附作用和螯合作用可同时发生，金属离子浓度高时，交换吸附为主，浓度低时螯合作用为主。

●土壤胶体对重金属及农药的吸附，对控制其在土壤植物系统中的迁移起重要作用，重金属的活性很大程度上取决于土壤的吸附作用，土壤矿物质和腐殖质的对重金属有很强的吸附能力，降低重金属的活性。②土壤胶体的离子交换吸附

●有机胶体：主要是腐殖质，具有巨大的比表面，350～900m2/g；胶体表面羧基或酚羟基H+的解离，使腐殖质带负电荷，阳离子交换量150～300cmol/kg，甚至可高达400～900cmol/kg。

♣腐殖酸（胡敏酸）、富里酸和胡敏素（腐黑物）中，胡敏素与土壤矿物质结合紧密，对土壤吸附性能影响不明显，胡敏酸和富里酸带负电量大，阳离子吸附量高。相同条件下，富里酸CEC为200～670cmol/kg，胡敏酸为180～500cmol/kg。富里酸对重金属离子有很高的螯合能力和吸附能力，其螯合物一般是水溶性，吸附重金属离子后呈溶胶状态，易随土壤溶液运动，可被植物吸收，也可流出土体。胡敏酸除了与一价金属离子形成易溶物，与其他金属离子均形成难溶物，缓解对植物的毒害。♦土壤有机质一般只占土壤固相的5%，有机胶体对金属离子的吸附总贡献小于无机胶体，但对有机污染物的迁移转化和生物效应影响较大。土壤胶体的分类●无机胶体：包括次生黏土矿物、铁铝水合氧化物、含水氧化硅两性胶体。次生黏土矿物主要有蒙脱石、伊利石、高岭石，是粒径小于5nm的层状硅酸盐，对土壤中分子态、离子态污染物有很强的吸附能力。原因是：

♣黏土矿物颗粒微细、具有很大表面积（蒙脱石＞伊利石＞高岭石），有巨大的表面能，因此，能够吸附进入土壤中的气、液态污染物。

♣黏土矿物带负电荷，阳离子交换量高，对土壤中离子态污染物有较强的交换固定能力。蒙脱石的CEC为80～120cmol/kg，高岭石为3～15cmol/kg。

●有机-无机复合胶体无机胶体和有机胶体结合而成的一种胶体，其性质介于上述两种胶体之间。土壤胶体大多是有机-无机复合胶体。土壤胶体的分类（2）土壤的酸碱性2、土壤的性质酸碱度分级pH值酸碱度分级pH值极强酸性<4.5弱碱性7.0~7.5强酸性4.5~5.5碱性7.5~8.5酸性5.5~6.0强碱性8.5~9.5弱酸性6.0~6.5极强碱性>9.5中性6.5~7.0土壤酸碱度分级我国土壤pH值多在4.5~8.5由南向北pH值递增长江以南土壤多为酸性和强酸性长江以北土壤多为中性或碱性华南、西南地区的红壤、黄壤4.5~5.5华中、华东地区的红壤5.5~6.5华北、西北地区的土壤7.5~8.5，少数>10.5（2）土壤酸碱性①土壤酸度土壤胶体吸附的可代换性H+、Al3+造成的潜性酸度活性酸度土壤溶液中氢离子浓度的直接反映土壤与KCl作用◆CO2溶于水形成的碳酸◆有机质分解产生的有机酸◆氧化作用产生的无机酸◆无机肥料残留的无机酸根◆大气污染产生的酸沉降氢离子的来源活性酸度与潜性酸度是同一个平衡体系的两种酸度。二者可以互相转化，在一定条件下处于暂时平衡状态。（2）土壤酸碱性*活性酸度是土壤酸度的现实表现

潜性酸度则是活性酸度的贮备土壤胶体是H+和Al3+的贮存库

*潜性酸度远大于活性酸度，二者的比例，在砂土中约为1000，在有机质丰富的粘土中则可高达5×104～1×105。吸附的H+、Al3+⇌土壤溶液中的H+、Al3+

潜性酸度

活性酸度◆活性酸度与潜性酸度的关系②土壤碱度

土壤溶液中的OH-离子，主要来源于碱金属和碱土金属的碳酸盐类，可用酸碱滴定法测定。

不同的碳酸盐和重碳酸盐对土壤碱性的贡献不同

富含CaCO3和MgCO3的石灰性土壤呈弱碱性(pH=7.5～8.5)；

含Na2CO3的土壤，pH＞10；

含NaHCO3及Ca(HCO3)2的土壤，pH值=7.5～8.5，碱性较弱。

土壤胶体上吸附阳离子（Na+、K+、Mg2+）的饱和度增加，可引起交换性阳离子的水解作用：

结果在在土壤中产生NaOH，使土壤显碱性。（2）土壤酸碱性●土壤酸碱度直接或间接影响污染物在土壤中的迁移转化（2）土壤酸碱性♦影响重金属等离子的溶解度♦影响污染物氧化还原体系的电位♦影响影响土壤胶体对重金属离子等的吸附♦土壤酸碱度对土壤中重金属的活性有明显的影响硅酸胶体吸附金属离子的最佳pH范围为Co2+，5～7；Cr3+，3.5～7镉在酸性土壤中溶解度大，对植物的毒性较大

在碱性土壤中则溶解度减小，毒性降低（2）土壤酸碱性③土壤的缓冲性能指土壤具有缓和其酸碱度发生激烈变化的能力，它可保持土壤反应的相对稳定，为植物生长和土壤生物活动创造比较稳定的生活环境。◆土壤溶液的缓冲作用土壤中含有碳酸、硅酸、磷酸、腐殖酸和其他有机酸及其盐，构成缓冲体系。如H2CO3-NaHCO3；两性物质，如氨基酸。H2CO3-NaHCO3氨基酸加HCl：NaHCO3+HCl→NaCl+H2CO3加Ca(OH)2：H2CO3+Ca(OH)2→CaCO3+2H2ONaOHHCl（2）土壤酸碱性◆土壤胶体的缓冲作用土壤胶体中存在有代换性阳离子而具有缓冲能力，盐基离子对酸起缓冲作用，氢离子对碱缓冲作用对酸的缓冲作用|土壤胶体|-M++HCl→|土壤胶体|-H++MCl（缓冲酸）对碱的缓冲作用|土壤胶体|-H++MOH→|土壤胶体|-M++H2O（缓冲碱）土壤胶体的数量和代换量越大，土壤的缓冲能力越强；代换量相当时，盐基饱和度越高，土壤对酸的缓冲能力越大；盐基饱和度减小，土壤对碱的缓冲能力增加。●土壤中氧化剂主要有游离氧、NO3-、高价金属离子，还原剂有低价金属离子、土壤有机质。如果土壤中游离氧占优势，则以氧化作用为主，如果以有机物为主，则以还原作用为主。土壤中氧化还原作用的强弱同样可用氧化还原电位Eh表示。①Eh的意义土壤的氧化还原电位Eh越高，氧化态物质的氧化能力越强；越低,还原态物质的还原能力越强。Eh>300mV，氧化体系起主要作用，土壤处于氧化状态；Eh<300mV，土壤有机质起主要作用，还原状态；旱地Eh=400～700mV，以氧化作用为主；在土壤深处，Eh较低；水田的Eh=-200～300mV，以还原作用为主。（3）土壤的氧化还原性

Eh=200～700mV时，养分供应正常；

Eh值>700mV时，土壤完全处于氧化条件下，有机物质会迅速分解，养分贫乏；

Eh值在400～700mV时，土壤中氮素主要以NO3-形式存在；Eh值<400mV时，反硝化开始发生；

Eh<200mV时，NO3-开始消失，出现大量的NH4+；

土壤渍水时，Eh值降至-l00mV，Fe2+浓度已经超过Fe3+；Eh<-200mV时，H2S大量产生，Fe2+→FeS沉淀，迁移能力降低了。

②Eh对土壤性质的影响（3）土壤的氧化还原性③土壤氧化-还原反应的作用◆对土壤养分的影响

氮和矿物质大多呈氧化态才能被吸收，Eh应保持适当高的水平，适宜的Eh=200～700mV。◆影响土壤酸碱性元素价态不同，其化合物酸碱性不同。◆影响污染物的迁移能力

在Eh很低的还原条件下，Cd2+形成难溶的CdS沉淀，难以被植物吸收，毒性降低。但水田落干后，Eh增大，CdS被氧化为可溶性CdSO4，易被植物吸收，若Cd2+含量较高，则会影响植物生长。

有些元素低价离子化合物溶解度大，有些高价离子化合物溶解度大。（3）土壤的氧化还原性（4）土壤的生物学性质土壤生物是土壤形成，养分转化，物质迁移，污染物降解、转化、固定的重要参与者。土壤微生物土壤动物土壤生物土壤微生物土壤动物（5）土壤的自净作用土壤自净作用在自然条件下，污染物在土壤环境中通过吸附、分解、迁移、转化等过程浓度降低、毒性或活性下降，甚至消失的过程。♦土壤中含有各种各样的微生物和土壤动物，对外界进入土壤的各种物质可分解转化♦土壤中存在复杂的有机和无机胶体体系，通过吸附、解吸、代换等过程使污染物发生形态变化♦土壤是绿色植物生长的基地，通过植物的吸收作用，对土壤中的污染物质起着转化和转移的作用♦污染物在土体中可通过挥发、扩散、分解以及水循环等作用，逐步降低污染物的浓度，减少毒性或被分解成无害的物质（5）土壤的自净作用影响土壤自净作用的因素土壤中微生物的种类、数量及活性土壤的结构、有机物含量、温湿度、通气状况等理化性质土壤污染影响土壤中生存的动植物，最后通过生态系统食物链危害牲畜及人体健康●污染物一旦超过土壤最大容量将会引起不同程度的土壤污染●重金属、农药进入土壤系统也将会引起不同程度的土壤污染二、土壤污染1955年日本发生了“镉米”事件富山县的农民长期用神通川上游铅锌冶炼厂的废水灌溉稻田，致使土壤和稻米中含镉量增加。人食用这种稻米，镉在体内积累，引起全身性神经痛、关节痛、骨折，以至死亡。这种疾病以剧烈疼痛为主要症状，被称为“痛痛病”。残留在土壤中的镉至今还难以清除。土壤污染案例一：“镉米”事件二、土壤污染上世纪70年代末，沈阳因工业污水灌溉出现镉米

有关部门在开展沈阳市的环境质量评价时，对灌区的镉污染状况、污染物迁移分布规律、污染的生态影响等问题作了较为详细调查研究。调查显示，造成灌区镉污染的主要污染源是沈阳冶炼厂，该厂在1980年以前，每年向外环境排镉10吨，其中很大一部分进入灌区，污染地下水，危害作物，并在土壤中积累。

当地政府主要采取了两个措施：切断污染源，改变生产镉米的耕地用途。多年后，虽然镉米的危害基本消除，但被污染地环境问题依然存在。

土壤污染案例一：“镉米”事件二、土壤污染2009年湖南浏阳发生一起区域性镉污染事件长沙湘和化工厂在生产硫酸锌和非法生产金属铟的过程中，由于环保设施不齐全、有效防护措施不足，镉被直接排入水体和土地，导致土地大面积污染。截至当年7月31日，在已出具的2888人的有效检测结果中，尿镉超标509人。在离化工厂数百米远的地方，田里的水稻和蔬菜都变成了黄绿色，喂养的猪和鸭则因为吃了受镉污染的农作物而不断生病。

土壤污染案例一“镉米”事件二、土壤污染土壤污染案例二甘肃铅污染事件2006年9月12日，甘肃铅污染事件，造成甘肃省陇南市徽县水阳乡新寺、牟坝两个村354人血铅超标，因血铅超标问题住院的共179人。其中14岁以下171人，14岁以上的8人。造成血铅超标事故的是徽县有色金属冶炼有限责任公司，其周边400米范围内土地已经全部被污染。二、土壤污染土壤污染案例三辽宁省沈阳冶炼厂非法转移有毒化工废渣1992年10月和1993年5月，在未经有关部门同意的情况下，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。转移的废渣中含有As2O3等10多种有毒物质332吨。穆棱河下游约20平方公里范围内的土壤、植物和地下水环境造成不同程度的污染。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铜、镉等重金属污染平均超标为75倍，其中砷的超标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。二、土壤污染土壤污染案例四陕西省龙岭村癌症现象

陕西省华县瓜坡镇龙岭村，1974年，发现第一例食道癌患者，从此，挥之不去的“癌魔”笼罩龙岭村。截至2001年11月，不到30年的时间，全村154人中死亡人数59人，死于癌症的36人，无一例自然死亡。癌病患者和死亡人数连年增多，且呈年轻化。最终发现该村的土壤污染十分严重。该村西北方4000米远是陕西化肥厂和复合化肥厂，西北风将工厂散播的悬浮颗粒污染物吹到龙岭村，使全村空气、水、耕植地、非耕植地以及室内用地、粮食作物等都受到了铅、铬、砷、铜、锌、镍、锰、磷等的污染。当地生产的面粉铅含量超标（GB）1.6倍，属重污染；铬超标2.98倍，属严重污染；芹菜中镉、铅、汞、砷、铬都超标，其中汞超标16倍、铅超标83.5倍，属特级污染；中药柴胡中镉、铅、汞、砷、铬都超标，其中铅超标91.5倍；豆角叶中铅超标191倍；核桃中铬超标2.9倍；油菜子中铅超标75倍。二、土壤污染汞—汞中毒引发全身麻痹、眼瞎耳聋、头疼、精神失常、全身痉挛；镉—镉中毒引发心血管、糖尿病、骨癌、胃肠癌、食道癌、直肠癌、肝癌、前列腺癌；铅—铅污染引发心血管功能严重障碍、动脉硬化、高血压、心肌肥大、心肌坏死、智力低下；砷—砷污染引发皮肤癌、肺癌、膀胱癌、肝癌、肾癌、神经系统紊乱汞、镉、铅、砷四种元素对于人体都属于有毒元素，人体都是不需要的。正常人的身体中一般都会含有这些元素，但都在正常水平以下。更为重要的是，每个人体内都有基因错配修复机制，每当基因排序出现问题，它可以自动地修复，从而抑制疾病。但如果有害元素积累到一定的数量，就有可能破坏基因错配修复机制，最终形成癌症等疾病。专家告诉我们，加强体育锻炼，不挑食，保持良好心情，都是日常预防癌症的有效办法。化学元素与疾病专家告诉我们二、土壤污染进入土壤的污染物的数量超过了土壤的自净能力，并破坏了土壤的功能和影响了土壤生态系统的平衡，称为土壤污染。土壤污染污染物可通过各种途径进入土壤。若进入污染物的量在土壤自净能力范围内，仍可维持正常生态循环。如果人类活动产生的污染物进入土壤的数量与速度超过净化速度，造成污染物在土壤中持续累积，表现出不