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
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
1.1 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。
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。
重金属对土壤的污染
（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。
1.2 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。
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
土壤的物质组成
土壤三相组成：固相、液相和气相
1.3 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。
➢ 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。
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。
❖ 植物中污染物的含量
1.2 土壤、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。
❖ 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。
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。
1.4 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。
固相
矿物质 有机质
液相
土壤液体
气相
土壤气体
❖ 2 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
1.3 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
➢ 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。