4.1污染物在土壤中的迁移转化
土壤污染物的迁移与转化分析
土壤污染物的迁移与转化分析一、引言土壤污染已成为全球环境问题中的重要议题,其中土壤污染物的迁移与转化是引起人们关注的主要原因之一。
了解土壤污染物的迁移与转化过程,对于制定科学的环境管理和修复策略至关重要。
本文将从土壤污染物的迁移途径、因素及环境行为的转化等方面展开分析。
二、土壤污染物的迁移途径土壤污染物的迁移途径包括水介质迁移、气介质迁移和生物介质迁移三种主要方式。
1. 水介质迁移水介质迁移是指土壤污染物通过地下水或地表径流的作用,沿着水流方向传输。
土壤污染物在水介质中的迁移受多种因素影响,包括土壤性质、污染物的物化性质、降雨量、地形等。
其中,土壤性质对污染物的吸附、解吸和迁移具有重要影响,不同土壤类型对污染物的迁移有不同的敏感性。
2. 气介质迁移气介质迁移主要指土壤挥发污染物在土壤表面蒸发或土壤孔隙气体中的迁移。
挥发性有机物(VOCs)是污染物中最常见的一类,其通过挥发从土壤表面释放到大气中,形成气体迁移。
土壤的气体扩散系数、温度、湿度等因素会影响挥发污染物的迁移过程。
3. 生物介质迁移生物介质迁移是指土壤污染物通过生物作用而迁移到其他空间的过程。
例如,污染物可以通过植物的根系进入植物体内,或者通过土壤微生物的作用而发生转化。
生物介质迁移主要受生物多样性、植物根系分泌物和微生物活性的影响。
三、土壤污染物迁移与环境行为的影响因素土壤污染物的迁移与转化过程受多个因素的共同作用。
1. 土壤性质土壤性质是影响土壤污染物迁移的重要因素之一。
土壤颗粒大小、有机质含量、 pH 值等对污染物的吸附能力和迁移速率有明显影响。
例如,颗粒细小的土壤通常吸附能力较强,有机质含量高的土壤对污染物的降解和转化能力较好。
2. 污染物属性不同的土壤污染物具有不同的物化性质,这些属性将直接影响其迁移和转化过程。
诸如溶解度、挥发性、吸附性以及化学反应性等因素都会对污染物在土壤中的迁移和转化起到重要的作用。
了解污染物属性对土壤中的表现形式和迁移特征进行综合评估至关重要。
污染物的环境迁移和转化机制
污染物的环境迁移和转化机制随着现代工业化和城市化的快速发展,环境污染已经成为了我们面临的一个严峻问题。
产生污染物的源头往往是工业、农业、交通等各个方面,而这些污染物在环境中的迁移和转化机制则是我们需要探讨的一个重要话题。
在本文中,我们将从三个方面进行讨论:污染物在大气、土壤和水中的迁移和转化机制。
一、大气中的污染物迁移和转化机制大气污染是全球环境面临的一个共同挑战,其中主要污染物包括二氧化硫、氮氧化物、臭氧、颗粒物等。
这些污染物在大气中的迁移和转化机制主要有以下几方面。
1、物理迁移大气中的污染物往往通过物理迁移的方式,随着气流的传输而在大气中传播。
例如,风起时,二氧化硫、氮氧化物等污染物就会随着气流的传递而向周围传播,范围可以达到数十公里。
2、化学转化大气中的污染物也可以通过化学反应进行转化,这种化学反应可以是自催化反应,也可以是光催化反应。
例如,在光照下,氮氧化物会与挥发性有机物发生反应,生成臭氧等氧气化合物,这就是光化学反应。
3、降雨和沉积大气中的污染物在接近地面时,会被降雨和沉积作用所固定,从而减少它们对环境的影响。
在雨水中,大气中的污染物会形成酸雨,对土壤和水体的污染作用加剧。
二、土壤中的污染物迁移和转化机制土壤是生态系统的一个重要组成部分,土壤中的污染物对环境造成的威胁是不可忽视的。
在土壤中,污染物的迁移和转化机制主要有以下几方面。
1、扩散和渗透土壤中的污染物可以通过扩散和渗透的方式进行迁移,这种方式和大气中的物理迁移类似。
污染物在土壤中的扩散和渗透受到土壤质量和结构的影响,不同的土壤类型对污染物的扩散和渗透具有不同的影响。
2、吸附和解析物质在土壤中的吸附和解析的过程是污染物在土壤中的转化机制之一。
污染物在与土壤颗粒接触时,会被吸附在颗粒表面。
根据不同的污染物和土壤类型,吸附的程度和效果有所不同。
3、微生物降解微生物降解是土壤中污染物的重要转化机制之一。
有些污染物可以被土壤中的细菌和真菌等微生物进行降解,这样就可以减少其对环境的影响。
环境污染物在土壤介质中迁移行为研究
环境污染物在土壤介质中迁移行为研究环境污染物是指进入环境中,对自然界和人类有害的化学物质。
它们可以通过大气沉降、降雨冲刷、生物向上转移、地下水渗流等多种途径进入土壤介质。
一旦进入土壤介质,环境污染物会发生迁移和转化,并最终可能进入水体、沉积物或生物体内,对环境和生态系统造成危害。
土壤介质对环境污染物的迁移和转化具有很强的吸附和滞留能力。
土壤颗粒的结构和成分,以及土壤孔隙结构对环境污染物的迁移具有重要影响。
常见的土壤介质包括沙土、粉土和黏土等。
其中,黏土是一种含水量非常高的胶结材料,具有吸附性能和较高的完整性,是环境污染物迁移过程中的重要阻挡层。
研究表明,环境污染物在土壤介质中的迁移是一个复杂的过程,包括吸附、解析、扩散、颗粒运动、降解等多个环节。
其中,吸附是环境污染物迁移过程中的关键环节。
土壤颗粒表面具有吸附点,可以通过吸附作用将环境污染物固定在颗粒表面。
吸附作用受到环境污染物的性质、土壤介质的性质以及环境因素的影响,包括pH值、温度、湿度等。
一些环境污染物具有亲水性,容易随水分迁移;另一些具有疏水性,难以随水分迁移。
除了吸附作用,土壤介质中的微生物也是影响环境污染物迁移行为的重要因素。
微生物可以通过降解、转化等过程改变环境污染物的性质,对其迁移行为产生重要影响。
此外,土壤水分也是影响环境污染物迁移的重要因素。
适度的水分有利于环境污染物的快速迁移,而过高或过低的水分则会阻碍其迁移。
为了深入研究环境污染物在土壤介质中的迁移行为,需要结合野外调查、室内实验和数值模拟等多种方法。
通过这些研究手段,可以获得环境污染物的迁移速率、路径以及影响因素等重要信息,为环境保护和土壤污染治理提供科学依据。
此外,还需要加强环境污染物防控技术的研发,减少其对土壤介质的污染和对人类健康的危害。
污染物在土壤中的迁移与转化机理研究
污染物在土壤中的迁移与转化机理研究一、引言污染物的土壤迁移与转化一直是环境科学研究的重点之一。
随着人口和经济的快速增长,人们越来越关注环境污染问题的严重性。
因此,研究污染物在土壤中的迁移与转化机理,对于治理和防治土壤污染具有重要意义。
二、污染物在土壤中的迁移当污染物进入土壤时,其有机物和无机物会向下渗透并在一定时间内扩散。
有机污染物的吸附作用取决于其化学结构、分子量、极性和表面性质,而无机污染物的吸附作用取决于其离子大小和电荷。
渗透的速度与渗透压、土壤孔隙度、土壤渗透系数、水分张力和土壤类型等因素有关。
污染物在土壤中的迁移过程受到孔隙水中的交换、降解和吸附等因素的影响。
其中,吸附作用是影响有机污染物迁移的主要因素,而样品的粒径、水解作用和光化学降解等因素会影响无机污染物的迁移。
三、污染物在土壤中的转化土壤中的化学和微生物过程可以将有机污染物转化为无毒、稳定的物质,并提供给植物一些营养物质。
而无机物的转化则包括颗粒迁移、沉积、物理和化学降解等多种作用。
对于有机污染物的生物降解,土壤中的微生物在缺氧条件下利用有机物作为能源、碳源、电子接受体和新生细胞的基础;而在缺氧条件下,硝化作用、硫化作用、酸化作用和还原作用等均不同程度地影响着有机和无机物质的转化。
四、环境因素对污染物的转化及迁移影响土壤的环境因素,包括温度、pH值、水分和氧气等,会对污染物的转化及迁移造成显著影响。
以温度为例,其影响作用主要是由于影响了土壤的物理、化学和生物特性。
高温下可以促进微生物降解的速率,但也会降低化学还原作用、颗粒迁移和酶作用的活性。
因此,土壤的温度对污染物的迁移和转化会产生复杂的影响,需要综合考虑多个因素的相互作用。
五、污染物迁移及转化的模型基于对污染物在土壤中迁移和转化机理的理解,建立了多种模型来描述和预测它们的行为。
其中,最常用的是传质模型和动力模型。
传质模型主要研究传质过程,比如污染物在土壤中的吸附和逆向溶解,是单一传输速度或者是分数传输模型。
大气污染物在土壤及水体中的迁移与转化
大气污染物在土壤及水体中的迁移与转化近年来,随着工业化和城市化的加速发展,大气污染日益成为我们面临的严峻挑战。
大气污染物不仅对空气质量造成严重威胁,也可能通过迁移与转化进入土壤和水体中,进一步对生态环境和人类健康构成风险。
本文将从科学角度,探讨大气污染物在土壤及水体中的迁移与转化过程。
一、大气污染物的源头与排放要了解大气污染物在土壤及水体中的迁移与转化,我们首先需要了解污染物的源头与排放。
工厂排放物、汽车尾气以及农业活动都是主要的大气污染源。
这些污染物包括颗粒物、二氧化硫、氮氧化物等。
来源不同,性质各异,这决定了它们在土壤及水体中的迁移与转化行为也各有差异。
二、大气污染物在土壤中的迁移与转化1. 颗粒物的沉降和吸附颗粒物是大气污染物中最常见的一种。
当它们进入土壤中时,会通过沉降和吸附的方式留在土壤中。
颗粒物的质量和粒径大小决定了它们的迁移性。
较重的大颗粒物会很快沉降到土壤表面,对土壤质量和农作物生长产生负面影响;而较轻的小颗粒物则可以在土壤中迁移较远距离,甚至通过长距离输送形成大范围的污染。
2. 氮氧化物的转化过程氮氧化物是工业排放和农业活动中常见的大气污染物之一。
当它们进入土壤中时,会发生一系列的生物地球化学反应。
一方面,氮氧化物可能与土壤中的有机物或无机物相互作用,形成稳定的化合物,降低其迁移能力;另一方面,它们也可能通过微生物的作用,转化为其他氮化合物,如亚硝酸盐和氨盐,进一步影响土壤中的氮循环。
三、大气污染物在水体中的迁移与转化1. 溶解态污染物的扩散和溶解度一些大气污染物如氨气、二氧化硫等能够溶解在水中,形成溶解态污染物。
这些溶解态污染物可以随着水体的流动迁移,进一步扩散到其他水域。
溶解态污染物的迁移速度主要由扩散系数和水流速度决定。
另外,溶解度也会影响污染物在水中的浓度,从而影响水体生态系统的健康状况。
2. 悬浮态污染物的沉降和沉积与土壤中的颗粒物类似,大气污染物中的悬浮态颗粒物也可以通过降雨等方式沉降到水体中。
土壤有机污染物迁移与转化机制
土壤有机污染物迁移与转化机制土壤有机污染物是指由人类活动而引起的,通过排放、溢漏等途径进入土壤中的有机化学物质。
这些污染物会对土壤环境造成严重威胁,并且可能进一步迁移到地下水或其他环境介质中,对生态系统和人类健康产生危害。
因此,了解土壤有机污染物的迁移与转化机制对于土壤污染的治理和环境保护具有重要意义。
本文将从溶解态和非溶解态两个方面来探讨土壤有机污染物的迁移与转化机制。
一、溶解态有机污染物的迁移与转化机制溶解态有机污染物主要以水溶解形式存在于土壤中。
它们的迁移与转化过程包括扩散、吸附、解吸、降解等环境过程。
具体来说:1. 扩散:溶解态有机污染物会在土壤水分的作用下发生扩散作用。
这是因为土壤孔隙中的水分分子与污染物分子之间存在着弱的相互作用力,导致有机污染物以扩散方式向周围环境迁移。
2. 吸附:当溶解态有机污染物与土壤颗粒表面发生作用时,会发生吸附现象。
这是由于土壤颗粒表面存在着一定的吸附位点,可以吸附溶解态有机污染物分子。
吸附是有机污染物在土壤中迁移过程中的重要阻碍因素。
3. 解吸:有机污染物在土壤中吸附后,有可能再次进入土壤水相中。
这是因为有机污染物与土壤颗粒之间的吸附作用是可逆的,当外界环境条件发生变化时,这些污染物可能会解吸,重新进入土壤水相。
4. 降解:溶解态有机污染物在土壤中还容易发生降解作用。
这是由于土壤中存在着一系列微生物、酶和其他催化剂,它们可以促进有机污染物的降解和转化为无害物质。
二、非溶解态有机污染物的迁移与转化机制非溶解态有机污染物是指存在于土壤固相中的化学物质,如溶解态有机物吸附在土壤颗粒表面形成的复合物。
其迁移与转化机制主要包括以下几个方面:1. 水流作用:非溶解态有机污染物的迁移与转化可以通过水流作用进行。
当土壤水分流动时,这些复合物可能会随着水的流动而迁移。
2. 土壤颗粒的碎化与运移:非溶解态有机污染物与土壤颗粒之间的相互作用受到土壤颗粒大小、形态以及土壤水分等因素的影响。
污染物迁移与转化规律研究
污染物迁移与转化规律研究在当今社会中,环境污染问题逐渐引起人们的关注。
环境污染主要包括空气、水和土壤污染。
其中,土壤污染是对人类健康和生态环境造成影响最大的一种污染。
土壤污染的治理需要深入研究污染物的迁移与转化规律,以便更好地管理和治理土壤污染。
一、污染物迁移规律污染物迁移是指污染物在土壤中随着水、空气和其他介质的流动,向下渗透或向周围扩散的过程。
污染物迁移规律主要受到土壤性质、污染物的物理化学性质和环境因素等影响。
1. 土壤性质土壤性质是影响污染物迁移的主要因素之一。
不同的土壤具有不同的孔隙结构和孔隙度,导致不同程度的孔隙通透性。
土壤孔隙度越大,可容纳的水量就越多,污染物易随水向下渗透。
另外,土壤的渗透率也影响着污染物的迁移速度。
渗透率越高,则污染物迁移速度越快。
此外,土壤质地、含水量、酸碱度等也会影响污染物的迁移行为。
2. 污染物的物理化学性质污染物的物理化学性质也是影响其迁移行为的重要因素之一。
不同的污染物具有不同的分子结构和化学属性,导致其在土壤中的行为迥然不同。
比如,挥发性有机物易发生挥发和扩散,而具有较高亲水性的无机物则易随水分子向下渗透。
化学性质的不同也会导致不同的物质间相互作用和沉淀,从而影响污染物的迁移速度和方向。
3. 环境因素环境因素也对污染物的迁移产生影响。
例如,降雨量、温度、风速等都可能对污染物的迁移产生影响。
降雨量会增加土壤中水的含量,使污染物向下渗透的速度变快;温度和风速高会增加污染物的气体扩散速率,加速其向空气中扩散。
二、污染物转化规律污染物转化是指污染物在土壤中经过一系列化学反应的过程。
污染物转化的过程复杂多样,包括氧化、还原、水解、热解、脱氮、脱磷等过程。
污染物的转化对其毒性和生态效应有着重要影响。
1. 氧化还原反应氧化还原反应是污染物在土壤中发生的一种重要转化反应。
在还原条件下,一些有机物可以被还原成较低毒性的产物;而在氧化条件下,有机物则会被氧化成高毒性的产物。
土壤中污染物的迁移与转化机制
土壤中污染物的迁移与转化机制土壤在我们的生活中扮演着非常重要的角色,它是人类赖以生存的基础。
但是随着城市化的发展和人类活动的增加,土壤污染问题日益严重。
土壤中的污染物不仅会影响到人类的健康,还会影响到生态系统的平衡。
因此,了解土壤中污染物的迁移与转化机制,对于保护土壤和生态环境具有重要意义。
一、土壤中污染物的来源土壤中污染物主要来源于人类活动,包括工业生产、农业生产、城市化建设等。
在工业生产过程中,废水、废气和固体废物都会含有污染物。
农业生产中使用的化肥和农药,也会在一定程度上污染土壤。
城市化建设过程中,建筑垃圾和生活垃圾也会对土壤造成污染。
二、土壤中污染物的迁移规律土壤中污染物的迁移规律受到多种因素的影响,包括污染物的物理化学性质、土壤性质、水分、气候等。
在土壤中,污染物分为三种状态:溶解态、粘附态和固定态。
其中,溶解态和粘附态的污染物在土壤中易于迁移,而固定态的污染物则相对不易迁移。
土壤中水分的存在对污染物的迁移有着重要影响。
在干旱的环境中,由于土壤中含水量不足,污染物的迁移速度可能会变慢。
而在多雨的环境中,土壤中的水分不断补充,使得污染物的迁移速度逐渐加快。
三、土壤中污染物的转化机制土壤中污染物的转化主要包括化学转化和生物转化两种。
化学转化是指污染物在土壤中发生的化学反应。
这种转化方式一般受到土壤中物质、温度、酸碱度等因素的影响。
在土壤中,污染物可能会发生氧化、还原、水解等化学反应,从而发生转化。
而生物转化则是指微生物对污染物的分解和转化。
在土壤中,微生物数量丰富,这些微生物可以通过代谢来分解污染物,将有毒物质转化为无害物质。
四、如何控制土壤污染控制土壤污染的主要方法包括污染物源头治理、土壤修复、土壤保护等措施。
从源头上控制污染物的排放是治理土壤污染最有效的方法。
减少工业生产和农副产品使用过程中的化学物质,可以有效地减少土壤中污染物的产生和迁移。
此外,通过土壤修复和土壤保护等方式,也可以在一定程度上缓解土壤污染问题。
土壤有机污染物迁移与转化机理及环境监测与控制
土壤有机污染物迁移与转化机理及环境监测与控制摘要:本论文主要研究土壤有机污染物迁移与转化机理,并探讨相关的环境监测与控制方法。
通过对有机污染物在土壤中的迁移与转化过程的分析,可以更好地了解其行为规律,为环境保护和土壤污染治理提供科学依据。
关键词:土壤有机污染物、迁移、转化、环境监测、环境控制引言:土壤有机污染物是当今环境问题的关键之一,其来源包括工业排放、农药使用、废弃物处理等。
这些有机污染物的迁移与转化过程对土壤环境和生态系统的影响至关重要。
因此,深入研究土壤有机污染物的迁移与转化机理,并探索相关的环境监测与控制方法,对于保护土壤环境和人类健康具有重要意义。
1土壤有机污染物的基本特征1.1 有机污染物的定义和分类:有机污染物是指由碳元素构成的化合物,它们通常来自于工业生产、农业活动、人类废弃物排放和自然界的有机物源。
有机污染物可以分为以下几类:挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds,VOCs):这类化合物在室温下易挥发,并且具有较高的蒸气压力。
它们的特点是易于迁移和扩散,造成大气和土壤的污染。
常见的挥发性有机化合物包括苯、甲苯、二甲苯、氯仿等。
氯代有机化合物(Chlorinated Organic Compounds):这类化合物在结构中含有氯原子。
它们广泛应用于工业生产、农药制造和废物处理等领域,例如六六六、滴滴涕、多氯联苯等。
氯化有机化合物具有很强的持久性和毒性,对生态环境和人类健康造成潜在威胁。
石油类污染物(Petroleum Hydrocarbons):这类污染物主要由石油和石油产品中的碳氢化合物组成,例如石油、汽油、柴油等。
石油污染的主要来源包括石油开采和炼油、交通运输和工业生产过程。
它们可以对土壤造成持久性污染,对土壤的生物活性和生态功能产生不可逆转的影响。
1.2 常见土壤有机污染物的特征与来源:常见的土壤有机污染物具有不同的特征和来源,主要包括以下几类:农药:农药是农业生产中广泛使用的化学物质,用于保护作物免受病虫害侵害。
环境污染物迁移与转化规律研究
环境污染物迁移与转化规律研究近年来,随着工业化进程的加快和城市化进程的不断加深,环境污染日益严重,对人类社会和生态系统造成了巨大的威胁。
环境污染物的迁移与转化规律研究成为了环境科学领域的热点问题。
本文将探讨环境污染物在不同介质中的迁移与转化规律,并分析其对人类健康和生态系统的影响。
首先,我们来看环境污染物在土壤中的迁移与转化。
土壤是环境中最重要的自然界体系之一,其中的污染物迁移和转化过程影响着地下水和农产品的质量。
土壤中的微生物和土壤颗粒对污染物具有吸附和解毒作用,起到一定的净化作用。
然而,当污染物浓度超过土壤的吸附容量时,就会发生迁移。
土壤中的污染物迁移受到土壤类型、土壤质地、有机质含量等多种因素的影响。
研究发现,有机污染物如苯、甲苯等易被土壤吸附,而重金属离子则容易溶解在水中,进而被迁移到地下水中。
因此,在土壤中的污染物迁移与转化规律应综合考虑各种因素,以实现有效的治理和修复。
其次,我们关注环境污染物在水体中的迁移与转化。
水是生命之源,是维持地球生命活动的基础。
然而,水中的污染物却对环境和人类健康造成了严重威胁。
水体中的污染物迁移与转化受到流动速度、水中化学性质以及水体中有机物和颗粒物质的存在等因素的影响。
研究发现,溶解性污染物在水体中的迁移速度较快,而悬浮态和沉降态污染物则相对稳定。
此外,温度、光照、氧气等环境条件的变化也会对水中污染物的迁移和转化过程产生影响。
因此,有效地控制和治理水体污染,需要全面考虑水的流动特性和水中污染物的化学行为。
最后,我们来看环境污染物在大气中的迁移与转化规律。
大气是连接地球各个环境介质的媒介,在大气中的污染物迁移与转化对人类健康和生态系统造成了直接的影响。
大气中的污染物主要通过颗粒物和气溶胶的形式存在,受到大气流动、气象条件和大气化学反应等因素的影响。
研究表明,颗粒物和气溶胶中的污染物可以通过沉降和附着等方式沉积到土壤和水体中,进而影响土壤和水体的质量。
此外,大气中的污染物还会通过长距离传输的方式影响远离污染源的地区。
土壤中主要污染物及其迁移转化
实施生态修复工 程:采用生物、 物理、化学等方 法,对已经污染 的土壤进行修复
和治理。
物理修复技术:通过物理手段将污染物从土壤中分离出来,如挖掘、焚烧等
化学修复技术:利用化学反应将污染物转化为无害物质或降低其毒性,如氧化还原反应、沉淀 法等
生物修复技术:利用微生物、植物等生物体的代谢作用将污染物降解为无害物质,如堆肥法、 生物滤池等
影响因素:土壤 质地、颗粒大小、 孔隙率、水分含 量、风速等。
过程:污染物在 土壤中可以沿着 孔隙、水流等路 径发生迁移,最 终进入地下水、 地表水或其他环 境介质中。
实例:重金属离 子可以通过水流 迁移到地下水或 地表水中,有机 物可以通过挥发 进入大气中。
定义:污染物 通过化学反应 在土壤中的迁
添加文档副标题
目录
01.
02.
03.
04.
05.
06.
土壤污染是指人类活动产生的有害物质进入土壤,导致土壤质量下降,对生态环境和人体健 康造成危害的现象。
土壤污染的主要来源包括工业生产、农业活动、交通运输、城市建设等。
土壤污染的危害包括破坏土壤生态平衡、影响农作物生长和品质、危害人体健康等。
移过程
影响因素:土 壤性质、气候 条件、微生物
活动等
迁移方式:溶 解、沉淀、氧
化还原等
对土壤和环境 的影响:改变 土壤性质,影 响植物生长, 污染地下水等
生物迁移的定义:污染物通过生物体的吸收、消化、排泄等过程,从土壤中被转移到其他环境介质中的现象。 生物迁移的途径:通过植物根系吸收、昆虫摄食、微生物降解等途径,将污染物从土壤中转移到其他环境介质中。
生物迁移的影响:生物迁移可能导致污染物在食物链中的富集和放大,对人类和生态环境造成潜在危害。 生物迁移的防治措施:通过控制污染源、加强环境监测和治理等措施,降低生物迁移的风险。
土壤环境中有机污染物的迁移和转化机理研究
土壤环境中有机污染物的迁移和转化机理研究土壤环境是生态系统中不可或缺的一部分,扮演着储存和转换养分的重要角色。
然而,随着工业和农业的发展,土壤环境也面临着越来越多的威胁,其中包括有机污染物的污染。
有机污染物是指碳基化合物,包括石油、煤、化学药品和农药等。
这些污染物长期存在于土壤中,会引起土地质量的下降,对生态环境产生不良影响。
因此,有关有机污染物在土壤环境中的迁移和转化机理的研究具有极大的实际意义。
一、有机污染物的迁移机理有机污染物在土壤中的迁移是一个复杂的过程,其机理主要包括多种环境因素对污染物的影响,其中包括土壤结构、气候、地形、土壤酸碱度、土壤微生物和土壤水分等。
这些因素大大影响了有机污染物的迁移和扩散,以下是其中一些关键因素的介绍:1. 土壤结构土壤结构是有机污染物迁移的主要决定因素之一。
由于土壤的孔隙度不同,不同孔隙的直径和层数也不同,从而导致有机污染物的迁移速度和迁移方向都不同。
例如,一些大分子有机污染物由于无法穿过微孔,而只能通过大孔进行扩散。
此外,土壤的孔隙度还影响着空气和水分的渗透和运移能力,从而影响有机污染物与水和气体之间的相互作用。
2. 气候气候是有机污染物迁移的重要影响因素之一。
例如,温度的变化影响了土壤中水分和气体的运动能力,从而影响了有机污染物的迁移速度。
此外,不同的气候区域长期相对湿度的差异、降雨量的差异,也会影响土壤水分的变化,从而影响有机污染物的固定和渗透能力。
3. 土壤酸碱度土壤酸碱度也是影响有机污染物迁移的一个重要因素。
一些有机污染物会随土壤酸化而被释放进水中,造成了河流和地下水的污染。
同时,酸性环境还会造成重金属离子释放,从而使有机污染物与重金属结合而成的固体形式分解。
4. 土壤微生物土壤微生物是土壤环境中重要的生态因素之一,同时也是影响有机污染物迁移的重要因素之一。
这些微生物能够降解有机污染物,从而使其决解为其原有元素,以便重新进入生态系统。
同时,一些细菌能够将有机污染物进行一系列化学反应,将其转化为无害物质,从而达到净化土壤的目的。
环境科学中的污染物迁移与转化
环境科学中的污染物迁移与转化近年来,环境污染问题日益严重,其中污染物的迁移和转化是环境科学领域的重要研究方向之一。
污染物是指一切有害物质或能引起人类健康或环境损害的物质,如有机化合物、重金属、放射性物质等,在环境中的存在会对自然界和人类健康造成威胁。
因此,了解污染物的迁移和转化规律对于保护环境和人类健康非常重要。
一、污染物在环境中的迁移污染物在环境中的迁移是指物质在不同介质之间的扩散、渗透、转化、漂移等过程。
其中,介质包括空气、土壤、水域等自然界的不同环境。
污染物通过介质之间的相互作用和作用力进行传播,对环境和生态系统造成危害。
1. 污染物在空气中的传播迁移污染物在空气中的传播和迁移对于大气污染和气候变化产生重要影响。
罪魁祸首是人类活动带来的气体废弃物和大气气溶胶颗粒,如二氧化碳、甲烷、氧化氮等。
这些污染物在空气中通过扩散、对流、湍流等方式,迁移至下风处,并在大气中造成持久的环境负担。
2. 污染物在土壤中的传播迁移土壤是污染物的重要富集场所和传播介质之一。
污染物在土壤中的扩散和迁移主要受颗粒物大小、土壤孔隙度、水分等环境因素的影响。
例如,重金属污染物在土壤中的富集以及向地下水的迁移受土壤粘土和有机物质的化学吸附、离子交换、复合物形成等因素的影响。
3. 污染物在水体中的传播迁移水体是污染物传播的另一个主要介质。
污染物在水中的迁移和转化受到水体流动速度、水深、水温、pH等环境因素的影响。
特别是河流和湖泊这样的水域,会对水体的混合、输运、沉积、分配和生物转化造成不同程度的影响。
二. 污染物的化学转化在环境中,污染物还会发生多种复杂的化学反应和转化。
理解污染物的化学转化规律可以更好地预测它们的迁移速度和路径,从而更好地管控和治理环境污染。
1. 污染物的光化学反应光化学反应是指化学反应的速率由光照引起的过程。
一些有机物质和氧气在光和气体的共同作用下,会发生各种复杂的化学反应,从而形成新的有毒物质,对环境和人类健康造成潜在威胁。
土壤中主要污染物及其迁移转化
精品课件
理想土壤的成分体积比例
土壤的形成过程
(1)岩石风化过程
形成疏松的成土母质
(2)低等植物着生过程
形成原始土壤
(3)高等植物生长过程
形成成熟土壤
精品课件
裸露的 风化作用 成土母质
微生物
土壤污染的特点
1.隐蔽性和滞后性 2.累积性和地域性 3.不可逆转性 4.治理难而周期长
土壤污染特点:一旦污染,难于消除
精品课件
中国土地污染形势严峻
精品课件
精品课件
4.2土壤污染的危害
1直接导致严重的经济损失——农作物的污染、 减产。
仅以土壤重金属污染为例, 全国每年就因重金属污染而减产粮食 1000 多万吨,另外被重金属污染的粮食 每年也多达 1200 万吨,合计经济损失 至少200 亿元。
土壤环境
精品课件
精品课件
世界土壤污染状况
1977 美 纽约州 拉夫运河污染事故 引起美国对污染关注 颁布超级基金法,加强污染场地管理 2000年,荷兰、奥地利、西班牙 投入大量资金欧元用于恢复被污染土地
2002年,德国有128000hm2土地遭污染 2004年,欧盟形成一份土壤监测协议 日本最早发现和重视土壤污染 1970年 《农地土壤污染防治法》,并对污染土壤进行修复
精品课件
(4)农药属非极性有机化合物,在水中的溶解度很低, 各种农药在等体积水和空气中的溶解量的比值作为衡 量各种农药扩散性能的指标, 当比值<1×104时,农药主要是以气态挥发的形 式扩散, 当比值>3×l04时,则以水体扩散为主。
精品课件
(5)土壤中农药的淋溶,主要取决于它们在水中的溶 解度。溶解度大的农药,淋溶能力强,在土壤中的迁移 主要以水扩散形式进行。
土壤中主要污染物及其迁移转化PPT精选文档
配位作用
65
C 沉淀-溶解作用
D 氧化-还原作用
铈
(3)生物迁移
被植物体吸收在植物体富集的过程 一般,不同植物富集能力不同豆类>小麦>水
稻>玉米 植物体不同部位不同:根>茎>叶>果壳>籽实
68
69
2.几种主要重金属在土壤中的迁移转化 (1)汞的迁移转化
70
71
72
(2)镉的迁移转化
土壤酸化的原因:
•化学原因:主要是矿物的风化过程产生的无机酸或大量 二氧化碳;土壤弱酸盐的水解;无机肥料残留的酸根; 重金属和有机物对土壤的污染;酸雨的影响;土壤胶体 吸附的H+、Al3+等被其它阳离子交换:
土壤酸化和碱化的原因:
土壤酸化的第二个原因是微生物对有机物降解。 土壤的碱化
土壤溶液中OH-离子的主要来源是 CO32-和 HCO3-的碱金属 (Na、K)及碱土金属(Ca、Mg)的盐类。 交换性阳离子的水解 :
合物,吸附能力更强。 (6)在同一类型的农药,农药的分子愈大,则吸附能力愈强;反
之,在水中溶解度愈大,如一些有机类农药,土壤对其吸附能力 愈弱
86
2.化学农药在土壤中的扩散和迁移
(1)土壤中农药的迁移是指土壤溶液中或吸附在土壤颗粒上的农药 随水和大气移动,或者从土壤直接挥发到大气中。
(2)土壤中农药的挥发主要取决于农药的蒸气压、土壤的温度、湿 度及影响土壤孔隙状况的质地与结构条件。
单位体积干土重与同体积水的重量之比,称为土壤容重。
2.化学性质
(1)土壤的酸碱度 活性酸度:溶液中H+浓度所引起的酸度,pH值(酸性
土、中性土和碱性土) 潜在酸度:土壤胶体或吸收性复合体的交换性H+和
污染物的迁移与转化研究
污染物的迁移与转化研究随着人类社会的快速发展,环境污染问题越来越引起人们的关注。
其中,污染物的迁移与转化是一个关键的研究方向。
本文将探讨污染物的迁移路径、影响因素以及转化机制,旨在加深对该问题的理解和认识。
一、污染物的迁移路径污染物的迁移路径可以分为两种:水平迁移和垂直迁移。
水平迁移是指污染物在水平方向上的迁移,一般是由于地下水流动、地表径流、气象因素以及人类活动等因素所导致的。
垂直迁移是指污染物在垂直方向上的迁移,一般是由于污染物在水、土壤和空气之间的传递所引起的。
水平迁移的途径较为多样,可以是自然因素,也可以是人为因素。
其中,地下水流动是水平迁移中最为关键的因素之一。
地下水是地球上最重要的水源之一,它存在于岩石裂隙、泥沙层和土壤之间,并通过地下水流动向地表和河流输送。
但是,地下水中的污染物会随着流动的方向扩散,从而导致环境污染。
此外,地表径流和气象因素(如较强的风)也会引起水平迁移。
人类活动也是水平迁移的重要因素之一。
例如,城市的排污管道、工厂的废水排放等可能对周围环境造成污染。
垂直迁移也分为水、土壤和空气三种。
在水环境中,污染物主要是通过沉淀、吸附、同化和生物降解等方式进行转化和迁移的。
在土壤环境中,污染物大多通过土壤介质的吸附、溶解和微生物分解等途径迁移。
在空气环境中,污染物主要通过扩散和沉降途径进行转化和迁移。
二、影响污染物迁移的因素影响污染物迁移的因素是多方面的,其中最为关键的是物理、化学和生物因素。
物理因素主要是指土地形态、地下水层、气象因素等;化学因素主要是指土壤和水中的 pH 值、离子强度等;生物因素主要是指微生物、植物和动物在土壤和水环境中所起到的作用。
土地形态的变化会对地下水流动和水环境造成影响。
如果土地高低差异较大,则水会从高处流向低处,从而形成地下水流动方向。
此外,气候因素的变化也会对地下水流动方向产生影响,例如,下雨天气会使地下水流量增加。
在土壤和水环境中, pH 值、离子强度等化学因素也会影响污染物的迁移。
环境化学中的污染物迁移与转化
环境化学中的污染物迁移与转化污染物是指进入环境中,对生态系统破坏或者人类健康产生潜在风险的化学物质。
在环境化学中,我们需要了解污染物在环境介质中的迁移与转化过程,以便更好地评估和控制其对环境和人类的危害。
本文将从不同环境介质角度,探讨污染物迁移与转化的相关问题。
一、水环境中的污染物迁移与转化水是地球上最重要的溶剂之一,也是许多污染物的主要传输介质。
污染物在水环境中的迁移与转化过程直接影响到其毒性与生态效应。
水环境中的污染物迁移方式主要包括扩散、吸附和沉降。
同时,污染物还可以通过光化学反应、降解和转化等途径发生转化过程。
合理控制水环境中污染物的迁移与转化,需要深入研究水的物理化学性质以及不同污染物的代谢机制。
二、土壤环境中的污染物迁移与转化土壤是污染物在地表环境中最常见的寄存介质。
污染物在土壤环境中主要通过迁移与转化的方式传播。
土壤中的水分、土壤颗粒、有机质等因素会影响污染物的迁移行为。
此外,土壤环境中的生物活性也对污染物的降解和转化过程起着重要作用。
通过了解土壤理化性质、微生物群落和土壤有机质的特征,可以更好地预测和控制污染物在土壤中的转化与迁移。
三、大气环境中的污染物迁移与转化大气是污染物在全球范围内传播的重要途径。
污染物在大气中具有迁移、转化和沉降的特点。
大气中的污染物会经历气相和颗粒相二次污染以及光化学反应等过程,导致其毒性和生态效应的变化。
了解大气环境中的气候、气象和化学性质对污染物的迁移与转化具有重要意义。
四、生物介质中的污染物迁移与转化生物是地球上最重要的污染物转化和去除的因素之一。
生物介质中的生物降解和吸附作用可以有效地减少和转化污染物。
微生物在土壤、水体和空气中的转化过程是污染物迁移与转化的关键环节。
了解生物在不同介质中的分布、生物降解能力以及与污染物相互作用的机制,对于预测和防治污染物的迁移和转化过程至关重要。
总结:环境化学中的污染物迁移与转化是一个复杂的过程,与不同的环境介质密切相关。
环境中的污染物的迁移和转化
环境中的污染物的迁移和转化随着现代工业和城市化的发展,环境污染问题日益严重。
环境中的污染物会通过多种途径迁移和转化,对生态和人类健康造成严重的威胁。
本文将介绍环境中的污染物迁移和转化的相关知识。
一、污染物在水体中的迁移和转化水体是生态系统中不可或缺的重要组成部分,水中污染物的迁移和转化对整个生态系统健康具有举足轻重的影响。
水中污染物迁移和转化主要包括以下几个方面:1、水中污染物的迁移水中污染物的迁移包括水流迁移和水体深度迁移两种方式。
水流迁移指的是污染物随着水流的运动迁移到不同位置,包括沉积物中和水生生物体内。
而水体深度迁移则是指污染物随着水体中的溶解氧、温度和光照条件的变化,从水体表层向深层迁移。
2、水中污染物的转化水中污染物的转化包括生物转化和非生物转化两种方式。
生物转化是指水生生物通过代谢作用将有机污染物转化为更简单的物质,例如水草可以将氨氮转化为硝态氮。
而非生物转化则是指非生物媒介或化学反应的作用下,污染物的结构和性质发生改变的过程,例如有机化合物在光照作用下产生自由基反应。
二、污染物在大气中的迁移和转化大气是地球生态系统环境的另一个组成部分,大气中的污染物对人类健康和生态环境造成的威胁也越来越严重。
大气中污染物的迁移和转化主要包括以下几个方面:1、大气中污染物的迁移大气中污染物的迁移主要是通过大气扩散和输送来实现的。
大气扩散是指大气中的气体、颗粒物质和水滴在大气层中不断的扩散和混合,从而实现了污染物在大气的广泛传递。
而输送则是指污染物在局部和全球尺度下的气流输送,例如大气中的臭氧和氮氧化物可以通过风吹向别的国家和地区。
2、大气中污染物的转化大气中污染物的转化主要是指污染物通过化学反应、光解和生物转化等方式发生结构和性质的变化。
其中,化学反应是大气中污染物转化的重要方式之一,例如大气中的二氧化硫和氮氧化物可以通过光化学反应形成光化学烟雾。
而光解和生物转化则是指污染物在大气中光照或微生物的影响下发生的结构和性质的变化。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
第四章土壤环境化学——污染物在土壤中的迁移转化本节内容要点:土壤污染源、主要污染物,氮和磷的污染及其迁移转化,土壤的重金属污染及其迁移转化,土壤的农药污染及其迁移转化,土壤中温室气体的释放、吸收及传输等。
人类活动产生的污染物进入土壤并积累到一定程度,引起土壤质量恶化的现象即为土壤污染。
土壤与水体和大气环境有诸多不同,它在位置上较水体和大气相对稳定,污染物易于集聚,故有人认为土壤是污染物的“汇”。
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。
土壤污染与净化是两个相互对立又同时存在的过程。
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,表现出不良的生态效应和环境效应,最终导致土壤正常功能的失调,土壤质量下降,影响作物的生长发育,作物的产量和质量下降,即发生了土壤污染。
土壤污染可从以下两个方面来判别:(1)地下水是否受到污染;(2)作物生长是否受到影响。
土壤受到污染后,不仅会影响植物生长,同时会影响土壤内部生物群的变化与物质的转化,即产生不良的生态效应。
土壤污染物会随地表径流而进入河、湖,当这种径流中的污染物浓度较高时,会污染地表水。
例如,土壤中过多的N、P,一些有机磷农药和部分有机氯农药、酚和氰的淋溶迁移常造成地表水污染。
因此,污染物进入土壤后有可能对地表水、地下水造成次生污染。
土壤污染物还可通过土壤植物系统,经由食物链最终影响人类的健康。
如日本的“痛痛病”就是土壤污染间接危害人类健康的一个典型例子。
1)土壤污染源土壤污染源可分为人为污染源和自然污染源。
人为污染源:土壤污染物主要是工业和城市的废水和固体废物、农药和化肥、牲畜排泄物、生物残体及大气沉降物等。
污水灌溉或污泥作为肥料使用,常使土壤受到重金属、无机盐、有机物和病原体的污染。
工业及城市固体废弃物任意堆放,引起其中有害物的淋溶、释放,也可导致土壤及地下水的污染。
现代农业大量使用农药和化肥,也可造成土壤污染。
例如,六六六、DDT等有机氯杀虫剂能在土壤中长期残留,并在生物体内富集;氮、磷等化学肥料,凡未被植物吸收利用和未被根层土壤吸附固定的养分,都在根层以下积累,或转入地下水,成为潜在的环境污染物。
禽畜饲养场的厩肥和屠宰场的废物,其性质近似人粪尿,利用这些废物作肥料,如果不进行适当处理,其中的寄生虫、病原菌和病毒等可引起土壤和水体污染。
大气中的二氧化硫、氮氧化物及颗粒物通过干沉降或湿沉降到达地面,可引起土壤酸化。
自然污染源:在某些矿床或元素和化合物的富集中心周围,由于矿物的自然分解与风化,往往形成自然扩散带,使附近土壤中某些元素的含量超出一般土壤的含量。
土壤污染按性质可分为化学污染源、物理污染源和生物污染源,其污染源十分复杂。
土壤的化学污染最为普遍、严重和复杂。
2)土壤的主要污染物土壤污染物种类繁多,总体可分以下几类:(1)无机污染物,包括对动、植物有危害作用的元素及其无机化合物,如镉、汞、铜、铅、锌、镍、砷等重金属;硝酸盐、硫酸盐、氟化物、可溶性碳酸盐等化合物也是常见的土壤无机污染物;过量使用氮肥或磷肥也会造成土壤污染。
(2)有机污染物,包括化学农药、除草剂、石油类有机物、洗涤剂及酚类等。
其中农药是土壤的主要有机物,常用的农药约有50种。
(3)放射性物质,如137铯、90锶等。
(4)病原微生物,如肠道细菌、炭疽杆菌、肠寄生虫、结核杆菌等。
3)氮和磷的污染与迁移转化氮、磷是植物生长不可缺少的营养元素。
农业生产过程中常施用氮、磷化学肥料以增加粮食作物的产量,但过量使用化肥也会影响作物的产量和质量。
此外,未被作物吸收利用和被根层土壤吸附固定的养分,都在根层以下积累或转入地下水,成为潜在的环境污染物。
●氮污染:农田中过量施用氮肥会影响农业产量和产品的质量,还会间接影响人类健康,同时在经济上也是一种损失。
施用过多的氮肥,由于水的沥滤作用,土壤中积累的硝酸盐渗滤并进入地下水;如水中硝酸盐含量超过4.5μg/ml,就不宜饮用。
蔬菜和饲料作物等可以积累土壤中的硝酸盐。
空气中的细菌可将烹调过的蔬菜中的硝酸盐还原成亚硝酸盐,饲料中的硝酸盐在反刍动物胃里也可被还原成亚硝酸盐。
亚硝酸盐能与胺类反应生成亚硝胺类化合物,具有致癌、致畸、致突变的性质,对人类有很大的威胁。
硝酸盐和亚硝酸盐进入血液,可将其中的血红蛋白Fe2+氧化成Fe3+,变成氧化血红蛋白,后者不能将其结合的氧分离供给肌体组织,导致组织缺氧,使人和家畜发生急性中毒。
此外,农田施用过量的氮肥容易造成地表水的富营养化。
土壤表层中的氮大部分是有机氮,占总氮的90%。
土壤中的无机氮主要有氨氮、亚硝盐氮和硝酸盐氮,其中铵盐(NH4+)、硝酸盐氮(NO3-)是植物摄取的主要形式。
除此以外,土壤中还存在着一些化学性质不稳定、仅以过渡态存在的含氮化合物,如N2O、NO、NO2及NH2OH、HNO2。
尽管某些植物能直接利用氨基酸,但植物摄取的几乎都是无机氮,说明土壤中氮以有机态来储存,而以无机态被植物所吸收。
显然,有机氮与无机氮之间的转换是十分重要的。
有机氮转变为无机氮的过程叫做矿化过程。
无机氮转化为有机氮的过程称为非流动性过程。
这两种过程都是微生物作用的结果。
研究表明,矿化的氮量与外部条件如温度、酸度、氧及水的有效量、其他营养盐等有关。
以下简单介绍土壤中氮的迁移转化过程。
假定有机氮完全被截留在土壤中达一定的深度,那么氮的迁移主要是指经过矿化过程以后的氮及加到表层土中的无机氮,并假定污水的次生流出物90%~95%的氮是NH4+,污水中可能存在天然肥料或腐败物质。
(1)在碱性条件下,进入土壤中NH4+转变成NH3,挥发至大气中,由于多数植物可吸收利用NH4+,也使一部分氮从土壤中迁出。
(2)被土壤胶体吸附,NH4+可通过离子交换作用被土壤中的黏土矿物或腐殖质吸附。
(3)硝化作用,如果土壤中有足量的含氮有机物、足量的氧、适量的碳源及必要的湿度和温度条件,就能产生硝化作用,使NH4+逐渐转化为NO2-、NO3-。
提高了氮的流动性,使之易进入土壤深处,除非被某些植物的根吸收而被截止。
土壤中硝酸盐的含量与土的深度和雨量有关。
雨量愈小,土壤表层中的硝酸盐含量愈高;在土壤深处,硝酸盐含量迅速减少。
(4)去氮作用,包括化学和微生物去氮作用。
去氮作用要有足够的能源,并有还原性物质存在;温度、pH对去氮作用也很重要。
例如,25℃以下去氮作用速度便减小,至2℃时便趋于零;pH<5时,去氮作用便中止。
去氮作用似乎是有害的,但当氮过量时,特别是在植物根部不能达到的深度就显得重要。
因此,当土壤氮污染时,去氮过程是十分有利的,而土壤用水浸泡可以造成十分有利的去氮条件。
此外,土壤的渗水作用也可使相当数量的氮流失。
要尽可能控制化学肥料的用量,避免氮污染。
图土壤中氮的迁移转化●磷污染磷是植物生长的必需元素之一。
植物摄取磷几乎全部是磷酸根离子(如H2PO4-)。
土壤的磷污染很难判断,植物缺锌往往是高磷造成的。
表层土壤中磷酸盐含量可达200 μg/g,在黏土层中可达1000 μg/g。
土壤中磷酸盐主要以固相存在,其活度与总量无关;土壤对磷酸盐有很强的亲和力。
因此,磷污染比氮污染情形要简单,只是在灌溉时才会出现磷过量的问题。
另外,土壤中的Ca2+、Al3+、Fe3+等容易和磷酸盐生成低溶性化合物,能抑制磷酸盐的活性,即使土壤中含磷量高,但作物仍可能缺磷。
由此可见,土壤磷污染对农作物生长影响并不很大,但其中的磷酸盐可随水土流失进入湖泊、水库等,造成水体富营养化。
土壤中的磷包括有机磷及无机磷。
有机磷在总磷中所占比例范围较宽,土壤中有机磷的含量与有机质的量成正相关,其含量在顶层土中较高。
土壤中有机磷主要是磷酸肌醇酯,也有少量核酸及磷酸类酯。
与磷酸盐一样,磷酸肌醇酯能被土壤吸附沉淀。
4)土壤的重金属污染●土壤的重金属污染及危害土壤本身均含有一定量的重金属元素,其中有些是作物生长所需要的微量元素,如Mn、Cu、Zn等,而有些重金属如Cd、As、Hg等对植物生长是不利的。
即使是营养元素,当其过量时也会对作物生长产生不利的影响。
同一浓度下,重金属对植物等的毒性与其存在形态有密切关系。
土壤胶体的吸附作用能抑制重金属的活性,土壤酸碱度对重金属的活性也有明显影响。
因此,土壤的重金属污染问题较为复杂。
由于采用城市污水或工业污水灌溉,使其中的有机物及重金属污染物进入农田;矿渣、炉渣及其他固体废弃物任意堆放,其淋溶物随地表径流进入农田;这些都可造成土壤重金属污染。
当进入土壤的重金属元素积累到一定程度,超过作物的需要和可忍受的程度,作物生长受到影响;或作物生长并未受害,但其产品中重金属含量超过卫生标准,就有可能对人、畜产生一定的危害。
重金属元素大多是变价元素,其存在形态与环境条件有关。
重金属在土壤中的迁移转化及生态效应均与其存在形态有关。
重金属易与环境中的有机、无机配体形成络合物,可被土壤胶体吸附,移动性小,不易被水淋溶,也不易被微生物所降解;相反,重金属可在微生物作用下转化成毒性更大的金属有机化合物。
由此可见,重金属易被土壤吸持并积累,植物和其他生物能吸收、累积重金属。
土壤一旦受到重金属污染,就很难予以彻底消除;若向地表水或地下水中迁移,可加重水体污染。
土壤生态是由地上植物以及土壤内部动物、微生物和酶所组成。
这一系统是生物物质生产、累积、分解、转化的最活跃地带,并贯穿物流与能流而形成一个开放系统。
在人为活动影响下,进入到生态系统的污染物,其数量或速度一旦超过一定的限度,不仅影响地上植物,同时也影响土壤内部生物群的变化及物质的转化。
土壤重金属污染的危害主要表现在以下几个方面:(1)影响植物生长。
实验表明,土壤中无机砷含量达12μg/g时,水稻生长开始受到抑制;无机砷为40μg/g时,水稻减产50%;含砷量为160μg/g时,水稻不能生长;稻米含砷量与土壤含砷量呈正相关。
有机砷化物对植物的毒性则更大。
(2)影响土壤生物群的变化及物质的转化。
重金属离子对微生物的毒性顺序为:Hg>Cd>Cr>Pb >Co>Cu,其中Hg2+、Ag+对微生物的毒性最强;通常浓度在1μg/g时,就能抑制许多细菌的繁殖;土壤中重金属对微生物的抑制作用对有机物的生物化学降解是不利的。
(3)影响人体健康。
土壤重金属可通过下列途径危及人体和牲畜的健康:(a)通过挥发作用进入大气;如土壤中的重金属经化学或微生物的作用转化为金属有机化合物(如有机砷、有机汞)或蒸气态金属或化合物(如汞、氢化砷)而挥发到大气中;(b)受水特别是酸雨的淋溶或地表径流作用,重金属进入地表水和地下水,影响水生生物;(c)植物吸收并积累土壤中的重金属,通过食物链进入人体。
土壤中重金属可通过上述三种途径造成二次污染,最终通过人体的呼吸作用、饮水及食物链进入人体内。