第五章土壤污染与保护

Cu 22.6 11.41 20.0 1.66 7.3～55.1
F 478 197.7 440 1.50 191～1012
Hg 0.065 0.080 0.040 2.602 0.006～0.272
Mn 583 362.8 482 1.90 130～1786
Ni 26.9 14.36 23.4 1.74 7.7～71.0
表4.1 我国土粒分级标准
颗粒名称
石块
石砾
粗砾 细砾
沙砾
粗沙砾 细沙砾
粉粒
粗粉粒 细粉粒
黏粒
粗黏粒 细黏粒
粒径/mm >10 10～3 3～1
1～0.25 0.25～0.05 0.05～0.01 0.01～0.005 0.005～0.001
<0.001
表4.2 国际制土壤质地分类
质地分类 砂土类 壤土类
表4.4 土壤污染分极标准
土壤级别
综合污染指数 （P综）
污染等级
1 P综≤0.7
安全
清洁
污染水平
2 0.7<P综≤1.0 警戒限 尚清洁
3 1.0<P综≤2.0 轻污染 土壤污染超过背景值，作物开始污染
4 2.0<P综≤3.0 中污染 土壤、作物均受到中度污染
5 P综>3.0
重污染 土壤、作物受污染已相当严重
特点：污染物在地表堆放或处置过程中通过扩散、降 水淋滤等直接或间接地影响土壤与地下水。
三、土地沙化、荒漠化和沙尘暴
土地沙漠化已成为世界性灾难。全世界沙 漠和沙漠化土地已有4500多万平方公里，沙 漠化土地每年还以5至7万平方公里的速度在 扩大，全世界有10亿人口的生产、生活直接 受沙漠威胁，2/3的国家和地区饱尝土壤沙化 之苦。土壤沙化已被列为当今世界十大环境 问题之首。
55~85
0~15
35~45
40~55
0~15
45~100
0~55
15~25
0~30
55~85
15~25
20~45
30~55
15~2545~85来自0~4025~45
0~20
55~75
25~45
0~45
10~55
25~45
45~75
0~30
45~65
0~35
0~55
65~100
0~35
0~35
（二）土壤有机质
非腐殖物质：包括糖类化合物(如淀粉、纤维素 等)、含氮有机合物及有机磷和有机硫化合物。
腐殖物质：是植物残体中稳定性较大的木质素及 其类似物在微生物作用下，部分被氧化形成的一 类特殊的高分子聚合物，具有芳环结构，苯环周 围连有多种官能团，如羧基、羟基、甲氧基及氨 基等，使之具有表面吸附、离子交换、络合、缓 冲、氧化还原作用及生理活性等性能。
撒哈拉大沙漠
2.荒漠化：
干旱、半干旱和湿润、半湿润地区，由于气 候变化或人类活动造成的土地退化。
原因：
过渡放牧和不 适当的旱作农业；
大量砍伐森林。
3.沙尘暴：
前苏联的黑风暴事件。十万拓荒者在哈萨 克斯坦北部，俄罗斯东部，开垦了4000万公顷 土地；到了1963年，干旱的春天发生了沙尘暴， 300万公顷的作物由于干旱全部损失掉。
Na 1.02 0.626 0.68 3.186 0.01～2.27
①A层指土壤表层或耕层。
元素
算术 均值 标准差
几何 均值 标准差
95%置信度 范围值
K 1.86 0.463 1.79 1.342 0.94～2.97
Ag 0.132 0.098 0.105 1.973 0.027～0.409
Be 1.95 0.731 1.82 1.466 0.85～3.91
第五章 土壤污染与防治
第一节 土壤基本知识
一、土壤组成
土壤是指陆地地表具有肥力并能生长植物的疏 松表层。它介于大气圈、岩石圈、水圈和生物圈之 间，是环境中特有的组成部分。土壤是由矿物质、 动植物残体腐解产生的有机物质、土壤生物、水分 和空气等固、液、气三相组成的。
土壤
矿物质(质量占固相
总质量的95％～98％)
河流 雾
农田灌溉
雪
图5.2 土壤溶液的来源
雨 浅层地下水
(五) 土壤空气
土壤空气存在于未被水分占据的土壤孔隙中， 来源于大气、生物化学反应和化学反应产生的 气体(如甲烷、硫化氢、氢气、氮氧化物、二氧 化碳等)。
积水的土壤通气不良，导致对植物的危害，茶 树最忌积水，积水的土壤不应用于种茶树。
1.土壤矿物质的组成 （1）原生矿物质：岩石经过物理风化作用被 破碎形成的碎屑，其原来的化学组成没有改变。 （2）次生矿物质：原生矿物质经过化学风化 后形成的新矿物，其化学组成和晶体结构均有所 改变。
2.土壤化学组成 氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁八大元素含 量约占96％以上，与岩石中各元素的含量相似。 3.土壤机械组成 指不同大小颗粒（沙砾、粉粒、黏粒）的相对 含量。不同粒径的矿物质颗粒的成分和物理化学性 质有很大差异，如对污染物的吸附、解吸和迁移、 转化能力，有效含水量及保水、保温能力等。 我国土壤质地分类参见表5.1；国际制土壤质地 分类见表5.2。
二、土壤的基本性质
(一) 吸附性
与土壤中存在的胶体物质密切相关。 土壤胶体：
无机胶体 有机胶体 有机－无机复合胶体 对有机污染物（如有机磷和有机氯农药）和无 机污染物（如Hg2+、Pb2+、Cu2+、Cd2+等重金属离 子）有较强的吸附能力或离子交换吸附能力。
(二) 酸碱性
土壤的酸碱度可以划分为九级：
Mg 0.78 0.433 0.63 2.080 0.02～1.64
Ca 1.54 1.633 0.71 4.409 0.01～4.8
Ba 469 134.7 450 1.30 251～809
B 47.8 32.55 38.7 1.98 9.9～151.3
Al 6.62 1.626 6.41 1.307 3.37～9.87
美国1934年的黑风暴事件。
我国的实例：
我国是世界上受荒漠化危害最严重的国家之一。 黄河流域大片丰沃的森林与良田成为风沙迷漫的高 原荒地；著名的丝绸之路等等；
到1993年，全国荒漠化土地面积已达332.7万平 方公里，超过国土总面积的1/3。我国荒漠化最严重 的地区在西北部的新疆、甘肃、青海、内蒙、宁夏 等省和自治区，尤其是半干旱地带的农牧交错区和 草原上开垦的干旱农业区。
单位：μg/kg
元
算术
几何
95%置信度
素 均值 标准差 均值 标准差 范围值
As 11.2 7.86 9.2 1.91 2.5～33.5
Cd 0.097 0.079 0.074 2.118 0.017～0.333
Co 12.7 6.40 11.2 1.67 4.0～31.2
Cr 61.0 31.07 53.9 1.67 19.3～150.2
（三）土壤生物
土壤中生活的微生物(细菌、真菌、放线菌、 藻类等)及动物(原生动物、蚯蚓、线虫类等) 对进入 土壤的有机污染物的降解及无机污染物(如重金属) 的形态转化起着主导作用，是土壤净化功能的主要 贡献者。
蚯蚓
放线菌
细菌
线虫
图4.1 土壤微生物和动物
(四) 土壤溶液
土壤水分及其所含溶质的总称，溶有土壤中可 溶成分的稀溶液，来源主要有：大气降水、降雪、 地表径流、灌溉、地下水。
土壤固相
(占容积的50％)
有机质和生物（质量 占固相总质量的2％～
5％）
土壤溶液
空隙
空气
土壤溶液和空气占土壤总体积的50％， 且二者之间经常处于彼此消长的状态。
(一) 土壤矿物质
土壤矿物质是由岩石经风化而来的，一般占土 壤固体部分质量的95％～98％。矿物质直接影响土 壤性质，又是植物矿质养分的主要来源，故同土壤 肥力有密切关系。
物和颗粒物等； 特点：污染物质主要集中在土壤表层，以大气污染源为
中心呈环状或带状分布。
⑶农业污染型
污染物主要来自施入土壤的化学农药和化肥；
特点： 污染程度与化肥、农药的数量、种类、施用 方式等有关。一般在根层以下积累或转入地下水，成为 潜在的污染物。
⑷固体废物污染型
污染物为工矿企业排出的尾矿废渣、污泥和城市垃 圾；
Ge 1.70 0.30 1.70 1.19 1.20～2.40
Sn 2.60 1.54 2.30 1.71 0.80～6.70
Sb 1.21 0.676 1.06 1.676 0.38～2.98
Bi 0.37 0.211 0.32 1.674 0.12～0.88
Mo 2.0 2.54 1.20 2.86 0.10～9.6
pH<4.5为极强酸性土；pH=4.5～5.5为强酸性土； pH>5.5～6.0为酸性土；pH>6.0～6.5为弱酸性土； pH>6.5～7.0为中性土；pH>7.0～7.5为弱碱性土； pH>7.5～8.5为碱性土；pH>8.5～9.5为强碱性土； pH>9.5为极强碱性土。
中国土壤的pH大多在4.5～8.5范围内，并呈东 南酸西北碱的规律。土壤的酸碱性直接或间接地影 响污染物在土壤中的迁移转化。
类 别
黏壤土 类
黏土类
质地名称
砂土及壤质砂土 砂质壤土 壤土 粉砂质壤土 砂质黏壤土 黏壤土 粉砂质黏壤土 砂质黏土 壤质黏土 粉砂质黏土 黏土 重黏土
各级土粒质量分数/％
黏粒
粉沙砾
沙砾
(<0.002mm) (0.002~0.02mm) (0.02~2mm)
0~15
0~15
85~100
0~15
0~45