环境学概论第7章土壤污染与防治

土壤空气
土壤空气是存在于土壤中的气体的总称。
土壤空气组成： 氧气10.35～20.03%、 二氧化碳0.15～ 0.65% 、氮气78.8～80.2% 相对湿度100%
近地大气组成： 氧气20.94% 、二氧化碳0.03%、 氮气 78.08% 、 其他气体0.95% 相对湿度60～90%
▪ 氧（48.6%）
▪ 硅（26.30%）
▪ 铝（7.73%）
▪ 铁（4.75%）
它是各种岩石经受不同的物理风化， 仍遗留在土壤中的一类矿物，其原来的 化学组成没有改变。
原生矿物质
•硅酸盐类：橄榄石/辉石/角闪石/云母/长石 •氧化物类：石英/赤铁矿 •磷酸岩类：磷灰石
次生矿物质
它大多是由原生矿物质经过化学变化， 或由分解产物重新结合形成的新矿物。
植物的根茬、茎秆、落叶、土壤中的动物残骸以及 施入土壤的有机肥料等 土壤有机质主要以腐殖质为主,它作为土壤有机胶体 来说，具有吸收性能、土壤缓冲性能以及与土壤重 金属的络合性能等,这些性能对土壤的结构、性质、 质量都有重大影响。对金属元素和人为释放的污染物在
地表的迁移和富集有重要意义
▪ 土壤矿物质的化学组成很复杂，几乎包括地壳中 所有的元素。其中氧、硅、铝、铁、钙、镁、钠、 钾、钛、碳等10种元素占土壤矿物质总量的99% 以上。
▪ 水质污染型（污灌） ▪ 大气污染型（大气沉降、交通） ▪ 固体废物污染型（垃圾堆放） ▪ 农业污染型（施肥） ▪ 综合污染型
固体废物污染型
农业污染
七、 主要污染物
▪ 有机污染物 ▪ 无机污染物 ▪ 病原菌污染 ▪ 放射性污染
无机污染物
▪ 重金属
生物毒性显著的重金属元素：
汞、镉、铅、铬、砷
•次生层状硅酸盐： 高岭石、蒙脱石、伊利石、
蛭石、绿泥石
•氧化物及其水化物：氧化铁、氧化铝、氧
•
化硅、氧化锰；
•碳酸盐：方解石（CaCO3）
土壤水
➢土壤水是含有复杂溶质的稀溶液，因此常将土壤水及其 所含溶质称为土壤溶液。 ➢土壤中各种形态水分,对土壤中物质的转化过程和土壤的 形成过程起着决定性作用。 ➢土壤溶液是植物生长所需要的水分和养分的主要供给源
第七章 土壤环境污染 及其防治
本章内容
▪ 土壤的物质组成 ▪ 土壤污染类型 ▪ 土壤污染特点 ▪ 土壤中的主要污染物 ▪ 土壤重金属污染（迁移转化途径及影响因素） ▪ 土壤净化及污染修复
一、土壤定义
土壤是指位于地球陆地表面，浅水层地区具 有一定肥力且能生长植物的疏松层
土壤剖面
二 土壤的物质组成
▪ 土壤组成很复杂，总体来说是由 矿物质、动植物残体腐解产生的有机质、水分 和空气等固、液、气三相组成
▪ ▪ ▪ 固态 ▪ ▪
有机质：普通有机物、腐殖酸 有机物 活性有机体： 土壤微生物、土壤动
5％
无机物 45％
▪ 液态(水)
▪ 气态
土壤有机质
土壤有机质 含量 来源 作用
土壤有机质绝大部分集中于土壤表层(0—15或0— 20cm),我国土壤有机质含量在1—5%之间
交通污染
▪ 欧洲和亚洲的大城市中，土壤表层含铅量为200一 2000PPm．
▪ 美国艾森豪威尔快车道15米的土壤中合铅量高达 7600ppm．
▪ 美国中、西部城市住宅区平均含铅1636ppm，商业区土 壤含铅2413ppm．
▪ 华盛顿一个繁华的商业区交叉路口街道尘土含铅量达 12820ppm．
土壤污染的类型
▪ 广东省生态环境与土壤研究所土壤污染课 题组在珠三角和粤东（汕头）、粤西（湛 江）的调查显示，至目前为止，珠三角的 土壤40%存在重金属污染，其中10%为重 污染，而西江流域的重金属污染更达到 60%~70%。
▪ 国内外有人形象地将土壤污染称之为“化 学定时炸弹”。
五、土壤污染特点
▪ 隐蔽性和潜伏性 ▪ 不可逆性和长期性
0.9
0.8
0.7
铅
0.6
镉
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0 莴苣 小青菜 大白菜 甘蓝
葫芦
0.2 0.05
标准
蔬菜品种(春季)
温州市部分蔬菜基地蔬菜重金属污染情况调查 （王亮等，2000年，内部资料）
三 土壤环境元素背景值和 土壤环境容量
（一）土壤环境元素背景值
▪ 指未受或尽少受人类活动，特别是人 为污染影响的土壤化学元素的自然含 量。
高
低
Hg：页岩（沉积岩0.4） 花岗岩(火成岩、0.01 )
Cd: 沉积岩
火成岩
Cr: 蛇纹岩(变质岩 3000mg/kg)
Pb: 沉积岩
基性岩（火成岩 SiO245~52%)
六、土壤污染的类型
▪ 水质污染型（污灌） ▪ 大气污染型（大气沉降、交通） ▪ 固体废物污染型（垃圾堆放） ▪ 农业污染型（施肥） ▪ 综合污染型
污灌型锌污染
土壤：0.62～9.38mg/kg 糙米：0.02～3.Hale Waihona Puke Baidu0 mg/kg
土壤污染的类型
▪ 水质污染型（污灌） ▪ 大气污染型（大气沉降、交通） ▪ 固体废物污染型（垃圾堆放） ▪ 农业污染型（施肥） ▪ 综合污染型
（二）土壤环境容量
在人类生存和自然生态不致受害的前提 下，土壤环境所能容纳的污染物的最大 负荷量。
四、 土壤污染概念
▪ 人类活动产生的污染物，通过不同的途径输 入土壤环境中，其数量和速度超过了土壤的 净化能力，从而使土壤污染物的累积过程逐 渐占居优势，土壤的生态平衡受到破坏，导 致土壤环境质量下降，影响作物的正常生长 发育，作物产品的产量和质量随之下降，并 产生一定的环境效应，最终将危及人体健康， 以至人类生存和发展的现象
污染物
Cr、Hg、As、Pb、Ni、Mo Cr、Hg、As、Pb 等 Cr、Cd、Ni、Pb、Cu、Zn 等 Hg、Cd、Pb、Ni、Zn Cr、Cd Pb As、Cu、Cd
镉标准值 (mg/kg)
▪ 二级土壤： ≤0.30
▪ 无公害大 米≤0.2
▪ 绿色大米 ≤0.10
蔬菜重金属含量(mg/kg)
一定毒性的一般重金属元素：
锌、铜、镍等
八、土壤中重金属来源
▪ 1 原生岩石（土壤母质） ▪ 2 陨石、火山气体、土壤潜水 ▪ 3 人类活动
土壤重金属污染的人为污染源
来源
矿产开采、冶炼、加工排放的废气、废水、废渣 煤和石油燃烧过程中排放的飘尘 电镀工业废水 塑料、电池、电子工业排放的废水 燃料、化工制革工业排放的废水 汽车尾气 农药、化肥