环境卫生学第六章 土壤卫生

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土壤卫生
•土壤卫生是研究土壤环境与人体健康的关系。 •土壤是环境要素之一，它是指地球陆地表面具有肥 力、能够生长植物的疏松表层，其厚度一般在2m左 右。 •土壤污染表面上离百姓生活较远，实际上却与每个 人的身体健康息息相关。粮食中的重金属含量、蔬 菜中的农药残留、饮用水源的安全情况，都会受到 土壤环境质量的直接影响。
重点、难点内容

1. 土壤污染的概念、土壤污染物的来源和污染方式、土壤污 染的自净。 2. 土壤污染对健康的影响 重点介绍重金属污染危害。包括 以镉污染引起的公害病-痛痛病为代表性实例；铊污染危害 和铬渣的污染危害。以农药污染土壤对人体的慢性危害为主， 重点介绍环境中高残留农药-有机氯农药的污染危害性。 3. 制定土壤卫生标准的原则、介绍土壤卫生标准的研究方法、 土壤环境质量标准和固体废物控制标。
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土壤是一个粘土—矿物—有机质的复杂胶体体系
土壤的吸附性--离子交换作用
酸碱性（土壤的缓冲性 ） 氧化还原性--土壤中的氧化还原反应，绝大多数是在土壤 微生物的参与下发生。 例如在需氧条件下含氮、磷、硫的有机物被氧化并形 成硝酸盐、磷酸盐、硫酸盐；在厌氧性条件下进行的反硝 化作用、反硫化作用等，影响污染物转归。
Chapter 6
土壤卫生
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目的要求
（1）掌握土壤污染的来源、污染方式及土壤污染对 健康影响的特点；“痛痛病”的病因及主要临床表 现；生物性污染的危害；粪便、垃圾无害化处理和 应用；制定土壤卫生标准的原则。 （2）熟悉土壤的特征及其卫生学意义；农药污染的 危害；土壤质量标准和废物排放标准；土壤卫生监 督与监测。 （3）了解有害工业废渣的处理措施，污水灌田的卫 生防护措施。 2013-8-2 2
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纵向分为7层

落叶层：
覆盖层 淋溶层 淀积层 母质层


腐叶层：
腐殖层：


上土层：
下土层：


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风化母岩层：
岩石层：
风化层
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Relation of Soil Science to Other Sciences
Chemistry 化学
Climatology 气候
土壤的毛细管作用：土壤中的水沿着孔隙上升的作用。孔
隙越小其毛细管作用越大。
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地下水位


指地下水层表面到地面的距离。
地下水位高，容易引起地面潮湿，形成沼泽，不利
于土壤中有机物的无机化。
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3、土壤水分（soil water）
(与其物理性质相联系) 若渗水性过大，地面污染物容易渗入地下水中， 不利于水源保护；土壤容水量大，其渗水性和透气 性不良，不利于建筑防潮和有机物的无机化；建筑 物地面、墙壁的潮湿与基地土壤毛细管作用有关

1、是评价化学污染物对土壤污染程度的参照值； 2、是制订土壤中有害化学物质卫生标准的重要依据；
3、是评价水土化学环境对居民健康影响的重要依据；
4、是土地资源开发利用和地方病防治工作的科学依据
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表6-2 自然土壤元素背景值
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土壤的化学特征

土壤环境容量（或称土壤负载容量）是指一定环境单元、一 定时限内遵循环境质量标准，即保证农产品质量和生物学质 量，同时也不使环境污染时，土壤所能容纳污染物的最大负 荷量。 不同土壤其环境容量是不同的，同一土壤对不同污染物的环 境容量也是不同的，这与土壤的净化能力有关。 土壤的环境容量是充分利用土壤环境的纳污能力，实现污染 物总量控制，合理制定卫生标准和防护措施的重要依据。
（二）土壤的化学特征
土壤的吸附性 巨大的比表面和表面能：一定体积的物质，颗粒越 小，比表面越大。处于物体表面的分子具有一定的 自由能，即表面能。物质的比表面越大，表面能也 越大。 电荷性质：土壤胶体一般都带负电荷。电动电位越 高，胶体微粒的分散性也越强。 土壤胶体凝聚性和分散性：胶体具有相互凝聚的趋 势，表现为胶体凝聚性，胶体微粒因相同电荷而相 2013-8-2 33 互排斥，表现为分散性。

土壤藻类(soil alga)是含有叶绿素的低等植物。藻类能够进 行光合作用，合成自身的有机物质。土壤藻类主要分布在土 壤表面及其以下几厘米的表层土壤中。土壤中的藻类主要是 2013-8-2 39 绿藻和硅藻，其次是黄藻。
Enginring 工程学
一、土壤的卫生学意义


土壤是人类生产、生活活动的重要环境因素， 与空气、水、食物息息相关。 从生产的角度看，土壤不但为植物生长提供 机械支撑能力，并能为植物生长发育提供所 需要的水、肥、气、热等肥力要素；从保护 环境的角度看，土壤具有同化和代谢进入土 壤中的污染物的能力，因而是人类不可缺少 的自然资源。

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3.土壤水分（液相、孔隙度）
孔隙也越小，孔隙总容积就越大，容水量越大。腐殖质越 多，容水量越大。土壤容水量大，渗水性和透气性不良， 不利于建筑防潮和有机物的无机化。
土壤渗水性：水分渗透过土壤的能力。颗粒越大，渗水越
土壤容水量：一定容积的土壤中含有水分的量。颗粒越小，
快，土壤容易保持干燥。但过快不利于地下水的防护，因 为地面污染物容易渗入地下水中。
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Section 1 土壤的卫生学意义及特征
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土 壤？

全国科学技术名词审定委员会1998年公布的土壤 定义为：

土壤是陆地表面由矿物质、有机质、水、空气和 生物组成，具有肥力，能生长植物的未固结层。
它是岩石的风化物在生物、气候、地形等因素的 综合作用下形成和发展的。
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土壤颗粒含量约占总土重的80％～90％，与
大气和水比较，流动性最小。
污染物质在土壤固体介质中转移速度相对缓
慢， 在时间上浓度变动幅度相对地小。 土壤污染的净化要比污水处理困难得多。 污染物质造成局部地区土壤化学成分的变化，
导致发生某些地区性疾病。
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土壤有机质(soil organic matter)

系土壤中各种含碳有机化合物的总称，包括腐殖质、生物残 体及土壤生物。它与土壤矿物质一起共同构成土壤的固相部 分。土壤有机质含量一般仅占百分之几，最高也不过10％左 右。 腐殖质（humus）即进入土壤的植物、动物及微生物等死 亡残体经分解转化形成的物质，是土壤特有的有机物质，约 占土壤有机质总量的85％～90％。腐殖质通常带有电荷并 具有较强的吸收、缓冲性能，对土壤的理化性质和生物学性 质有重要影响。
OH-：主要来源于土壤溶液中的碳酸钠、碳
酸氢钠、碳酸钙以及胶体表面交换性的Na+ 水解。
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（二）土壤的化学特征

土壤氧化还原性：土壤中有许多有机和无机的氧 化性或还原性物质。

氧化剂：氧气、NO3-、Fe3+、Mn4+、V5+、Ti6+。 还原剂：有机质和低价金属离子。
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土壤中腐殖质含量越高，卫生上越安全。
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腐殖质：在土壤微生物的作用下，外界的有机物由复杂化合
物分解为简单化合物，与此同时在土壤微生物的作用下又重新 合成为有机高分子物质。
•腐殖质是一种疏松的暗褐色物质，它含有多种有机化合物， 其中最主要的部分为腐殖酸（即胡敏酸、乌明酸、克连酸等）， 另外尚有木质素，纤维素、蛋白质、油脂、氨基酸、脂肪酸等 多种物质。
（二）土壤的化学特征

土壤的吸附性
土壤中两个最活跃组分：土壤胶体和土壤微生物。
它们对污染物在土壤中的迁移、转化有重要作用。
土壤胶体：土壤中颗粒直径小于1μ m 、具有胶
体性质的微粒。一般土壤中的黏土矿物质和腐殖 质都具有胶体性质。
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土壤的吸附性

土壤胶体不仅表面积很大，而且带有大量电荷， 因而具有强大的吸附能力。
•腐殖质的化学性质稳定，病原体已经死灭，不招引苍蝇，无 不良气味，质地疏松，在卫生上是安全的，又是农业上良好的 肥料。人工堆肥法
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（二）土壤的化学特征

土壤的吸附性
（１）巨大的比表面和表面能：
（２）电荷性质：
（３）土壤胶体凝聚性和分散性：

酸碱性

氧化还原性等。
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4. 粪便及垃圾无害化处理和利用的卫生学意义。固体废弃 物的处理措施；污水灌田的卫生防护措施。
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第六章 土壤卫生
第一节 土壤环境特征 第二节 土壤的污染、自净及污染物的转归 第三节 土壤污染对健康的影响 第四节 土壤质量标准及固体废物控制标准 第五节 土壤卫生防护 第六节 土壤卫生监督与监测
土壤是联系有机界和无机界的重要环节
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土壤是陆地生态系统的核心
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光和作用
土壤是陆地生态系统食物链的首端
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二、土壤环境特征
（一）土壤的组成 （二）土壤的物理学特征
（三）土壤的化学特征
（四）土壤的生物学特征
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二、土壤的特征
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联系有机界和无机界的中心环节,有机、无机相互转化 的场所。
陆地生态系统的核心及食物链的首端。

许多有害废弃物（废气沉降、污水、固体废弃物）的 处理场所和容纳场所。


污染物中的理、化、生物污染产生相应危害。
土壤元素分布不均，产生地球化学性疾病。
土壤是自然环境要素的重要组成之一，土壤是人类赖 以生存的物质基础，是生态系统的基本单元。土壤环 境是人类生存和发展的基本条件，是经济、社会发展 2013-8-2 11 的基础。
表6-1 我国土粒分级标准
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土壤质地

按质地分别命名为砂土、壤土和粘土。

土壤质地可在一定程度上反映土壤矿物组成和 化学组成，同时土壤颗粒大小与土壤的物理性 质有密切关系，并且影响土壤孔隙状况，因此 对土壤水分、空气、热量的运动和养分转化均 有很大的影响，质地不同的土壤表现出不同的 性状。
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（二）土壤的化学特征
——化学组成与成土母岩成分有密切关系

沉积岩 ——含必需元素
火成岩 ——缺少必需微量元素（不利）

人体内
化学元素
土壤中
地球化学元素的变化超出人体的调节适应范围 — —不利健康——生物地球化学性疾病
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土壤的化学特征

本底值(土壤中元素的背景值) 指该地区未受污染的天然土壤中各种元素的含量。 本底值的意义：
Physics 物理
Geology 地质学
Zoology 动物学
Relation of Soil Science to Other Sciences Geography 地理
Microbiology 微生物 2013-8-2
Forestry 林学 Archaeology 考古学 9
Agronomy 农学
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砂土、壤土和粘土物理学特征
o 砂土：透气性好，排水能力强，有机
物分解快，卫生学上优点较多。
o 黏土：透气性差，容水性强，有机物
分解缓慢。
o 壤土：既能透气，又能蓄水。
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2、土壤空气（soil air）气相

土壤空气是指土壤孔隙中的气体。 土壤空气成分变化主要受污染程度、土壤生 物化学作用、大气交换等的影响。 土壤通气性：单位面积单位时间内通过的空 气量。与大气压力、土壤深度和湿度有关。

按照吸附的离子种类可分为阳离子吸附和阴离子 吸附。
土壤胶体还具有离子交换作用，即由于土壤胶体 微粒具有电荷性质，在其外层所带的离子可以和 土壤溶液中相同的离子以离子价为依据作等价交 换的作用。
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（二）土壤的化学特征

土壤的酸碱性
H+：主要来自二氧化碳溶于水形成碳酸、有
机物分解产生有机酸及某些少数无机酸， Al3+水解也是土壤酸性的重要来源。
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（三）土壤的生物学特征

土壤生物是土壤形成、养分转化、物质迁移、污染物降解、 转化和固定的重要参与着。 土壤中的生物体系包括微生物和动物。 土壤微生物包括细菌、真菌、放线菌和藻类。 土壤中的动物主要包括多为节肢动物，也有非节肢土壤动物。 节肢动物主要有螨类、蜈蚣、马陆、跳虫、白蚁、甲虫、蚂 蚁等。非节肢土壤动物主要有线虫和蚯蚓。
固相（矿物质、有机质）
土壤组成
液相（土壤水分）
来自百度文库
气相（土壤空气）
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（一）土壤的物理学特征
1、土壤颗粒（soil particle）固相 粒级：根据土壤颗粒大小将土壤分成若干 组。 土壤质地：土壤中各粒级所占的相对比例 或重量百分数。 土壤按颗粒大小分为石块、石砾、砂粒、粉 粒和粘粒。