第2讲-土壤污染与环境健康-重金属.ppt

土壤污染对人体健康的影响
2、硝酸盐和亚硝酸盐
硝酸盐含量过高会在人体内还原成亚硝酸盐，亚硝酸盐 与人体次级胺结合形成亚硝胺具有致癌作用。硝酸盐是食品 中一种潜在的毒物，为了控制这种污染，FAO/WHO/UN的食 品添加剂专家委员会设置的ADI值为3.7mg/d/kgW，亚硝酸盐 的ADI值为0.06 mg/d/kgW
我国土壤退化面积广，强度大，类型多
全国总水土流失面积： 1.5 亿公顷，几乎 1/6 国土；
荒漠化面积： 262 万平方公里，占国土 27.3%
草地退化面积： 8700 万公顷，占全部草地 30% ； 全国受污染农田 2000万公顷。 华北、东北 盐碱化 东部肥力 退化
西部荒漠化
黄土高原 水土流失 长江— 第二黄河
土壤污染的危害
• 严重的经济损失：农产品重金属污染，2000年达320亿元；水污染
占GDP的0.5-1.3%
• 农产品污染超标、品质不断下降：镉米
• 大气环境的次生污染：汞
• 水体富营养化并成为水体污染的祸患：我国年产化肥
超过300万吨，使用量是世界平均水平的2.5倍
• 成为农业生态安全的克星：农药施用量大，利用率低
例如冶炼、电镀、燃料、汞化物等工业废 水能引起镉、汞、铬、铜等重金属污染； 石油化工、肥料、农药等工业废水会引起 酚、三氯乙醛、农药等有机物的污染。
2、土壤污染源
（2）大气污染对土壤的污染 大气中的有害气体主要是工业中排出的有毒废气，它的污 染面大，会对土壤造成严重污染。工业废气的污染大致分为两 类：气体污染，如二氧化硫、氟化物、臭氧、氮氧化物、碳氢 化合物等；气溶胶污染，如粉尘、烟尘等固体粒子及烟雾，雾 气等液体粒子，它们通过沉降或降水进入土壤，造成污染。
• 我国农药、化肥和重金属污染农产品的问题
是限制我国农产品出口的主要瓶颈(贸易壁垒)。 • 减少与消除高毒农药的危害， 已成为我国农业环境亟待解决的重要问题。 • 污灌、污泥等造成的土壤污染， 还将长时期影响农作物的生长和农产品的品质。
土壤污染与修复研究
是中国进入WTO、保证农产品安全、推动农村生态环境 保护和全面建设小康社会的国家战略需求。
西南石质化
十八亿亩耕地“红线”
土地
人口
粮食
中国粮食安全的现状
世界粮农组织认为，一个国家人均粮食年占有量达 400kg 为安全，低于400 kg 可能会危及粮食安全。根据估计，我国人 均拥有粮食400 kg为安全，人均拥有粮食370 kg 为基本安全。 1995 年以来，连续 4 年粮食产量在 5 亿 t 左右，人均占有量 达400 kg 。 按照现有人口估计，我国粮食的消费量为 4.8-4.9 亿 t 。从 1999 年以来，我国连续 4 年粮食减产，平均粮食产量为 4550 亿 kg，每年粮食缺口在200-350亿kg之间。 粗略按我国年粮食消费量为 5亿t估计，如果粮食缺口 10%， 就是5000万t。而全世界可以提供的商品粮仅2亿t。显然，这些 粮食并不可能都卖给我们。那么，谁来养活13亿人口的中国？
2、土壤污染源
（4）农药对土壤的影响
农药能防治病、虫、草害，如果使用得当，可保证作物的增 产，但它是一类危害性很大的土壤污染物，施用不当，会引起土 壤污染。 喷施于作物体上的农药（粉剂、水剂、乳液等），除部分 被植物吸收或逸入大气外，约有一半左右散落于农田，这一部分 农药与直接施用于田间的农药（如拌种消毒剂、地下害虫熏蒸剂 和杀虫剂等）构成农田土壤中农药的基本来源。农作物从土壤中 吸收农药，在根、茎、叶、果实和种子中积累，通过食物、饲料 危害人体和牲畜的健康。此外，农药在杀虫、防病的同时，也使 有益于农业的微生物、昆虫、鸟类遭到伤害，破坏了生态系统， 使农作物遭受间接损失。
• 放射性污染物：主要是90锶、137铯等
按污染物的性质分
• 无机污染物：重金属(汞、镐、铅、铬、铜、锌、镍，以 及类金属砷、硒等)、放射性元素(90锶、137铯等)、氟、酸、 碱、盐等。其中尤以重金属和放射性物质的污染危害最为 严重，因为这些污染物都是具有潜在威胁的，而且一旦污 染了土壤，就难以彻底消除，并较易被植物吸收，通过食 物链而进人人体，危及人类的健康。 • 有机污染物：人工合成的有机农药、酚类物质、氰化物、 石油、多环芳烃、洗涤剂，以及有害微生物、高浓度耗氧 有机物等。其中尤以有机氯农药、有机汞制剂、多环芳烃 等性质稳定不易分解的有机物，在土壤环境中易累积，造 成污染危害。
2、土壤污染源（人为）
（1）污水灌溉对土壤的污染
生活污水和工业废水中，含有氮、磷、钾等许多植物所需 要的养分，所以合理地使用污水灌溉农田，一般有增产效果。但 污水中还含有重金属、酚、氰化物等许多有毒有害的物质，如果 污水没有经过必要的处理而直接用于农田灌溉，会将污水中有毒 有害的物质带至农田，污染土壤。
世界粮食短缺分布
二、 土壤污染
食物链
土壤污染(Soil pollution or soil
contamination)
人为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，并进而造成农作物 中某些指标超过国家标准的现象， 称为土壤污染。
作物 根际 土壤
农药/重金 属/硝酸盐
土壤污染(Soil pollution or soil contamination) 当进入土壤的污染物质量和速度超过 土壤能承受的容量和净化速度时，就破坏 了土壤环境的自然动态平衡，使污染物的 积累逐渐占据优势，引起土壤的组成、结 构、性状改变，功能失调，质量下降，导 致土壤环境污染。
土壤-作物 系统的功能
人类
农药 重金属 硝酸盐
污染物 生物净 化区域
土壤污染对人体健康的影响
1、有机物
对人体影响较大的主要有化学农药以及酚、苯并芘与 油类等，通过食物链进人人体，危害人体健康，且具有“三 致”作用和不可逆性。 2000年全国发生150余起重大食物中毒事件，中毒6237 人，死亡135人，在中毒死亡者中有很大一部分是由于使用了 国家明令禁止生产和使用的甲胺磷、双氟磷、氟乙酰胺、毒 鼠强、盐酸克伦特罗等农药和兽药引起。
民以食为天，食以土为本!
土壤的重要性
是最珍贵的自然资源
• 土壤资源的再生性与质量的可变性 治之得宜，地力常新 • 土壤资源数量的有限性 土壤资源的破坏=吃祖宗的饭，断子孙的路 • 土壤资源空间分布上的固定性 土壤具有地带性分布规律
主讲内容
• 土壤污染的概念、现状、特点和危害 • 土壤污染物的来源、类型 • 土壤典型重金属污染
土壤污染的特点
• 隐蔽性和滞后性：从开始受污染到导致后果，是长时间间接、 逐步、积累的隐蔽过程；它往往要通过对土壤样品进行分析化 验和农作物的残留检测，甚至通过研究对人畜健康状况的影响 才能确定。土壤污染从产生污染到出现问题通常会滞后较长的 时间。 • 不可逆性和长期性：重金属对土壤的污染基本上是一个不可逆 转的过程，许多有机化学物质的污染也需要较长的时间才能降 解。因此，治理污染土壤通常成 本较高，治理周期较长 。 • 累积性和地域性：染物质在土壤中并不象在大气和水体中那样 容易扩散和稀释，因此容易在土壤中不断积累而超标，同时也 使土壤污染具有很强的地域性。
我国土壤污染现状-问题日趋严重
• 重金属污染的耕地面积近2000万公顷，约占耕地 总面积的1/5。 • 受矿区污染土地达200万公顷
• 石油污染土地约500万公顷 • 固体废弃物堆放污染约5万公顷 • “工业三废”污染耕地近1000万公顷 • 污水灌溉的农田面积达330多万公顷。
国 家 需 求
5、放射性核素
核素进入土壤后，能在土壤中累积，进而对人体形成潜在 威胁。由核裂变产生的放射性核素如Sr（锶）和 Cs（铯） 尤为重要土壤对 Cs的吸附性较强，也能在植物体内积累， 导致高浓度的放射性 Cs进入人体，对人体造成损伤。
农贸市场农产品污染超标事例
年 份
2000
地 区
14省会
农产品
蔬菜 /水果
土壤环境中的主要污染物
土壤环境中的主要污染物
土壤污染物的来源
• 天然污染源：矿物风化后自然扩散，火山爆发后 降落的火山灰等
• 人为污染源：不合理地使用农药、化肥，污水灌 溉，使用不符合标准的污泥，城市垃圾及工业废 渣等，固体废物随意堆放或填埋，以及大气沉降 物等。
• 分类：农业生产活动、废弃物的处理场所、二次 污染（如大气沉降等）；工业、农业和生物
一、土壤退化 (Soil Degradation)
土壤退化
土壤污染
基本概念
• 土壤退化(Soil degradation) 是指在各种自然，特别是人为因素影响下所发生的导致 土壤的农业生产能力或土地利用和环境调控潜力，即土壤质 量及其可持续性下降(包括暂时性的和永久性的) 甚至完全丧 失其物理的、化学的和生物学特征的过程，包括过去的、现 在的和将来的退化过程，是土地退化的核心部分。 • 土壤质量(Soil quality)
第二讲
土壤污染与环境健康-重金属
浙江大学环资学院资源科学系
百度文库
从“土壤”说起
话说土壤
土壤定义
• 土壤是指覆盖于地 球陆地表面，具有 肥力特征的，能够 生长绿色植物的疏 松物质层。
土壤的重要性
是农业最基本的生产资料
• 在人类赖以生存的物质生活中，人类消耗 的约80%以上的热量，75%以上的蛋白质 和大部分的纤维都直接来源自土壤。 土壤 植物性生产 动物性生产
44.8
18.5 48.1/75.4 82.2 17.9 26.8~46.5
污染危害事例
年份
2000
事
例
地区
沈 阳
污灌区人群胃癌死亡率高6倍 胃病发病率高10倍、肝肿大高5倍
1992-1996 农药急性中毒24.7万例，死亡2.46万人 1999 重金属等污染农产品总量649万吨 损失128亿/年
• 污染土壤的植物修复
第一节
土壤污染的概念、现状、特点及危害
土壤的组成
土壤是由固体、液 体和气体三相共同 组成的多相体系。
土壤环境
大气环境
水体环境
土壤环境
生物环境
地质环境
1－物质循环与能量交换； 2－最活跃最富生命力的圈层； 3－对环境的交互作用(净化-污染)；4－记忆块与基因库；5－时空变化。
是指土壤的生产力状态或健康(Health) 状况，特别是维持 生态系统的生产力和持续土地利用及环境管理、促进动植物 健康的能力 (肥力质量，健康质量和环境质量)。
土壤退化主要类型
1 2 3 4 5 6 7
土壤荒漠化
红 壤 水 土 流 失
四川盆地山地侵蚀
十年九荒的盐碱窝
土壤次生盐渍化 Soil secondary salinization
例如，有色金属冶炼厂排出的废气中 含有铬、铅、铜、镉等重金属，对附 近的土壤造成污染；生产磷肥、氟化 物的工厂会对附近的土壤造成粉尘污 染和氟污染。
2、土壤污染源
（3）化肥对土壤的污染
施用化肥是农业增产的重要措施，但不合理的使用，也 会引起土壤污染。长期大量使用氮肥，会破坏土壤结构，造 成土壤板结，生物学性质恶化，影响农作物的产量和质量。 过量地使用硝态氮肥，会使饲料作物含有过多的硝酸盐，妨 碍牲畜体内氧的输送，使其患病，严重的导致死亡。
3、重金属
重金属能引起急或慢性中毒，抑制酶的活性，破坏正常 的生物化学反应，如Cu和V具有抗生殖作用，Pb和Hg能影响 胚胎正常发育，Pb 对儿童有很强的神经毒性等
土壤污染对人体健康的影响
4、生物污染
被病原体污染的土壤能传播伤寒、副伤寒、痢疾、 SARS、病毒性肝炎、Ebola病毒等传染病，而这些传染病的 病原体随病人和带菌者的粪便及其衣物、器皿的洗涤水污染 土壤，再通过雨水的冲刷和渗透，病原体又被带进地面水或 地下水中，进而引起这些疾病的暴发流行。
全国 24个省市
1995-1996 农药危害2000余起,损失近5亿
1995-1996 农药药害损失近5亿 1995 绿磺隆污染水稻 267hm2绝收
16省
其它地区 沈阳
第二节
土壤污染物类型及来源
按污染物的特性分
• 化学污染物：重金属、硫化物、氟化物、 农药等 • 生物类污染物：病原微生物、寄生虫
监测项目
农药
超标(%)
31.2
(春节)
2000 11省会 蔬菜 /水果
重金属
亚硝酸盐 17种农药
23.5
12.2 25.8
2000
1999 1998 1998 1995
四大城市
24省市 西安/南京 沈阳 安徽
蔬菜 /水果
粮食等 蔬菜 蔬菜 蔬菜
农药
铅/镉/汞/砷/铜等 重金属（铅/汞） 重金属（镉等） 重金属(镉等) 农药