土壤中主要污染物及其迁移转化

孔隙度。
（3）土壤密度与容重
土壤固体部分的重量与同体积水的重量之比，土壤密度。
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Al3+
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（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。
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（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。
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“土壤”的涵义——《说
文解字》
土壤是地
球岩石最表层
经亿万年风化
和生物活动所
形成的物质。
土壤是生物圈、
岩石圈、大气
圈和水圈的交
汇点。
构成
土壤中有什么？ 讨论
人们常说蚯蚓靠吃土为生，蚯 蚓从土壤中获得了什么？
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组成
固相：矿物质、有机质、细菌微生物 液相：水分、土壤溶液 气相：N2、O2、CO2、水蒸气等
粘土矿物（clay minerals），它们是一些含铝、镁等为主的含水硅酸盐矿物。 除海泡石、坡缕石具链层状结构外，其余均具层状结构。颗粒极细，一般小于 0.01毫米。加水后具有不同程度的可塑性。（含水的铝硅酸盐）
配位作用
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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
土壤环境
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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
矿物质：土壤中矿物养分的主要来源 有机质：其含量是土壤肥力高低的重要标志 水分和空气：共同影响着土壤的热量状况
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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
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裸露的 风化作用 成土母质
微生物
农药的水迁移方式有两种：一是直接溶于水中；
粗细不等的土粒按照不同比列组合称为土壤机械组成，又 称土壤质地
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4.土壤溶液 土壤水分及其所含气体、溶质和悬浮物质的总称。 土壤水是植物吸收养料的主要媒介。
5.土壤剖面 天然土壤一般分为：覆盖层A0、淋溶层A、淀积层B、母质层C和基岩D
。
覆盖层 淋溶层 淀积层
母质层
基岩
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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。
（3）农药蒸气压大，挥发作用就强，它们在土壤中的迁移主要以挥 发、蒸气扩散的形式进行。
华中华东地区的红壤，pH值在5.5-6.5之间；长江 以北的土壤（如华北、西北的土壤）大多含 CaCO3，多为中 性或碱性，pH值一般在 7.5-8.5之间，少数强碱性土壤的 pH高达10.5。
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：
土地受到污染后，含重金属浓度较高的污染表土容 易在风力和水力的作用下分别进入到大气和水体中，导 致大气污染、地表水污染、地下水污染和生态系统退化
等其他次生生态环境问题。
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4.3土壤中的主要污染物及其迁移转化
4.3.1重金属对土壤的污染
重金属元素主要指那些密度大于4 ± 1 g/cm³的金属元素或 者准金属元素。这些重金属元素通常源于地壳，可在土壤 、岩石、沉积物、水体和微生物中富集（在正常情况下含 量较低）。
>玉米 植物体不同部位不同：根>茎>叶>果壳>籽实
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2.几种主要重金属在土壤中的迁移转化 （1）汞的迁移转化
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（2）镉的迁移转化
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（3）铬的迁移转化
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（4）砷的迁移转化
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（5）铅的迁移转化
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重金属污染案例
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4.3.2化学农药对土壤的污染
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（2）化学、物理迁移和转化
A 土壤胶体的吸附 B 配位作用 C 沉淀-溶解作用 D 氧化-还原作用
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土壤胶体
包括无机胶体、有机胶体和有机-无机复合胶体 无机胶体：无机胶体在数量上远比有机胶体要多，主要是
土壤粘粒，它包括Fe、Al、Si等含水氧化物类粘土矿物以 及层状硅酸盐类粘土矿物。
行为的依据 3.土壤环境质量评价的依据 4.土地规划和利用的参比数据
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2.土壤环境容量
土壤环境单元所容许容纳的污染物的最大量
意义 a.制定土壤环境质量标准的依据 b.农田灌溉水水质的依据 c.污泥施用量的依据 d.土壤污染预测和评价的依据 e土壤污染物总量控制的依据
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近年来，集成电路板、电子产品、净洗金属零件、交通污染等 使挥发性有机物成为土壤污染的新动向
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我国土壤污染状况
农药、重金属污染达到上千 万公顷其中，矿区污染面积200万hm2 ，石油污染500 万hm2 ，固废堆放5万 hm2
特征：多源、复合、量大、持久毒 害的现代污染特征，常量污染物向微 量持久性有毒污染物。
高等植物
原始土壤源自文库
成熟土壤
岩石
（含矿物养分 低等植物
没有肥力）
成土过程的开始
土壤肥力不断发展
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2.土壤有机质
土壤有机质是指存在于土壤中的所含碳的有机物质。 它包括各种动植物的残体、微生物体及其会分解和合 成的各种有机质。
可分为：普通有机质和腐殖质（胡敏酸、富里酸和胡 敏素）
3.土壤机械组成
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 ：
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（2）土壤的缓冲性
土壤胶体吸收了许多代换性阳离子，如Ca2+、
Mg2+、Na+等可对酸起缓冲作用，H+和Al3+可对碱起到缓
所引起的酸度。
我国土壤的pH大多在4.5-8.5范围内，并有由南向 北pH值递增的规律性。
土壤的酸碱性首先决定于土壤的组成：
我国长江以南的土壤，Si、Al、Fe含量较高，三 者占土壤总量的95%以上，土壤多为酸性和强酸性，如华南、 西南地区广泛分布的红壤、黄壤，pH值大多在4.5-5.5之间， 有少数低至3.6-3.8；
我国16个省，蔬菜、水果农 药检出率20-60%，超标率20-45%，带 来食品安全问题。
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主要内容
4.1土壤组成 4.2土壤污染 4.3土壤污染的危害 4.4土壤中主要污染物及其迁移转化 4.5土壤污染的综合防治
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4.1土壤组成 1
土壤及其组成 概念
土壤是地球陆地表面具有一定肥力，能够生长 绿色植物的疏松表层。
人们的生产和生活也会产生相当数量的重金属元素，这些 重金属会在不同环境介质中积累。
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重金属来源（自然源和人为源）
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重金属在土壤中的一般迁移和转化规律
（1）机械迁移和转化
重金属被包含于矿物颗粒或有机胶体内，或被吸附 于无机、有机悬浮物上，随土壤水分流动而被迁移转化。
也有随空气而运动的，如元素汞可转化为汞蒸汽扩 散，也有因其本身比至较大而发生沉淀，或闭蓄于其它无 机、有机沉淀之中。
（4）土壤对化学农药的吸附作用还决定于农药本身的化学性质。 （5）带有R3N+、-OH、-CONH2、-NH2COR、-NH2、 -OCOR、-NHR功能团的，都能增强吸附强度，尤其是带-NH2的化合
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
土壤污染物
分类1 无机污染物：主要是重金属、放射性物质、 营养物质和其他
无机物质等。
有机污染物：主要是化学农药，目前在全球大量使用的农药约 50余种 。
致病微生物：各种细菌、病毒等。
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分类2 ①化学污染物：如汞、镉、铅、砷等重金属，过量的氮
、磷植物营养元素以及氧化物和硫化物、各种化学农 药、石油及其裂解产物,以及其他各类有机合成产物等 。 ②物理污染物：指来自工厂、矿山的固体废弃物。 ③生物污染物：指带有各种病菌的城市垃圾和由卫生设 施（包括医院）排出的废水、废物等。 ④放射性污染物：主要存在于核原料开采和大气层核爆 炸地区，以锶和铯等在土壤中生存期长的放射性元素 为主。
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因土壤受到金 属污染导致秧 苗在不同时期 的外在表象
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2、土壤污染导致生物品质不断下降
我国大多数城市近郊土壤都受到了不同程度的污染，有 许多地方粮食、蔬菜、水果等食物中镉、铬、砷、铅等重金属 含量超标和接近临界值。
土壤污染除影响食物的卫生品质外，也明显地影响到农作 物的其他品质。
有些地区污灌已经使得蔬菜的味道变差，易烂，甚至出现 难闻的异味；农产品的储藏品质和加工品质也不能满足深加工 的要求。
4.1土壤污染及污染物
定义：人类活动产生的污染物质通过各种途径进入土壤，其数量上超过了 土壤的容纳和净化能力，从而使土壤性质、组成及结构发生变化、并导 致土壤功能的失调、土壤质量恶化的现象。 标志：土壤生产力下降
土壤污染源： 1.工业和城市废水和固体废弃物 2.农药化肥 3.牲畜排泄物和生物残体 4.大气污染物 5.放射性废物
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
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中国土地污染形势严峻
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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。
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金昌市造纸厂的废水流 到灌溉水渠，用于灌溉
市郊的农民说，“废水、废 气对庄稼的影响越来越大”
尖头、裂腮
蘑菇群落可反映土壤污染状况
2、土壤污染危害人体健康
土壤污染会使污染物在植（作）物体中积累，并 通过食物链富集到人体和动物体中，危害人畜健康，引发 癌症和其他疾病等。
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3、土壤污染导致其他环境问题
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农药对水生生物毒性
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土壤中农药迁移
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1.土壤对农药的吸附
（1）有物理吸附（范德华力）、化学吸附(吸附呈离子态农药)、 氢键或配价键与胶体结合、与粘土矿物构成复合体
（2）不同胶体对农药的吸附能力为：有机胶体＞蛭石＞蒙脱石＞ 伊利石＞绿泥石＞高岭石。
（3）土壤胶体对有些农药的吸附作用是有选择性的。如高岭石对 除草剂2—D，4一D的吸附能力，要比蒙脱石和蛭石大。
冲作用。
（3）土壤的氧化还原反应
土壤溶液中普遍存在氧化还原反应。用Eh氧化
还原电位表示。
4.2土壤污染
土壤环境背景值：土壤的环境要素在未受到明显污染时， 其化学元素的正常含量，以及环境中能量分布的正常值为环境背景 值，又称作环境本底值。
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土壤背景值意义
1.研究确定土壤环境容量的基础 2.研究化学元素等污染物在土壤环境中
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二、土壤的物理化学性质
1.物理性质 （1）土壤的温度 季节性变化：表层15cm土层的平均温度在全年中较气温为暖，而
春夏较冷。
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（2）土壤孔隙度
土壤中土粒与土粒之间形成的大小不同的空间为土壤
孔隙。土壤孔隙在单位土壤容积中所占的百分比称为土壤