第六章 土壤污染及其防治

砂粒2~0.02mm
85~100 55~85 40~55 0~55 55~85 30~55 0~40 55~75 10~55 0~30 0~55 0~35
壤土类
壤土 粉砂质壤土 砂质粘壤土
粘壤土类
粘壤土 粉砂质粘壤土 砂质粘土 壤质粘土
粘土类
粉砂质壤土 粘土 重粘土
国际制土壤质地分类标准表
2.土壤结构
第三节 土壤污染的危害
土壤污染与水污染、大气污染有很大的不同。它的隐 蔽性，人不可以察觉，肉眼是看不见的。还有就是滞后性， 就是要通过一段时间才感觉得到。 党付中是来自安徽六安的农民，在江苏宜兴市丁蜀镇 周墅村承包了8亩土地。20多天前，他惊讶地发现，土地 上的 1000棵辣椒突然莫名死去。 与党付中莫名不同的是，在浙江长兴县雉城镇王浜头 的农民看到种植水稻大面积突然死亡，他立刻想到周围4 家蓄电池企业的污染，其中最大的一家企业有23条生产线。 这些蓄电池企业使得水、土壤都重金属超标。
3.有毒重金属在土壤中的迁移转化
（1）汞 世界土壤中汞的含量平均值为0.03~0.1mg/kg ， 我国土壤汞的背景值为0.04mg/kg。 汞主要分布于土壤表层20cm范围内。天壤土壤中汞主要来源于母岩或 母质，人为污染也是土壤中汞的重要来源。 无机汞化合物：HgS、HgO、HgCO3、HgHPO4、HgSO4、HgCl2和 Hg（NO3）2和Hg等。
（3）土壤重金属污染对植物的影响或对植物的生物效应， 受到多种因素的控制。
如：重金属形态决定重金属有效性程度的基础。一般来
说，植物吸收重金属的量随土壤溶液中可溶态重金属浓
度的增加而增加；同时还受重金属从土壤固相形态向液
相形态转移数量的影响。 （4）重金属的生物效应还与重金属之间及其他常量元素 之间的交互作用有关。
•植物对汞的吸收和累积与土壤中汞含量的关系： 试验证明：水稻生长的“汞米”与“汞土”之间生物吸收富集系数为 0.01。 土壤中汞及其化合物可以通过离子交换与植物的根蛋白进行结合，发生 凝固反应。
汞在植物不同部位的累积顺序是：根>叶>茎>种子；
汞在农作物中吸收和累积能力顺序是：水稻>玉米>高粱>小麦。
二、土壤污染类型 按土壤污染源和污染途径分：水质污染型、大气污染 型、固体废物污染型、农业污染型、和综合污染型； 按土壤污染物的属性分：化学性污染、放射性污染、 生物性污染等。
三、土壤污染物及土壤的自然净化过程 1.土壤污染物
土壤污染物主要是指使农作物产量降低、质量下降并最终危害人类 健康的物质。 土壤污染物的种类有： •有机污染物：如有机农药、洗涤剂、酚类、油类、塑料等有 毒有害物质。 •无机污染物：如酸、碱、盐、重金属和放射性物质； •致病微生物：如各种细菌、病毒等。
2.土壤重金属污染的生物效应
（1）植物对重金属的需求有很大差别 植物正常生长不需要的，且对人体健康有害的：Hg、Cd、Pd等；
植物需要的微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、Mo、Co等。
（2）不同类的重金属对植物的危害不同： •Cu、Zn主要是妨碍植物正常生长发育； 土壤受铜污染，可使水稻生长不良，过量的铜被植物根系吸收后 会形成稳定的络合物，破坏植物根系的正常代谢功能，引起水稻的 减产。 •Hg、Cd、Pb等元素污染，一般不引起植物生长发育障碍，但在植 物体内蓄积，如镉可在水稻体内累积形成“镉米”。
2.土壤的自然净化过程
土壤的自然净化：污染物进入土壤后，会发生一系列物理、 化学、物理化学和生物化学等反应，从而降低污染程度，这 个过程一般称为土壤的自然净化，也是污染物在土壤中迁移 转化的过程。 包括物理过程、化学过程、物理化学过程、生物过程。
•物理过程 土壤是一个疏松多孔体系，因而，污染物质在土 壤中可以通过挥发、扩散、稀释和浓集等过程降低 其在土壤中的浓度。影响该过程的因素主要有土壤 的温度、含水量以及土壤的结构和质地等。
（2）镉 世界土壤中镉的平均含量为0.5mg/kg ，
我国土壤镉的平均含量为0.079mg/kg。
土壤中的镉来源于闪锌矿的开采、冶炼、电镀、颜料、塑料稳定剂、蓄电 池的生产等。
土壤中镉的存在形态分为水溶性和非水溶性镉。
离子态的CdCl2、Cd（NO3）2、CdCO3和络合态的Cd（HO）2呈水溶性， 易迁移，可被植物吸收；
固相：占土壤总量的90%~95%，包括矿物质、有机质和细 菌微生物； 液相：包括土壤溶液、水及其溶解物； 气相：包括N2、O2、CO2、水汽等；
土壤的组成
二、土壤的性质 1.土壤质地
土壤是由粗细大小不等的土壤颗粒组成 的。这种不同颗粒按不同比例的组合称土壤 质地。
根据土壤中各种粒级的重量百分数组成 把土壤划分为若干类别。不同质地的土壤呈 现出不同的颜色、形状、性质、肥力、土壤 密度、粘结性、粘着性等。
药和苯氧羧酸类农药等。
2.农药对环境的危害
•农药对大气的污染 大气中农药的污染主要来自为各种目的喷洒农药时所产生 的药剂漂浮物和来自农作物表面、土壤表面及水中残留农药 的蒸发、挥发、扩散和农药厂排出的废气。 •农药对水体的污染 农田施药和土壤中的农药被水流冲刷及农药厂废水排放导 致水体的农药污染。 •农药对土壤的污染 土壤中的农药主要来自于：直接施用；通过浸种、拌种等施 药方式进入土壤；漂浮在大气中的农药随降雨和降尘落到地 面进入土壤。 农药对土壤的污染程度取决于农药的种类和性质。
当土壤中的氧化条件占优时，HgS也可以缓慢地被氧化为 亚硫酸汞和硫酸汞。
•土壤中汞的吸附与解吸： Hg2+和Hg22+可为土壤带负电荷的胶体所吸附，而HgCl3－则为 带正电荷的胶体所吸附。 不同的粘土矿物对汞的吸附能力不同，蒙脱石、伊利石对汞的 吸附力较强，高岭石较弱。当土壤溶液中氯离子的浓度较高时， 由于形成HgCl20、 HgCl3－络离子而使粘土矿物对汞离子的吸
有机汞化合物：甲基汞、有机络合汞等。
除甲基汞、 HgCl2和Hg（NO3）2外，大多为难溶化合物。 以甲基汞和乙基汞的毒性最强。
汞的迁移转化： •土壤中汞的氧化还原： 土壤中的汞以三种价态形式存在——Hg、Hg+、Hg2+。 在正常的土壤Eh和pH范围内，汞能以零价（单质汞）形态 存在于土壤中，可以以蒸气的形式挥发进入大气圈参与大 气循环。 Hg2+在含有H2S的还原条件下将生成难溶性的HgS。因此， 汞主要以HgS 形式残存于土壤中。
大部分小型植物根系所在的表 土是土壤的最上层。其下为底土、 破碎的岩石及基岩。表土层中的腐 殖质由腐败的有机质组成，为植物 的养分来源。
3.土壤性质
土壤除具有肥力可使植物生长外，还具 有酸碱性、氧化还原性、吸收性、吸附交换 性等物理化学性质，并与自然界进行物质与 能量交换，具有自净化作用。
三、土壤背景值和土壤环境容量 1.土壤背景值
质地分类 类别 砂土类 名称
砂土及壤质砂土 砂质壤土
各粒级含量% 粘粒＜0.002mm
0~15 0~15 0~15 0~15 15~25 15~25 15~25 25~45 25~45 25~45 45~65 65~100
粉砂粒0.02~0.002mm
0~15 0~45 35~45 45~100 0~30 20~45 45~85 0~20 0~45 45~75 0~35 0~35
土壤背景值又称土壤背景含量或土壤本底值。它 是代表一定环境单元的一个统计量的特征值。反映 土壤环境中多种元素和化学组成的分布和背景浓度 的特征。 现在的土壤环境背景值是以相对不受污染影响作 为前提的。
2.土壤环境容量
土壤环境容量是在人类生存和自然 生态不受破坏的前提下，土壤环境所能 容纳的污染物的最大负荷量。是制定有 关土壤环境标准的重要依据。
•化学过程 污染物在土壤中可以通过溶解、沉淀、螯合、中和等化 学反应过程降低或减缓毒性，从而减少土壤的污染。
•物理化学过程
污染物在土壤中可以通过吸附与解吸、氧化-还原作用 等物理化学过程实现自然净化。
•生物过程 土壤环境中的生物迁移转化主要表现为两个方面：
一是高等绿色植物和土壤生物对生命必需元素的 选择性吸收，以维持生物的正常生命活动和土壤 的功能。 二是绿色高等植物和土壤生物对污染元素和化合 物的被动吸收，致使植物产品的数量和质量下降， 土壤的正常功能和生态平衡遭到破坏。
3.农药对生态的破坏和对人体健康的危害
土壤农药残留及污染危及到动植物的生长和人类的健康， 有些化学农药本身或与其他物质反应后的产物有致癌、致畸、 致突变作用。
农药对人体健康的危害：
•对神经的影响
有机氯农药具有神经毒性，滴滴涕会危害中枢神经，有机 磷农药最近被认为具有迟发性神经毒性，人类对此毒性及其敏 感。 •致癌作用 动物实验证明：滴滴涕等农药有明显的致癌性能。 •对肝脏的影响 有机氯农药能诱发肝脏酶的改变，从而改变体内的生化过 程，使肝脏肿大以至死亡，此外，还能损害肾脏并引起病变。
到4年前，回龙村在40年间先后有700多人患此病症，
60多人不幸死亡。医学专家曾怀疑是遗传病或者传染病， 但都被一一否定，究竟是什么导致这么奇怪的现象呢？
铊元素成为“鬼剃头”怪病的致命元 凶
一、农药与土壤污染
1.农药的分类 按防治对象可分为：杀虫剂、杀螨剂、杀菌剂、杀线虫剂、 除莠剂、杀鼠剂、杀软体动物剂、植物生长调节剂和其他 药剂等。 按农药的化学组成成分分为：有机氯农药、有机磷农药、 有机汞农药、有机砷农药的氨基早酸脂农药以及苯酰胺农
长江三角洲地区土壤肥沃，良田万顷，一直是我国的“米 粮仓”。 但是，国家973项目一项研究表明：长三角地区、包括南 京的土壤质量正呈现毒性，其中重金属、持久性有机污染
物等有毒物质的污染已初步显现，一些地区的土壤标本中
检测出持久性的有机污染物多氯联苯多达100多种，类似 二恶英的有毒物质。
40多年前， 在我国贵州一个叫回龙村的山村里， 开始出现一种奇怪的病症，患者最明显的特征就是在一 个星期内头发全部掉光，这在民间俗称“鬼剃头”。直
二、重金属与土壤污染
全世界平均每年排放Hg约1.5万 t、Cu为340万
t、Pb为500万 t、Mn为1500万 t、Ni为100万 t
1.土壤的重金属污染 土壤重金属污染是指人类活动使重金属在土壤中的累积量
明显高于土壤环境背景值，致使土壤环境质量下降和生态
恶化的现象。 来源：重金属的采掘、冶炼、矿物燃烧、化肥的生产和施 用是土壤重金属污染的主要来源。
难溶性的镉化合物，如镉沉淀物、胶体吸附态镉等为难溶性镉，不易迁移 和被植物吸收。
第六章 土壤污染及其防治
第一节 土壤概述
第二节 土壤环境污染
第三节 土壤环境污染的危害
第四节 土壤污染的治理
土壤是陆地生态系统的核心
光和作用
土壤是陆地生态系统食物链的首端
第一节 土壤概述
一、土壤及其组成
土壤是指地球陆地表面具有肥力，能生长植物的疏松表层， 由矿物质、动植物残体腐解产生的有机质及水分、空气、土 壤微生物等成分有机组合而构成。
•诱发突变 滴滴涕和除莠剂等是诱变物质，具有遗传毒性，能导致畸胎，影响后 代健康并缩短寿命。 •慢性中毒 农药慢性中毒时，将引起倦乏、头痛、食欲不振、肝脏损害等病症。
农药的其他危害：
对水生生物、飞禽、动物和植物等造成污染和危害。 施用化学农药还给生态系统造成了危害。
土壤农药污染也是大气和水体环境次生农药污染的主要污染源。
第二节 土壤环境污染
一、土壤环境污染及其污染特征
土壤污染：人类活动产生的污染物进入土壤并 积累到一定程度，引起土壤生态平衡破坏、质 量恶化，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Leabharlann Baidu生一定的环境效应（水体或大气发生 次生污染），最终危及人体健康，以至威胁人 类生存和发展的现象。
附减弱。
•汞在土壤中的络合-螯合作用： 土壤中的有机和无机配体与汞的络合——螯合作用对汞的迁移转化影响 较大。
络合作用大大提高了汞化物的溶解度。
有机配位体对汞有很强的螯合能力，加上腐殖质对汞离子很强的吸附交 换能力，使土壤腐殖质部分的含汞量远远高于矿物质部分的含汞量。 在还原条件或厌氧微生物作用下，可将无机汞转化为甲基汞（CH3Hg） 和二甲基汞[（CH3）2Hg]。 汞的甲基化大大加强了汞的毒性，也加强了汞的迁移能力。