10土壤污染学.ppt
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1、土壤环境污染问题土壤环境污染问题土壤土壤土壤土壤母质母质有机有机质质水水分分养养分分空空气气微微生生物物成成 分分土壤是指位于陆地表面具有肥力的疏松层次,它具有一定土壤是指位于陆地表面具有肥力的疏松层次,它具有一定的组成成分、结构和功能。土壤由矿物质、有机质、水的组成成分、结构和功能。土壤由矿物质、有机质、水分、空气和土壤生物分、空气和土壤生物5种成分组成,是固体、液体、气种成分组成,是固体、液体、气体三相共存的多相体系。其相对含量因时因地而异,大体三相共存的多相体系。其相对含量因时因地而异,大体上固体部分占体上固体部分占50,空气占,空气占20,土壤水分占,土壤水分占30。土壤概述土壤概述成
2、熟的土壤剖面成熟的土壤剖面图图R R:母岩母岩层层 C:风化层风化层B B:沉积层沉积层(心土心土层)层)A A:表土表土层层 土壤层土壤层成土成土顺序顺序RC A B培培育育植植物物:植植物物挺挺立立生生长长的的支支持持体体;植植物物生生长长提提供供水、空气和养分。水、空气和养分。推推动动物物质质循循环环:土土壤壤是是地地球球表表层层中中介介入入元元素素循循环环的的一一个个重重要要圈圈层层,由由岩岩石石风风化化产产生生所所有有物物质质都都可可能能进进入入大气和水系,又可通过地球化学循环归入土壤。大气和水系,又可通过地球化学循环归入土壤。保存水资源:保存水资源:土壤是大气和地下水之间的缓冲地区
3、。土壤是大气和地下水之间的缓冲地区。防防止止灾灾害害:土土壤壤蓄蓄水水量量大大,可可防防止止洪洪水水发发生生。土土壤壤植植物物又又可可防防止止风风雨雨侵侵蚀蚀、水水土土流流失失或或土土壤壤荒荒漠漠化化趋趋向向,并兼有防风、消音等作用。并兼有防风、消音等作用。自自净净能能力力:土土壤壤具具有有极极大大比比表表面面和和催催化化活活性性;土土壤壤对外来污染物有一定的自净能力。对外来污染物有一定的自净能力。土壤的基本环境机能土壤的基本环境机能土壤污染土壤污染是指人类活动产生的污染物进入土壤是指人类活动产生的污染物进入土壤并积累到一定程度,引起土壤质量恶化,并影并积累到一定程度,引起土壤质量恶化,并影响
4、到植物的生长发育以及产量和质量的下降,响到植物的生长发育以及产量和质量的下降,叫土壤污染。叫土壤污染。土壤污染土壤污染土壤中的污染物主要有:土壤中的污染物主要有:1.有机毒物有机毒物;其中数量较大、毒性较大的是化;其中数量较大、毒性较大的是化学农药,主要可分为有机氯和有机磷农药两学农药,主要可分为有机氯和有机磷农药两大类。有机氯农药主要包括大类。有机氯农药主要包括DDT、六六六、六六六、艾氏剂、狄氏剂等。有机磷农药主要包括马艾氏剂、狄氏剂等。有机磷农药主要包括马拉硫磷、对硫磷、敌敌畏等。此外还有酣、拉硫磷、对硫磷、敌敌畏等。此外还有酣、苯并苯并a芘、油类及其他有机化合物。芘、油类及其他有机化合
5、物。2.重金属及其他无机毒物重金属及其他无机毒物镉、汞、铬、铅、镉、汞、铬、铅、砷等;砷等;3.土壤土壤pH、全氮量、硝态氮量及全磷量全氮量、硝态氮量及全磷量等;等;4.有害微生物有害微生物:如肠细菌、肠寄生虫卵、破伤:如肠细菌、肠寄生虫卵、破伤风菌、结核菌等;风菌、结核菌等;5.放射性元素放射性元素:如:如317Cs、90Sr。土土壤壤的的污污染染源源1施肥引起的污染施肥引起的污染 2污水灌溉引起的污染污水灌溉引起的污染 3金属污染金属污染 4农药污染农药污染 5其他原因造成的污染其他原因造成的污染(工业固体废物、生活(工业固体废物、生活垃圾等堆积在土壤上垃圾等堆积在土壤上,如电子垃圾等)如
6、电子垃圾等)土壤污染的特点土壤污染的特点 隐蔽性和潜伏性隐蔽性和潜伏性 危害的严重性危害的严重性不可逆性和长期性不可逆性和长期性主要的重金属污染主要的重金属污染土壤重金属污染物主要有土壤重金属污染物主要有汞、镉、铅、铜、汞、镉、铅、铜、铬、砷、镍、铁、锰、锌铬、砷、镍、铁、锰、锌等,砷虽不属于等,砷虽不属于重金属,但因其行为与来源以及危害都与重金属,但因其行为与来源以及危害都与重金属相似,故常列入重金属类进行讨论。重金属相似,故常列入重金属类进行讨论。对植物的需要而言,可分为两类:一类是植对植物的需要而言,可分为两类:一类是植物生长发育不需要的元素,而对人体健康物生长发育不需要的元素,而对人体
7、健康危害比较明显,如危害比较明显,如镉、汞、铅镉、汞、铅等;另一类等;另一类是植物正常生长发育所需元素,且对人体是植物正常生长发育所需元素,且对人体又有一定生理功能,如又有一定生理功能,如铜、锌铜、锌等,但过多等,但过多会发生污染,妨碍植物生长发育。会发生污染,妨碍植物生长发育。汞汞Hg土壤汞污染主要来自于污染灌溉、燃煤、汞冶土壤汞污染主要来自于污染灌溉、燃煤、汞冶土壤汞污染主要来自于污染灌溉、燃煤、汞冶土壤汞污染主要来自于污染灌溉、燃煤、汞冶炼厂和汞制剂厂(仪表、电气、氯碱工业)的炼厂和汞制剂厂(仪表、电气、氯碱工业)的炼厂和汞制剂厂(仪表、电气、氯碱工业)的炼厂和汞制剂厂(仪表、电气、氯碱
8、工业)的排放。含汞农药的施用等也是重要的汞污染源。排放。含汞农药的施用等也是重要的汞污染源。排放。含汞农药的施用等也是重要的汞污染源。排放。含汞农药的施用等也是重要的汞污染源。土壤中汞的存在形态有无机态与有机态,在一土壤中汞的存在形态有无机态与有机态,在一土壤中汞的存在形态有无机态与有机态,在一土壤中汞的存在形态有无机态与有机态,在一定的条件下互相转化。定的条件下互相转化。定的条件下互相转化。定的条件下互相转化。无机汞有无机汞有无机汞有无机汞有HgSOHgSO4 4、HgClHgCl2 2、HgOHgO,因溶解度低,因溶解度低,因溶解度低,因溶解度低它们它们它们它们在土壤中迁移转化能力在土壤中
9、迁移转化能力在土壤中迁移转化能力在土壤中迁移转化能力很弱,但在土壤微生物很弱,但在土壤微生物很弱,但在土壤微生物很弱,但在土壤微生物作用下,汞可向甲基化作用下,汞可向甲基化作用下,汞可向甲基化作用下,汞可向甲基化方向转化。在好氧条件下主要形成脂溶性的甲方向转化。在好氧条件下主要形成脂溶性的甲方向转化。在好氧条件下主要形成脂溶性的甲方向转化。在好氧条件下主要形成脂溶性的甲基汞,可被微生物吸收、积累造成对人体的危基汞,可被微生物吸收、积累造成对人体的危基汞,可被微生物吸收、积累造成对人体的危基汞,可被微生物吸收、积累造成对人体的危害;在厌氧条件下,形成二甲基汞,在微酸性害;在厌氧条件下,形成二甲基
10、汞,在微酸性害;在厌氧条件下,形成二甲基汞,在微酸性害;在厌氧条件下,形成二甲基汞,在微酸性环境下,二甲基汞可转化为甲基汞。环境下,二甲基汞可转化为甲基汞。环境下,二甲基汞可转化为甲基汞。环境下,二甲基汞可转化为甲基汞。镉主要来源于镉矿、镉冶炼厂。镉常与锌共镉主要来源于镉矿、镉冶炼厂。镉常与锌共生,所以冶炼锌排放物中必有生,所以冶炼锌排放物中必有ZnO、CdO,挥发性强,以污染源为中心可波及数挥发性强,以污染源为中心可波及数km远。远。镉工业废水灌溉农田也是镉污染重要来源。镉工业废水灌溉农田也是镉污染重要来源。镉对农业最大的威胁是产生镉对农业最大的威胁是产生“镉米镉米”、“镉镉菜菜”,进入人体
11、后使人得骨痛病。另外,镉,进入人体后使人得骨痛病。另外,镉会损伤肾小管,出现糖尿病,还有镉引起血会损伤肾小管,出现糖尿病,还有镉引起血压升高,出现心血管病,甚至还有致癌、致压升高,出现心血管病,甚至还有致癌、致畸的报道。畸的报道。镉镉Cd 铅铅 Pb铅是土壤污染较普遍的元素。污染源主要来铅是土壤污染较普遍的元素。污染源主要来自汽油里添加抗爆剂烷基铅,随汽油燃烧后自汽油里添加抗爆剂烷基铅,随汽油燃烧后的尾气而积存公路两侧百米范围内的土壤中,的尾气而积存公路两侧百米范围内的土壤中,另外,铅字印刷厂、铅冶炼厂、铅采矿场等另外,铅字印刷厂、铅冶炼厂、铅采矿场等也是重要的污染源。也是重要的污染源。铅对植
12、物的危害表现为叶绿素下降,阻碍植铅对植物的危害表现为叶绿素下降,阻碍植物的呼吸及光合作用。谷类作物吸铅量较大,物的呼吸及光合作用。谷类作物吸铅量较大,但多数集中在根部,茎秆次之,籽实中较少。但多数集中在根部,茎秆次之,籽实中较少。因此铅污染土壤所生产的禾谷类茎秆不宜作因此铅污染土壤所生产的禾谷类茎秆不宜作饲料。饲料。铅对动物的危害则是铅对动物的危害则是累积累积中毒。人体中铅能中毒。人体中铅能与多种酶结合从而干扰有机体多方面的生理与多种酶结合从而干扰有机体多方面的生理活动,导致对全身器官产生危害。活动,导致对全身器官产生危害。污染源主要是电镀、制革废水、铬渣等。铬在污染源主要是电镀、制革废水、铬
13、渣等。铬在土壤中主要有两种价态:土壤中主要有两种价态:r6+和和r3+。两种。两种价态的行为极为不同,前者活性低而毒性高,价态的行为极为不同,前者活性低而毒性高,后者毒性小。植物吸收铬约后者毒性小。植物吸收铬约95留在根部。留在根部。低浓度的低浓度的r6+能提高植物体内酶活性与葡萄能提高植物体内酶活性与葡萄糖含量,高浓度时则阻碍水分和营养向上部糖含量,高浓度时则阻碍水分和营养向上部输送,并破坏代谢作用。输送,并破坏代谢作用。铬对人体与动物也是有利有弊。人体中含铬铬对人体与动物也是有利有弊。人体中含铬过低会产生食欲减退症状。但饮水中超标过低会产生食欲减退症状。但饮水中超标400倍时,会发生口角糜
14、烂、腹泻、消化紊乱等倍时,会发生口角糜烂、腹泻、消化紊乱等症状。症状。铬铬 Cr土壤砷污染主要来自大气降尘与含砷农药。燃煤土壤砷污染主要来自大气降尘与含砷农药。燃煤是大气中砷的主要污染源。土壤中砷大部分为胶是大气中砷的主要污染源。土壤中砷大部分为胶体吸收或和有机物络合或与土壤中铁、铝、钙离体吸收或和有机物络合或与土壤中铁、铝、钙离子相结合,形成难溶化合物。子相结合,形成难溶化合物。pH和和EH值影响土值影响土壤对砷的吸附。壤对砷的吸附。pH值高土壤砷吸附量减少而水溶值高土壤砷吸附量减少而水溶性砷增加;土壤氧化条件下,大部是砷酸,砷酸性砷增加;土壤氧化条件下,大部是砷酸,砷酸易被胶体吸附,而增加
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- 10 土壤污染
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