安师大环境土壤学讲义13土壤污染与防治.docx

UNITE3MANAGEMENTANDPROTECTIONOFSOI1第三篇土壤管理和保护11Soi1C1assificationandSoi1Survey土壤分类和调查（自学）13 Soi1Po11utionandContro1土壤污染与防治14 .Soi1DegradationandSoi1Qua1ity土壤退化与土壤质量13.Soi1Po11utionandContro113土壤污染与防治目的要求：要求学生掌握土壤污染、土壤背景值、土壤环境容量的概念与各种污染物的主要特征，及其农业污染、化学污染的机理与防治的措施。13.1 Initia1conceptsofsoi1po11ution土壤污染的概念13.1.1 Soi1backgroundva1ue土壤背景值理论上，指未受人类活动影响的土壤本身的化学元素组成和含量。实际上，土壤背景值只能代表土壤某一发展、演变阶段的一个相对意义上的数值，即严格按照土壤背景值研究方法所获得的尽可能不受或少受人类活动影响的土壤化学元素的原始含量。土壤背景值研究及其意义土壤背景值研究是以土壤学特别是土壤分析为主线，涉及多学科，技术要求高的一个系统。具有较严密的结构性、整体性及目的性，对各子系统独有严格的技术质量控制。土壤背景值在土壤污染评价，污水灌溉(WaSteWaterirrigation)与作物施肥(ferti1ization)上是不可缺少的依据。环境质量评价(environmenta1qua1ityeva1uation),土地资源评价(Iandresourceassessment),国土规划(territoria1p1anning),环境医学(environmenta1medicine),食品卫生(foodhygiene)13.1.2 Soi1se1f-purification土壤的自净作用进入土壤的污染物，在土壤矿物质、有机质和微生物的作用下，经过一系列的物理、化学及生物化学反应过程，降低其浓度或改变其形态，从而消除污染物毒性的现象。物理自净作用：污染物渗滤、挥发、扩散等化学和物理化学(PhySiCa1ChemiStry)自净作用：土壤中污染物经过吸附、配位、沉淀、氧化还原等使其毒性浓度降低的过程。粘粒和有机物是主要载体；酸碱反应和氧化还原反应起重要作用。生物化学净化作用(biochemica1purification)：有机污染物在微生物及其酶作用下，通过生物降解，分解为简单无机物而消散的过程。13.1.3 Soi1environmenta1capacity土壤环境容量Environmenta1capacity环境容量：人类生存和自然生态不受损害前提下，环境所能容纳污染物的最大负荷量。Soi1environmenta1capacity土壤环境容量：土壤环境单元一定时限内遵循环境质量标准，既保证农产品产量和生物学质量，同时也不使环境污染时，土壤所能允许承纳的污染物的最大数量或负荷量。土壤环境静容量土壤污染物的基准含量(土壤背景值)和最大负荷量(CarryingCaPaCity)之差。土壤环境动容量土壤污染物累积过程中，土壤通过一系列自净过程所能净化的污染物数量。体系土填一植物体系土展一微生物体系土坡水体系内容农产品卫生质量作物效应生化指标微生物计数环境效应地下水地表水目的防治污染食物链保证人体健康保证良好生产力和经济效益保持土壤生态处于良性循环不引起次生水环境污染标准国家或政府主管部门颁发的粮食卫生标准生理指标或产量降低程度种以上生物化学指标在7d以上出现的变化良牛物计数指标在7d以上出现的变化不导致地下水超标不导致地面水超标标准级别仅1种减产10%减产20%>25%>15%>1OI5%>50%>30%>IO%15%仅1种仅1种13.1.4 Initia1conceptsofsoi1po11ution土壤污染的概念人类活动产生的污染物进入土壤并积累到一定程度，引起土壤质量恶化的现象。土壤被污染的程度主要决定于进入土壤的污染物的数量、强度和土壤自身的净化能力大小，当进入量超过净化力，就将导致土壤污染。 人类活动向土壤添加有害物质(“绝对性”定义) 以特定参照数据(如土壤背景值加二倍标准差)为临界值来判断，超过此值则认为土壤已被污染；(“相对性”定义) 当加入土壤的污染物超过土壤的自净能力，或污染物在土壤中积累量超过基准值，而归生态系统造成了危害，此时认为土壤被污染了。(“相对性”定义)Characteristicsofsoi1po11ution土壤污染特性(1) 土壤污染的隐蔽性(invisibi1ity)(2) 土壤污染的持久性(PerSiStenCe)(3) 土壤污染的间接有套性(indirectharmfu1effect)13.2Thesourcesandharmnessofsoi1po11utant土壤污染物的来源及危害 Sources土壤污染物来源土壤中污染物的来源具有多源性，主要是工业废气、废水、废渣，以及化肥、农药、城市污泥、垃圾，偶尔还有原子武器散落的放射性微粒等。Archaeo1ogica1investigationshaverevea1edtheextensiveaccumu1ationofbui1dinganddomesticwaste,a1thoughmuchofthiswasre1ative1yharm1ess.SincetheIndustria1Revo1utionof18and19centuries,however,theamountandvarietyofwastemateria1shaveincreaseddramatica11y.Furthermore,muchofthiswasteisconsiderab1ymoreharmfu1andoften1essbiodegradab1ethanitsear1yhistorica1counterparts.Bridges(1991)identifiesfourmajorsourcesofsoi1contaminationinurbanandindustria1environments-constructionanddemo1itionwaste,meta11iferousmateria1,powergene-rationemissions,andchemica1andorganicwastes.Duringconstructionanddemo1itionarangeofmateria1saredisposedofinthesoi1environment,inc1udingbrokenbricks,ti1es,g1ass,timber,piping,wiringandcab1es,insu1ationmateria1s,mortar,concreteandp1aster.Meta11iferouswastes,particu1ar1yheavymeta1s(e.g.1ead,zinc,cadmium,copperandnicke1),arecommon1yfoundinsoi1sofareaswhereoreextractionandsme1tinghaveoccurred.More1oca11y,meta1contaminationoccurson1andusedforscrapmeta1dea1ingandmunitionsfactories.Anumberofsoi1contaminantsarederivedfromthepowergenerationindustry,inc1udingSO2(su1phurdioxide)fromcoa1-firedpowerstations,andradionuc1idesfromnuc1earpowerstationsandweaponstesting.Theanthropogenicradionuc1idesmostcommon1yfoundinsoi1sarethoseofcaesium(137Csand134Cs).Awiderangeofchemica1wastemateria1shavebeenimp1icatedinthecontaminationofsoi1s.Theseinc1udederivativesofdetergents,ferti1izersandpesticides,paints,dyestuffs,batterychemica1sand1eathertanningagents.Anumberoforganicwastesmay1eadtosoi1contamination.Spi11ageofoi1sandre1atedwastesiscommonon1andusedforstorageandmaintenanceofmotorvehic1es,andforfue1storage.Sewages1udge,oftenapp1iedtoagricu1tura11andadjacenttourbanandindustria1areas,oftencontainshighconcentrationsofheavymeta1s.ThePCBs(po1ych1orinatedbipheny1s)areagroupoforganicso1ventscommon1yimp1icatedinsoi1contamination.Theseareusedasdie1ectricf1uidsintransformersandareoftenre1easedduringthebreakupofe1ectrica1equipment. Types土壤污染物的主要种类重金属污染物(heavymeta1po11utant)：重金属主要指汞、镉、铅、格、铜、锌。类金属碑和非金属氟也包括其中。有机污染物(organicpo11ution)：有机农药、三氯乙醛(酸)、矿物油类、表面活性剂、废塑料制品，及工矿企业排放的含有机质的三废。固体废物与放射性污染物(SO1idwaste&radioactivecontaminant)：按其来源不同，可分为工业固体废物、农业固体废物，放射性固体废物和城市垃圾四类。Heavymeta1contaminationinsoi1s重金属对土壤的污染土壤污染物的种类很多，最突出而又很难降解的有两大类，一是重金属(heavymeta1),二是有机合成农药。土壤重金属污染物(heavymeta1po11utant)主要有铜、格、镉、碑、汞等。它们在土壤中的活性小，易于积累，土壤一旦被其污染则极难消除。其中镉和碑是极毒的；汞、铅、银是中等毒性；硼、铜、锦、锌的毒性较低。土壤中的重金属来源主要是“三废”的排放所致。Toxicmeta1smayexistinthesoi1inanumberofformsinc1udingadsorbedcations,attachedtoc1ayandhumusco11oids,andorgano-meta11icche1ates.Theiravai1ab1itytoPIantSdependsonanumberofsoi1characteristics,particu1ar1ycationexchangecapacity(CEC),pHandtheinterdependenceeffectsofothermeta1s.Insoi1witha1owC