土壤中的Cu污染修订版.ppt

土壤中Cu污染的探讨,学习和了解Cu在土壤环境中的存在特征 环科13组：马晓东 钟家骅,提纲,一、对土壤环境与Cu的初步认识 二、土壤中Cu污染的主要来源与形态 三、土壤中Cu的迁移转化 四、研究现状与防治思路,土壤,地球表层疏松堆积的“坨坨”，有胶体性质（吸附性）； “零落成泥碾作尘”土壤被认为“藏污纳垢”的地方； 其实土壤也很脆弱，但它却在承受着不可承受之重！Cu污染仅仅只是土壤污染中的冰山一角，而今天就让我们一起来了解这“一角”。,Cu的初步认识,人类最早使用的金属 重金属，有色金属 性能好：导电，延展 电工，国防，化工，建筑 天然条件下以化合物（铜矿石）形式存在，选矿后得到品位较高的精矿；（污染源）,Cu与健康,人体必需微量元素 铜相对而言“不毒” 不毒不等于没毒，“中国人磷铜已超标”。 可溶性铜盐都有毒，因为铜离子能使蛋白质变性，失去生理活性 恶心、呕吐、上腹疼痛、急性溶血和肾小管变形等中毒现象,Cu污染的来源,矿山开采、冶炼、加工排放的废气、废水、废渣（工矿尾砂）；化石燃料燃烧过程中排放的飘尘；工业废水等； 主要途径：污灌，固废(污泥、垃圾) ，农药和肥料以及大气沉降。 注：工业废物及污水、污泥中铜的含量高，平均 400850mg/kg ，是污灌区主要的铜污染源,土壤中Cu的形态分析,重金属形态是指重金属的价态、化合态、结合态和结构态四个方面，即其以某种离子或分子存在的实际形式 。 重金属的蓄积能力和生物毒性，更大程度上是由其形态分布决定的，不同形态的重金属具有不同的环境效应和生物可利用性（形态才是重点）,土壤中Cu的形态分析,水溶态铜、有机结合态铜、铁锰氧化物结合态铜、碳酸盐结合态铜和矿物残留态铜 1、水溶态（可交换态），有效形式，约1% 。注：交换态铜（包括溶解态）迁移能力最强，具有生物有效性（又称有效态） 2、有机结合态铜 ，“比较有效”，1015 3、铁锰氧化物结合态铜含量较高，一般在 30以上，对生物有效性低，毒害小。（黄铜矿CuFeS） 4、碳酸盐结合态是pH 值较高的石灰性土壤特有的土壤铜形态，含量为 2030 5、残留态铜是上述各形态铜提取后残余的铜，是暂时无效的铜，一般占全铜的 20%60%，甚至更高，是土壤中铜的主要存在形态。,土壤中Cu的迁移转化,与土壤对它的吸附、解吸、迁移等特性密切相关 铜在土壤中毒害作用的影响因素： 1、土壤理化性质 1）组成成分 2）土壤pH值 3）交互作用 2、环境因子,土壤理化性质,1、土壤组成成分：吸附载体 两种吸附方式交换吸附和专性吸附（主） 当土壤全铜含量有机质氧化铁伊利石蒙脱石高岭石。,土壤理化性质,2、土壤pH值 土壤溶液pH值是影响铜溶解性的主要因素。除了直接影响被吸附铜的形态外,还能通过影响土壤其它组分、吸附解吸平衡、沉淀溶解平衡、溶解有机质含量等改变铜在土壤中的赋存形态。 在土壤通常的pH 范围内,专性吸附随着pH升高而增强。研究发现，土壤溶液的pH由3. 9升高到6. 6时,溶液中的有机铜由30%上升到99%,极大地降低了Cu2 +的活度。（例如：乌鲁木齐的碱性土壤环境一定程度上降低了Cu的交换态） pH较低时, H+较多，不仅Cu易被解吸,活动性增强，同时酸性也降低了溶解有机质的浓度和Cu(OH) 2 络合物的浓度。铜的危害性在一定范围内随着pH的降低而迅速增长,土壤理化性质,土壤中其它污染物与铜的交互作用 铜与土壤中其它重金属共存,会发生协同作用、 加和作用或拮抗作用。 Cd - As复合污染会导致苜蓿吸收更多的Cu、Pb； Fe2 + 、Zn2 +与Cu2 +有拮抗作用,而Mn2 +与 Cu2 +有协同吸收作用； 因此, Cu2 +与Mn2 +或者Cd - As复合污染会加重污染程度,环境因子,气温、营养条件，降水等影响着作物对铜的吸收速度、时间和吸收量 例如：1、酸雨淋溶后的土壤,铁锰氧化物会活化,产生新的吸附表面,增加了非专性吸附量,从而使土壤对外源铜的吸附量增加； 2、水 热 营养条件好，长得快，吸收得多,Cu在土壤中的迁移,土壤对Cu有着比较明显的滞留能力。由于进入土壤的铜被表层土壤的粘土矿物持留，外来污染铜主要在表层积累，并沿土壤纵深垂直递减；同时，表层土壤的有机质能与铜结合，使铜不易向下层移动。但是在酸性土壤中，由于土壤对铜的吸附能力减弱，被土壤固定的铜易被解吸出来，易于淋溶迁移 启示：酸雨会使污染扩大，控制土壤酸化对限制Cu的运移有重要意义。碱性土壤在这一点上还是比较“幸福”的,当前研究的局限性与防治思路,目前还处于“营养不良”的阶段，主要集中在形态转化的表观层面，难以深入挖掘各种形态相互转化的反应机理及动力学。且多为短期分散的观测试验，缺少大尺度的长期定位观测试验，未能将整个土壤生态环境联系起来综合考虑，缺乏深入的探索。,当前研究的局限性与防治思路,土壤铜污染的修复与其它重金属污染土壤的修复技术类似。 但物理方