土壤环境与污染

1、土壤环境与污染土壤环境与污染第一节第一节 土壤环境概述土壤环境概述第二节第二节 土壤污染与净化土壤污染与净化第三节第三节 土壤背景值与土壤环境容量土壤背景值与土壤环境容量第四节第四节 土壤污染与防治土壤污染与防治第一节 土壤环境概述一 、土壤环境 土壤是一个重要的环境要素，也是复杂的多阶层的环境系统的一个子系统。它具有独特的组成成分、结构和功能，不仅与其他圈层之间进行着物质和能量的交换，而且对环境的自净能力和容量有着重大贡献。土壤系统是自然要素中物质和能量迁移转化最复杂而又频繁的场所。 土壤同样也是提供人类资源和人类排放各种废弃物的场所。土壤的特性控制着化学物质进入食物链的数量和速率，当进入土

2、壤系统的各种物质数量超过了它本身所能承受的能力时，就会破坏土壤系统原有的平衡，从而引起土壤系统成分、结构和功能的变化，就会发生土壤污染。而土壤系统污染物质向环境的输出，又使水体、大气和生物进一步受到污染二、二、 土壤环境特征与土壤环境问题土壤环境特征与土壤环境问题 土壤具有天然肥力和生长植物物质的能力，所以土壤是人类生存和农业生产的基础条件。在长期的生产过程中，人类利用和改造土壤的同时，也产生了新的环境问题。1.由于人类大规模的生产/生活等活动，改变了影响土壤发育的生态环境，使土壤本身受到破坏。2.大规模现代化农业生产的实现、大量使用化肥、农药杀虫剂等，使土壤遭受到不同程度的污染。此外，由于现

3、代工业及城市化排出的废气、废水、废渣中的各种污染物，经不同途径使土壤受到污染。 三、 土壤组成土壤组成土 壤 溶 液土 壤 空 气土壤有机物土壤矿物质四 、土壤的物理化学性质（一）土壤的物理性质 1.土壤结构 2.土壤孔隙（二）土壤胶体及土壤吸收交换性（三）土壤的酸碱性和氧化还原性五 、土壤环境中的化学条件与元素迁移土壤环境的化学条件概念（一） 土壤的酸碱度与元素迁移1.土壤的酸碱度2.土壤的缓冲性，土壤具有缓冲作用的原因：（1）土壤含有多种弱酸及其弱酸强碱的盐类，它们在土壤中构成一个良好的缓冲系统.（2）土壤中存在两性物质 无论是溶液态还是胶体态的两性物质都具有缓冲性. （3）土壤吸收性复合

4、体的缓冲作用（4）酸性土壤中存在的Al+离子有缓冲作用3.土壤的氧化还原性质4.土壤的吸收性能(二)土壤环境中的胶体与元素迁移1.土壤胶体性质 （1）胶体的表面性质 胶体有极大的比表面 胶体具有巨大的表面能 土壤胶体带有电荷 (A)永久负电荷 (B)可变电荷 (C)净电荷 土壤胶体的动电性质 （2）土壤中的离子吸附 （3）土壤的凝聚和消散2.土壤的离子交换（1）土壤的阳离子交换（2）土壤的阴离子交换第二节第二节 土壤污染与净化土壤污染与净化一、土壤中污染物质的来源和种类一、土壤中污染物质的来源和种类二、土壤污染的主要发生途径二、土壤污染的主要发生途径三、土壤污染与土壤净化三、土壤污染与土壤净化

5、一、土壤中污染物质的来源和种类1土壤污染物质的来源 首先，土壤是农业生产的劳动对象，为了从土壤中索取更多的生物量并提高其质量，人们向土壤施入农药、化肥并进行灌溉，与此同时也使污染物质进入了土壤； 其次，土壤历来作为废弃物的处理场所，废弃物的倾倒使大量污染物质进入土壤； 第三，大气或水体中的污染物质在迁移转化中进入土壤，而使土壤受到污染。 此外，造成土壤污染的还有自然污染源。 2土壤污染物质的种类（1）无机污染物 包括对生物有危害作用的元素和化合物，主要是重 金属、放射性物质/营养物质和其他无机物质等。 （2）有机污染物 主要的有机污染物是化学农药二、土壤污染的主要发生途径其主要发生类型可归纳为

6、以下四种：1.大气污染型 特征是：污染物质主要集中在土壤表层。2.水污染型 特点是沿河流或干支渠呈枝形片状分布。3.固体废弃物污染型 工厂的尾矿废渣、污泥和城市垃圾等影响土壤。 4.农业污染型 主要来自施入土壤的化肥和农药 三、土壤污染与土壤净化1.土壤污染 引起人们对土壤污染的注意是近几十年的事。自产业革命以来，特别是20世纪50年代以来，由于现代工农业生产的飞跃发展，农药/化肥的大量施用，大气烟尘和污水对农田的不断侵袭,影响了土壤的生产性能和利用价值,以致造成公害。2.土壤净化 a.土壤净化能力的强弱取决于土壤性质及组成的综合作用，也与化学物质本身的组成和特性有关，同时还受气候及其他环境条

7、件的影响。b.对于不同的污染物，土壤-植物系统的净化机理/能力和过程是不同的 。第三节第三节 土壤背景值与土壤环境容土壤背景值与土壤环境容量量一、土壤背景值1.土壤背景值2.影响土壤背景值条件分析二、土壤环境容量1.土壤背景值（1）未受人类污染影响的自然环境中化学元素和化合物的含量，称之为土壤背景值。（2）自然土壤形成的基本土规律，是地球物质的地质大循环过程和生物小循环过程矛盾的统一。土壤性状是气候、生物、地形、母质和时间的函数。实际上土壤背景值一般取决于成土母质(岩石)和土壤类型，但由于成土母质的多样性和土壤类型受到复杂的成土过程影响，使得不同地区、不同自然环境条件下发育的不同土壤类型、化学

8、成分也不尽相同，因此，土壤背景值有明显的地区性.然而成土母质和土壤类型，在相对平衡的自然条件下，其化学成分具有相对稳定性,所以，区域土壤背景值，应该是取具有代表性、典型性、广泛性的土壤样品进行准确化验，然后经过数学统计而获得。2.影响土壤背景值条件分析影响条件首先是岩性、成土母质和土壤类型。土壤的化学成分及含量与岩石的化学成分及含量有着密切的联系，一般岩石元素含量高，则土壤中含量相应也高。风化和成土过程，元素的相对含量在土壤、岩石中是有差异的。岩性、成土母质的不同，土壤元素背景值也不同。 岩石风化及土壤的形成过程中，气候条件对岩石/矿物的风化和土壤的迁移、转化、分散及富集都有很大影响。生物因素

9、在土壤的形成和演变中起着极其重要的作用。总之，土壤背景值的取得需要详细了解自然环境条件，并且对社会经济状况进行充分的调查研究。二、土壤环境容量1.土壤环境容量：土壤环境容量又称土壤负载容量，是一定土壤环境单元在一定时限内遵循环境质量标准，既维持土壤生态系统的正常结构与功能，保证农产品的生物学产量与质量，又不使环境系统污染超过土壤环境所能容纳污染物的最大负荷量。2.土壤环境容量的确定（1）土壤绝对容量(静容量)（2）土壤年容量(动容量) 以浓度单位表示的土壤环境年容量的计算公式为 WA=K(WSB) 年容量与绝对容量的关系为 WA=KWQ A：某污染物对土壤环境的输入量(单位负荷量) A：经过一

10、年后,被净化的量(年输出量) (A/A)*100%=K:称为某污染物在某一土壤环境中 的年净化率。第四节第四节 土壤污染与防治土壤污染与防治一、土壤污染防治一、土壤污染防治土壤污染防治土壤污染防治是防止土壤遭受污染和对已污染土壤进行改良、1 治理的活动。土壤保护应以预防为主。预防的重点应放在对各种污染源排放进行浓度和总量控制；对农业用水进行经常性监测、监督，使之符合农田灌溉水质标准；合理施用化肥、农药，慎重使用下水污泥、河泥、塘泥；利用城市污水灌溉，必须进行净化处理；推广病虫草害的生物防治和综合防治，以及整治矿山防止矿毒污染等。土壤污染的类型：土壤污染的类型：水质污染型、大气污染型、固体废弃物

11、污染型、农业污染型和综合污染型。二、土壤污染的预防措施1 科学地利用污水灌溉农田。废水种类繁多，成分复杂，有些工业废水可能是无毒的，但与其他废水混合后，即变成了有毒废水。2 合理使用农药，积极发展高效低残留农药。科学地使用农药能够有效地消灭农作物病虫害，发挥农药的积极作用3 积极推广生物防治病虫害。为了既能有效地防治农业病虫害又能减轻化学农药对的污染，需要积极推广生物防治方法，利用益鸟、益虫和某些病原微生物来防治农林病虫害。4 提高公众的土壤保护意识。土壤保护意识是指特定主体对土壤保护的思想、观点、知识和心理，包括特定主体对土壤本质、作用、价值的看法，对土壤的评价和理解，对利用土壤的理解和衡量

12、，对自己土壤保护权利和义务的认识，以及特定主体的观念三、土壤污染的治理措施1 污染土壤的生物修复方法。土壤污染物质可以通过生物降解或植物吸收而被净化。蚯蚓是一种能提高土壤自净能力的动物，利用它还能处理城市垃圾和工业废弃物以及农药、重金属等有害物质。2 污染土壤治理的化学方法。对于重金属轻度污染的土壤，使用化学改良剂可使重金属转为难溶性物质，减少植物对它们的吸收。3 增施有机肥料。增施有机肥料可增加土壤有机质和养分含量，既能改善土壤理化性质特别是土壤胶体性质，又能增大土壤容量，提高土壤净化能力。4 调控土壤氧化还原条件。调节土壤氧化还原状况在很大程度上影响重金属变价元素在土壤中的行为，能使某些重金属污染物转化为难溶态沉淀物，控制其迁移