第七章-土壤污染与防治课件

第七章土壤污染与防治土壤污染概述土壤重金属污染与控制土壤农药的污染与控制化学肥料对土壤环境的污染酸沉降对污染土壤环境的污染与控制有机污染物对土壤的污染及控制第七章土壤污染与防治土壤污染概述1第一节土壤污染概述（theconceptionofsoilcontamination）一、土壤的自净化作用二、土壤污染的概念与特点三、土壤污染的来源与类型四、土壤中的主要污染物第一节土壤污染概述（theconceptionofs2一、土壤的自净化作用什么叫土壤的自净化作用？土壤经过自身的物理、化学和生物作用，使进入土壤中的有害物质浓度降低或毒性消失的过程。为什么土壤具有净化功能？土壤是一个多相的疏松多孔体系；土壤是一个胶体体系；土壤是一个氧化还原体系；土壤是一个络合—螯合体系；土壤是一个化学体系；土壤是一个生物体系。第一节土壤污染概述一、土壤的自净化作用什么叫土壤的自净化作用？土壤经过自身的物3物理自净作用：污染物渗滤、吸附、挥发、稀释、扩散等化学和物理化学自净作用

土壤中污染物经过阴阳离子的离子交换吸附、凝聚与沉淀、氧化还原、络合螯合、酸碱中和、同晶置换、水解分解化合反应或光化学降解反应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。生物净化作用

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。

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。土壤的自净作用

物理自净作用：污染物渗滤、吸附、挥发、稀释、扩散等进4二、土壤污染的概念与特点1.土壤污染的概念通过各种途径进入土壤中的物质，其数量和速度超过了土壤净化作用的速度，使污染物质的积累过程占优势，从而导致土壤正常功能失调，质量下降，并影响到作物生长与发育及农产品品质的现象。（超过了环境背景值，抑制微生物和植物正常生长发育，危害人类健康）二、土壤污染的概念与特点1.土壤污染的概念通过各种途径进入土5二、土壤污染的概念与特点2.土壤污染的特点隐蔽性或潜潜伏性:

水体和大气的污染比较直观，可通过人的感官发现；土壤污染则要通过农作物及摄食的人或动物的健康状况才能反映出来，从遭受污染到产生后果有一个相当长的逐步积累过程，具有隐蔽性或潜伏性．不可逆性和长期性:土壤一旦遭到污染后极难恢复。重金属对土壤的污染是一个不可逆过程，许多持久性有机污染物的污染也需要一个比较长的降解时间。后果的严重性：化学定时炸弹二、土壤污染的概念与特点2.土壤污染的特点隐蔽性或潜潜伏性6二、土壤污染的概念与特点后果的严重性导致严重的直接经济损失:我国每年就因重金属污染而减产粮食1000多万t．被重金属污染的粮食多达l200万t，造成经济损失至少200亿元。导致生物产量品质下降土壤污染物危害农作物的正常生长和发育，导致产量下降，不影响品质；农作物吸收土壤中的污染物质而使收获部分品质下降，不影响产量；不仅导致农作物产量下降，同时也使收获部分品质下降。健康品质营养品质商品品质二、土壤污染的概念与特点后果的严重性导致严重的直接经济损失7二、土壤污染的概念与特点后果的严重性土壤污染对生物体健康的危害重金属污染的影响引起急性中毒；引起慢性中毒；影响人体内分泌和免疫功能，使人体抵抗力下降；沉积在土壤中，毒害动植物。农药等化学物质污染的影响土壤病原体污染的影响土壤中病原体进入食物或饮用水，通过消化系统进入人体；或附着于大气颗粒中，经呼吸系统进入人体，传播疾病。伤寒、痢疾等肠道传染病，结核病，部分人畜共患的传染病均可通过土壤传播二、土壤污染的概念与特点后果的严重性土壤污染对生物体健康的8二、土壤污染的概念与特点后果的严重性土壤污染对生态环境质量的危害污染物对大气、水环境质量产生影响二、土壤污染的概念与特点后果的严重性土壤污染对生态环境质量9二、土壤污染的概念与特点3.主要污染物人工合成的有机农药、酚类物质、氰化物、石油、多环芳烃、洗涤剂、及高浓度耗氧有机物等。其中有机氯农药、有机汞制剂、多环芳烃等性质稳定不易分解的有机物在土壤环境中易累积，造成污染危害。无机物重金属(汞、镉、铅、铜、锌、镍以及类金属砷、硒等)、放射性元素(137铯、90锶等)、氟、酸、碱、盐等。以重金属和放射性物质受关注。有机物病原微生物二、土壤污染的概念与特点3.主要污染物人工合成的有机农药、酚101.土壤污染的来源原材料的开采过程石油开采—油类污染,矿山开采—重金属污染,放射性元素开采—放射性物质的污染三、土壤污染的来源与类型1.土壤污染的来源三、土壤污染的来源与类型11灌溉Irrigationpractices施用农药Pesticideapplications施用肥料Fertilizerapplications畜牧业Animalfeedingoperations产品的生产过程工业生产过程—工业“三废”的排放农业生产活动灌溉Irrigationpractices产品的生产过程12物质储存与运输过程中废弃物产生及堆放土壤与外界质能交换过程中物质储存与运输过程中废弃物产生及堆放土壤与外界质能交换过程中13由工业废水和生活污水污染土壤。多是因污水灌田或废水排放造成。特点：沿水系分布CdpollutedsoilSoilsampling水体污染型2.土壤污染的类型由工业废水和生活污水污染土壤。多是因污水灌田或废水排放造成。14途径：经降雨和沉降污染土壤。主要污染物：酸、铅、铜、砷和氟等。特点：污染以污染源为中心呈椭圆形或沿主风向呈带状分布或沿交通道路两旁成带状分布大气污染型固体废弃物污染垃极、粪便、工业废渣等污染土壤。污染物：重金属、农药、病原菌特点：污染范围比较局限或固定，但可通过风吹和雨淋冲刷污染较大范围的土壤和水体。2.土壤污染的类型途径：经降雨和沉降污染土壤。大气污染型固体废弃物污染垃极、粪15农业污染型综合污染型2.土壤污染的类型由于农业生产的需要而不断地施用化肥、农药、城市垃圾堆肥、厩肥、污泥等所引起的土壤环境污染。其中主要污染物质是化学农药和污泥中的重金属，过量施用化肥也会引起污染。农业污染型综合污染型2.土壤污染的类型由于农业生产的需要而不16第二节土壤重（类）金属污染及控制一、土壤中重（类）金属的来源1.大气沉降沉降物中的重金属：Pb，Hg，Cd，As，Hg，Cr，Ni，Zn和其他元素。特点：污染物依其粒径大小而沉降在距污染源不同距离的土壤表面上，其中10~30%分布在距工业企业十几公里的距离。植物污染来源：气溶胶和粉尘在叶面上直接沉降和来自根从（大气沉降物）土壤中吸收。第二节土壤重（类）金属污染及控制一、土壤中重（类）金属的来172.施肥矿质肥料中含重金属，其含量与原料来源及加工工艺决定。磷肥及利用磷肥为原料制成的化成复合肥或复混肥含重金属。2.施肥183.农药含汞农药—种子消毒，C2H5HgCl，2%粉剂，按1~1.5kg/t种子计,年进入土壤的汞为3~6g/ha；含砷农药含铜、锌农药：三氯酚铜(C6H2Cl3O)2Cu,铜锌合剂（37.5%王铜和15%代森锌），硫酸铜（CuSO4·5H2O）,王铜[3Cu(OH)2·CuCl2·H2O],代森锌(C4H6N2S4Zn)，福美锌(C6H12N2S4Zn)，鼠药磷化锌(Zn3P2)等3.农药含汞农药—种子消毒，C2H5HgCl，2%粉剂，按1194.污灌、污泥农用、垃圾农用污水、污泥中的重金属含量4.污灌、污泥农用、垃圾农用污水、污泥中的重金属含量205.工业废弃物作肥料或土壤结构改良剂：各种炉渣、粉煤渣、油页岩、磷石膏等5.工业废弃物21二、土壤中重金属的形态1.土壤重金属污染的特点1）在土壤中不能为微生物分解（某些元素可被微生物转化），不易随水分迁移，易在土壤表层富积；2）容易被生长于土壤中的生物积累；3）以不同形态存在土壤中存在与土壤溶液中或被胶体吸附的重金属为植物可利用的金属。二、土壤中重金属的形态存在与土壤溶液中或被胶体吸附的重金属为22形态分级—最为广泛使用的一种Tessier(1979):交换态——1MMgCl2碳酸盐结合态—pH5.0NaOAc有机结合态—HNO3-H2O2铁锰氧化物结合态—NH2·HCl残留态—HF-HNO3-HClO4无价态变化的离子：Cd,Zn,Pb,Cu等形态分级—最为广泛使用的一种无价态变化的离子：Cd,Zn,23汞在土壤环境中的转化价态变化的离子：As,Hg,Se,Cr等As、Se、Cr在土壤环境中的转化过程及影响因素？汞在土壤环境中的转化价态变化的离子：As,Hg,Se,24三、土壤中重金属的迁移转化过程1.物理迁移土壤溶液中以重金属离子或配位离子随水迁移；被土壤颗粒吸附或包含于土壤颗粒内部被水、风等机械搬运2.物理化学迁移和化学迁移重金属与无机胶体结合—离子交换作用（非专性吸附）和专性吸附重金属与有机胶体结合—络合或螯合作用沉淀-溶解氧化-还原3.生物迁移从根吸收进入植物体，受金属总量、土壤状况、植物类型及其他离子的影响。三、土壤中重金属的迁移转化过程2.物理化学迁移和化学迁移3.25四、影响土壤重金属有效性的因素1.土壤pH(

soilpH)不考虑其他反应，土壤中某些重金属元素与土壤pH的关系：Cu(OH)2，Zn(OH)2为两性化合物，碱性条件下溶解。一定pH范围，pH增高，土壤溶液中金属浓度降低石灰性土壤，碳酸盐体系四、影响土壤重金属有效性的因素不考虑其他反应，土壤中某些重金262.土壤EhEh降低，土壤某些重金属的溶出率降低,有效性降低，植物吸收量降低。能与硫化物生成化学沉淀的元素2.土壤EhEh降低，土壤某些重金属的溶出率降低,有效性降273.土壤胶体对金属的吸附吸附能力强的，重金属被土壤保持多，不易被作物吸收吸附能力弱的，易从土壤胶体上解吸下，被作物吸收，增加污染或危害作物的可能性。土壤CEC愈高，土壤吸持重金属的能力愈强，在一定程度上消除重金属在植物体内以及食用该植物的动物和人体内大量累积的可能性。土壤质地、pH、有机质含量、矿物组成对土壤CEC影响很大，对重金属的有效性影响也很大。3.土壤胶体对金属的吸附吸附能力强的，重金属被土壤保持多，不284.土壤有机质（soilorganicmatter）5.化学吸收（chemicalsorption）不同栽培基质，作物对重金属的累积量不同4.土壤有机质（soilorganicmatter）不同29对植物的毒性重金属是一种危害原生质的毒物，其毒性随原子量的增大而增加。根据发生毒害时的浓度大小，将元素的毒性分为：毒性很大的元素：溶液浓度<1mg/L时对植物产生毒害作用，如Ag+、Be2+,Hg2+,Sn2+,可能还有Cu2+,Co2+,Ni2+,Pb2+，CrO42-；毒性中等的元素：溶液浓度在1~100mg/L时即产生抑制作用，有AsO43-,AsO32-，BO43-根、BrO4-、ClO3-,及Al3+,Ba2+,Cd2+,Cr3+,Fe2+、Mn2+、Zn2+等；毒性小的元素：溶液浓度>1800mg/L时产生不良影响的元素，如Cl-,Br-,I-,Ca2+,Mg2+,K+,Na+,Rb+,Sr2+,Li+,NO3-,SO42-等。五、重金属对生物的效应1.对植物对植物的毒性五、重金属对生物的效应30对植物毒害的机制抑制酶的活性如汞、铜、铍，镉、银等是抑制碱性磷酸酶、过氧化氢酶、氧化酶和核糖核酸酶的活性等；与代谢产物形成螯和物或与PO42-,SO42-形成沉淀，干扰或参与代谢多数重金属离子；改变细胞膜的渗透性或其他特性Au,Cd,Cu和Fe2+；破坏其他元素的生理功能与其他离子竞争

如Cs取代K,Ba和Sr取代Ca,Cd取代Zn。对植物毒害的机制31对植物毒害的症状根据Russler提出的图式，当环境中离子浓度逐渐提高时，植物体受抑制的症状：生长受抑制；叶子失绿；叶尖和叶缘坏死；根死亡.不同元素出现症状不同对植物毒害的症状根据Russler提出的图式，当环境中离子浓32植物对重金属毒害的反抗机制植物对重金属毒害的反抗机制33对农产品品质植物中的元素含量随土壤或大气、灌水中的元素浓度增加而增加，致使在矿区或工业周围农产品中的有害物质浓度增高，危及人体健康。对农产品品质植物中的元素含量随土壤或大气、灌水中的元素浓度增34中华人民共和国国家标准

食品中镉限量卫生标准GB15201-94mg/kg中华人民共和国国家标准

食品中镉限量卫生标准GB1535六、降低土壤重金属毒性的措施六、降低土壤重金属毒性的措施36研究现状上世纪70年代现在土壤重金属污染治理方法客土换土法稀释法电场法化学固定法植物修复法研究现状上世纪70年代现在土壤重金属污染治理方法客土换土法稀37六、降低土壤重金属毒性的措施源头控制—建立相关农用标准，禁止含超过某污染物标准的农用物质使用。

禁止三废的排放六、降低土壤重金属毒性的措施源头控制—建立相关农用标准，禁止38末端治理将重金属固定在土壤中—失活将重金属从土壤中取出—减少含量.六、降低土壤重金属毒性的措施末端治理六、降低土壤重金属毒性的措施39六、降低土壤重金属毒性的措施1）施用改良剂施用石灰等碱性物质，提高土壤pH(化学措施)Cd，Zn，Cu，Hg：

酸性土壤，施用石灰提高土壤pH。通过氢氧化物与钙的共沉淀作用，促进沉淀的生成，降低等的有效性。常用的石灰：石灰性物质有硅酸钙、碳酸钙、熟石灰、硅酸镁钙等。中性及石灰性土壤，施用石灰，升高土壤pH不一定有效。六、降低土壤重金属毒性的措施1）施用改良剂Cd，Zn，Cu，40加入沉淀剂（化学措施）磷肥：对Fe、Mn、Cr、Zn、Cd有沉淀作用，磷肥种类不同，效果不一样。过磷酸钙施用过多，作物吸收量反而增多。砷：几种常见肥料对砷的沉淀能力(NH4)2SO4>KCl>NaNO3>Ca(NO3)2加入拮抗离子（化学措施）Cd—Zn,Ca;Cs—K;MoO42-—SO42-加入沉淀剂（化学措施）磷肥：对Fe、Mn、Cr、Zn、Cd41关于化学固定技术成功选择一种经济有效的抑制剂常用的抑制剂碱性物质、磷肥、吸附剂局限性效果不稳、施用量大成本高、有时减产开发经济有效土壤重金属抑制剂极为迫切向土壤添加抑制剂降低土壤重金属的生物活性,减少植物对重金属的吸收的技术关于化学固定技术成功选择一种经济有效的抑制剂常用的抑制剂碱性422)调节土壤Eh和水浆管理（农艺措施）氧化难溶元素：Fe,Mn

还原难溶元素：Cd,Zn,PbCd2++S2-CdSZn2++S2-ZnSHg2++S2-HgSPb2++S2-PbS2)调节土壤Eh和水浆管理（农艺措施）氧化难溶元素：Fe43改变土壤Eh的措施淹水栽培水田持续保持淹水状况，将阻碍土地的高度利用和农田作业机械化，也不能获得与普通田相等的产量。改变土壤Eh的措施淹水栽培水田持续保持淹水状况，将阻碍土44加入促进土壤还原的物质

最常施用的

堆厩肥、鲜稻草、稻草、淀粉和其他有机物。

土壤还原状态的程度依土壤种类而有不同

在有机质少的砂质稻田和透水性过强而持水性能不好的稻田上，效果好。施用作为硫化氢给源的含硫物质

含硫少的土壤，即使在还原状态下，由于生成硫化氢少，也就很难形成重金属的硫化物。施用含硫物质：石灰硫黄合剂、硫化钠和硫黄等。含硫物质在促进土壤还原的同时，又可促进硫化氢和硫化物生成。加入促进土壤还原的物质最常施用的453）稀释法——工程措施翻耕客土和换土客土：在现有的污染土上置上一层未污染土壤，换土：将受污染的耕层挖除至适当深度后再填入未污染土壤。客土法治理土壤镉污染客土的厚度愈大，糙米中镉的浓度愈低3）稀释法——工程措施翻耕客土法治理土壤镉污染客土的厚度愈46采取客土和换土措施注意：客土材料的选定：客土的土壤多为山林或原野中的非耕作土壤，这样的土壤不能立即适应作物的生长需要；客土和换土的厚度：先掌握污染物和作物根的分布范围，然后再决定最适宜的厚度；如有效土层很深，即使10或20cm耕层土壤全部被换掉，作物仍可从下层吸收重金属，达不到治理效果；客土和换土后：对土壤进行改良-增施有机肥、磷钾肥等。费用大，适用于污染严重、面积小的土壤；换土法还存在土壤的二次污染。采取客土和换土措施注意：474）植物去除——生物措施植物挥发——汞、硒等元素；植物提取——超积累植物和一般农作物如黑麦草、玉米等。Environ.Pollut.2001(109):231-238植物提取超积累植物体内浓度高，但栽培难，生长量小。4）植物去除——生物措施Environ.Pollut.248东南景天(SedumalfrediiH)能在锌浓度为240mg/L的培养液、全锌含量为7422mg/kg和DTPA可提取态锌为703mg/kg的土壤中生长。

地上部的锌含量可高达1.9%.生长快、生物量大、无性繁殖等优点,并能100%覆盖地面。Thlaspicaerulescens

遏蓝菜—十字花科不同生态型遏蓝菜东南景天(SedumalfrediiH)能在锌浓度为2449增加络合剂的用量不能增加植物对有毒元素的吸收最高植物提取螯合剂促进提取增加络合剂的用量不能增加植物对有毒元素的吸收最高植物提取50关于植物提取技术利用植物吸收土壤重金属,从而降低土壤中的重金属含量的技术面临的主要问题是如何提高植物修复效率和速率向土壤添加活化剂,可提高土壤重金属的生物有效性,提高植物提取的效率常用的活化剂:EDTA、HEDTA、DTPA、

EGTA、NTA、EDDHA、CDTA等局限性效率不高、环境风险大、成本高、生物减产必须开发经济、高效、安全的土壤重金属活化剂关于植物提取技术利用植物吸收土壤重金属,从而降低土壤中的重金51一、农药在农业生产中的作用第三节农药对土壤的污染及控制农业增产的原因:品种；肥料；灌溉；农药

农药—挽回作物产量损失25%~50%一、农药在农业生产中的作用第三节农药对土壤的污染及控制农52二、农药种类第三节农药对土壤的污染及控制1.有机氯农药DDT、六六六、氯丹、狄氏剂、艾氏剂、毒杀芬等。（在持久性有机污染的国际公约的名录中）

有机氯农药属于高残留、高毒害农药,是造成土壤环境污染的最主要农药类型,对人体构成极大的危害2.有机磷农药：磷酸酯类或酰胺类化合物剧毒类：对硫磷(别名1605),内吸磷（1059）中毒类：敌敌畏和二甲硫吸磷(别名M-81)低毒类：乐果、敌百虫、马拉硫磷等二、农药种类第三节农药对土壤的污染及控制1.有机氯农药2533.氨基甲酸酯类农药

1947年作为农药使用，属神经性毒剂，具有抗胆诚酪酶作用，中毒症状和有机磷相似，但中毒机理不同。这类农药在自然环境中易于分解，在动物机体内也能迅速代谢，代谢产物的毒性多数低于其本身的毒性，属于低残留农药\选择性强，防治效果好等优点，世界各国都比较重视对这类农药的开发研究工作。二、农药种类第三节农药对土壤的污染及控制3.氨基甲酸酯类农药二、农药种类第三节农药对土壤的污染及控544.拟除虫菊酯类农药天然除虫菊酯是白花除虫菊的花中含有的杀虫有效成分。其对光、热的稳定性较差，特别是在日光下被氧化，药效降低，以致无法在农业上使用。人工合成的拟除虫菊酯，其药效大大超过天然除虫菊，且性质较稳定，是一类高效、低毒、低残留、无污染的新农药，已在农业上广泛使用。二、农药种类第三节农药对土壤的污染及控制4.拟除虫菊酯类农药二、农药种类第三节农药对土壤的污染及控55三、农药进入土壤的途径第三节农药对土壤的污染及控制将农药直接施入(浸种、拌种、毒谷等方式)土壤或施在土壤上;附着于植物体上的部分农药，因风吹雨淋落入土壤,40％~60％落入土壤;随大气沉降物沉降在土壤表面或进入土壤;随动植物残体的农药停留在土壤上或进入土壤中使用受农药污染的水进行灌溉三、农药进入土壤的途径第三节农药对土壤的污染及控制将农药直56四、农药的危害第三节农药对土壤的污染及控制1．抗药性问题某些害虫或病菌在长期连续使用某种单一的化学农药来防治时，会产生抗性，药效明显下降，甚至完全无效。2．药害问题如果使用化学农药不当，会使农作物产生不同程度的药害-叶片变黄、萎缩、出现斑点，甚至焦枯、死亡。3．残遗农药问题有些农药化学性质相当稳定，不易分解失效，能较长时间地残留在土壤和植物体内，即残效期较长四、农药的危害第三节农药对土壤的污染及控制1．抗药性问题574．毒性过大有些农药急性毒性过大。如特普、1605、1059、3911、有机汞制剂，甲胺磷、久效磷、呋喃丹等。使用时很不安全，若不注意易造成人、畜性中毒。四、农药的危害第三节农药对土壤的污染及控制5.危害天敌及益虫问题长期使用农药，有可能杀死某些害虫的天敌，造成这些虫害的大量发生。由于大量使用农药，使某种害虫被杀死，以此害虫为食的天敌，由于得不到足够食料而大量减少或绝迹。6．环境污染问题造成大气污染、水体污染、土壤污染、食品污染4．毒性过大四、农药的危害第三节农药对土壤的污染及控制5.58第三节农药对土壤的污染及控制五、农药在土壤中的迁移与转化有机污染物进入土壤后，可能经历以下几个过程：①与土壤颗粒的吸附与解吸。②挥发和随土壤颗粒进入大气。③渗滤至地下水或者随地表径流迁移至地表水中。④通过食物链在生物体内富集或被降解。⑤生物和非生物降解。其中吸附与解吸、渗滤、挥发和降解等过程对土壤中有机污染物的消失贡献较大。第三节农药对土壤的污染及控制五、农药在土壤中的迁移与转化有59五、农药在土壤中的迁移与转化第三节农药对土壤的污染及控制1.吸附分子吸附：范德华力、氢键等物理化学吸附：离子交换配位交换吸附：与金属离子形成配位体，产生吸附土壤对各种农药吸附能力的强弱，主要决定于土壤和农药两者的性质及其所处的环境条件。有机分子与粘粒的最重要结合机制五、农药在土壤中的迁移与转化第三节农药对土壤的污染及控制160五、农药在土壤中的迁移与转化第三节农药对土壤的污染及控制1.吸附影响吸附的因素：土壤胶体类型：有机胶体＞蛭石＞蒙脱石＞伊利石＞绿泥石＞高岭石。农药性质：带以下官能团的各种农药被吸附的能力强其他条件：土壤pH愈低愈容易被吸附，土壤水分愈低，也容易被吸附。五、农药在土壤中的迁移与转化第三节农药对土壤的污染及控制161五、农药在土壤中的迁移与转化第三节农药对土壤的污染及控制2.随水流失农药从土壤进入水体主要途径。对水环境产生严重的影响。迁移的两种形态：土壤溶液迁移、随土壤颗粒迁移。迁移的方式：垂直迁移—进入地下水水平迁移—进入地表径流水五、农药在土壤中的迁移与转化第三节农药对土壤的污染及控制262五、农药在土壤中的迁移与转化第三节农药对土壤的污染及控制2.随水流失五、农药在土壤中的迁移与转化第三节农药对土壤的污染及控制263五、农药在土壤中的迁移与转化第三节农药对土壤的污染及控制3.气态迁移农药从土壤进入大气的主要途径。农药的挥发损失取决于：土壤和空气的温度与湿度、土壤的吸附性能；农药的分子相蒸气压；农药至蒸发表面的迁移速率。五、农药在土壤中的迁移与转化第三节农药对土壤的污染及控制364五、农药在土壤中的迁移与转化第三节农药对土壤的污染及控制4.降解非生物降解水解光化学降解氧化还原生物降解微生物的作用五、农药在土壤中的迁移与转化第三节农药对土壤的污染及控制465六、农药在土壤中的残留第三节农药对土壤的污染及控制半衰期：降解50%农药所需的时间(a,d,h)残留量：土壤中某农药的数量mg/kg六、农药在土壤中的残留第三节农药对土壤的污染及控制半衰期：661.施入化学添加剂通过改变农药的吸附、吸收、迁移、淋溶、挥发、扩散和降解，就能增强或减弱农药在土壤中的残留累积。表面活性剂：调节农药在土壤剖面中的渗透深度、活性和持留性；石灰硫磺合剂：加速西玛津在土壤中的降解；脂类物质：防止氟乐灵对敏感作物的伤害；石灰：改变土镶pH，调控一些农药在土壤中的持留时间；能吸收或分解农药的特殊化学制剂：是从土壤去除农药的较为快捷的方法。七、土壤及植物农药污染防治措施1.施入化学添加剂七、土壤及植物农药污染防治措施672.翻耕农药和土壤均匀混合，从而增强土壤对农药的吸附、稀释和去除作用。3.植物净化玉米、高粱、甘蔗和某些杂草通过吸收和分解而从土壤中去除残留。4.农艺措施

灌溉

大量灌水可促使农药从根层淋失—灌溉可控制土壤湿度，为微生物降解农药创造最佳的水气条件。作物改种—先种经济作物，降低农药浓度后再种粮食作物。2.翻耕685.科学合理施用农药—施用时间

—施用剂量

6.高效低毒低残留农药

开发新型农药剂型。7.综合防治5.科学合理施用农药69第四节化肥对土壤环境的污染及控制一、概述1.施肥的作用:增产、提高品质2.肥料的类型：有机肥氮肥、磷肥、钾肥、硅肥等N-P，N-P-K，N-P-K（微）等无机肥单元素肥料多元素肥料肥料厩肥、绿肥、畜禽粪尿、堆肥等按组成划分第四节化肥对土壤环境的污染及控制一、概述1.施肥的作用:70按养分释放的特点长效肥、缓效肥、速效肥按形状分颗粒肥料、非颗粒肥料固体肥料液体肥料3.作物对肥料的利用率我国的氮肥利用率：30％-35％，磷肥利用率为10％-25％损失的途径：淋失-进入地下水；地表径流-进入地表水；挥发-进入大气；土壤固定-保存在土壤颗粒或生物体中。按养分释放的特点长效肥、缓效肥、速效肥按形状分颗粒肥料、非颗714.氮磷的损失途径氮循环进入水体；进入大气；进入食物。4.氮磷的损失途径氮循环72二、施肥与水环境问题二、施肥与水环境1.水体富营养化Eutrophication二、施肥与水环境问题二、施肥与水环境1.水体富营养化Eut732.水质硝酸盐浓度超标当人、畜饮用后，可使血红蛋白转化为高铁血红蛋白，降低其携带氧的功能，造成血红蛋白的变性症。硝态氮在硝酸还原酶作用下，迅速转化为亚硝酸盐，再与食物链中二级胺化物结合，形成亚硝酸胺。亚硝酸胺本身属于致癌物质，其危害性大。对过剩NO3-N的淋溶造成硝酸盐的富集，污染水质，尤其应值得重视。

WHO标准：NO3--N10mg/L，NO3-22mg/L对硝酸盐作用的争议对人体有害2.水质硝酸盐浓度超标当人、畜饮用后，可使血红蛋白转化74三、施肥与全球性环境问题全球温暖化：

温室气体C02、CH4、N2O、NO2和CFCl3（氯氟烃）等气体，其中NO、NO2、N2O三种气体均有可能在农业上盲目使用化学氮肥经过生物化学作用而形成的；臭氧层破坏：

根据对土壤肥料分析，大约5一25％的矿质氮肥在变为二氧化氮（N02，N20

），气体进入大气层，直接影响到大气平流层中臭氧的浓度，致使臭氧层变薄。三、施肥与全球性环境问题全球温暖化：75四、施肥与土壤环境问题1.增加土壤重金属元素含量磷肥、某些有机肥中含大量的重金属。当肥料中的重金属>植物带走的重金属时，施肥会导致土壤重金属积累。2.土壤酸化板结施入生理酸性肥料，阴阳离子吸收不平衡，阳离子>阴离子，为平衡电荷，植物根系分泌氢离子，使土壤发生酸化。酸化后，土壤中的钙发生流失，土壤结构被破坏，从而板结。四、施肥与土壤环境问题1.增加土壤重金属元素含量763.土壤养分比例失调，农产品品质超标长期偏施氮肥，土壤的氮过多，磷、钾不足。特别是蔬菜地。氮肥的过量施用，蔬菜，特别是叶菜类作物的硝酸盐含量超标。4.土壤微生物活性降低

3.土壤养分比例失调，农产品品质超标长期偏施氮77五、施肥产生的环境问题的对策1.新型肥料开发2.施肥技术：施肥量、时间、方式等3.钾细菌等微生物资源的开发利用4.发展有机农业五、施肥产生的环境问题的对策1.新型肥料开发4.发展有机农781.土壤酸碱性

酸性：土壤溶液中[H+]>[OH-]；

中性：土壤溶液中[H+]=[OH-]

碱性：土壤溶液中[H+]<[OH-]

第五节酸沉降对土壤环境的影响及控制一、土壤酸碱性1.土壤酸碱性第五节酸沉降对土壤环境的影响及控制一、土壤酸79土壤中氢离子和铝离子是土壤酸性的根源；

碳酸钙是维持中性至微碱性反应的物质基础，

碳酸钠的存在是土壤呈碱性与强碱性的原因。2.土壤酸的类型与来源1）类型根据H+在土壤中存在的形态将土壤酸分为两种类型：活性酸和潜在酸

活性酸：土壤溶液中的游离的H+决定，以pH表示。根据土壤pH表示，可将土壤的酸碱度分为9级。

土壤中氢离子和铝离子是土壤酸性的根源；2.土壤酸的类型与80土壤酸碱分级北纬33º以北，土壤大部分呈中性至碱性反应，含CaCO3的土壤，在7.5-8.5之间；含NaCO3

土壤，pH可达9.0以上我国土壤酸碱地域分布：以北纬33°为界北纬33º以南，土壤大部分呈酸性，pH在4.5-5.5土壤酸碱分级北纬33º以北，土壤大部分呈中性至碱性反应，含C81潜在酸：由土壤吸附性H+和Al3+决定，Al3+进入溶液后，发生如下反应：潜在酸与活性酸的关系由1mol.L-1KCl,NaCl,NaOAc,0.05mol.L-1

CaCl2

溶液浸提后，所测得的酸碱度。潜在酸：由土壤吸附性H+和Al3+决定，Al3+进入溶822）来源酸的自然来源：

生物呼吸作用和有机质分解作用：CO2，为土壤中碳酸的来源；

有机质在转化过程中形成：醋酸、草酸、柠檬酸、草石酸、腐殖酸等多种有机酸及硫酸、磷酸等无机酸；

硝化细菌的活动：硝酸；

土壤与成土母质中的硫化物氧化：生成硫酸。植物对阴阳离子吸收不平衡。

酸的人为来源：酸雨-化石燃料的燃烧SO2，NO2等；

生理酸性肥料：(NH4)2SO4,NH4Cl。2）来源酸的自然来源：833.土壤碱度土壤碱性的强弱程度。

碱性土壤中氢氧离子的来源主要是弱酸强碱盐水解的结果土壤中常见的弱酸强碱盐：碳酸根及重碳酸根的钾、钠、钙、镁盐。

土壤胶体上吸附的钠离子、钙离子的饱和度增加到一定程度后，也会引起代换水解使溶液呈碱性。3.土壤碱度土壤中常见的弱酸强碱盐：碳酸根及重碳84二、土壤酸碱性与植物反应1.养分的有效性

酸性土壤有效性高的元素；中性土壤有效性高的元素；碱性条件有效性高的元素二、土壤酸碱性与植物反应1.养分的有效性酸性土壤有效852.植物的生长

植物生长有最适的pH2.植物的生长植物生长有最适的pH86牵牛花牵牛花87三、土壤的酸碱缓冲性1.概念土壤缓冲性：当加酸或碱于土壤时，土壤具有缓和酸碱度改变的能力2.产生原因土壤胶体及其吸附的阳离子三、土壤的酸碱缓冲性1.概念88

土壤所含的弱酸及其盐类土壤溶液中所含的各种弱酸如碳酸、重碳酸，磷酸、硅酸和各种有机酸及这些弱酸的盐，都具有缓冲能力。土壤酸碱输入过大，会改变土壤酸碱度，引起土壤环境的问题。土壤所含的弱酸及其盐类土壤酸碱输入过大，会改变土壤酸碱度89四、酸沉降对土壤环境的危害1.酸雨的形成过程四、酸沉降对土壤环境的危害1.酸雨的形成过程902.酸雨对土壤的危害对酸敏感的生态系统：土壤酸化；土壤钙及其它碱基离子的损失；加速土壤铝的活化及其向水体的转移；增加土壤氮、硫的含量；土壤重金属的溶出。2.酸雨对土壤的危害对酸敏感的生态系统：913.控制控制SO2，NOx的排放；平衡、合理施肥；施入碱性物质。3.控制控制SO2，NOx的排放；92第六节有机污染物对土壤的污染及控制优先控制污染物：在众多污染物中筛选出潜在危害大的重点污染物作为优先研究和控制对象，这些污染物为优先控制污染物。

一、概述土壤中的有机污染物主要包括：有机农药、石油烃、塑料制品、染料、表面活性剂、增塑剂和阻燃剂、一般有机物。土壤中的优先控制有机污染物主要包括：有机农药、多环芳烃类(PAHs)、多氯联苯(PCBs)、二恶英（dioxins）等。大多为持久性有机污染物—持久性、长距离迁移性、高毒性、高脂溶性。第六节有机污染物对土壤的污染及控制优先控制污染物：在众多93二、有机污染物污染土壤的物理化学修复技术1.SVE技术—土壤气提技术（原位修复技术）通过强制新鲜空气流经污染区域，将挥发性有机污染物从土壤中解吸至空气流并引至地面上处理的一种技术。装置构成：气体抽排井、布气管道、测量装置、控制装置、抽排气处理系统。空气喷射技术，又称地下水曝气技术双相抽提技术：修复土壤及地下水二、有机污染物污染土壤的物理化学修复技术1.SVE技术—土94用于挥发性有机物和半挥发性有机物污染土壤修复，如汽油、苯和四氯乙烯。砾质土和砂质土效果最好，粉砂土和壤土效果中等，黏质土和壤质粘土效果最差。用于挥发性有机物和半挥发性有机物污染土壤修复，如汽油、苯和四95二、有机污染物污染土壤的物理化学修复技术2.热处理技术向土壤通入热蒸汽或用射频加热等方法把污染土壤加热，使污染物产生热分解或将挥发性污染物赶出土壤并收集起来进行处理。二、有机污染物污染土壤的物理化学修复技术2.热处理技术向土96二、有机污染物污染土壤的物理化学修复技术2.热处理技术包括：热解吸技术：通过直接或间接热交换将土壤中的污染物加热到一定温度后，使其转化气态得以挥发。（加热温度150~540℃，适用于挥发和半挥发有机污染物、卤化或非卤化有机污染物、多环芳烃、氰化物和炸药等。有机质含量高，pH高，含有挥发性金属土壤处理困难）焚烧技术：在高温条件下（800~2500℃），通过热氧化作用以破坏污染物的异位热处理技术（适用于挥发和半挥发有机污染物、卤化或非卤化有机污染物、多环芳烃、多氯联苯、二噁英、呋喃、除草剂和农药、氰化物、炸药、石棉及腐蚀性物质等，不适合非金属和重金属。）97二、有机污染物污染土壤的物理化学修复技术2.热处理技术包括二、有机污染物污染土壤的物理化学修复技术3.溶剂浸提技术也称化学浸提技术，是一种利用溶剂将有害化学物质从污染土壤中提取出来或去除的技术，为异位修复技术。（适用于挥发和半挥发有机污染物、卤化或非卤化有机污染物、多环芳烃、多氯联苯、二噁英、呋喃、除草剂和农药、炸药等，不适合氰化物、非金属和重金属、石棉及腐蚀性物质。）最佳土壤条件：黏粒低于15%湿度低于20%98二、有机污染物污染土壤的物理化学修复技术3.溶剂浸提技术也二、有机污染物污染土壤的物理化学修复技术4.原位化学氧化修复技术通过掺进土壤中的化学氧化剂及污染物所产生的氧化反应，使污染物降解或转化为低毒、低移动性产物，由注射井、抽提井和氧化剂等组成。（用来修复油类、有机溶剂、多环芳烃、五氯苯酚、农药及非水溶态氯化物污染的土壤。氧化剂主要过氧化氢、高锰酸钾和臭氧）99二、有机污染物污染土壤的物理化学修复技术4.原位化学氧化修二、有机污染物污染土壤的物理化学修复技术5.原位化学还原与还原脱氯修复技术利用化学还原剂将污染物还原为难溶态，从而使污染物在土壤环境中的迁移性和生物可利用性降低。（还原条件方法向土壤中注射液态还原剂、气态还原剂或胶体还原剂。）涉及三个阶段：注射反应将试剂与反应产物抽提出来二、有机污染物污染土壤的物理化学修复技术5.原位化学还原