《环境保护概论》-第5章

5.1土壤的组成5.1.1土壤矿物质土壤矿物质是岩石经过物理风化作用和化学风化作用形成的，按其成因可以分为原生矿物和次生矿物两类。凡在地壳中最先存在的、经风化作用后仍无变化地遗留在土壤中的矿物称为原生矿物;在土壤形成过程中，由原生矿物转化形成的新矿物，统称次生矿物。原生矿物以不同的数量与次生矿物混合，成为土壤矿物质。5.1.2土壤有机质土壤有机质是土壤中含碳有机化合物的总称，主要是由进入土壤的植物、动物及微生物残体经分解转化逐步形成的。5.1.3土壤生物土壤中生活着一个生物群体，它们不但积极参与岩石的风化过程，而且是成土过程中的主要参与因素。下一页返回5.1土壤的组成

土壤微生物是土壤生态系统中的重要组成部分，它们可以分为细菌、真菌、放线菌和藻类等。土壤生物是土壤有机质的重要来源，又主导着土壤有机质转化的基本过程;土壤生物是土壤环境的重要组成部分，是土壤形成、物质迁移、能量转化的重要参与者和影响因素。5.1.4土壤水分和土壤溶液土壤水分是土壤的重要组成部分，主要来自大气降水、降雪和灌溉。在地下水位接近地面(距地面2-3m)的情况下，地下水也是上层土壤水分的重要来源。此外，空气中水蒸气遇冷凝结也是土壤水分的来源。上一页下一页返回5.1土壤的组成5.1.5土壤空气土壤空气也是土壤的重要组分之一。它对土壤微生物活动、营养物质的转化以及植物的生长发育都有重大的作用。土壤空气的状况是决定土壤肥力的重要因素之一。土壤是多孔体系，土壤空气存在于未被水分占据的土壤孔隙中。土壤空气中氧的含量则低于大气中的含量;土壤空气中还含有少量的还原性气体，这些都是厌氧性微生物活动的产物，对植物生长有害。如果是被污染的土壤，则土壤空气中还可能存在污染物。上一页返回5.2土壤的性质5.2.1土壤的吸附特性土壤中因含有土壤胶体而具有吸附性。所谓土壤胶体是指土壤中具有胶体性质的微细颗粒。土壤中含有无机胶体和有机胶体以及无机有机复合胶体。无机胶体包括茹土矿物和铁、铝、硅等水合氧化物，有机胶体主要是腐殖质，还有少量的木质素、多糖类和蛋白质及多肪等高分子有机化合物。5.2.2土壤的酸碱性土壤是一个复杂体系，其中存在着各种化学反应和生物化学反应，因而使土壤表现出不同的酸碱性。土壤的酸碱性直接影响土壤环境中物质的存在形态和迁移转化，并可以影响土壤微生物的活性，影响有机污染物的分解强度和速率。下一页返回5.2土壤的性质5.2.3土壤的氧化还原性土壤中存在着许多具有氧化性或还原性的有机物和无机物，因而使土壤具有氧化一还原特性。土壤中的氧化一还原反应是土壤中无机物、有机物发生迁移转化并对土壤生态系统产生重要影响的化学过程。土壤的氧化一还原反应不仅可以改变某些元素的价态，影响其化合物的溶解度，而且可以影响土壤的酸碱性，并对土壤养分产生影响。5.2.4土壤的配合作用土壤中的有机配体和无机配体可以与金属离子发生配合作用或整合作用，从而影响金属离子的迁移转化等行为。土壤中的有机配体主要是腐殖质、蛋白质、多糖类、木质素、多酶类、有机酸等。上一页下一页返回5.2土壤的性质5.2.5土壤的自净作用污染物质进入土壤中，会使土壤环境的物质组成发生变化，并破坏原有的物质平衡，甚至造成土壤污染。但另一方面，当各种物质进入土壤之后，土壤对进入的外源物质表现出一定的缓冲能力和净化能力，土壤的这种自身净化更新能力，称为土壤的自净作用。土壤的自净作用就是通过在土壤环境中发生的物理变化、物理化学变化和生物化学变化等一系列过程，促使污染物质逐渐分解或消失。土壤的自净能力的大小取决于土壤的物质组成和其他特性，也和污染物的种类与性质有关。不同土壤的自净能力是不同的，土壤对不同污染物质的净化能力也是不同的。一般来说，土壤自净的速度是比较缓慢的。上一页返回5.3土壤污染5.3.1土壤污染的状况中国土壤学专家潘根兴说，当前我国土壤污染出现了有毒化工和重金属污染由工业向农业转移、由城区向农村转移、由地表向地下转移、由上游向下游转移、由水土污染向食品链转移的趋势，逐步积累的污染正在演变成污染事故的频繁爆发。占全国粮食总产1/5的东北黑土区是我国最重要的商品粮基地，耕地土壤有机质含量大幅下降，支撑粮食产量的黑土层却在过去半个多世纪里减少了50%，并在继续变薄，几百年才形成1cm厚的黑土层正以每年近1cm的速度消失。照此速度，部分黑土层或将在几十年后消失殆尽，东北这一中国最大粮仓的产能也将遭受无法挽回的损失。下一页返回5.3土壤污染

与此同时，南方土壤酸化、华北耕层变浅、西北耕地盐渍化等问题也日渐凸显。不断下降的耕地质量已成为我国农产品质量安全的重大威胁。5.3.2土壤环境污染土壤环境污染是由于过量的有毒有害物质通过一定途径(如人为影响、意外事故或自然灾害)进入土壤，使土壤环境质量下降，土壤的结构和功能遭到破坏，影响作物的生长发育以及产量和质量的下降，并直接或间接地危害人类的生存和健康。土壤环境污染有隐蔽性和潜伏性、不可逆性和长期性的特点。上一页下一页返回5.3土壤污染5.3.3土壤污染物的来源土壤污染物的来源有以下几种途径。

1)矿山采冶2)工业“三废”

3)污水灌溉4)固废堆放

5)化肥、农药、地膜的使用5.3.4土壤中的主要污染物及危害1)重金属污染物2)农药、化肥上一页返回5.4土壤污染防治5.4.1控制污染源控制和消除土壤污染源是防止土壤污染的根本性措施。控制土壤污染源，就是控制进入土壤的污染物数量和速率，使污染物在土壤中可能缓慢地自行降解，不致因大量污染物的进入而造成土壤的严重污染。控制土壤污染源需要对所在地区土壤的各种污染源和污染途径进行全面调查。在此基础上，采取有效措施，切断土壤污染源或尽可能避免工矿企业污染物的任意排放，尽量避免污染物输入土壤环境。5.4.2合理施用化肥和农药合理安全施用农药包括:对症施用农药，适时适量施用农药;制定施用农药的安全间隔期，提高合理使用农药的效果，使作物的农药残留不超过标准;禁止或限制使用高残留性、高毒性的农药品种等。下一页返回5.4土壤污染防治5.4.3建立监测系统网络首先需要从源头上对其加强监测，对一些重金属排放量容易超标的冶炼与采矿等行业加强监督管理，尽快建立土壤重金属污染的监测预警体系，严格控制对土壤与空气水源污染较大的重金属元素的排放量，清楚重金属元素带来的污染程度和污染范围。5.4.4污染土壤的改良施加化学改良剂和强吸附剂是治理土壤重金属轻度污染或农药污染的重要途径。一些化学反应物质的加入可以改变重金属在土壤中的存在形态，使其固定，降低其在环境中的迁移性和生物可利用性。改变耕作，比如在土壤受到重度污染的地区不妨先治理再种植，或禁止生产农产品或对种植结构进行调整。上一页下一页返回5.4土壤污染防治

有针对性地采取生物、化学、物理等措施进行治理和修复。5.4.5污染土壤的生态修复生态学不仅是一门解释自然规律的科学，也是一门为环境、经济发展服务的科学。当前，生态平衡规律已成为指导人类生产实践的普遍原则。污染环境的生态修复是指通过选择特殊的植物和微生物，人工辅助建造生态系统或自然过程，使环境介质中的污染物去除或无害化，使受污染场址恢复原有功能的技术，它是当今环境科学的热点领域。修复的介质可以包括土壤及地下水、地表淡水及近海岸。修复的主体是污染物，包括无机污染物和有机污染物。上一页下一页返回5.4土壤污染防治对于重金属，修复的手段为清除、稀释、固定化及转化为低毒的形态，如将六价铬转化为三价铬，以降低六价铬污染的危害。而对于有机污染物，修复的首选手段应该是使其彻底矿化为水和二氧化碳，或者转化为低毒的中间产物，还包括清除(吸附及挥发到另外一个介质)以及固定化(在介质内部)。

1)微生物修复技术微生物修复技术是指通过微生物的作用清除土壤和水体中的污染物，或是使污染物无害化的过程。它包括自然和人为控制条件下的污染物降解或无害化过程。上一页下一页返回5.4土壤污染防治2)植物修复技术植物修复技术就是直接利用各种活体植物，通过提取、降解和固定等过程清除环境中的污染物，或消除污染物的毒性，可以用于受污染的地下水、沉积物和土壤的原位处理(如图5-1所示)。上一页返回5.5土地生态破坏及防治5.5.1水土流失地球上人类赖以生存的基本条件就是土壤和水分。在山区、丘陵区和风沙区，由于不利的自然因素和人类不合理的经济活动，造成地面的水和土离开原来的位置，流失到较低的地方，再经过坡面、沟壑，汇集到江河河道内去，这种现象称为水土流失。水土流失是不利的自然条件与人类不合理的经济活动互相交织作用产生的。不利的自然条件主要是:地面坡度陡峭，土体的性质松软易蚀，高强度暴雨，地面没有林草等植被覆盖;人类不合理的经济活动，诸如毁林毁草，陡坡开荒，草原上过度放牧，开矿、修路等生产建设破坏地表植被后不及时恢复，随意倾倒废土弃石等。水土流失对当地和河流下游的生态环境、生产、生活和经济发展都造成极大的危害。下一页返回5.5土地生态破坏及防治水土流失破坏地面完整，降低土壤肥力，造成土地硬石化、沙化，影响农业生产，威胁城镇安全，加剧干旱等自然灾害的发生、发展，导致群众生活贫困、生产条件恶化，阻碍经济、社会的可持续发展。如西北地区水土流失严重(如图5-2所示)，仅黄土高原一区水土流失面积43万km2，每年输入黄河泥沙近16亿t5.5.2土地荒漠化土地荒漠化就是指土地退化，也叫“沙漠化”。1992年联合国环境与发展大会对荒漠化的概念作了这样的定义:“荒漠化是由于气候变化和人类不合理的经济活动等因素，使干旱、半干旱和具有干旱灾害的半湿润地区的土地发生了退化。”1996年6月17日是第二个世界防治荒漠化和干旱日，联合国防治荒漠化公约秘书处发表公报指出:当前世界活动荒漠化现象仍在加剧。上一页下一页返回5.5土地生态破坏及防治5.5.3沙尘暴沙尘暴是沙暴和尘暴两者兼有的总称，是指强风把地面大量沙尘物质吹起并卷人空中，使空气特别混浊，水平能见度小于1km的严重风沙天气现象。从全球范围来看，沙尘暴天气多发生在内陆沙漠地区，源地主要有非洲的撒哈拉沙漠，北美中西部和澳大利亚也是沙尘暴天气的源地之一。5.5.4土地生态破坏的防治生态系统具有不同程度的自净能力，被污染的环境介质，如大气、水体、土壤等都可以依靠本身的自净能力(如水体自净、植树造林、土地处理系统等)，减轻污染程度或恢复正常状态。我们应尽量有目的地、广泛地利用这种自净能力来防治环境污染。上一页下一页返回5.5土地生态破坏及防治生态系统的主体是植物，而植物赖以生存的基础是水和土。对于非污染性建设项目(包括公路、铁路、水工程、矿产开采等不会因