环境卫生学第六章 土壤卫生

2020/2/151Chapter6土壤卫生2020/2/152目的要求（1）掌握土壤污染的来源、污染方式及土壤污染对健康影响的特点；“痛痛病”的病因及主要临床表现；生物性污染的危害；粪便、垃圾无害化处理和应用；制定土壤卫生标准的原则。（2）熟悉土壤的特征及其卫生学意义；农药污染的危害；土壤质量标准和废物排放标准；土壤卫生监督与监测。（3）了解有害工业废渣的处理措施，污水灌田的卫生防护措施。2020/2/153重点、难点内容1.土壤污染的概念、土壤污染物的来源和污染方式、土壤污染的自净。2.土壤污染对健康的影响重点介绍重金属污染危害。包括以镉污染引起的公害病-痛痛病为代表性实例；铊污染危害和铬渣的污染危害。以农药污染土壤对人体的慢性危害为主，重点介绍环境中高残留农药-有机氯农药的污染危害性。3.制定土壤卫生标准的原则、介绍土壤卫生标准的研究方法、土壤环境质量标准和固体废物控制标。4.粪便及垃圾无害化处理和利用的卫生学意义。固体废弃物的处理措施；污水灌田的卫生防护措施。2020/2/154第六章土壤卫生第一节土壤环境特征第二节土壤的污染、自净及污染物的转归第三节土壤污染对健康的影响第四节土壤质量标准及固体废物控制标准第五节土壤卫生防护第六节土壤卫生监督与监测2020/2/155Section1土壤的卫生学意义及特征2020/2/156土壤？全国科学技术名词审定委员会1998年公布的土壤定义为：土壤是陆地表面由矿物质、有机质、水、空气和生物组成，具有肥力，能生长植物的未固结层。它是岩石的风化物在生物、气候、地形等因素的综合作用下形成和发展的。2020/2/157•土壤卫生是研究土壤环境与人体健康的关系。•土壤是环境要素之一，它是指地球陆地表面具有肥力、能够生长植物的疏松表层，其厚度一般在2m左右。•土壤污染表面上离百姓生活较远，实际上却与每个人的身体健康息息相关。粮食中的重金属含量、蔬菜中的农药残留、饮用水源的安全情况，都会受到土壤环境质量的直接影响。土壤卫生2020/2/158纵向分为7层落叶层：腐叶层：腐殖层：上土层：下土层：风化母岩层：岩石层：覆盖层淋溶层淀积层母质层风化层2020/2/159Chemistry化学Zoology动物学Microbiology微生物Agronomy农学Enginring工程学Archaeology考古学Forestry林学Geography地理Geology地质学Physics物理Climatology气候RelationofSoilSciencetoOtherSciencesRelationofSoilSciencetoOtherSciences2020/2/1510一、土壤的卫生学意义土壤是人类生产、生活活动的重要环境因素，与空气、水、食物息息相关。从生产的角度看，土壤不但为植物生长提供机械支撑能力，并能为植物生长发育提供所需要的水、肥、气、热等肥力要素；从保护环境的角度看，土壤具有同化和代谢进入土壤中的污染物的能力，因而是人类不可缺少的自然资源。2020/2/1511联系有机界和无机界的中心环节,有机、无机相互转化的场所。陆地生态系统的核心及食物链的首端。许多有害废弃物（废气沉降、污水、固体废弃物）的处理场所和容纳场所。污染物中的理、化、生物污染产生相应危害。土壤元素分布不均，产生地球化学性疾病。土壤是自然环境要素的重要组成之一，土壤是人类赖以生存的物质基础，是生态系统的基本单元。土壤环境是人类生存和发展的基本条件，是经济、社会发展的基础。2020/2/1512土壤是联系有机界和无机界的重要环节2020/2/1513土壤是陆地生态系统的核心2020/2/1514土壤是陆地生态系统食物链的首端光和作用2020/2/1515二、土壤环境特征（一）土壤的组成（二）土壤的物理学特征（三）土壤的化学特征（四）土壤的生物学特征2020/2/1516二、土壤的特征土壤组成固相（矿物质、有机质）液相（土壤水分）气相（土壤空气）2020/2/1517（一）土壤的物理学特征1、土壤颗粒（soilparticle）固相粒级：根据土壤颗粒大小将土壤分成若干组。土壤质地：土壤中各粒级所占的相对比例或重量百分数。土壤按颗粒大小分为石块、石砾、砂粒、粉粒和粘粒。2020/2/1518土壤颗粒含量约占总土重的80％～90％，与大气和水比较，流动性最小。污染物质在土壤固体介质中转移速度相对缓慢，在时间上浓度变动幅度相对地小。土壤污染的净化要比污水处理困难得多。污染物质造成局部地区土壤化学成分的变化，导致发生某些地区性疾病。2020/2/1519表6-1我国土粒分级标准2020/2/1520土壤质地按质地分别命名为砂土、壤土和粘土。土壤质地可在一定程度上反映土壤矿物组成和化学组成，同时土壤颗粒大小与土壤的物理性质有密切关系，并且影响土壤孔隙状况，因此对土壤水分、空气、热量的运动和养分转化均有很大的影响，质地不同的土壤表现出不同的性状。2020/2/1521砂土、壤土和粘土物理学特征o砂土：透气性好，排水能力强，有机物分解快，卫生学上优点较多。o黏土：透气性差，容水性强，有机物分解缓慢。o壤土：既能透气，又能蓄水。2020/2/15222、土壤空气（soilair）气相土壤空气是指土壤孔隙中的气体。土壤空气成分变化主要受污染程度、土壤生物化学作用、大气交换等的影响。土壤通气性：单位面积单位时间内通过的空气量。与大气压力、土壤深度和湿度有关。2020/2/15233.土壤水分（液相、孔隙度）土壤容水量：一定容积的土壤中含有水分的量。颗粒越小，孔隙也越小，孔隙总容积就越大，容水量越大。腐殖质越多，容水量越大。土壤容水量大，渗水性和透气性不良，不利于建筑防潮和有机物的无机化。土壤渗水性：水分渗透过土壤的能力。颗粒越大，渗水越快，土壤容易保持干燥。但过快不利于地下水的防护，因为地面污染物容易渗入地下水中。土壤的毛细管作用：土壤中的水沿着孔隙上升的作用。孔隙越小其毛细管作用越大。2020/2/1524地下水位指地下水层表面到地面的距离。地下水位高，容易引起地面潮湿，形成沼泽，不利于土壤中有机物的无机化。2020/2/15253、土壤水分（soilwater）(与其物理性质相联系)若渗水性过大，地面污染物容易渗入地下水中，不利于水源保护；土壤容水量大，其渗水性和透气性不良，不利于建筑防潮和有机物的无机化；建筑物地面、墙壁的潮湿与基地土壤毛细管作用有关2020/2/1526（二）土壤的化学特征——化学组成与成土母岩成分有密切关系沉积岩——含必需元素火成岩——缺少必需微量元素（不利）人体内化学元素土壤中地球化学元素的变化超出人体的调节适应范围——不利健康——生物地球化学性疾病2020/2/1527土壤的化学特征本底值(土壤中元素的背景值)指该地区未受污染的天然土壤中各种元素的含量。本底值的意义：1、是评价化学污染物对土壤污染程度的参照值；2、是制订土壤中有害化学物质卫生标准的重要依据；3、是评价水土化学环境对居民健康影响的重要依据；4、是土地资源开发利用和地方病防治工作的科学依据2020/2/1528表6-2自然土壤元素背景值2020/2/1529土壤的化学特征土壤环境容量（或称土壤负载容量）是指一定环境单元、一定时限内遵循环境质量标准，即保证农产品质量和生物学质量，同时也不使环境污染时，土壤所能容纳污染物的最大负荷量。不同土壤其环境容量是不同的，同一土壤对不同污染物的环境容量也是不同的，这与土壤的净化能力有关。土壤的环境容量是充分利用土壤环境的纳污能力，实现污染物总量控制，合理制定卫生标准和防护措施的重要依据。2020/2/1530土壤有机质(soilorganicmatter)系土壤中各种含碳有机化合物的总称，包括腐殖质、生物残体及土壤生物。它与土壤矿物质一起共同构成土壤的固相部分。土壤有机质含量一般仅占百分之几，最高也不过10％左右。腐殖质（humus）即进入土壤的植物、动物及微生物等死亡残体经分解转化形成的物质，是土壤特有的有机物质，约占土壤有机质总量的85％～90％。腐殖质通常带有电荷并具有较强的吸收、缓冲性能，对土壤的理化性质和生物学性质有重要影响。土壤中腐殖质含量越高，卫生上越安全。2020/2/1531腐殖质：在土壤微生物的作用下，外界的有机物由复杂化合物分解为简单化合物，与此同时在土壤微生物的作用下又重新合成为有机高分子物质。•腐殖质是一种疏松的暗褐色物质，它含有多种有机化合物，其中最主要的部分为腐殖酸（即胡敏酸、乌明酸、克连酸等），另外尚有木质素，纤维素、蛋白质、油脂、氨基酸、脂肪酸等多种物质。•腐殖质的化学性质稳定，病原体已经死灭，不招引苍蝇，无不良气味，质地疏松，在卫生上是安全的，又是农业上良好的肥料。人工堆肥法2020/2/1532（二）土壤的化学特征土壤的吸附性（１）巨大的比表面和表面能：（２）电荷性质：（３）土壤胶体凝聚性和分散性：酸碱性氧化还原性等。2020/2/1533（二）土壤的化学特征土壤的吸附性巨大的比表面和表面能：一定体积的物质，颗粒越小，比表面越大。处于物体表面的分子具有一定的自由能，即表面能。物质的比表面越大，表面能也越大。电荷性质：土壤胶体一般都带负电荷。电动电位越高，胶体微粒的分散性也越强。土壤胶体凝聚性和分散性：胶体具有相互凝聚的趋势，表现为胶体凝聚性，胶体微粒因相同电荷而相互排斥，表现为分散性。2020/2/1534（二）土壤的化学特征土壤的吸附性土壤中两个最活跃组分：土壤胶体和土壤微生物。它们对污染物在土壤中的迁移、转化有重要作用。土壤胶体：土壤中颗粒直径小于1μm、具有胶体性质的微粒。一般土壤中的黏土矿物质和腐殖质都具有胶体性质。2020/2/1535土壤的吸附性土壤胶体不仅表面积很大，而且带有大量电荷，因而具有强大的吸附能力。按照吸附的离子种类可分为阳离子吸附和阴离子吸附。土壤胶体还具有离子交换作用，即由于土壤胶体微粒具有电荷性质，在其外层所带的离子可以和土壤溶液中相同的离子以离子价为依据作等价交换的作用。2020/2/1536（二）土壤的化学特征土壤的酸碱性H+：主要来自二氧化碳溶于水形成碳酸、有机物分解产生有机酸及某些少数无机酸，Al3+水解也是土壤酸性的重要来源。OH-：主要来源于土壤溶液中的碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钙以及胶体表面交换性的Na+水解。2020/2/1537（二）土壤的化学特征土壤氧化还原性：土壤中有许多有机和无机的氧化性或还原性物质。氧化剂：氧气、NO3-、Fe3+、Mn4+、V5+、Ti6+。还原剂：有机质和低价金属离子。2020/2/1538土壤是一个粘土—矿物—有机质的复杂胶体体系土壤的吸附性--离子交换作用酸碱性（土壤的缓冲性）氧化还原性--土壤中的氧化还原反应，绝大多数是在土壤微生物的参与下发生。例如在需氧条件下含氮、磷、硫的有机物被氧化并形成硝酸盐、磷酸盐、硫酸盐；在厌氧性条件下进行的反硝化作用、反硫化作用等，影响污染物转归。2020/2/1539（三）土壤的生物学特征土壤生物是土壤形成、养分转化、物质迁移、污染物降解、转化和固定的重要参与着。土壤中的生物体系包括微生物和动物。土壤微生物包括细菌、真菌、放线菌和藻类。土壤中的动物主要包括多为节肢动物，也有非节肢土壤动物。节肢动物主要有螨类、蜈蚣、马陆、跳虫、白蚁、甲虫、蚂蚁等。非节肢土壤动物主要有线虫和蚯蚓。土壤藻类(soilalga)是含有叶绿素的低等植物。藻类能够进行光合作用，合成自身的有机物质。土壤藻类主要分布在土壤表面及其以下几厘米的表层土壤中。土壤中的藻类主要是绿藻和硅藻，其次是黄藻。2020/2/1540（三）土壤的生物学特征根据土壤中细菌的营养方式可分为自养型和异养型。病原菌：如肠道致病菌、炭疽芽胞杆菌、破伤风梭菌、产气荚膜梭菌、肉毒梭菌等，分别引起肠道传染病、炭疽、破伤风、气性坏疽、肉毒中毒。根据对空气条件的要求，又可分为