第六章 土壤卫生

第六章土壤卫生在我国某地区过去曾经发生过一种奇怪的脱发病。有人一觉醒来，忽然发现头发成一束束脱落，当地人恐惧地称之为“鬼剃头”。当地人非法开采矿石的现象非常普遍，废弃的矿渣随意堆放，对当地环境造成极大的破坏。对污染地区的人群进行调查，发现乏力、下肢无力、发麻或失眠等症状较多见。少数人有视力下降、四肢远端感觉障碍、疼痛及脱发等症状。经过医学和地质工作者的考察研究发现，原来这里的土壤里富含铬、铅、铊、锌等元素。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第一节土壤环境特征一土壤的组成固相土壤矿物质土壤有机质液相——土壤水分气相——土壤空气二土壤的物理学特征1土壤的粒级分组颗粒名称颗粒粒径（mm）石块＞10石砾粗砾10～3细砾3～l砂粒粗砂粒l～0.25细砂粒0.25～0.05粉粒粗粉粒0.05～0.01细粉粒0.01～0.005粘粒粗粘粒0.005～0.001细粘粒＜0.0012土壤的质地分类砂土、壤土、粘土颗粒大小排列状态孔隙率渗水性毛细管现象容水性透气率卫生学状况污染程度生物化学作用大气交换土壤空气成分的变化水源保护建筑防潮和有机物的无机化建筑物地面、墙壁的潮湿土壤的孔隙度三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。掌握本底值的意义：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。土壤中腐殖质含量越高，卫生上越安全。腐殖质化学性质稳定，病原体已经死灭，不招引苍蝇，没有不良气味，质地疏松，在卫生上是安全的，是农业上一种良好的肥料。三土壤的化学特征吸附性酸碱性氧化还原性巨大的比表面和表面能；电荷性质；土壤胶体凝聚性和分散性H+主要来自CO2溶于水及酸雨的沉降。OH-主要来自NaCO3,NaHCO3,CaCO3氧化剂：O2、NO3和高价金属离子还原剂：有机质和低价金属离子•土壤胶体以其巨大的比表面积、带电性、凝聚性和分散性，而使土壤具有吸附性。•1）土壤胶体具有巨大的比表面和表面能：比表面是单位重量（或体积）物质的表面积。一定体积的物质被分割时，随着颗粒数的增多，比表面也显著地增大。物质的比表面越大，表面能也就越大。•2）土壤胶体的电性：土壤胶体微粒具有双电层，微粒的内部称微粒核，一般带负电荷，形成一个负离子（即决定电位离子层）其外部由于电性吸引，而形成一个正离子（又称反离子层，包括非活动性离子层和扩散层），即合称为双电层。•3）土壤胶体的凝聚性和分散性：由于胶体的比表面和表面能都很大，为了减小表面能胶体具有相互吸引，凝聚的趋势，这就是胶体的凝聚性。但是在土壤溶液中，胶体常带负电荷，即具有负的电动电位，所以胶体微粒又因相同而相互排斥，电动电位越高，相互排斥力越强，胶体微粒呈现出的分散性也越强。土壤的生物学特征天然土壤中生存着大量微生物，主要有细菌、真菌、放线菌、原生动物和藻类等。土壤是一些蠕虫卵和幼虫生长发育过程所必需的一个环境，因此，土壤受生活污水和粪便等污染在寄生虫的流行病学上有特殊的意义。第二节土壤的污染、自净及污染物的转归一土壤的污染土壤污染（soilpollution）指人类产生和生活活动中排出的有毒物质进入土壤中，直接或间接地危害人畜的现象。（一）土壤污染的基本特点＆隐蔽性：人不易察觉，肉眼是看不见的＆累积性与地域性：超过它的承载容量以后就突然暴发＆不可逆转性：需要较长的时间才能降解＆治理周期长：存在治理成本高和周期较长的矛盾土壤污染源生活污染源工业和交通污染源农业污染源(1)气型污染主要是大气中的污染物自然沉降或随降水而降落进入土壤。其特点以大气污染源为中心呈环状或带状分布，长轴沿主风方向伸长，其污染半径可达5～10km，甚至更远，主要集中在土壤表层。污染物污染土壤的方式(2)水型污染主要是工业废水和生活污水污染土壤。其特点为从土壤表层向下部扩散、转移，达地下水深度，沿河流或干、支渠道呈枝形片状分布。污染物污染土壤的方式(3)固体废弃物型污染是工业废渣、生活垃圾粪便、农药和化肥等对土壤的污染。其特点是污染范围比较局限和固定，但也可通过扩散，淋滤作用造成污染的扩散和转移。土壤污染物污染土壤的方式二土壤净化作用土壤自净（soilself-purification）指受污染的土壤通过物理、化学和生物学等自然因素的作用，使病原体死灭，各种有害物质转化到无害的程度，土壤可逐渐恢复到污染前的状态。土壤环境自身人类生产和生活活动污染物的输入积累自净作用土壤环境处于动态平衡状态人类生产和生活活动土壤的净化作用物理净化作用化学净化作用生物净化作用生物净化作用：1病原体的死灭•受日光的照射；•土壤中不适宜病原微生物生长的环境条件；•微生物间的拮抗作用；•植物根系分泌的杀菌素。2有机物的净化含碳、硫、磷的有机物亦有各自的无机化途径。微生物氧、亚硝酸菌硝酸菌含氮有机物氨或氨盐（氨化阶段）亚硝酸盐硝酸盐（硝化阶段）有机物的无机化有机物的腐殖质化•概念：有机物在土壤微生物的作用下分解成为简单的化合物的同时，又重新合成复杂的高分子化合物。•成分：很复杂，含有木质素、蛋白质、碳水化合物、脂肪和腐殖酸等。•特性：化学性质稳定，病原体已经死灭，不招引苍蝇，没有不良气味，质地疏松，在卫生上是安全的，是农业上一种良好的肥料。腐殖质：三污染物的转归土壤中的重金属污染，如不迁移出去，几乎可以长期以不同形式存在于土壤中。农药在微生物的作用下能得到一定程度的降解，但有的半减期很长。转化：化学物质通过物理、化学或生物学作用而改变其形态或转变成另一种物质的过程叫转化。残留：化学污染物在土壤或农作物中的残留情况与化学污染物的特性及土壤的理化特性有关。土壤对某污染物的环境容量是指一定环境单元，一定时间内，在不超过土壤卫生标准的前提下土壤对该污染物能容纳的最大负荷量。如：某地土壤中As的自然本底值为9mg/kg，土壤As的卫生标准为15mg/kg，则该土壤对As的环境容量为6mg/kg。土壤环境容量：（一）化学农药在土壤中的迁移转化土壤对农药的吸附；化学农药在土壤中的挥发、扩散和迁移；农药在土壤中的降解过程；光化学降解化学降解生物降解（二）重金属元素在土壤中的转化（1）土壤pH酸性易被农作物吸收或迁移；碱性——多数重金属离子溶解度降低。（2）土壤氧化还原状态还原状态下，许多重金属形成不溶性的硫化物被固定在土壤中，砷与重金属不同，在还原状态下的三价砷比五价砷容易被植物吸收，且毒性增强。（3）土壤胶体、腐殖质的吸附和螯合作用（三）重金属和农药的残留化学性质不活泼，迁移能力低有机、无机组分吸附、鳌合重金属残留水溶性农药渗透地下水脂溶性农药被土壤吸附植物吸收农药残留半减期残留期生物性污染的危害农药污染的危害重金属污染的危害（铊、铬）第三节土壤污染对健康的影响持久性有机污染物的危害一重金属污染的危害——铊铊中毒的主要症状是头痛、头晕、失眠、多梦、记忆力减退、四肢无力、周围神经炎以及脱发（可出现斑秃或全秃）等。一重金属污染的危害——铬土壤铬污染主要来自铬矿和金属冶炼、电镀、制革等工业废水、废气、废渣六价铬毒性最强，有明显的致突变作用影响体内氧化还原过程和水解过程；一重金属污染的危害——镉*镉污染与“痛痛病”含镉工业废水、肥料灌溉农田污染土壤蔬菜、稻谷吸收镉危害：主要损害骨骼和肾脏。镉（cadmium）——Cd痛痛病主要临床表现：痛痛病流行病学特征多在营养不良的条件下发病，镉污染区四十多岁的妇女高发,发病缓慢，最短潜伏期为2－4年。尿糖尿镉尿钙尿中低分子蛋白升高痛痛病防治措施本病无特效疗法，病死率很高。预防措施1、保证土壤中镉含量不超过1.0mg／kg2、成人每周摄入的镉不应超过400－500μg。3、为了早期发现镉污染对健康的危害，我国制定了《环境镉污染所致健康危害区判定标准》（GB17211-1998）镉污染区的鉴定先决条件定居人群镉负荷量增加；需排除的因素职业性镉接触判定需考虑的因素健康危害指标＋联合反应率尿镉尿NAG（D氨基葡萄糖甘酶）尿β微球蛋白土壤污染引发急性中毒对免疫功能的影响对内分泌系统和生殖效应的影响致癌、致畸、致突变作用二农药污染的危害化肥污染的危害:引起河、塘、湖、海水的富营养化改变土壤的理化性状使食品、饲料和饮用水中有毒成分增加使水、土、食物中氮化物含量增加氮化物(硝酸盐)亚硝酸盐(毒性增加5～10倍)亚硝酸盐+胺类亚硝胺(强致癌物)三持久性有机污染物的危害我国土壤环境中持久性有机污染物（POPs）主要包括：生产过程产生POPs或从事POPs相关的化工、农药生产企业的厂区或周边区域；一些长期施用有机氯农药的农田；堆放、填埋区域的POPs物质泄漏；工农业生产不断发展导致的新POPs问题；特性BDC持久性蓄积性迁移性高毒性三持久性有机污染物的危害1在脂肪组织、肝脏等器官组织及胚胎中积聚，产生毒性2具有内分泌干扰作用，从多个环节上影响体内天然激素正常功能的发挥3干扰机体的生殖内分泌功能四生物性污染的危害引起肠道传染病和寄生虫病1引起钩端螺旋体病和炭疽病2引起破伤风和肉毒中毒3第四节土壤质量标准和固体废物控制标准一土壤质量标准土壤卫生标准是指土壤中有害物质的最高容许浓度。1制订土壤卫生标准的原则不影响人体健康，在该标准的范围内，土壤不致使农作物、水和空气超过各自的卫生标准而影响健康。保证土壤的自净过程的正常进行。（一）土壤卫生标准2土壤卫生标准的研究方法（1）实验研究有害物质在土壤中稳定性的研究有害物质向农作物、地下水和空气中迁移情况的研究有害物质对土壤自净过程影响的研究卫生毒理实验研究（2）流行病学调查调查各类型土壤中该化学物质的本底水平，各地区土壤实际污染情况，以及迁移、转化和自净规律。研究土壤污染与居民的健康状况、生长发育、疾病的发病率、患病率和某些生理、生化、免疫反应指标之间的关系，查明土壤中有害物质对居民健康有轻微影响的浓度和对健康有危害的浓度，为制订土壤卫生标准提供直接依据。2土壤卫生标准的研究方法我国现行的《土壤环境质量标准GB15618－1995）》是由国家环境保护局发布的。该标准根据土壤功能和保护目标划分为三类，规定不同土壤功能执行不同标准值。（二）土壤环境质量标准土壤环境质量标准的分类Ⅰ类主要适用于国家规定的自然保护区（原有背景重金属含量高的除外）、集中式生活饮用水源地、茶园、牧场和其他保护地区的土壤。Ⅱ类主要适用于一般农田、蔬菜地、茶园、果园、牧场等土壤。Ⅲ类主要适用于林地土壤及污染物容量较大的高背景值土壤和矿产附近等地的农田土壤（蔬菜地除外）。二废物排放标准废物排放标准的制订原则和方法，通用的是用标准浸出试验。国际上都采用标准浸出液浸出废物中有毒物质进行测定，浸出液的浓度是1：10（固／液比）。浸出液中有害物质浓度的限制数值标准是以饮用水卫生标准为基础制订的。固体废物是指在生产建设、日常生活和其他活动中产生的污染环境的固态半固态废弃物质危险废物城市生活垃圾工业固体废物第五节土壤卫生防护一土壤卫生防护措施（一）粪便无害化处理（二）城市垃圾无害化处理和利用（三）有害工业废渣的处理措施（四）污水灌溉的卫生防护措施粪便无害化处理和利用（了解）粪尿混合发酵法堆肥法沼气发酵法垃圾无害化处理和利用（1）垃圾的压缩、粉碎和分选（2）垃圾的卫生填埋（以武汉金口垃圾场的参观见闻为例）场址选择有防渗漏的衬底设排气管设排水管（3）垃圾的焚烧有害工业废渣的处理措施安全土地填埋焚烧法固化法化学法生物法有毒工业废渣的回收处理与利用二污染土壤的修复（一）污染土壤修复的技术原理（二）污染土壤修复的技术体系第六节土壤卫生监督与监测土壤卫生监督和监测（一）预防性卫生监督（二）经常性卫生监督（三）土壤卫生监测小结与思考题1.土壤自净、土壤的环境容量的概念；2.与土壤的特征相结合谈谈土壤的卫生学意义