环境保护概论-第7章土壤污染及其防治-文档资料

环境保护概论第七章土壤污染及其防治安徽理工大学经济与管理学院第一节土壤概述一、土壤及其组成土壤：是指地球陆地表面具有肥力，能生长植物的疏松表层。组成：矿物质、有机质、水分、空气、土壤微生物等二、土壤性质1、土壤质地可划分为砂土类、壤土类、粘壤土类和粘土类2、土壤结构土壤颗粒（包括单独颗粒、复粒和团聚体）的空间排序及其稳定程度，孔隙的分布和结合的状况称为土壤的结构。3、土壤性质具有肥力、酸碱性、氧化还原性、吸收性、吸附交换性等物理化学性质，以及净化作用。二、土壤背景值和土壤环境容量1、土壤背景值：指不受各种污染源明显影响的土壤中化学物质检出量，又称为土壤背景含量或土壤本底值。2、土壤环境容量：人类生存和自然生态不受破坏的前提下，土壤环境所能容纳的污染物的最大负荷量。人类活动对土壤环境的影响及其防治对策土壤沙化水土流失土地盐渍化土壤污染非农业占地1.土壤沙化•土壤沙化:主要是风蚀和风力堆积过程。•原因:极端干旱及大风过渡放牧乱挖乱樵水资源萎缩过渡开垦森林植被破坏1.土壤沙化•土壤沙化:主要是风蚀和风力堆积过程。•原因:•危害：土地贫瘠化植被退化，适宜性变差土地沙化，利用程度降低沙尘暴，环境恶劣1.土壤沙化•土壤沙化:主要是风蚀和风力堆积过程。•原因:•危害：•防治：草方格沙障营造防护林种植耐旱作物培育生物土壤结皮退牧还草减少耕作次数，少耕免耕选种适生植物秸杆覆盖2.土壤（水土）流失•土壤流失:土壤由水力或水力加重力作用而搬移运走的侵蚀类型。•原因:植被破坏坡地耕种年降雨分配不均水土流失水土流失洪水引起的冲刷降雨对裸土产生的沟蚀2.土壤（水土）流失•土壤流失:土壤由水力或水力加重力作用而搬移运走的侵蚀类型。•原因:•危害：土壤薄层化土壤质量下降生态环境进一步恶化2.土壤（水土）流失•土壤流失:土壤由水力或水力加重力作用而搬移运走的侵蚀类型。•原因:•危害：•防治水土保持ForestterracesuitableforreforestationindegradedmountainzonesDiversionditcheffectivefordrainingsteepslopesAlgerianterrace水土保持•等高种植水土保持•沿等高线营造防护林水土保持•陡坡地退耕还林水土保持•沿沟建淤地坝水土保持•修水窖雨季蓄水水土保持•工程措施与生物措施结合水土保持•修建梯田水土保持•沟道种植灌木防切沟发展水土保持•修隔坡梯田水土保持•粮食作物与水保林间作3.土壤盐渍化•土壤盐渍化:土壤地表面积盐的过程。•土壤盐渍化的三条件:①蒸发量大于降水量②地下水位超过临界水位③地下水矿化度高•土壤盐渍化类型：①现代土壤盐渍化;②残余土壤盐渍化;③潜在土壤盐渍化。3.土壤盐渍化•土壤次生盐渍化:由于不恰当的利用,使潜在盐渍化土壤中盐分趋向于表土层积聚的过程.•原因:①不合理利用导致地下水位上升超过临界深度;②高矿化度水灌溉(3g/L);③灌排不配套，排水不畅;④开垦利用本身含盐高的土壤.3.土壤盐渍化•土壤次生盐渍化的防治①合理利用水资源。灌排配套发展,实施合理的灌溉制度采用节水灌溉技术减少渠系渗漏损失②改变种植制度,因地制宜建立生态农业结构。③精耕细作。4.土壤污染•土壤污染的控制措施：①废物减排②生物修复浓缩阶段固态堆放5.耕地的非农业占用•固体废物堆放占地•城镇建设占地•防治：①合理利用土地资源②及时处理各种废物第二节土壤环境污染一、土壤污染1.概念：人类活动产生的污染物进入土壤并积累到一定程度，引起土壤质量恶化的现象。2.土壤污染的特点①土壤污染物主要通过农作物和食品间接进入人体②土壤污染的判定比较复杂③土壤污染造成的危害不易及时发觉第二节土壤环境污染二、土壤净化1.概念：分解、转移、转化，使土壤污染物的浓度降低而消失的过程。2.净化作用的原因①微生物和土壤动物的分解转化；②有机无机胶体吸附、解吸、代换，改变污染物形态；③植物吸收作用。第二节土壤环境污染二、土壤净化3.影响土壤净化作用的因素①土壤环境的物质组成如，土壤粘土矿物的种类和数量影响着土壤的比表面积，电荷的性质及阳离子交换量等，从而影响吸附、解吸的作用。②土壤环境条件土壤pH、电位条件直接或间接影响污染物转化；水热条件影响污染物迁移转化过程的速度与强度第二节土壤环境污染二、土壤净化3.影响土壤净化作用的因素①土壤环境的物质组成②土壤环境条件③土壤环境的生物学特性植被与土壤生物区系的种属与数量，是土壤生物净化的决定性因素④人类活动的影响长期施肥引起土壤酸化，降低土壤的净化性能第二节土壤环境污染三、土壤污染源1.工业污染源2.农业污染源3.生物污染源四、土壤污染物1.有机物类2.重金属污染物3.放射性物质4.化学肥料5.致病微生物第二节土壤环境污染五、土壤污染类型1.水体污染型2.大气污染型3.农业污染型4.固体废弃物污染型污水灌溉沉降化学农药、化肥废渣、污泥、城市垃圾第三节重金属对土壤的污染一、重金属的来源污水灌溉施用化肥农药固体废弃物堆积城市化矿床开发原生岩石第三节重金属对土壤的污染二、重金属在土壤中的迁移转化（一）污染特征1.不易随水移动2.不能被微生物分解3.在土壤中易累积4.在植物体内可富集转化，潜伏期长第三节重金属对土壤的污染二、重金属在土壤中的迁移转化（二）存在形态1.水溶态的2.弱代换剂可代换的3.强代换剂可代换的4.次生矿物中的5.原生矿物中的毒性大易于被植物吸收毒性小第三节重金属对土壤的污染二、重金属在土壤中的迁移转化（三）土壤条件对迁移转化的影响1.氧化－还原条件改变重金属价态，低价态化合物可溶性强，如Cr3+＞Cr6+，增强还原条件，土壤中Cr6+还原成Cr3+，溶于土壤溶液易于迁移。第三节重金属对土壤的污染三、重金属在土壤中的迁移转化（三）土壤条件对迁移转化的影响1.氧化－还原条件2.酸碱度pH升高，重金属溶解度下降，迁移变弱两性化合物在pH＜6时迁移以阳离子为主；pH＞6时，生成氢氧化物沉淀；pH继续升高，以阴离子为主，发生迁移。土壤pH对重金属吸附的影响AdsorptionSoilpH33.544.555.566.57.0PbCuZnCd第三节重金属对土壤的污染三、重金属在土壤中的迁移转化（三）土壤条件对迁移转化的影响1.氧化－还原条件2.酸碱度3.土壤胶体的吸附作用离子交换吸附、共价键、配位键吸附形成沉淀有机胶体吸附容量＞＞无机胶体第三节重金属对土壤的污染三、重金属在土壤中的迁移转化（三）土壤条件对迁移转化的影响1.氧化－还原条件2.酸碱度3.土壤胶体的吸附作用4.络合－螯合作用重金属离子浓度较高时，以吸附交换为主；重金属离子浓度较低时，以络合－螯合作用为主，迁移能力增大。第三节重金属对土壤的污染三、重金属在土壤中的迁移转化（三）几种重金属的迁移转化1.镉①水溶性，易迁移、被植物吸收②非水溶性，不易迁移氧化还原电位增大，酸碱度下降，镉溶解度增加迁移途径：随水迁移、植物吸收第三节重金属对土壤的污染三、重金属在土壤中的迁移转化（三）几种重金属的迁移转化2.汞与酸根结合易溶于水，其他大都难溶于水；还原条件下，无机汞转化为甲基汞；嫌气条件下，二价汞还原为汞单质，挥发。迁移途径：植物吸收、随水运动、蒸气迁出第三节重金属对土壤的污染三、重金属在土壤中的迁移转化（三）几种重金属的迁移转化3.砷呈吸附状态，导致污染物进入土壤后，主要积累于土壤表层还原条件下，砷酸转化成亚砷酸，可溶性增强迁移途径：植物吸收第四节化学农药对土壤的污染一、化学农药对环境的污染二、主要的农药类型三、农药在土壤中的行为•农药的产生和发展1.天然药物时代2.无机农药时代3.有机合成农药时代19世纪中期植物杀虫①除虫菊②鱼藤③烟草无机化合物①砷酸铅②砷酸钙③硫酸烟碱1939年，瑞士科学家PaulMüller发明了DDT第四节化学农药对土壤的污染第四节化学农药对土壤的污染除虫菊鱼藤第四节化学农药对土壤的污染3.有机合成农药时代DDT化学结构式DDT分子的平面结构图DDT的球棍结构图1847年，德国著名化学家蔡德勒合成了一种有机氯化合物——二氯二苯基三氯乙烷。蔡德勒ClClClCHCCl3+2Cl3CCH(OH)2H2SO4第四节化学农药对土壤的污染3.有机合成农药时代•1939年，瑞士科学家缪勒发现了DDT的杀虫作用。(1)对害虫毒性很高(2)对温血动物和植物相对无害(3)无刺激性，气味很小(4)能广泛施用(5)化学性质稳定且残效期长(6)价廉且容易大量生产。1940年，瑞士的嘉基公司成功地开发了DDT杀虫剂产品，从此DDT在世界范围内得到了广泛地应用。第四节化学农药对土壤的污染DDT的使用在我国五十年代，曾经流传过这样的歌谣：要吃白米饭，只要“二二三（即DDT）”。第四节化学农药对土壤的污染蕾切尔·卡逊(RachelCarson)《寂静的春天》(silentspring)第四节化学农药对土壤的污染农药的危害之一深点食螨瓢虫对害虫的天敌和其它益虫、益鸟有杀伤作用，破坏了自然界的平衡。第四节化学农药对土壤的污染农药的危害之二使害虫产生了抗药性产生抗药性疯狂繁殖“臭大姐”盘踞青岛山头第四节化学农药对土壤的污染•农药的生物富集作用Biologicalenrichmentfunction在人体内蓄积慢性中毒作用DDTDDT第四节化学农药对土壤的污染农药对环境的污染大气水体土壤农药的危害之四第四节化学农药对土壤的污染•目前，全世界已有农药品种1500多种，其中常用约500种，化学农药总产量（以有效成分计）已经超过200万吨。第四节化学农药对土壤的污染二、主要的农药类型•分类按农药用途分类按物理状态分类按化学组分分类按作用方式分类杀虫剂除莠剂灭真菌剂杀鼠剂……粉状可溶性液体挥发性液体氨基甲酸脂有机氯农药有机磷农药有机汞农药有机砷农药胃毒触杀熏蒸拒食……第四节化学农药对土壤的污染二、主要的农药类型1.有机氯类农药•种类•特点高残留性脂溶性禁用第四节化学农药对土壤的污染三氯杀螨醇二、主要的农药类型2.有机磷类农药•根据毒性大小可分为三类：①剧毒类（对硫磷）②中毒类（敌敌畏）③低毒类（马拉硫磷）H5C2POSOOH5C2NO2对硫磷（1605）第四节化学农药对土壤的污染二、主要的农药类型3.氨基甲酸脂类农药•该类农药均具有苯基-N-烷基氨基甲酸酯的结构，它与有机磷农药一样，具有抗胆碱酯酶作用，中毒症状也相同。但中毒机理有差别，是由对胆碱酯酶分子总体的弱可逆结合的抑制而引起的。在环境中易分解，在动物体内也能迅速代谢，而代谢产物的毒性多数低于其本身毒性，因此属于低残留的农药。第四节化学农药对土壤的污染二、主要的农药类型4.除草剂（除莠剂）•除草剂具有选择性，只能杀伤杂草，而不伤害作物。有的是非选择性的对被药剂接触到的植物都可杀死，如五氯酸钠。大多数除草剂在环境中会被逐渐分解，对哺乳动物的生化过程无干扰，对人、畜毒性不大，也未发现在人畜体内有累积。第四节化学农药对土壤的污染清除蔬菜上残留农药的方法：去皮法碱水浸泡法加热法洗洁精洗涤法三、农药在土壤中的迁移、降解及残留1.农药污染土壤的主要途径•施用于田间的各种农药大部分落入土壤中，附着于植物体上的部分农药，也因风吹雨淋落入土壤中，这就是造成土壤污染的主要原因。•使用浸种、拌种、毒谷等施药方式，或是将农药直接撒至土壤中，造成污染的累积。第四节化学农药对土壤的污染三、农药在土壤中的迁移、降解及残留2.农药在土壤中的残留•影响农药在土壤中残留的因素①化学农药性质的影响：农药本身的化学性质，如挥发性、溶解度、化学稳定性、剂型等，有机氯农药挥发性小，但它们的蒸气压和土壤中残留有一定关系。而且挥发的速度与农药的浓度、大气的相对湿度、土壤表面上方空气的运动（风速）及土壤中的温度等因素有关，一般是浓度愈大、湿度大、含水量高，风速大则挥发作用愈强。第四节化学农药对土壤的污染2.农药在土壤中的残留•影响农药在土壤中残留的因素②土