土壤地球化学环境污染与防治

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1、第四章土壤地球化学环境污染概述人类生产活动对土壤环境的污染土壤污染与净化污染物在环境中的迁移转化污染物对生态环境及人类健康的影响土壤污染的防治一、概述1、定义土壤是位于陆地表面具有肥力的疏松土层。2、土壤的化学成分(1)土壤矿物质的化学成分(2)土壤中的营养元素(3)土壤中的微量元素3、土壤的生物学性质(1)土壤微生物：分解有机物，硝化、固氮、分泌抗菌素及帮助植物根须吸收养分等作用。(2)土壤动物：动物遗体增加土壤有机质；动物机械地粉碎植物残体，及通过硝化作用引起土壤中有机质的变化。(3)绿色植物：是土壤有机质的最重

2、要来源，对土壤肥力的发展影响也最大。4、母岩的风化作用风化作用：由于温度的变化，大气、水溶液及生物作用，使岩石或矿物在原地发生物理、化学变化的过程。(1)物理风化矿物和岩石的热胀冷缩地表岩石空隙中水的冻结和融化地表岩石空隙中盐的结晶和潮解(2)化学风化氧化作用：低价铁氧化成高价铁水溶液的作用：溶解作用、水化作用、水解作用、碳酸化作用(3)生物风化作用生物机械风化作用：生物在生命活动中对岩石产生的机械破坏作用生物化学风化作用：生物新陈代谢和生物死亡后的遗体腐烂、分解腐蚀岩石二、人类生产活动对土壤环境的污染土壤污染是指由

3、于自然及人类活动所产生的污染物质进入土壤，其数量和速度超过了土壤的容纳能力和净化速度，使土壤的自然动态平衡遭到破坏、功能失调、质量恶化的现象。1、使用肥料畜、禽粪尿的污染水体富营养化重金属污染2、使用农药(1)土壤会出现明显酸化(2)土壤养分（氮，磷，钾等）随污染程度加重而减少(3)土壤空隙度变小，从而造成土壤结构板结(4)农药杀死其它益虫，对土壤中的微生物、原生动物以及其它的动物产生不同程度的危害3、污水灌溉(1)重金属污染(2)地下水污染(3)影响农产品品质不管是空气中的铅，还是污水里的镉、砷，在逐渐沉淀之后，最

4、后的归属都是土地。科学研究表明，水稻的根系生长于25厘米之上的土壤表层中，而这一层也正好是重金属最富集的所在。日本富山神通川流域，正在修复的土壤。4、废气排放(1)重金属污染(2)酸性物质使土壤酸化(3)土壤中铅含量增加5、其他(1)工厂废渣和城市垃圾引起土壤污染(2)生活污水、粪便、垃圾、动植物尸体等在土壤中形成大量病菌三、土壤的污染与净化1、土壤污染物定义指妨碍土壤正常功能，降低作物产量和质量，有害于人体健康的物质。(2)分类按土壤污染物的物化特性分类：无机污染物：盐、碱、酸、F和Cl，以及Hg、Cd、Cr、As

5、、Pb、Ni、Zn、Cu等重金属和Cs、Sr等放射性元素有机污染物：有机农药、石油类、酚类、氰化物，苯并芘、有机洗涤剂2、土壤污染与净化土壤背景值又称土壤本底值，是指未受人类污染影响的情况下，土壤在自然界存在和发展过程中其本身原有的化学组成、化学元素和化合物的含量。(1)污染物的累积过程(2)土壤净化过程物理净化作用物理化学净化作用：指污染物的阳离子和阴离子与土壤上原来吸附的离子发生相互交换的作用。化学净化作用生物净化作用四、污染物在环境中的迁移转化1、重金属在土壤中的迁移转化重金属在土壤中的结合态可交换态碳酸盐结合

6、态铁锰氧化物结合态有机结合态残渣态重金属在土壤—植物中迁移的影响因素土壤的理化性质重金属的种类、浓度及其在土壤中的存在形态植物的种类、生长发育期等复合污染施肥迁移转化方式机械迁移和转化化学、物理化学迁移和转化生物迁移和转化(4)几种主要重金属在土壤中的迁移转化汞（Hg）汞进入土壤后95%以上可被土壤持留或固定，土壤黏土矿物和有机质强烈吸附汞。非微生物转化：2Hg+=Hg2++Hg0微生物转化：HgS(硫杆菌)→Hg2+(抗汞菌)→Hg0汞的甲基化：在有氧或好氧条件下，微生物使无机汞盐转变为甲基汞，称汞的生物甲基化。这

7、些微生物是利用机体内的甲基钴氨蛋氨酸转移酶来实现汞的甲基化的。生成的甲基汞具有亲脂性，能在生物体内积累富集，其毒性比无机汞大100倍。烷基汞中只有甲基、乙基和丙基汞为水俣病的致病性物质。Hg2+（甲烷形成菌）→CH3Hg+→CH3-Hg-CH3铅(Pb)可溶态的含量很低，主要以Pb(OH)2、PbCO3、PbSO4铅的难溶盐形式存在Pb2+可以置换黏土矿物上的Ca2+，在土壤中很少移动易与铁、锰氢氧化物发生专性吸附有效性受PH影响很大，酸性土壤活性高植物吸收主要在根部，大气中的铅可通过叶面上的气孔进入植物体内，如蓟类

8、植物能从大气中被动吸附高浓度的铅，现已确定作为铅污染的指示作物。镉(Cd)存在：在0-15厘米土壤表层积累，主要以CdCO3、Cd3(PO4)2和Cd(OH)2的形式存在。在pH>7的土壤中分为可给态、代换态和难溶态。吸收：根>叶>枝>花、果、籽粒蔬菜类叶菜中积累多，黄瓜、萝卜、番茄中少，镉进入人体，在骨骼中沉积，使骨骼变形，骨痛症。微生物转化