第十章 土壤管理和保护

土壤被污染的程度主要决定于进入土壤的污染物的数量、 土壤被污染的程度主要决定于进入土壤的污染物的数量、 主要决定于进入土壤的污染物的数量 大小， 强度和土壤净化能力大小 当进入量超过净化力， 强度和土壤净化能力大小，当进入量超过净化力，就将导 致土壤污染(soil contamination) 致土壤污染(soil contamination)。
13.1.1 Soil background value 土壤背景值 Definition
理论上， 理论上，指未受人类活动影响的土壤本身的化学元素组 成和含量。 成和含量。 实际上，土壤背景值只能代表土壤某一发展、 实际上，土壤背景值只能代表土壤某一发展、演变阶段 的一个相对意义上的数值， 的一个相对意义上的数值，即严格按照土壤背景值研究方法 所获得的尽可能不受或少受人类活动影响的土壤化学元素的 原始含量。 原始含量。
土壤环境静容量——土壤污染物的基准含量（土壤背 土壤污染物的基准含量（ 土壤环境静容量 土壤污染物的基准含量 景值）和最大负荷量(Carrying capacity)之差。 之差。 景值）和最大负荷量 之差 土壤环境动容量——土壤污染物累积过程中，土壤通 土壤污染物累积过程中， 土壤环境动容量 土壤污染物累积过程中 过一系列自净过程所能净化的污染物数量。 过一系列自净过程所能净化的污染物数量。 确定重金属土壤临界含量的依据
标 准 溶 液
模 拟 消 解 液
13.1.2 Soil self-purification 土壤的自净作用 self进入土壤的污染物，在土壤矿物质、 进入土壤的污染物，在土壤矿物质、有机质和微生物的 作用下，经过一系列的物理、化学及生物化学反应过程， 作用下，经过一系列的物理、化学及生物化学反应过程，降 低其浓度或改变其形态，从而消除污染物毒性的现象。 低其浓度或改变其形态，从而消除污染物毒性的现象。 物理自净作用：污染物渗滤、挥发、 物理自净作用：污染物渗滤、挥发、扩散等 化学和物理化学(physical chemistry)自净作用 化学和物理化学 自净作用
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Characteristics of soil pollution 土壤污染特性
土壤污染的隐蔽性(invisibility) 土壤污染的隐蔽性 土壤污染的持久性(persistence) 土壤污染的持久性 土壤污染的间接有害性(indirect harmful effect) 土壤污染的间接有害性
Bridges (1991) identifies four major sources of soil contamination in urban and industrial environments – construction and demolition genewaste, metalliferous material, power generation emissions, and chemical and organic wastes. wastes. During construction and demolition a range of materials are disposed of in the soil environment, including broken bricks, tiles, glass, timber, piping, wiring and cables, insulation materials, mortar, concrete and plaster.
Archaeological investigations have revealed the extensive accumulation of building and domestic waste, although much of this was relatively harmless. harmless. Since the Industrial Revolution of 18 and 19 centuries, however, the amount and variety of waste materials have increased dramatically. dramatically. Furthermore, much of this waste is considerably more harmful and often less biodegradable than its early historical counterparts. counterparts.
土壤退化与土壤质量
13 Soil Pollution and Control
土壤污染与防治
13.1 Initial concepts of soil pollution
土壤污染的概念
13.2 The sources and hazard of soil pollutant
土壤污染物的来源及危害
13.3 Effect of soil constituents and properties on toxicity of pollutant
13.2 The sources and harmness of soil pollutant
土壤污染物的来源及危害
Sources 土壤污染物来源
土壤中污染物的来源具有多源性，主要是工业废气、废水、 土壤中污染物的来源具有多源性，主要是工业废气、废水、 工业废气 废渣，以及化肥、农药、城市污泥、垃圾， 废渣，以及化肥、农药、城市污泥、垃圾，偶尔还有原子武 器散落的放射性微粒 放射性微粒等 器散落的放射性微粒等。
土壤中污染物经过吸附、配位、沉淀、 土壤中污染物经过吸附、配位、沉淀、氧化还原等使其毒性 浓度降低的过程。粘粒和有机物是主要载体； 浓度降低的过程。粘粒和有机物是主要载体；酸碱反应和氧化还 原反应起重要作用。 原反应起重要作用。
生物化学净化作用(biochemical purification) 生物化学净化作用
土壤背景值研究及其意义
土壤背景值研究是以土壤学特别是土壤分析为主线， 土壤背景值研究是以土壤学特别是土壤分析为主线，涉 是以土壤学特别是土壤分析为主线 及多学科，技术要求高的一个系统。具有较严密的结构性、 及多学科，技术要求高的一个系统。具有较严密的结构性、 整体性及目的性，对各子系统独有严格的技术质量控制。 整体性及目的性，对各子系统独有严格的技术质量控制。 土壤背景值在土壤污染评价，污水灌溉 土壤背景值在土壤污染评价，污水灌溉(wastewater irrigation)与作物施肥 与作物施肥(fertilization)上是不可缺少的依据。 上是不可缺少的依据。 与作物施肥 上是不可缺少的依据 重 要 的 实 用 意 义 环境质量评价(environmental quality evaluation) 环境质量评价 土地资源评价(land resource assessment) 土地资源评价 国土规划(territorial planning) 国土规划 土壤环境容量(soil environment capacity) 土壤环境容量 土壤污染评价 农田施肥 环境医学(environmental medicine) 环境医学 食品卫生(food hygiene) 食品卫生
土壤组成和性质对污染物毒性的影响
13.4 Effect of acid precipitation on soil
酸性沉降对土壤的影响
13.5 Soil pollution prevention
土壤污染的防治
13.1 Initial concepts of soil pollution
土壤污染的概念
Q1 = Q0 + Q - Y1 - Y2 -Y3 ······ Q = a ( QT – b Q0 )
一定年限内土壤容许输入的总量为： 一定年限内土壤容许输入的总量 concepts of soil pollution 土壤污染的概念 人类活动产生的污染物进入土壤并积累到一定程度， 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。 引起土壤质量恶化的现象。
土壤环境背景值研究技术系统
情报检索子系统 样品采集子系统 样品处理、 样品处理、保存子系统 室内分析质量控制子系统 统 一 参 考 样 品 统 一 分 析 方 法 标 准 参 考 物 质 编制程序 自检 互检 外检 计算机处理 异常值判断剔除 数据分布类型检验 可靠性检验 数理统计、 数理统计、检验子系统 背 景 值 制图技术子系统
体系
土壤——植物体系 植物体系 土壤
作物效应
土壤——微生物体系 微生物体系 土壤
生化指标 微生物计数 保持土壤生态处于良性循环
土壤——水体系 水体系 土壤
环境效应 地下水 地表水 不引起次生水环境污 染
内容 农产品卫生质量
目的 防治污染食物链 保证良好生产 保证人体健康 力和经济效益
标准 国家或政府主管 生理指标或产 1种以上生物化 微生物计数指标在 不导致地 不导致地 部门颁发的粮食 量降低程度 学指标在7d以 7d以上出现的变化 下水超标 面水超标 卫生标准 上出现的变化 标准 级别 仅1种 减产10% 减产20%
≥25% ≥15% ≥10%~15% ≥50% ≥30% ≥10%~15%
仅1种
仅1种
土壤环境容量的数学模式
土壤生态系统与其边界环境中其它诸多参数构成的定量关系。 土壤生态系统与其边界环境中其它诸多参数构成的定量关系。
土壤静容量(C 土壤静容量 so) = M(Ci-Cbi)
M—耕层土重（t/hm2) 耕层土重（ 耕层土重 Ci—i元素的土壤环境标准（mg/kg） 元素的土壤环境标准（ 元素的土壤环境标准 ） 元素的土壤背景值（ ） Cbi—i元素的土壤背景值（mg/kg） 元素的土壤背景值
有机污染物在微生物及其酶作用下，通过生物降解， 有机污染物在微生物及其酶作用下，通过生物降解，分解为 简单无机物而消散的过程。 简单无机物而消散的过程。