第六章-土壤环境污染研究中的几个问题
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第六章设施土壤环境及调控
连作与自毒作用、土传病害间的关系
根系分泌物：通过根向生长基质中释放的有机物的总称。 根系分泌物的对土壤养分有效性的影响： （1）增加土壤与根系接触程度； （2）对养分有化学活化作用； （3）增加土壤团聚体结构的稳定性，改善根际缓冲性能。 但如果根系长期分泌同一种物质就会影响土壤中微生物 和化感物质的种类和数量，破坏土壤微生物相互间平衡。
化感作用：植物通过向环境释放特定的次生物质 从而对邻近其它生物(含微生物及其自身)生长发 育产生的有益或有害的影响。
• 化感物质影响作物的方式：
化感物质首先作用于植物根细胞的细胞膜， 通过细胞膜功能的改变进而影响植物的生理生化 代谢活动，最终抑制植物的生长发育。
• 化感物质进入环境的途径： 1、挥发：植物活体的地上部分或枯落物通过分解释放乙烯
• 微生物多样性分析发现，长时间连作后， 土壤有由细菌型向真菌型转变的特点
• 设施土壤微生物量较露地土壤有不同程度提高， 且变化幅度大 • 土壤微生物量碳、氮逐渐增加，在设施种植4年左 右达最高，此后则有不同程度的降低，而微生物 量磷在2年时即出现最大值。 • 设施土壤中速效养分含量过高，使土壤微生物生 长与活性受到了一定程度的抑制。 • 设施栽培中应该注意根据作物的需肥性及土壤养 分含量科学计算施肥量，并采取合理的耕作栽培 管理措施调节土壤微生态环境，促进微生物对速 效养分的吸收。
、萜类等挥发性物质的形式释放化感物质，直接或间接影响 其他生物生长。
2、淋溶：水溶性的化感物质经雾、降水或露水等淋洗或从
植物表面淋溶转移、扩散到土壤中，对其他植物生长产生直 接或间接作用。
3、分泌：植物通过根系分泌，将化感物质释放到根际土壤
中，直接或间接影响周围其他植物生长
4、腐释：植物残体经腐烂后直接释放出化感物质或由于土
第六章 污染土壤修复原理与方法-化学修复
O3作为原位化学氧化技术的氧化剂的优点： Ø 分散能力高于其他液态氧化剂； Ø 采用原位氧化时，比生物降解或土壤排气过程更快，
因此，减少修复时间和处理费用。
39
四 原位化学还原与脱氯修复技术
主要包括： l 概述； l 还原剂； l 系统设计； l 原位化学可渗透反应处理墙。
40
1 概述
Ø原位化学还原与脱氯修复技术（in-situ chemical reduction and reductive dehalogenation remediation）
l 过氧化氢 l 高锰酸盐 l 臭氧
27
28
Ø 氧化剂的分散技术
29
氧化剂的分散技术
30
氧化剂的分散技术
31
3 H2O2 作为氧化剂的化学氧化修复技术
Ø双氧水曾一度作为一种氧源用于土壤生物修复以促进微生物 的生长，后来它又被用作氧化剂处理土壤中的有机氯化物。 Gates等将双氧水投加到含有TCE和PCE的酸性粘土中，虽然投 加量达到了25.5g／kg土，但反应后PCE的降解率只有48％， TCE的降解率低于72％。
Ø为了提高双氧水的氧化能力，人们开始尝试加入亚铁离子， 形成Fenton试剂，使其在酸性条件下发生以下反应生成 H0·自由基。H0·自由基是一种很强的氧化剂，具有很高的 电负性或亲电子性，可通过脱氢反应、不饱和烃加成反应、 芳香环加成反应及与杂原子氮、磷、硫的反应等方式与烷烃、 烯烃和芳香烃等有机物进行氧化反应
48
49
50
Ø 反应墙的构筑
处理墙既可以是简单的反应室，也可以是烟囱-门形状。
a) Continuous Barrier (CRB)
b) Funnel-and-gate (F&G) system 51
因此，减少修复时间和处理费用。
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四 原位化学还原与脱氯修复技术
主要包括： l 概述； l 还原剂； l 系统设计； l 原位化学可渗透反应处理墙。
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1 概述
Ø原位化学还原与脱氯修复技术（in-situ chemical reduction and reductive dehalogenation remediation）
l 过氧化氢 l 高锰酸盐 l 臭氧
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Ø 氧化剂的分散技术
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氧化剂的分散技术
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氧化剂的分散技术
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3 H2O2 作为氧化剂的化学氧化修复技术
Ø双氧水曾一度作为一种氧源用于土壤生物修复以促进微生物 的生长，后来它又被用作氧化剂处理土壤中的有机氯化物。 Gates等将双氧水投加到含有TCE和PCE的酸性粘土中，虽然投 加量达到了25.5g／kg土，但反应后PCE的降解率只有48％， TCE的降解率低于72％。
Ø为了提高双氧水的氧化能力，人们开始尝试加入亚铁离子， 形成Fenton试剂，使其在酸性条件下发生以下反应生成 H0·自由基。H0·自由基是一种很强的氧化剂，具有很高的 电负性或亲电子性，可通过脱氢反应、不饱和烃加成反应、 芳香环加成反应及与杂原子氮、磷、硫的反应等方式与烷烃、 烯烃和芳香烃等有机物进行氧化反应
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Ø 反应墙的构筑
处理墙既可以是简单的反应室，也可以是烟囱-门形状。
a) Continuous Barrier (CRB)
b) Funnel-and-gate (F&G) system 51
第六章 环境污染的生物监测
四川农业大学优质特色课程
2、监测氟化氢的植物有：杏树（Prunus armeniaca）、北美黄杉
（Pseudotsuga menziesii）、美国黄松（Pinus ponderosa）、唐菖蒲 （Gladiodus hortulanus）、小苍兰（Freesia hybrida）以及地衣等。
举例：在磷肥厂附近放置氟化物监测植物唐菖蒲，监测磷肥厂周围大 气的氟污染状况。如果几天以后，唐菖蒲出现了典型的氟化物危害症 状（叶片先端和边缘产生淡棕黄色片状伤斑），表明该厂周围已被氟
水渗出并起皱。这几种症状可以单独出现，也可能同时出现。
随着时间推移，症状继续发展，成为比较明显的失绿斑，呈灰 绿色，然后逐渐失水干枯，直至出现显著的坏死斑。
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2、监测二氧化硫的植物有一年生早熟禾、芥菜、堇菜、百日草 （Zinnia eleguns）、欧洲蕨（Idium pter）、苹果树（Malus）、 颤 杨 （ Populus tremuloides ） 、 美 国 白 蜡 树 （ Fraxinus americana ） 、 欧 洲 白 桦 （ Betula pendula ） 、 紫 花 苜 蓿
最广的方法。
需要区分的两个概念
指对环境中的污染物能产生各种定
指示植物
性反应，指示环境污染物的存在。
监测植物
不仅能够反映污染物的存在，而且能 够反映污染物的量。
监测生物必然是指示生物，同时它还 要回答环境中污染物多少的问题。
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第二节
大气污染的生物监测
大气污染的生物监测的慨念：利用生物对大气污染的这些
发育，并且加速植物组织的老化。
2、 监测C2H4的植物通常有兰花（Cattleya spp.）、麝香石竹 （Dianthus caryaphyllus）、黄瓜（Cucumis sativus）、西红柿 （Lycopersicon esculentum）、万寿菊（Tagetes erecta）、皂荚
第六章 环境质量评价概述
（3）几何型多因子环境质量评价指数：
I=
(maxIi ) * (aveIi )
I=
(maxIi ) 2+ (aveIi )2 2
第六章 环境质量评价
（4）环境质量综合评价指数： 均权型：
1 Q= ∑Ik n k=1
n
计权型：
∑ Q = WkIk
k=1
n
总结： I值越大环境质量越差；
I<1时符合标准； I>1时超标； I=1时处于临界状态。
第六章 环境质量评价
得分 项目 COD DO 总氰化物 挥发酚 石油类 总铅 总汞 总砷 总镉 铬
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 +
权重 0.18 0.01
+ + + + + + + + +
0.02 0.05 0.07 0.09 0.11 0.13 0.15 0.16
第六章 环境质量评价
第六章 环境质量评价
第六章 环境质量评价
一、环境质量的概念
（一）两种概念
（二）环境质量变化特征
第六章 环境质量评价
（一）两种描述
1、环境质量是环境状态惯性大小的表示
2、环境质量是环境状态品质优劣的表示
第六章 环境质量评价
（二）环境质量的变化动因
1、人类活动导致环境质量变化
环节：人为作用→环境参数变化→环境质量变异 作用类型：直接作用和间接作用 环境反作用：正负反馈效应（具有滞后性）
第六章 环境质量评价
五、环境质量评价方法
（一）污染源评价 （二）评价参数确定 （三）环境质量指数评价 （四）环境质量分级
第六章 环境有机污染物的色谱法分析
例如在线性范围内样品的浓度上下限分别为10气相色谱柱的选择气相色谱柱有填充柱和毛细管柱由于毛细管柱内壁涂敷的液膜很薄气相和液相传质阻力大大降低消除了组分在柱中的涡流扩散所以毛细管色谱柱柱效很高最高可达310理论塔板数分离效率比填充柱要高100倍能在很窄的沸点范围内分离开几百个组分再加上需要样品量少分析速度快灵敏度高一般采用氢焰检测器因此毛细管柱色谱已成为环境样品等复杂混合物分离的唯一有效工具在环境有机污染物的分析中得到了广泛的应用
第六章 环境有机污染物的色谱法分 析
第一节 概述
一、我国优先控制的有机污染物
在我国环境优先控制污染物的“黑名单”中， 有卤代（烷、烯）烃类（10种）、苯系物类（6 种） 、氯代苯类（4种） 、多氯联苯类（1种） 、 酚类（6种） 、硝基苯类（6种） 、苯胺类（4 种） 、多环芳烃类（7种） 、酞酸酯类（3种） 、 农药类（8种） 、丙烯睛类（1种） 、亚硝胺类 （2种）共12类58种有机污染物，环境有机污染 物的分析主要是对这些物质的分析。
3. 载气及流速的选择 首先，必须考虑检测器的适应性。 TCD常用H2、He和N2作载气；FID 和FPD（常用N2作载气，H2作燃气，空气 作助燃气； ECD常用N2作载气。 其次，应考虑载气流速的大小。 在实验条件下，作一条塔板高度H和载 气流速μ曲线，在曲线最低点，找到最佳流 速μ最佳，此时，塔板高度H最小，柱效最 高。
若质谱库中没有这种化合物，还必须 配合其他分析手段，如元素分析、红外光 谱分析、核磁共振波谱分析等，才能得出 最终的结论。 质谱法的特点是鉴别能力强、灵敏度 高、响应速度快，不足之处是，它仅适于 作单一的纯样品的定性分析。而实际样品， 尤其是环境样品是很复杂的混合物，质谱 法不能直接对它们进行分析。
中应用有限。
第六章 环境有机污染物的色谱法分 析
第一节 概述
一、我国优先控制的有机污染物
在我国环境优先控制污染物的“黑名单”中， 有卤代（烷、烯）烃类（10种）、苯系物类（6 种） 、氯代苯类（4种） 、多氯联苯类（1种） 、 酚类（6种） 、硝基苯类（6种） 、苯胺类（4 种） 、多环芳烃类（7种） 、酞酸酯类（3种） 、 农药类（8种） 、丙烯睛类（1种） 、亚硝胺类 （2种）共12类58种有机污染物，环境有机污染 物的分析主要是对这些物质的分析。
3. 载气及流速的选择 首先，必须考虑检测器的适应性。 TCD常用H2、He和N2作载气；FID 和FPD（常用N2作载气，H2作燃气，空气 作助燃气； ECD常用N2作载气。 其次，应考虑载气流速的大小。 在实验条件下，作一条塔板高度H和载 气流速μ曲线，在曲线最低点，找到最佳流 速μ最佳，此时，塔板高度H最小，柱效最 高。
若质谱库中没有这种化合物，还必须 配合其他分析手段，如元素分析、红外光 谱分析、核磁共振波谱分析等，才能得出 最终的结论。 质谱法的特点是鉴别能力强、灵敏度 高、响应速度快，不足之处是，它仅适于 作单一的纯样品的定性分析。而实际样品， 尤其是环境样品是很复杂的混合物，质谱 法不能直接对它们进行分析。
中应用有限。
《土壤污染与防治》资料
《土壤污染与防治》复习资料第一章绪论1.土壤污染危害的特点特点：①隐蔽性和滞后性②累积性和地域性③不可逆性和长期性（重金属及一些有机物）④治理难和周期长2.土壤污染危害对生态环境的影响①土壤污染对水质的影响土壤受到污染后，重金属以及可溶性污染物等容易在水力作用下，被淋洗进水体中，引起地下水污染，和生态系统退化等其他次生生态环境问题；另一些悬浮物及其他所吸持的污染物，可随地表径流迁移，造成地表水的污染。
②土壤污染对大气质量的影响土壤环境受到污染后，含污染物浓度较高的污染表土容易在风力的作用下进入到大气环境中，随风吹扬到远离污染源的地方，扩大了污染面，导致大气污染生态问题。
第二章土壤污染1.土壤自净作用土壤的自净作用：是指进入土壤的污染物在土壤矿物质、有机质和土壤微生物的作用下，经过一系列的物理、化学、物理化学和生物化学反应过程，降低其浓度或改变其形态，从而消除污染物毒性的现象。
类型：①物理净化作用②物理化学净化作用③化学净化作用④生物净化作用2.土壤基本理化性状与土壤污染物转化的关系（重点：土壤组成与污染物毒性，土壤酸碱性与污染物转化，土壤氧化还原状况与污染物转化和毒性）⑴土壤组成与污染物毒性污染物毒性和形态的一般关系：土壤中某污染物的水溶态或交换态有效浓度越大，其对生物的毒性较大，而专性吸附态、氧化物态或矿物固定态含量越高，则其毒性越小。
①黏粒矿物吸附与污染物毒性②有机质对污染物毒性的影响⑵土壤酸碱性与污染物转化和毒性⑶土壤氧化还原状况与污染物转化和毒性土壤是一个复杂的氧化还原体系，存在着多种有机、无机的氧化、还原态物质。
一般土壤空气中的游离氧、高价金属离子为氧化剂，土壤中的有机质及其厌氧条件下的分解产物和低价金属等为还原剂。
土壤氧化还原状况（Eh）影响土壤中的微生物活动、易分解有机质含量、易氧化和易还原的无机物质的含量、植物根系的代谢作用及土壤pH等。
第三章无机物污染物对土壤的污染1.土壤重金属污染特点①形态多变②易积累③不能被降解而消除2.Tessier定义的土壤中重金属的形态及提取方法①水溶态，以去离子水提②交换态，以1mol/LMgCl2溶液为提取剂（室温振荡1小时）③碳酸盐结合态，以1mol/L NaAc-HAc（pH5.0）缓冲液为浸提剂④锰铁氧化结合态，以0.04mol/LNH2OH·HCl为浸提剂⑤有机结合态，以0.02mol/LHON3+30%H2O2溶液为浸提剂⑥残留态，以HClO4-HF消化3.汞、镉、铬和砷在土壤环境中存在的主要形态及其毒性比较⑴汞土壤中的汞按其化学形态可以分为金属汞、无机化合态汞、有机化合态汞。
06第六章土壤溶液与土壤反应
pH ＜5.0 5.0-6.5 6.5-7.5 7.5-8.5 ＞8.5
级别 强酸 酸性 中性
碱性 强碱
1998年全国科学技术名词审定委员会公布的土壤 学名词中规定：酸性土 pH值＜6.5，中性土pH值 6.5～7.5，碱性土pH值＞7.5。
我国土壤酸碱反应的地区性差异 “南酸北碱” 。
2、潜在酸度
第六章 土壤溶液与土壤反应
第一节 土壤溶液及其组成 第二节 土壤酸碱反应及其调节 第三节 土壤氧化还原反应 要点：
❖土壤溶液、组成及影响因素 ❖土壤酸碱性的成因、衡量指标、影响因素 ❖土壤酸度的类型 ❖土壤的缓冲作用 ❖土壤氧化还原过程及其影响因素 ❖土壤酸碱性、氧化还原状况与土壤肥力的关系
第一节 土壤溶液及其组成
植 物 养 分 有 效 性 与 p
H 关 系
（二） 土壤酸碱性对土壤物理性质的影响 土壤过酸或过碱，结构性变差，粘重，土壤水、气、 热不协调。 （三） 土壤酸碱性对土壤生物的影响
❖细菌放线菌较适宜中性至微碱 ❖多数植物适于中性至微酸性 水稻6.0～7.5 麻类6.0～7.0 小麦6.5～7.5 花生6.0～7.5 棉花6.0～8.5 芝麻6.0～7.5 油菜6.0～7.5 烟草5.0～7.5 玉米6.0～7.5 瓜类6.0～8.5 红苕6.0～7.5 蕃茄6.0～7.0 土豆4.5～7.5 茶树4.5～6.0 豆类6.0～8.5 油茶4.5～6.0
（一）土壤酸的来源 1、土壤中H＋的来源
❖（1）水的解离：解离常数小为什么能进行？吸附 ❖（2）碳酸解离：从哪里来？ ❖（3）有机酸的解离：草酸、柠檬酸、富里酸等？ ❖（4）酸雨： ❖（5）其它无机酸：生理酸性肥料、细菌分解
2、气候对土壤酸化的影响
气候条件是影响土壤酸碱性最主要的因素，其中温 度和雨量直接影响着土壤物质的转化，也影响植物 和微生物的活动。特别是降雨量的多少，淋溶作用 的强弱，对土壤是否酸化起着主导作用。
环境工程学实验教案
环境工程学实验教案第一章：环境工程学实验安全与规范1.1 实验安全教育介绍实验安全的重要性，强调实验过程中安全操作的必要性。
讲解实验室内的安全设施和急救设备的使用方法。
1.2 实验操作规范讲解实验操作的基本规范，包括实验衣着、个人防护装备的使用。
强调实验过程中的注意事项，如遵守实验流程、正确使用实验仪器等。
第二章：水环境污染实验2.1 污水水质分析学习使用化学分析方法对污水中的主要污染物进行定量分析。
实践操作污水采样、样品处理和分析实验。
2.2 污水处理技术实验学习并操作常见的污水处理技术，如沉淀、过滤、生物处理等。
探讨不同处理技术对水环境污染物的去除效果。
第三章：大气环境污染实验3.1 空气质量监测学习使用便携式空气质量监测设备进行大气污染物浓度的测定。
实践操作大气采样、样品处理和分析实验。
3.2 空气质量模拟实验通过模拟实验，研究不同来源的大气污染物对空气质量的影响。
探讨空气污染物的迁移、转化和控制策略。
第四章：固体废物处理与资源化实验4.1 固体废物特性分析学习使用物理、化学方法对固体废物进行特性分析。
实践操作固体废物的采样、样品处理和分析实验。
4.2 固体废物处理技术实验学习并操作常见的固体废物处理技术，如压实、破碎、焚烧等。
探讨不同处理技术对固体废物的资源化和减量化效果。
第五章：噪声环境污染实验5.1 噪声级测量实验学习使用噪声计测量噪声级，并分析不同噪声源的特性。
实践操作噪声采样、数据记录和分析实验。
5.2 噪声控制技术实验学习并操作常见的噪声控制技术，如隔声、吸声、消声等。
探讨不同控制技术对噪声环境污染的减轻效果。
第六章：土壤环境污染实验6.1 土壤采样与预处理学习土壤采样的方法和技术，了解土壤污染物的种类和来源。
实践操作土壤样品的采集、处理和分析实验。
6.2 土壤污染物分析学习使用化学分析方法对土壤中的污染物进行定量分析。
探讨土壤污染物的迁移转化规律及其对环境的影响。
第七章：环境监测与评价实验7.1 环境监测方法学习环境监测的基本方法，包括样品采集、分析方法和数据处理。
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元素与人体健康的关系
元 素
过低的后果
过高的后果
水俣病
汞 未发现 镉 未发现
痛痛病、致癌、致心血管病、高血压、 肺肾损伤
砷 哺乳动物可能必需、仔动物缺可致 皮肤癌、肺癌、血管末稍病、皮肤角化 生长速度缓慢，皮毛较粗、细胞损 病 伤及脾肥大
铅 目前仅发现鼠类必需，可使鼠类患 中枢神经损伤，行走蹒跚，红细胞δ-氨 贫血症 基乙酸丙酸脱氢酶活性下降
我国地方病现状
上述重点地方病是我国主要的地方病，其病 情严重，危害极大，病区面积广泛，我国31 个省、自治区、直辖市都不同程度地存在地 方病的流行，受威胁人口超过5亿，各类病人 数千万，不仅给社会带来巨大经济负担，还 成为当地居民因病致贫、因病返贫的主要原 因之一。 由于目前我国地方病重病区主要分布在西部 地区，地方病成为拉大东西部差距，阻碍西 部经济发展的主要原因之一。
理想状态下
岩石母质—土壤与植物的背 景值之间有天然的联系
在稳定条件下土壤发育的时间序列示意图
（3）土壤背景值是特定地质、地理及
气候条件与因素的综合反映
成土过程受地质、地理及气候条件与因素 制约，同样影响土壤背景值。 土壤化学元素区域分布调查研究目的 ①服务于地方疾病研究和农业生产的区域 分布研究 ②服务于调查环境污染的区域分布研究
存在的分歧
观点一：土壤背景值指土壤在无污染时的元素 含量，特别是有害元素的含量
观点二：距污染源很远，污染物不易到达的而 且生态条件正常的地区土壤中元素的含量。 易于接受的概念：土壤环境背景值是在一定地 理位置、一定时期内相对稳定的、保证生态条 件正常的土壤元素含量及其赋存状态。
环境背景值比较容易获得，并且允许有一定程度的 人类活动的干扰，这就比较客观和现实地反映了当 代环境物质的一般水平
恶性贫血综合症，表现为中枢神经失常 恶性贫血综合症，表现为中枢神经失常 心肌病，血液、中枢神经、甲状腺等异常。 心肌病，血液、是枢神经、甲状腺等异常
心肌病，动物白肌病，克山病，大骨节病， 家畜蹒跚症，龋齿病，动物畸形 肌肉营养不良，心肌梗塞，致胃乳腺癌
地方性甲状腺肿，地方呆小病
甲状腺肿，甲状腺机能亢进
尺寸排斥色谱
高压液相色谱(HPLC)
阴离子交换色谱
阳离子交换色谱
金属形态分析中各种分析方法的应用
分析方法或技术 电泳 特点评估 应用举例
应用受到非元素特异性检测器 的限制
区分元素的不同氧化态；比较 适于分析含有腐殖酸和富里酸 的样品 用于分析不同元素的氧化态； 但灵敏度很低 很少应用 尽管受灵敏度限制，但是该方 法在定量分析中越来越得到广 泛应用
三、土壤中元素背景值的研究意义 和影响因素
1.研究意义 评价土壤环境质量，特别是评价土壤污染状 况，研究土壤环境容量，制定土壤环境标 准，确定土壤污染防治措施必须的前提。 （1）土壤背景值是土壤污染评价的基础
衡量一个区域是否受到污染，评价中最基本的参量
（2）土壤背景值是其他与之关联环境介质质 量评价的重要依据
土壤背景值研究程序和方法
(3）土壤的采取与分析 ① 以土壤类型为主，确定每个土类应采集的样品数。
同时考虑成土母质和地形单元等因素进行布点。
② 同一类型的土壤应考虑其典型性和代个性。 ③ 样点的布设应远离工厂、城镇、铁路与公路 等有明显污染源的地方。 ④ 要避免在人为活动而打乱土壤层次的地方及 其附近设点，如宅基地、堤坝、沟渠与坟地等。
复杂样品中As和Se形态的分 离；肌肉中Hg的分析；分离 金属酶和蛋白质
金属硫因分析；锡的形态分 析 测定含有腐殖酸和富里酸的 Cd和Cu的形态；测定Al存在 下的F离子 测定抗坏血酸和氧存在下生 物样品中的铁形态 锕的形态分析；环境和地质 样品中Al的形态分析
极谱法和循环伏安法
离子选择电极法ISE 俄歇电子能谱法AES和电子 顺磁共振法EPR 核磁共振法NMR
二、元素化学形态及其分析 方法
1.元素存在形式划分： （1）可交换态 （2）与碳酸盐结合态 （3）与铁锰氧化物结合态 （4）与硫化物及有机物结合态 （5）残渣态或硅酸盐态 即指可能包含在矿物晶格中，一般不会释放到到土壤 溶液中
2. 土壤中元素化学形态研究法
形态分离技术---化学提取法 ①单一萃取法 ②连续萃取法
2.土壤环境背景值的影响因素
1）成土母岩及成土过程 2）地理气候条件 3）人为活动
四、土壤背景值研究的具体程序
1. 采样点部署
(1) 研究范围的确定 研究范围取决于研究目的。确定研究范围的目的， 一方面是设计样点数，另一方面是设计样点的布 局。因此，在明确研究疆界的基础上，需要进一 步明了该区域内的自然地理条件，土壤类型及其 分布。 (2) 样点的设计与布局 样点设置有不同层次的考虑。一是样点总数的设 置，这要看被测物质含量变异情况而定。变异大 者，样点数自然比变异小者为多，否则统计结果 的可靠性差。 土壤背景值的布点，必需遵循以下原则：
镍 对于动物，生长缓慢，皮毛变粗，繁
殖力下降；人类可能导致消化不良和 肝肾疾病 呼吸道癌
铬 必需、致低血糖、糖尿病、心血管病、 皮肤和肺损害，可能导致肺癌
高脂血症、主动脉血小板形成增强
元素与人体健康的关系
元 素 铜 锌
过低的后果
白血球减少症，贫血症，骨质非矿化 等。 发育差，矮小，性发育不完全，味觉 功能下降，伤口愈合慢，腹泻，脱 毛，肠病性肢皮炎，口周皮疹，性 腺机能减退，胎儿消瘦畸形。 龋齿
地方病定义
在某些特定地区内相对稳定并经常发生的、呈地方 性发病特点的一类疾病，通称地方病。
中国是地方病（endemic disease)病情严重的国家， 全国各省份至少有1种以上的地方病，迄今，地方病
仍是严重威胁我国人民身体健康和生命的疾病，构
成了我国广大农村最主要的公共卫生问题之一。
我国地方病现状
过高的后果
肺纤维损害，肝坏死，肾损伤
口、咽喉和胃有紧束感及烧灼感，恶心、呕 吐、腹痛、腹泻、腹泻，出冷汗、口腔 粘膜充血，有人因胃肠粘膜腐蚀而糜烂， 因吐泻而脱水，休克，严重者还出现穿 孔性腹膜炎和心、肾、血管损害等。 氟骨症，韧带和腱质钙化，跛足
氟
锰
钴 钼 硒 碘
动物骨胳畸形，步履蹒跚，生殖功能障碍。 假震颤性麻痹，假精神分裂
3.数据处理 背景值采样分析结果各自代表所在样 点的成分含量。但作为整个区域的数值 代表，就需进行统计处理，可以用算术 平均值和几何平均值，作为代表性的背 景值。
第二节 土壤中元素的化学形态
第一节 概 述 一、化学形态概念 化学形态(chemical speciation)一词,目前 并无统一的定义，国内外学者对“化学 形态”有不同的解释。 Sturnm认为化学形态是指某一元素在环 境中实际存在的离子或分子形式。
土壤背景值在空间和时间上的---20世纪40年代…… 二战后…..
处在现代社会发展条件下的土壤元素含量， 不仅有自然条件的区域性，而且有明显的 社会与科技发展的区域性与时代特征。
二、土壤中元素背景值与土壤污染 和地方病
地球上的生物都是在地壳上生长繁育 起来的。据研究结果表明，人体血液 与地壳中的18种元素（铁、锌、碘、 钴、钒、锰、铬、钼、硒、铜、铝、 砷、锑、铅、锡、镉、镍、汞）含量 呈显著性相关。 某元素的丰缺会在人身体上反映出来。
金属形态分析中各种分析方法的应用
分析方法或技术 气相色谱(GC) 通常使用反相液相色谱，UV-Vis检测器 灵敏度低，应用较少；荧光检测器或电化 学检测器应用更多。 特点评估 可以配备不同检测器，通常没有选择性。 应用举例 检测环境样品中Ge、Sn、Pb、Sb、 As、Se、Hg等元素的有机化合物； 分离金属卟啉 分析环境样品中的Al、Cr、V、Hg、 Se等元素的形态。 动物肝和肾组织中有机金属硫化物； 检测血清中与蛋白质结合的金属如Al 和Se；海洋生物体内的Cd、Cu和Zn 的金属硫因；原油中的V和Ni的卟 啉；药物中的铁蛋白、血红蛋白、肌 红蛋白、细胞色素等。 Cd硫因分析；尿液中Se(IV)，Se(VI) 和甲基硒检测；环境样品中As的形态 分析。 水样中Se、Hg、Sn的形态分析；海 洋食品中As的形态分析；生物样品中 Cr的形态分析。
第六章 土壤环境污染中的几个 问题
第一节 土壤中元素的背景含量 背景值/本底值
一、土壤中元素背景含量的根源及其不同认识 土壤环境背景值 定义：指在未受人为活动污染 情况下，岩石、土壤、水体、天然植物、农作 物等的天然化学组成。
相对污染条件下，未受或少受污染的环境要素的 基本化学成分。 当人类发现环境受到污染和自身健康受到威胁时 才意识到环境背景及环境容量的重要。
具体体现
（1）环境中的元素可能以不同的形态存在，这是客观 现象 （2）同一元素不同形态表现不同的化学行为。 （3）促使人们重视元素存在形态研究另一直接原因， 是对环境质量的科学评价
例子一、砷化氢>亚砷酸盐>三氧化二砷>砷酸盐
>五价砷>砷化物>元素砷。 （4）环境治理中，元素形态研究十分重要 不同的形态决定治理措施的选择 例二、Pb2+很少由于降水作用被淋溶而迁移，而Pb4+则容 易流失，显然，仅以Pb的总量来研究森林土壤中Pb的迁 移行为是不科学的。
地方病按其致病原因分为5类： 地球化学性疾病、地方性寄生虫病、与特定生产方式有关的 疾病和原因未明的地方病，其中原因未明的地方病，一旦查 清病因，也将归入上述四类中。 1. 地球化学性疾病：碘缺乏病、饮水型地氟病、饮水型地 砷病、地方性硒中毒、克山病、地方性急性钡中毒（痹病） 等; 2. 自然疫源性疾病：血吸虫病、鼠疫、森林脑炎、布鲁氏 菌病等; 3. 地方性寄生虫病：疟疾、丝虫病、包虫病等; 4. 与特定生产生活方式有关的疾病：燃煤型氟中毒、饮砖 茶型氟中毒、燃煤型砷中毒、库鲁病（食人所致）、烧热病 （食用棉籽油致棉酚中毒）、肉毒中毒（主要食用自制豆制 品和其它发酵食物中毒）； 5. 原因未明地方病：大骨节病、趴子病、乌脚病等。