环境科学导论第4章 土壤环境及土壤污染_PPT幻灯片

不同质地土壤重金属元素含量的比较
土 类
母 质
土层 深度
质 地
CoNiຫໍສະໝຸດ MnCuZn
Cd
Cr
Pb
As
褐 闪 32-69 粘 34.5 92.2 772 39.8 108 1.25 175 30 12.54
红长
质
壤 岩 35-60 壤 25.0 69.1 519 30.5 82.1 1.50 145 15.0 10.36
土壤是地球表层系统的重要组成部分
土壤同样也是环境资源，也面临着环境问题：
（1）污染性土壤环境问题 （2）非污染性土壤环境问题
生态(环境)破坏问题
第一节 土壤污染概述
一、 土壤污染的定义与特征
1. 定义
人类活动产生的污染物进入土壤并积累到一定程度、超过 土壤自净能力，引起土壤质量恶化的现象。土壤质 量 恶化表 现为土 壤 的物理、化学及生物进程被破坏，土壤肥力下降， 土壤正常功能丧失，甚至 出现 毒性 ，进而对土壤生物甚至人 类生存产生直接或潜在的危害。
土壤重金属化学形态Tessier分析方法
农业生产污染型 农业生产中由于农药的大量使用， 使得一些 巨 毒、难降解污染物迁移积累到土壤系统 中，使土壤受到一定程度的污染。
四、主要土壤污染物
土壤污染物：进入土壤并影响土壤正常作用的物 质，即改变土壤成分、降低农作物的产量与质量、 有害于人体健康的物质。
❖ 有机物：主要是化学农药、除草剂等；酚类化合物、原 油等，此外还有致病微生物。
第二节 土壤重金属污染
一、土壤重金属污染特征
❖ 重金属元素在土壤中不易随水相移动，不能为微生物分解， 易在土壤中累积。
❖ 同在水环境中一样，一些重金属元素（如汞）能在土壤环境 中转化成毒性更强的化合物(甲基汞)，并通过植物吸收在植 物体内富集转化，通过食物链最后进入人体，对人类带来危 害。
❖ 重金属在土壤中的累积初期，不易被人们觉察和关注，具有 一定的潜伏期。
❖ 美国首先于1961年由地质调查局在美国大陆开展 背景值的调研工作，1984年发表了“美国大陆土壤 及其他地表物质中的元素浓度”的专项报告，1988 年完成了美国土壤背景值的研究。
❖ 日本在1978—1984年也开展了全国范围的表土和 底土背景值的调研,调研了Cu、Pb、Zn、Cd、Cr 、Mn、Ni和As 8种元素的含量。
质
气候生物带对土壤背景值的影响
✓在高寒、高山地带，土壤环境背景值几乎和母岩
母质含量相同；
✓在温带、暖温带、半干旱、干旱地区的地带性土
壤，土壤环境背景值与母岩母质元素含量接近；
✓热带和亚热带地区，土壤环境背景值与成土母岩
、母质化学成分有很大的变化。
土壤背景值的意义
（1）制定土壤环境质量标准 （2）农业生产上的应用 （3）环境与人类健康方面的应用 （4）异常区域在找矿上的意义
不同母岩形成的土壤中重金属元素含量的比较
土类 母质 Co Ni Mn Cu Zn Cd Cr Pb Hg As
辉长岩 83.6 181 1240 141 188 2.4 506 19.9 0.04 1.11 褐 红 壤 花岗岩 26.4 28.8 584 15.7 123 1.41 68.2 21.4 0.05 3.46
植物利用的形态存在于土体中，暂时退出生物小循环，脱离食物 链。 ❖ 通过生物和化学降解，污染物变为毒性较小或无毒性的物质。 ❖ 有些污染物在土壤环境中发生被分解气化，迁移至大气环境中。
六、 土壤环境背景值
环境背景值：通常指环境各要素（大气、水体 和土壤）在没有污染物质进入的正常情况下， 各化学元素的含量及其赋存形态。 土壤背景值：没有或很少受到人类活动（特别 是人为污染）影响的土壤环境本身的化学元素 组成及含量。
❖ 重金属污染物 ❖ 放射性物质 ❖ 致病微生物
五、土壤自净作用
土壤自净作用是指在自然条件下，通过土壤的自身作用，使污
染物在土壤中的浓度或毒性降低的过程。土壤自净能力是有限的。 土壤净化功能的原因
❖ 污染物在土壤的液相中可通过扩散，逐步降低污染物浓度 ❖ 经沉淀、胶体吸附等作用可使污染物发生形态变化，变为难以被
土壤自然形成过程极其缓慢，一般每百年仅以0.5~2cm的 速率进行。
土壤资源一旦遭到污染或人为干扰后将很难在短期内得 以恢复。
三、土壤污染类型
水污染型 工业、城市和农村污水直接排放或进行农田灌溉 时，水中的污染物在土壤中积累并超过土壤自净能力时便产 生土壤污染。
大气污染型 大气污染物通过各种沉降方式进入土壤后，改 变土壤的物理化学性质，使土壤受到污染。
我国土壤环境背景值的研究始于70年代中 期，1982年国家把环境背景值调查研究列入 “六五”重点科技攻关项目，1986年再次将 土壤环境背景值研究列为“七五”重点科技 攻关课题，并于1990年出版了《中国土壤元 素背景值》专著。
影响土壤背景值的因素
成土母质母岩 气候带 。。。。。。
母岩影响土壤背景值
生物污染型 未经消毒灭菌的生活污水、医院污水、粪便等 直接排到土壤中，会使土壤受到有害微生物的污染，成为某 些病原菌的栖息繁殖地。
固废污染型 各类金属矿场开采的尾矿废弃物、重金 属冶炼厂的矿渣以及“白色垃圾“（废塑料包装物及 废农膜）堆放在露天 ， 经过长时间的雨水淋溶作用 ，污染物质进入土壤。
二、土壤重金属的形态分级
❖ 土壤中的重金属可与土壤矿物质（主要是粘土 矿和硅酸盐矿）、有机物（如腐殖酸等）发生沉淀 与溶解、络合作用、吸附与解吸等多种物理、化学 和生物作用，使重金属在土壤中表现出不同的赋存 状态。
❖ 虽然土壤重金属总量能在一定程度上反映土壤 的污染状况，但很难反映土壤重金属的环境行为和 生态效应，重金属形态常被认为是决定土壤重金属 生物有效性及其环境行为的关键。
二、土壤重金属的形态分级
❖ 不同学者提出了多种土壤重金属形态分级方法。多 是基于不同提取剂对土壤重金属的连续提取，得到 的土壤重金属形态实际上是基于提取剂的操作定 义。
❖ 多种形态分级方法中，应用较多的是Tessier的五 级连续提取法以及在此基础上改进的方法。
❖ Tessier连续提取法将土壤重金属分为交换态、碳酸 盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机物结合态和残 渣态5种形态。