第5章 土壤环境_环境科学导论
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件下的分解产物。
1.土壤的氧化还原条件与重金属的迁移转化
• 重金属按性质分为氧化难溶性元素和还原
难溶性元素，使其毒性发生变化。 • 铁、锰和砷属于氧化难溶性重金属，镉、
铬、铜、钒等属于还原难溶性物质。
1.土壤的氧化还原条件与重金属的迁移转化
• 以水稻田土壤中的Cd为例： • 灌溉期，形成还原性环境，镉主要以CdS形式存 在，抑制Cd2+的迁移，难以被植物所吸收。 • 落干期，造成氧化淋溶环境， S2-氧化成SO42-， 引起pH降低，镉溶解在土壤中，易被植物吸收。
4.土壤中重金属的络合与螯合作用
• 对几种重金属离子的研究表明： 物的溶解度；
螯合作用：多个配位体与一个重 （1）羟基与重金属络合作用可大大提高重金属氢氧化 金属离子形成封闭的环状化合物。
（2）氯络合作用可提高难溶重金属化合物的溶解度，
同时可减弱土壤胶体对重金属的吸附；
（3）有机螯合物对金属迁移的影响取决于所形成的螯
3.土壤胶体的吸附作用与重金属的迁移转化
• 金属离子被土壤胶体所吸附，是它从液相转 入固相的重要途径。 • 胶体的吸附，特别是有机胶体的吸附，在很
大程度上决定着土壤中重金属的分布和富集，
是土壤污染累积的重要原因。
3.土壤胶体的吸附作用与重金属的迁移转化
• 同一类的土壤胶体对阳离子的吸附与阳离子的
原生 岩石
人类 活动
一、土壤中重金属元素的来源
• 土壤重金属污染物：主要有铜、铬、镉、砷、汞等。其中镉和 砷是极毒的；汞、铅、镍是中等毒性；硼、铜、锰、锌的毒性 原生 较低。 • 土壤中的重金属来源主要是“三废” 的排放所致。
岩石
人类 活动
二、土壤中重金属元素的背景值
1.背景值
• 在各区域正常地质地理条件和地球化学条 件下元素在各类自然体（岩石、风化产物、
• 胶体对重金属的吸附分两种：一种是吸附 在胶体表面，较易释放，对土壤是暂时的 解毒；另一种是将重金属吸附在胶体矿物 的晶格中，很难释放，不利于重金属的迁 移转化。
4.土壤中重金属的络合与螯合作用
• 重金属离子的浓度较低时，主要是以络
离子的形式存在。
• 络合作用可以改变重金属氢氧化物的溶 解度，使元素迁移能力增强。
只要土壤污染物浓度减小或不能进入 生物循环就可称为土壤净化。
二、土壤污染源和污染物
• １土壤污染源
• 矿物风化后自然扩散：在某些矿床 天然污染源 或元素和化合物的富集中心周围， 由于矿物的自然分解与风化，往往 形成自然扩散带，使附近土壤中某 些元素的含量超出一般土壤的含量。 • 火山爆发后降落的火山灰等。 人为污染源
4.土壤中重金属元素背景值的检验方法 （5）元素相关分析法
• • • • 找出元素与元素间的相关关系。 a.找到一种内参元素； b.在相关曲线两侧建立置信带； c.落在置信带内的点为背景值，之外的点 为污染值。 优点：相对精确 缺点：必须找出内参元素，且内参元素与
其他元素来源于同一成土母质。
三、土壤中重金属元素的迁移转化
四、主要重金属在土壤中的迁移转化
1.镉（Cd）
• 金属镉无毒性，但镉的化合物毒性极大， 而且属于积蓄型，引起慢性中毒的潜伏期
可达10～30年之久。
四、主要重金属在土壤中的迁移转化
1.镉（Cd）
• 土壤中的镉有水溶性(离子态和络合态)及非水溶性(化 学沉淀和胶体吸附态)两种，它们随环境条件的变动而 互相转化。 • 对作物起危害作用的主要是水溶性镉。
特点：污染物质主要集中在土壤表层，以大气污染源为中 心呈环状分布或沿下风向呈带状分布。
三、土壤污染的类型
⑶农业污染型
污染物主要来自施入土壤的化学农药和化肥；
特点：污染面积大，污染程度与化肥、农药的数
量、种类、施用方式等有关。一般在根层以下积累
或转入地下水，成为潜在的污染物。
⑷固体废物污染型
污染物为工矿企业排出的尾矿废渣、污泥和城市
• 工业污染源 • 农业污染源 • 生物污染源
2.土壤污染物
• 进入土壤并影响土壤正常作用的物质，
即会改变土壤的成分、降低农作物数量 或质量，有害于人体健康的物质。
土壤污染物主要种类有：
（2）氮素和磷素化学肥料；
（ 1）有机物质，如化学农药、工业废水中的有机污染物；
（3）重金属，如砷、镉、汞、铬、铜、锌、铅等；
2.汞（Hg）
（3）植物对汞的吸收和累积与土壤汞的含量关系 • 汞在作物不同部位的累积顺序： • 根>叶>茎>种子
• 汞在粮食作物中的累积顺序：
• 水稻>玉米>高粱>小麦 • 汞在不同土壤中的最大允许量：
• 酸性土壤：0.5ppm；石灰性土壤：1.5ppm
3.砷（As）
存在形态：As(Ⅲ、Ⅴ)是主要价态。
２．土壤污染的特点
• 持续性和积累性 土壤污染的 防治应以预 防为主。
• 隐蔽性和潜伏性
• 不可逆性和恢复的长期性 • 毒性的缓效性
3.土壤净化
• 土壤本身通过吸附、分解、迁移、转化， 而使土壤污染的浓度降低而消失的过程。 • 土壤发挥自净功能的三个作用： • （1）挥发、扩散 • （2）沉淀、胶体吸附 • （3）生物和化学降解
4.土壤中重金属元素背景值的检验方法 • （4）富集系数法
• 选用土壤中含量较高且抗风化能力较强的 TiO2、Al2O3作为指示性物质，用土壤中这 些物质与岩石中相同物质的含量作比较， 计算富集系数。
优点：较精确 土壤中元素含量/土壤中TiO2（或Al2O3）含量 •缺点：同一剖面不同层次的土壤发育于同 富集系数= 岩石中元素含量/岩石中TiO2（或Al2O3）含量 一母质上。
• 在酸性条件下，镉化合物的溶解度增大，毒性增强； • 在碱性条件下，则形成氢氧化镉沉淀。 • 在氧化条件下，镉的活性或毒性增强。 • 在还原条件下，形成硫化镉沉淀。
1.镉（Cd）
• 存在：在0-15米土壤表层积累，主要以 Cd3(PO4)2 和
Cd(OH)2 的形式存在。分为可给态、代换态和难溶态。
价态有关。
• 与土壤的胶体性质有关：矿物类型，化学组成， 阳离子交换量，比表面积等有关。
3.土壤胶体的吸附作用与重金属的迁移转化
• 同一类的土壤胶体对阳离子的吸附与阳离子的
价态有关。
• 与土壤的胶体性质有关：矿物类型，化学组成， 阳离子交换量，比表面积等有关。 土壤有机胶体属无定形胶体，比表面积大，吸附 容量可达 150-700 毫克当量/100克土。 对金属离子的吸附顺序是：Pb > Cu > Cd > Zn > Hg
重金属元素迁移转化的影响因素：
1.土壤的氧化还原条件
2.土壤的酸碱度
3.土壤胶体的吸附作用 4.土壤中重金属络合与螯合作用 5.生物代谢作用
1.土壤的氧化还原条件与重金属的迁移转化
• 土壤中氧化剂主要有游离氧、NO3-离子和高价金 属离子(Fe(Ⅲ)、Mn(Ⅳ)、V(Ⅴ)、Ti(Ⅳ))等。
• 还原剂有低价金属离子、土壤有机质及在厌氧条
三、土壤污染的类型
⑴水体污染型
工业废水和城市生活污水未经处理或不实行清污分流， 直接排放造成的。 特点：污染物质一般集中于土壤表层，但随时间的延长， 污染物质也可由上向下扩散和转移，可达地下水深度。污染 沿河流分布，并从上游向下游延伸。
⑵大气污染型
来源于被污染的大气，主要污染物为二氧化硫、氮氧化物 和颗粒物等；
• 用表、底土层间的化学元素含量的差异显 著性判别。选出表层土样平均含量高于底 土层样平均含量的元素作为检验对象。 • 优点：适宜于区域性的土壤检验
• 缺点：检验结果容易受地下水等其他因素 的影响。
4.土壤中重金属元素背景值的检验方法 （3）4D法 • 将有5个实测值的一组数据进行比较，把其 中一个偏离平均值较多的值叫做可疑值， 去掉可疑值，计算其他各值的平均值。如 可疑值与其他各值的平均值的偏差大于平 均偏差的4倍，则可疑值是一个污染值，予 以剔除。 • 优点：简单，便于计算 • 缺点：要求成土母质相对均一
2.土壤的酸碱度与重金属的迁移转化
• 土壤pH值升高，重金属易形成氢氧化物沉淀
物从土壤溶液中析出，一些重金属离子（Cu、
Zn、Fe、Pb、Cr等）的浓度下降，难被作物 吸收。 • 当pH值下降时，土壤中重金属溶解，酸性土 壤作物受害。
2.土壤的酸碱度与重金属的迁移转化
• 通常，重金属的硫化物，氢氧化物、碳酸盐、 磷酸盐的溶解度较小，重金属离子在土壤中常 以上述化合物的沉淀形式存在。
4.土壤中重金属元素背景值的检验方法 （1）平均值加标准差法
• 用一定区域的土壤中重金属元素的自然含 量的平均值加两倍或三倍的标准差的方法， 以确定土壤是否受到重金属污染的标准。
• 优点：简单，便于计算
• 缺点：要求成土母质相对均一，对于成土 母质复杂的区域此法行不通。
4.土壤中重金属元素背景值的检验方法 （2）差异检验法（上下层比较法）
土壤、沉积物、天然水、近地大气等）中
的正常含量。
二、土壤中重金属元素的背景值
2.土壤背景值
• 指在未受或少受人类活动影响下，尚未受
或少受污染和破坏的土壤中元素的含量。
二、土壤中重金属元素的背景值
3. 土壤环境中重金属的背景值
• 指一定区域内自然状态下未受人为污染影
响的土壤中重金属元素的正常含量。
第五章 土壤环境
• 土壤 是环境中特有的组成部分，是
位于陆地表面呈连续分布，具有肥力 并能生长植物的疏松层，它是一个复
杂的物质体系。
土壤目前的环境问题
• 1. 生态破坏问题：土壤退化、土壤侵蚀、水土 流失、沙漠化和荒漠化等；
• 2. 环境污染问题：农药、化肥的投入；污水灌
溉；“三废”堆弃等，造成土壤污染事件的发
• 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：微生物特别某些特定菌类对镉有较好的
耐受性，可望用于工厂处理含镉废水处理。
2.汞（Hg）
（1）吸附特征
• Hg2+、Hg22+可被带负电的土壤胶体吸附， HgCI3-等可被带正电的胶体所吸附。 • 土壤对汞的吸附还受到pH值的影响，在
pH值在1～8范围内，吸附量随pH 值增
高而增大。
2.汞（Hg）
（2）汞的氧化还原特征
•
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
• 在厌氧条件下，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。 • 甲基汞有一甲基汞（CH3Hg+)和二甲基汞 [（CH3)2Hg]两类。 • 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。
• 水溶性砷：主要为AsO43－、 HAsO42－、 H2AsO43－、 AsO33－、 H2AsO3－ • 吸附交换态砷：为胶体吸附或与有机物 配位、螯合， • 难溶性砷：与土壤Fe、Al、Mg等离子结 合形成难溶或与Fe、Al氢氧化物形成共 沉淀。
生。
主要内容
1
2 3
土壤环境污染和净化 重金属对土壤的污染 化学农药对土壤的污染 土壤污染的防治
4
第五章 土壤环境
第一节 土壤环境污染与净化
一、土壤污染和净化
１.土壤污染定义
是指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， 并影响到植物的生长发育以及产量和质量 的下降，这种现象叫土壤污染。
垃圾；
特点：污染物在地表堆放或处置过程中通过扩散、 降水淋滤等直接或间接地影响土壤与地下水。
三、土壤污染的类型
（5）综合污染型
• 多污染源、多污染途径同时造成。 • 特点：多源性。
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（6）其他途径型污染 • 石油污染、放射性物质污染
第五章 土壤环境
第二节 重金属对土壤的污染
一、土壤中重金属元素的来源
合物是难溶的还是易溶的。
一般来说，当金属离子浓度高时以吸附为主； 而在低浓度时以络合-螯合为主。
5.生物代谢作用
•
细菌、放线菌的汞还原酶使Hg2＋还原成零
价汞；
•
Cd通过与微生物或它们的代谢产物生成配
合物而被土壤固定；
5.生物代谢作用
•
重金属在土壤中富积，通过生物放大作用，
进入生物代谢中；
•
重金属可在微生物作用下转化成毒性更大 的金属有机化合物。
（4）放射性元素，如铯、锶等；
（5）致病微生物类，如肠细菌、炭疽杆菌、破伤风杆菌、 肠寄生虫（蠕虫）、霍乱弧菌、结核杆菌等。
（ 6 ）土壤中有机物分解产生 CO2、 CH4、 H2S、 H2、 NH3和 N2 等气体（其中CO2和CH4是主要的），在某些条件下，这些 气态物质也可能成为土壤的污染物。
1.土壤的氧化还原条件与重金属的迁移转化
• 重金属按性质分为氧化难溶性元素和还原
难溶性元素，使其毒性发生变化。 • 铁、锰和砷属于氧化难溶性重金属，镉、
铬、铜、钒等属于还原难溶性物质。
1.土壤的氧化还原条件与重金属的迁移转化
• 以水稻田土壤中的Cd为例： • 灌溉期，形成还原性环境，镉主要以CdS形式存 在，抑制Cd2+的迁移，难以被植物所吸收。 • 落干期，造成氧化淋溶环境， S2-氧化成SO42-， 引起pH降低，镉溶解在土壤中，易被植物吸收。
4.土壤中重金属的络合与螯合作用
• 对几种重金属离子的研究表明： 物的溶解度；
螯合作用：多个配位体与一个重 （1）羟基与重金属络合作用可大大提高重金属氢氧化 金属离子形成封闭的环状化合物。
（2）氯络合作用可提高难溶重金属化合物的溶解度，
同时可减弱土壤胶体对重金属的吸附；
（3）有机螯合物对金属迁移的影响取决于所形成的螯
3.土壤胶体的吸附作用与重金属的迁移转化
• 金属离子被土壤胶体所吸附，是它从液相转 入固相的重要途径。 • 胶体的吸附，特别是有机胶体的吸附，在很
大程度上决定着土壤中重金属的分布和富集，
是土壤污染累积的重要原因。
3.土壤胶体的吸附作用与重金属的迁移转化
• 同一类的土壤胶体对阳离子的吸附与阳离子的
原生 岩石
人类 活动
一、土壤中重金属元素的来源
• 土壤重金属污染物：主要有铜、铬、镉、砷、汞等。其中镉和 砷是极毒的；汞、铅、镍是中等毒性；硼、铜、锰、锌的毒性 原生 较低。 • 土壤中的重金属来源主要是“三废” 的排放所致。
岩石
人类 活动
二、土壤中重金属元素的背景值
1.背景值
• 在各区域正常地质地理条件和地球化学条 件下元素在各类自然体（岩石、风化产物、
• 胶体对重金属的吸附分两种：一种是吸附 在胶体表面，较易释放，对土壤是暂时的 解毒；另一种是将重金属吸附在胶体矿物 的晶格中，很难释放，不利于重金属的迁 移转化。
4.土壤中重金属的络合与螯合作用
• 重金属离子的浓度较低时，主要是以络
离子的形式存在。
• 络合作用可以改变重金属氢氧化物的溶 解度，使元素迁移能力增强。
只要土壤污染物浓度减小或不能进入 生物循环就可称为土壤净化。
二、土壤污染源和污染物
• １土壤污染源
• 矿物风化后自然扩散：在某些矿床 天然污染源 或元素和化合物的富集中心周围， 由于矿物的自然分解与风化，往往 形成自然扩散带，使附近土壤中某 些元素的含量超出一般土壤的含量。 • 火山爆发后降落的火山灰等。 人为污染源
4.土壤中重金属元素背景值的检验方法 （5）元素相关分析法
• • • • 找出元素与元素间的相关关系。 a.找到一种内参元素； b.在相关曲线两侧建立置信带； c.落在置信带内的点为背景值，之外的点 为污染值。 优点：相对精确 缺点：必须找出内参元素，且内参元素与
其他元素来源于同一成土母质。
三、土壤中重金属元素的迁移转化
四、主要重金属在土壤中的迁移转化
1.镉（Cd）
• 金属镉无毒性，但镉的化合物毒性极大， 而且属于积蓄型，引起慢性中毒的潜伏期
可达10～30年之久。
四、主要重金属在土壤中的迁移转化
1.镉（Cd）
• 土壤中的镉有水溶性(离子态和络合态)及非水溶性(化 学沉淀和胶体吸附态)两种，它们随环境条件的变动而 互相转化。 • 对作物起危害作用的主要是水溶性镉。
特点：污染物质主要集中在土壤表层，以大气污染源为中 心呈环状分布或沿下风向呈带状分布。
三、土壤污染的类型
⑶农业污染型
污染物主要来自施入土壤的化学农药和化肥；
特点：污染面积大，污染程度与化肥、农药的数
量、种类、施用方式等有关。一般在根层以下积累
或转入地下水，成为潜在的污染物。
⑷固体废物污染型
污染物为工矿企业排出的尾矿废渣、污泥和城市
• 工业污染源 • 农业污染源 • 生物污染源
2.土壤污染物
• 进入土壤并影响土壤正常作用的物质，
即会改变土壤的成分、降低农作物数量 或质量，有害于人体健康的物质。
土壤污染物主要种类有：
（2）氮素和磷素化学肥料；
（ 1）有机物质，如化学农药、工业废水中的有机污染物；
（3）重金属，如砷、镉、汞、铬、铜、锌、铅等；
2.汞（Hg）
（3）植物对汞的吸收和累积与土壤汞的含量关系 • 汞在作物不同部位的累积顺序： • 根>叶>茎>种子
• 汞在粮食作物中的累积顺序：
• 水稻>玉米>高粱>小麦 • 汞在不同土壤中的最大允许量：
• 酸性土壤：0.5ppm；石灰性土壤：1.5ppm
3.砷（As）
存在形态：As(Ⅲ、Ⅴ)是主要价态。
２．土壤污染的特点
• 持续性和积累性 土壤污染的 防治应以预 防为主。
• 隐蔽性和潜伏性
• 不可逆性和恢复的长期性 • 毒性的缓效性
3.土壤净化
• 土壤本身通过吸附、分解、迁移、转化， 而使土壤污染的浓度降低而消失的过程。 • 土壤发挥自净功能的三个作用： • （1）挥发、扩散 • （2）沉淀、胶体吸附 • （3）生物和化学降解
4.土壤中重金属元素背景值的检验方法 • （4）富集系数法
• 选用土壤中含量较高且抗风化能力较强的 TiO2、Al2O3作为指示性物质，用土壤中这 些物质与岩石中相同物质的含量作比较， 计算富集系数。
优点：较精确 土壤中元素含量/土壤中TiO2（或Al2O3）含量 •缺点：同一剖面不同层次的土壤发育于同 富集系数= 岩石中元素含量/岩石中TiO2（或Al2O3）含量 一母质上。
• 在酸性条件下，镉化合物的溶解度增大，毒性增强； • 在碱性条件下，则形成氢氧化镉沉淀。 • 在氧化条件下，镉的活性或毒性增强。 • 在还原条件下，形成硫化镉沉淀。
1.镉（Cd）
• 存在：在0-15米土壤表层积累，主要以 Cd3(PO4)2 和
Cd(OH)2 的形式存在。分为可给态、代换态和难溶态。
价态有关。
• 与土壤的胶体性质有关：矿物类型，化学组成， 阳离子交换量，比表面积等有关。
3.土壤胶体的吸附作用与重金属的迁移转化
• 同一类的土壤胶体对阳离子的吸附与阳离子的
价态有关。
• 与土壤的胶体性质有关：矿物类型，化学组成， 阳离子交换量，比表面积等有关。 土壤有机胶体属无定形胶体，比表面积大，吸附 容量可达 150-700 毫克当量/100克土。 对金属离子的吸附顺序是：Pb > Cu > Cd > Zn > Hg
重金属元素迁移转化的影响因素：
1.土壤的氧化还原条件
2.土壤的酸碱度
3.土壤胶体的吸附作用 4.土壤中重金属络合与螯合作用 5.生物代谢作用
1.土壤的氧化还原条件与重金属的迁移转化
• 土壤中氧化剂主要有游离氧、NO3-离子和高价金 属离子(Fe(Ⅲ)、Mn(Ⅳ)、V(Ⅴ)、Ti(Ⅳ))等。
• 还原剂有低价金属离子、土壤有机质及在厌氧条
三、土壤污染的类型
⑴水体污染型
工业废水和城市生活污水未经处理或不实行清污分流， 直接排放造成的。 特点：污染物质一般集中于土壤表层，但随时间的延长， 污染物质也可由上向下扩散和转移，可达地下水深度。污染 沿河流分布，并从上游向下游延伸。
⑵大气污染型
来源于被污染的大气，主要污染物为二氧化硫、氮氧化物 和颗粒物等；
• 用表、底土层间的化学元素含量的差异显 著性判别。选出表层土样平均含量高于底 土层样平均含量的元素作为检验对象。 • 优点：适宜于区域性的土壤检验
• 缺点：检验结果容易受地下水等其他因素 的影响。
4.土壤中重金属元素背景值的检验方法 （3）4D法 • 将有5个实测值的一组数据进行比较，把其 中一个偏离平均值较多的值叫做可疑值， 去掉可疑值，计算其他各值的平均值。如 可疑值与其他各值的平均值的偏差大于平 均偏差的4倍，则可疑值是一个污染值，予 以剔除。 • 优点：简单，便于计算 • 缺点：要求成土母质相对均一
2.土壤的酸碱度与重金属的迁移转化
• 土壤pH值升高，重金属易形成氢氧化物沉淀
物从土壤溶液中析出，一些重金属离子（Cu、
Zn、Fe、Pb、Cr等）的浓度下降，难被作物 吸收。 • 当pH值下降时，土壤中重金属溶解，酸性土 壤作物受害。
2.土壤的酸碱度与重金属的迁移转化
• 通常，重金属的硫化物，氢氧化物、碳酸盐、 磷酸盐的溶解度较小，重金属离子在土壤中常 以上述化合物的沉淀形式存在。
4.土壤中重金属元素背景值的检验方法 （1）平均值加标准差法
• 用一定区域的土壤中重金属元素的自然含 量的平均值加两倍或三倍的标准差的方法， 以确定土壤是否受到重金属污染的标准。
• 优点：简单，便于计算
• 缺点：要求成土母质相对均一，对于成土 母质复杂的区域此法行不通。
4.土壤中重金属元素背景值的检验方法 （2）差异检验法（上下层比较法）
土壤、沉积物、天然水、近地大气等）中
的正常含量。
二、土壤中重金属元素的背景值
2.土壤背景值
• 指在未受或少受人类活动影响下，尚未受
或少受污染和破坏的土壤中元素的含量。
二、土壤中重金属元素的背景值
3. 土壤环境中重金属的背景值
• 指一定区域内自然状态下未受人为污染影
响的土壤中重金属元素的正常含量。
第五章 土壤环境
• 土壤 是环境中特有的组成部分，是
位于陆地表面呈连续分布，具有肥力 并能生长植物的疏松层，它是一个复
杂的物质体系。
土壤目前的环境问题
• 1. 生态破坏问题：土壤退化、土壤侵蚀、水土 流失、沙漠化和荒漠化等；
• 2. 环境污染问题：农药、化肥的投入；污水灌
溉；“三废”堆弃等，造成土壤污染事件的发
• 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：微生物特别某些特定菌类对镉有较好的
耐受性，可望用于工厂处理含镉废水处理。
2.汞（Hg）
（1）吸附特征
• Hg2+、Hg22+可被带负电的土壤胶体吸附， HgCI3-等可被带正电的胶体所吸附。 • 土壤对汞的吸附还受到pH值的影响，在
pH值在1～8范围内，吸附量随pH 值增
高而增大。
2.汞（Hg）
（2）汞的氧化还原特征
•
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
• 在厌氧条件下，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。 • 甲基汞有一甲基汞（CH3Hg+)和二甲基汞 [（CH3)2Hg]两类。 • 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。
• 水溶性砷：主要为AsO43－、 HAsO42－、 H2AsO43－、 AsO33－、 H2AsO3－ • 吸附交换态砷：为胶体吸附或与有机物 配位、螯合， • 难溶性砷：与土壤Fe、Al、Mg等离子结 合形成难溶或与Fe、Al氢氧化物形成共 沉淀。
生。
主要内容
1
2 3
土壤环境污染和净化 重金属对土壤的污染 化学农药对土壤的污染 土壤污染的防治
4
第五章 土壤环境
第一节 土壤环境污染与净化
一、土壤污染和净化
１.土壤污染定义
是指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， 并影响到植物的生长发育以及产量和质量 的下降，这种现象叫土壤污染。
垃圾；
特点：污染物在地表堆放或处置过程中通过扩散、 降水淋滤等直接或间接地影响土壤与地下水。
三、土壤污染的类型
（5）综合污染型
• 多污染源、多污染途径同时造成。 • 特点：多源性。
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（6）其他途径型污染 • 石油污染、放射性物质污染
第五章 土壤环境
第二节 重金属对土壤的污染
一、土壤中重金属元素的来源
合物是难溶的还是易溶的。
一般来说，当金属离子浓度高时以吸附为主； 而在低浓度时以络合-螯合为主。
5.生物代谢作用
•
细菌、放线菌的汞还原酶使Hg2＋还原成零
价汞；
•
Cd通过与微生物或它们的代谢产物生成配
合物而被土壤固定；
5.生物代谢作用
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重金属在土壤中富积，通过生物放大作用，
进入生物代谢中；
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重金属可在微生物作用下转化成毒性更大 的金属有机化合物。
（4）放射性元素，如铯、锶等；
（5）致病微生物类，如肠细菌、炭疽杆菌、破伤风杆菌、 肠寄生虫（蠕虫）、霍乱弧菌、结核杆菌等。
（ 6 ）土壤中有机物分解产生 CO2、 CH4、 H2S、 H2、 NH3和 N2 等气体（其中CO2和CH4是主要的），在某些条件下，这些 气态物质也可能成为土壤的污染物。