第五章土壤环境保护第一节土壤污染与污染源（课件）《环境学基础》教学同步（化学工业出版社）

第五章　土壤环境保护 第一节　土壤污染与污染源 土壤 土壤 母质 有机 质 水 分 养分 空气 微生 物 成 分 土壤是指位于陆地表面具有肥力的疏松层次，它具有一定的组成成分、结构和功能。土壤由矿物质、有机质、水分、空气和土壤生物5种成分组成，是固体、液体、气体三相共存的多相体系。其相对含量因时因地而异，大体上固体部分占50％，空气占20％，土壤水分占30％。 土壤概述 成熟的土壤剖面图 R：母岩层 C：风化层 B：沉积层（心土层） A：表土层 土壤层 成土 顺序 R→C →A →B ①培育植物： 植物挺立生长的支持体；植物生长提供水、空气和养分。 ②推动物质循环：土壤是地球表层中介入元素循环的一个重要圈层，由岩石风化产生所有物质都可能进入大气和水系，又可通过地球化学循环归入土壤。 ③保存水资源：土壤是大气和地下水之间的缓冲地区。 ④防止灾害：土壤蓄水量大，可防止洪水发生。土壤植物又可防止风雨侵蚀、水土流失或土壤荒漠化趋向，并兼有防风、消音等作用。 ⑤自净能力：土壤具有极大比表面和催化活性；土壤对外来污染物有一定的自净能力。 土壤的基本环境机能 土壤污染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，叫土壤污染。 土壤污染 土壤污染的特点 ①隐蔽性和潜伏性 ③危害的严重性 ②不可逆性和长期性 主要的重金属污染 土壤重金属污染物主要有汞、镉、铅、铜、铬、砷、镍、铁、锰、锌等，砷虽不属于重金属，但因其行为与来源以及危害都与重金属相似，故常列入重金属类进行讨论。 对植物的需要而言，可分为两类：一类是植物生长发育不需要的元素，而对人体健康危害比较明显，如镉、汞、铅等；另一类是植物正常生长发育所需元素，且对人体又有一定生理功能，如铜、锌等，但过多会发生污染，妨碍植物生长发育。 汞Hg 土壤汞污染主要来自于污染灌溉、燃煤、汞冶炼厂和汞制剂厂（仪表、电气、氯碱工业）的排放。含汞农药的施用等也是重要的汞污染源。 土壤中汞的存在形态有无机态与有机态，在一定的条件下互相转化。无机汞有HgSO4、HgCl2、HgO，因溶解度低它们在土壤中迁移转化能力很弱，但在土壤微生物作用下，汞可向甲基化方向转化。在好氧条件下主要形成脂溶性的甲基汞，可被微生物吸收、积累造成对人体的危害；在厌氧条件下，形成二甲基汞，在微酸性环境下，二甲基汞可转化为甲基汞。 镉主要来源于镉矿、镉冶炼厂。镉常与锌共生，所以冶炼锌排放物中必有ZnO、CdO，挥发性强，以污染源为中心可波及数km远。镉工业废水灌溉农田也是镉污染重要来源。 镉对农业最大的威胁是产生“镉米”、“镉菜”，进入人体后使人得骨痛病。另外，镉会损伤肾小管，出现糖尿病，还有镉引起血压升高，出现心血管病，甚至还有致癌、致畸的报道。 镉Cd 铅 Pb 铅是土壤污染较普遍的元素。污染源主要来自汽油里添加抗爆剂烷基铅，随汽油燃烧后的尾气而积存公路两侧百米范围内的土壤中，另外，铅字印刷厂、铅冶炼厂、铅采矿场等也是重要的污染源。 铅对植物的危害表现为叶绿素下降，阻碍植物的呼吸及光合作用。谷类作物吸铅量较大，但多数集中在根部，茎秆次之，籽实中较少。因此铅污染土壤所生产的禾谷类茎秆不宜作饲料。 铅对动物的危害则是累积中毒。人体中铅能与多种酶结合从而干扰有机体多方面的生理活动，导致对全身器官产生危害。 污染源主要是电镀、制革废水、铬渣等。铬在土壤中主要有两种价态：Ｃr6+和Ｃr3+。两种价态的行为极为不同，前者活性低而毒性高，后者毒性小。植物吸收铬约95％留在根部。低浓度的Ｃr6+能提高植物体内酶活性与葡萄糖含量，高浓度时则阻碍水分和营养向上部输送，并破坏代谢作用。 铬对人体与动物也是有利有弊。人体中含铬过低会产生食欲减退症状。但饮水中超标400倍时，会发生口角糜烂、腹泻、消化紊乱等症状。 铬 Cr 土壤砷污染主要来自大气降尘与含砷农药。燃煤是大气中砷的主要污染源。土壤中砷大部分为胶体吸收或和有机物络合或与土壤中铁、铝、钙离子相结合，形成难溶化合物。pH和EH值影响土壤对砷的吸附。pH值高土壤砷吸附量减少而水溶性砷增加；土壤氧化条件下，大部是砷酸，砷酸易被胶体吸附，而增加土壤固砷量。随EH降低，砷酸转化为亚砷酸，可促进砷可溶性，增加砷害。 砷对植物危害的最初症状是叶片卷曲枯萎，进一步是根系发育受阻，最后是植物根、茎、叶全部枯死。砷对人体危害很大，它能使红血球溶解，破坏正常生理功能，甚至致癌等。 砷 As 我国多个省（市）城郊、污水灌溉区、工矿等经济发展较快地区的320个重点污染区中，污染超标的大田农作物种植面积为60.6万hm2,占监测调查总面积的20%；其中重金属含量超标的农产品产量与面积约占污染物超标农产品总量与总