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土壤污染及其防治南開(kāi)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院邵超峰SoilPollutionandPrevention
土壤是重要的自然資源,它是農(nóng)業(yè)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)?!懊褚允碁樘?,農(nóng)以土為本”道出了土壤對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重大作用。由于人口不斷增加,人類對(duì)食物的需求量越來(lái)越大,土壤在人類生活中的作用也越來(lái)越大。但隨著城鄉(xiāng)工業(yè)不斷發(fā)展壯大,“三廢”污染越來(lái)越嚴(yán)重,并由城市不斷向農(nóng)村蔓延,加之化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜等物質(zhì)大量使用,土壤污染形式日益嚴(yán)峻。減少和防治土壤污染已成為當(dāng)前環(huán)境科學(xué)和土壤科學(xué)共同面臨、亟待解決的重要任務(wù)。土壤是生命之基、萬(wàn)物之母。土壤和空氣、水一樣,是構(gòu)成生態(tài)系統(tǒng)的基本要素,是人類賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ),也是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展不可或缺的寶貴自然資源。土壤污染與防治當(dāng)前的土壤污染現(xiàn)象土壤污染及污染源土壤防治對(duì)策相關(guān)問(wèn)題分析1土壤的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)
1.1土壤的組成土壤是由固體、液體和氣體三相共同組成的多相體系,具有疏松的結(jié)構(gòu)。
土壤的組成
土壤礦物質(zhì)
土壤有機(jī)質(zhì):土壤中含碳有機(jī)化合物的總稱(占固相總重量的10%以下)。分為非腐殖物質(zhì)和腐殖質(zhì)兩大類。土壤水分
——土壤溶液土壤中的空氣
——主要成分都是N2、O2和CO2
。與空氣比較,土壤空氣中;CO2含量比大氣中高得多;O2的含量低于大氣;水蒸氣的含量比大氣中高得多;還含有少量還原性氣體原生礦物質(zhì)(各種巖石受到程度不同的物理風(fēng)化而未經(jīng)化學(xué)風(fēng)化的碎屑物)——
四類:硅酸鹽類礦物、氧化物類礦物、硫化物類礦物和磷酸鹽類礦物次生礦物質(zhì)(由原生礦物經(jīng)化學(xué)風(fēng)化后形成的新礦物)——三類:簡(jiǎn)單鹽類、三氧化物類和次生鋁硅酸鹽類巖石化學(xué)風(fēng)化(氧化、水解和酸性水解)伊利石(或水云母)[(OH)4Ky(A14·Fe4·Mg4·Mg6)(Si8-y·Aly)O20]蒙脫石高嶺石[Al4Si4O10(OH)8]1.2土壤的特性酸堿性◎我國(guó)土壤的pH大多在4.5-8.5范圍內(nèi),并有由南向北pH值遞增的規(guī)律性。
土壤的酸堿性首先決定于土壤的組成:我國(guó)長(zhǎng)江(北緯330)以南的土壤,Si,Al,Fe含量較高,三者占土壤總量的95%以上,土壤多為酸性和強(qiáng)酸性,如華南、西南地區(qū)廣泛分布的紅壤、黃壤,pH值大多在4.5-5.5之間,有少數(shù)低至3.6-3.8;華中華東地區(qū)的紅壤,pH值在5.5-6.5之間;長(zhǎng)江以北的土壤(如華北、西北的土壤)大多含CaCO3,多為中性或堿性,pH值一般在7.5-8.5之間,少數(shù)強(qiáng)堿性土壤的pH高達(dá)10.5。土壤酸化的原因:化學(xué)原因——主要是礦物的風(fēng)化過(guò)程產(chǎn)生的無(wú)機(jī)酸或大量二氧化碳;土壤弱酸鹽的水解;無(wú)機(jī)肥料殘留的酸根;重金屬和有機(jī)物對(duì)土壤的污染;酸雨的影響;土壤膠體吸附的H+、Al3+等被其它陽(yáng)離子交換:
土壤酸化的第二個(gè)原因是微生物對(duì)有機(jī)物降解。
土壤的堿化土壤溶液中OH-離子的主要來(lái)源是
CO32-和
HCO3-的堿金屬(Na、K)及堿土金屬(Ca、Mg)的鹽類。交換性陽(yáng)離子的水解:
2.中國(guó)土壤污染現(xiàn)狀中國(guó)糧食產(chǎn)量年年增長(zhǎng),可是在表面光鮮的外表下,隱藏的危險(xiǎn)更值得我們重視?,F(xiàn)在農(nóng)民普遍感到土壤板結(jié)了,莊稼難種了。居民普遍感到果不香、瓜不甜、菜無(wú)味,蔬菜雖然數(shù)量多了,但比小時(shí)候的難吃了。中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院的土壤研究專家多年的跟蹤研究發(fā)現(xiàn),中國(guó)1/5的耕地面積遭受嚴(yán)重污染,中低產(chǎn)耕地占總面積的65%,而且耕地在逐年減少,人均耕地面積僅1.43畝。目前全國(guó)重金屬和農(nóng)藥污染耕地已達(dá)3億畝,污水灌溉污染耕地3250萬(wàn)畝,固體廢棄物堆存占地和毀田200萬(wàn)畝,合計(jì)約占全國(guó)耕地總面積的1/5。中國(guó)1/5耕地面積重污染面臨糧食安全危機(jī)中國(guó)土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)根據(jù)國(guó)務(wù)院決定,2005年4月至2013年12月,我國(guó)開(kāi)展了首次全國(guó)土壤污染狀況調(diào)查。調(diào)查范圍為中華人民共和國(guó)境內(nèi)(未含香港特別行政區(qū)、澳門(mén)特別行政區(qū)和臺(tái)灣地區(qū))的陸地國(guó)土,調(diào)查點(diǎn)位覆蓋全部耕地,部分林地、草地、未利用地和建設(shè)用地,實(shí)際調(diào)查面積約630萬(wàn)平方公里。中國(guó)土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)全國(guó)土壤環(huán)境狀況總體不容樂(lè)觀,部分地區(qū)土壤污染較重,耕地土壤環(huán)境質(zhì)量堪憂,工礦業(yè)廢棄地土壤環(huán)境問(wèn)題突出。工礦業(yè)、農(nóng)業(yè)等人為活動(dòng)以及土壤環(huán)境背景值高是造成土壤污染或超標(biāo)的主要原因。全國(guó)土壤總的超標(biāo)率為16.1%,其中輕微、輕度、中度和重度污染點(diǎn)位比例分別為11.2%、2.3%、1.5%和1.1%。污染類型以無(wú)機(jī)型為主,有機(jī)型次之,復(fù)合型污染比重較小,無(wú)機(jī)污染物超標(biāo)點(diǎn)位數(shù)占全部超標(biāo)點(diǎn)位的82.8%。從污染分布情況看,南方土壤污染重于北方;長(zhǎng)江三角洲、珠江三角洲、東北老工業(yè)基地等部分區(qū)域土壤污染問(wèn)題較為突出,西南、中南地區(qū)土壤重金屬超標(biāo)范圍較大;鎘、汞、砷、鉛4種無(wú)機(jī)污染物含量分布呈現(xiàn)從西北到東南、從東北到西南方向逐漸升高的態(tài)勢(shì)。中國(guó)土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)由于片面追求糧食產(chǎn)量的增加,使得土壤環(huán)境受到了嚴(yán)重的破壞,不少地區(qū)農(nóng)田中有機(jī)質(zhì)的含量已經(jīng)從解放前的50%-70%甚至降低到1%。上世紀(jì)五十年代,北大荒的黑土層厚度約80-100厘米(所謂黑土層是富含有機(jī)質(zhì)的肥沃土壤)。但是,目前黑土層已經(jīng)下降到了20-40厘米,黑土層正以每年0.3-1厘米的侵蝕速率(形成1厘米厚的黑土需要400年)。由于土壤中喪失了有機(jī)質(zhì),因此只能大量使用化肥。中國(guó)化肥的使用量全球第一,過(guò)量的化肥導(dǎo)致農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的生態(tài)要素品質(zhì)下降,這就是癥結(jié)所在。同時(shí),污染的加劇導(dǎo)致土壤中的有益菌大量減少,土壤質(zhì)量下降,自凈能力減弱,影響農(nóng)作物的產(chǎn)量與品質(zhì),危害人體健康,甚至出現(xiàn)環(huán)境報(bào)復(fù)風(fēng)險(xiǎn)。污染土壤主要分布區(qū)域1、重污染企業(yè)及周邊地區(qū)2、工業(yè)企業(yè)遺留或遺棄場(chǎng)地3、油田、采礦區(qū)(有色金屬、煤礦)及周邊4、工業(yè)(園)區(qū)及周邊5、固體廢物集中填埋、堆放、焚燒等場(chǎng)地及周邊6、污水灌溉區(qū)7、城郊主要蔬菜基地和畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)周邊8、大型交通干線兩側(cè)及加油站附近9、廢舊電子產(chǎn)品處理處置場(chǎng)、汽車等拆解場(chǎng)地、大型木材防腐處理場(chǎng)地及其影響區(qū)等土壤污染現(xiàn)象中國(guó)是一個(gè)人多耕地少的國(guó)家,土壤污染較為嚴(yán)重。近期,土壤污染事件頻發(fā),“鎘大米”、“重金屬蔬菜”等事件的曝光引發(fā)了輿論對(duì)土壤污染問(wèn)題的關(guān)注。2013年5月,湖南大米鎘超標(biāo)事件震驚全國(guó),廣東抽檢發(fā)現(xiàn)126批次鎘含量超標(biāo)大米,其中68批產(chǎn)自湖南。而就在2月,一則《萬(wàn)噸湖南問(wèn)題大米流入廣東餐桌》的報(bào)道就披露了湖南土地遭受重金屬污染,出產(chǎn)的大米普遍鎘超標(biāo)的問(wèn)題。除了“鎘大米”外,“重金屬蔬菜”同樣令人觸目驚心。根據(jù)廣東有關(guān)部門(mén)對(duì)珠三角土壤檢測(cè)結(jié)果顯示,由于土壤污染,珠三角多地蔬菜重金屬超標(biāo)率達(dá)10%—20%。此外,血鉛事件、“癌癥村”等也時(shí)常出現(xiàn)在媒體報(bào)道中。頻發(fā)的土壤污染事件引發(fā)民眾擔(dān)憂,以致于有人發(fā)出“中國(guó)人站著就是鋼鐵俠,躺下就是一張?jiān)刂芷诒怼钡臒o(wú)奈調(diào)侃。廣州三家超市蔬菜水果八成半有農(nóng)藥殘留
綠色和平組織在超市的抽檢樣本中監(jiān)測(cè)出“駭人”結(jié)果農(nóng)藥殘留最嚴(yán)重的是白菜和砂糖橘漂亮的西紅柿也被查出多種非法農(nóng)藥的殘留Source:/20060613/n243709596.shtml“軟骨病、砷中毒、癌癥……種種痛苦的病癥正悄悄地襲擊越來(lái)越多的人群,包括皮膚病、肝病也成為一些地方的常見(jiàn)多發(fā)病。在這些災(zāi)難背后,隱藏的是礦產(chǎn)資源過(guò)度開(kāi)發(fā)產(chǎn)生的廢渣、廢水污染,如果不及時(shí)治理,其危害將更加嚴(yán)重?!蔽鬯喔戎袊?guó)污水灌溉是在20世紀(jì)50年代后期,60年代初期,為給農(nóng)業(yè)發(fā)展提供水肥,并為城市污水尋找出路而發(fā)展起來(lái)的。隨著污水排放量的增加和農(nóng)業(yè)缺水狀況的逐漸加劇,污灌面積也在增加。1963年為4.2萬(wàn)公頃,1976年18萬(wàn)公頃,1980年133.3萬(wàn)公頃,1991年306.7萬(wàn)公頃。據(jù)全國(guó)第二次污水灌區(qū)環(huán)境質(zhì)量狀況普查統(tǒng)計(jì),1998年我國(guó)利用污水灌溉的農(nóng)田面積為361.84萬(wàn)公頃(5427.6萬(wàn)畝)。中國(guó)80年代的污灌面積,估計(jì)已超過(guò)2000萬(wàn)畝,利用污水量約占總污水排放量(370億m3)的20%。灌溉農(nóng)田的污水大多沒(méi)有經(jīng)過(guò)處理,導(dǎo)致土壤肥力下降、鹽堿化加重、重金屬積累,土壤質(zhì)量惡化。常年不合理的污灌引起了嚴(yán)重的土壤有機(jī)污染、酸堿鹽污染和重金屬污染。據(jù)2012年中國(guó)農(nóng)業(yè)部進(jìn)行的全國(guó)污灌區(qū)調(diào)查,在約2100萬(wàn)畝的污水灌區(qū)中,遭受重金屬污染的土地面積占污水灌區(qū)面積的64.8%,其中輕度污染的64.7%,中度污染的9.7%,嚴(yán)重污染的8.4%??傮w上中國(guó)南方土壤污染重于北方,長(zhǎng)三角、珠三角、老工業(yè)基地等部分地區(qū)土壤污染問(wèn)題尤為突出。土壤的主要污染物為鎘、鎳、砷、汞、鉛、鉻等重金屬以及滴滴涕等有機(jī)物,有的污染物超標(biāo)達(dá)幾十倍甚至幾百倍。從領(lǐng)導(dǎo)到群眾缺乏環(huán)境意識(shí),特別是企業(yè)排污不達(dá)標(biāo),是造成耕地污染的罪魁禍?zhǔn)住S蟹ú灰?、?zhí)法不嚴(yán),缺少相應(yīng)環(huán)境法規(guī),不科學(xué)的污水灌溉,不合理、盲目地使用化肥農(nóng)藥也是耕地污染的重要原因。水體城市、交通、工業(yè)“三廢”以及農(nóng)業(yè)活動(dòng)土壤大氣干濕沉降廢氣揚(yáng)塵廢水固廢徑流灌溉農(nóng)產(chǎn)品水PM10PM2.5吸收水、土、氣環(huán)境污染及其危害示意圖水體沉積物土壤巖石風(fēng)化殼生物體大氣藍(lán)天-碧水凈土-潔食土壤污染又受到大氣、水污染的影響污染最嚴(yán)重的耕地主要集中在耕地土壤生產(chǎn)性狀最好、人口密集的城市周邊地帶和對(duì)土壤環(huán)境質(zhì)量的要求應(yīng)當(dāng)更高的蔬菜、水果種植基地。全國(guó)各主要農(nóng)區(qū)廣泛存在不合理耕作、過(guò)度種植、化學(xué)品投入過(guò)量,導(dǎo)致農(nóng)田土壤耕層變薄,土壤板結(jié),土壤生物性狀退化、酸化、鹽漬化,土壤基礎(chǔ)地力不斷下降,土壤污染問(wèn)題十分突出?;A(chǔ)地力是指不施肥時(shí)農(nóng)田靠本身肥力可獲取的產(chǎn)量。使用高氮化肥的國(guó)家中,中國(guó)是唯一的“增肥低增產(chǎn)”類型,2000~2008年九年中,中國(guó)的化肥總用量較90年代增長(zhǎng)了35%,糧食單產(chǎn)凈增加315公斤/公頃。德國(guó)、以色列、荷蘭在2000~2006年7年中氮肥總用量較90年代下降9%~26%,糧食單產(chǎn)增加約500公斤/公頃,屬于“減肥高增產(chǎn)”類型;韓國(guó)、丹麥、英國(guó)、法國(guó)在氮肥用量下降17%~33%,糧食單產(chǎn)增加為211~296公斤/公頃,為“減肥低增產(chǎn)”類型;越南、孟加拉、埃及、智利等國(guó)家同期化肥用量增加了20%~69%,糧食單產(chǎn)凈增加超過(guò)400公斤/公頃,最高達(dá)1173公斤/公頃,為“增肥高增產(chǎn)”類型。前中國(guó)農(nóng)藥使用量已達(dá)130萬(wàn)噸,是世界平均水平的2.5倍,受農(nóng)藥污染的耕地土壤面積達(dá)1.36億畝;地膜使用量達(dá)63萬(wàn)噸,白色污染相當(dāng)嚴(yán)重;畜、禽存欄量每10年增加1~2倍,畜禽糞便產(chǎn)生量已達(dá)到工業(yè)固廢量的3.8倍。在畜禽養(yǎng)殖業(yè)主產(chǎn)區(qū),當(dāng)?shù)匦笄菁S便及廢棄物產(chǎn)生量往往超出當(dāng)?shù)剞r(nóng)田安全承載量數(shù)倍乃至百倍以上,造成嚴(yán)重的土壤重金屬和抗生素、激素等有機(jī)污染物的污染。土壤資源形勢(shì)土壤資源形勢(shì)中國(guó)是一個(gè)人多耕地少的國(guó)家,土壤污染較為嚴(yán)重。中國(guó)現(xiàn)有水土流失面積356.92萬(wàn)平方公里,占國(guó)土總面積的37.2%;中國(guó)荒漠化土地面積263.62萬(wàn)平方公里,超過(guò)國(guó)土總面積的四分之一;中國(guó)鹽堿化土壤面積約3690萬(wàn)公頃。其中受鹽堿化影響的耕地總面積達(dá)624萬(wàn)公頃,約占全國(guó)土地總面積的7%;中國(guó)約50%以上的耕地微量元素缺乏,耕地缺磷面積達(dá)51%,缺鉀面積達(dá)60%。由于過(guò)度墾殖,土壤因有機(jī)質(zhì)匱乏而導(dǎo)致養(yǎng)分狀況失衡,土壤養(yǎng)分長(zhǎng)期的低投入、高支出造成全國(guó)范圍土壤肥力的下降。2010年11月,中國(guó)土壤保健促進(jìn)會(huì)稱,由于不合理的化肥施用、水土流失等,中國(guó)現(xiàn)在處于“亞健康”的土壤面積已經(jīng)很大,而病態(tài)土壤則占到了約10%,加強(qiáng)土壤保健已刻不容緩。我國(guó)2006年總耕地面積18.27億畝,居世界第四,
人均耕地1.40畝,不足世界人均數(shù)的一半按農(nóng)業(yè)人口算,人均耕地面積是世界平均值(8.1畝)的1/4,印度的1/2,俄羅斯的1/50,美國(guó)的1/200土壤資源利用強(qiáng)度世界之最,因利用和管理不善,導(dǎo)致了土壤質(zhì)量的嚴(yán)重退化,如沙漠化和荒漠化面積不斷擴(kuò)大、耕地土壤肥力下降或不平衡等。經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展、工業(yè)化和城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快,耕地銳減。農(nóng)用化學(xué)品的大量投入,土壤污染問(wèn)題日益嚴(yán)重,并對(duì)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量以及水體和大氣環(huán)境產(chǎn)生了嚴(yán)重影響。土壤資源的合理利用是我國(guó)政府必須切實(shí)加以解決的并關(guān)系到中華民族生存和發(fā)展的重大戰(zhàn)略問(wèn)題。由于耕地資源不足和人口基數(shù)太大,糧食安全始終是我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和政府決策中要考慮的首要問(wèn)題。因此,維持土壤肥力,促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展是主要任務(wù)之一。商務(wù)部:中國(guó)糧食進(jìn)口2012年全年超過(guò)了7000萬(wàn)噸,是歷史上糧食進(jìn)口量最多的一年,超過(guò)了糧食需求的10%。其中,谷物凈進(jìn)口1316.9萬(wàn)噸,總進(jìn)口大豆5838萬(wàn)噸,不斷刷新紀(jì)錄。污染物從多渠道進(jìn)入人們賴以生存的土壤環(huán)境,長(zhǎng)期在土壤中積累,形成一觸即發(fā)的“化學(xué)定時(shí)炸彈”。因此,國(guó)家需要行之有效的污染土壤治理技術(shù),以維持和提高現(xiàn)有的土壤環(huán)境質(zhì)量和健康質(zhì)量。
現(xiàn)狀與問(wèn)題2004>80萬(wàn)噸農(nóng)藥產(chǎn)量和用量世界首位,單位面積用量是世界平均水平的2倍利用率不足30%,低于發(fā)達(dá)國(guó)家10%-20%鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)造成土壤重金屬
污染使農(nóng)田糧食絕收現(xiàn)狀與問(wèn)題化肥產(chǎn)量和用量世界第一,單位面積用量是世界平均水平的3倍利用率不足40%,低于發(fā)達(dá)國(guó)家10%-20%
現(xiàn)狀與問(wèn)題污灌面積362萬(wàn)公頃,占總灌溉面積10%,比80年增加1.6倍污灌導(dǎo)致我國(guó)農(nóng)田土壤污染
東北沈撫污灌區(qū)三十多年石油污水灌溉造成農(nóng)地多環(huán)芳烴(PAHs)嚴(yán)重污染
1982年P(guān)AHs總量高達(dá)631.9mgkg-1(0-20cm表土層)、603.0mgkg-1(20-35cm底土層);1997年沈撫污灌區(qū)土壤PAHs污染研究結(jié)果表明,主要PAHs污染物為菲、熒蒽、芘、苯并[b]蒽和苯并[a]苝。
天津污灌地區(qū)天津地區(qū)土壤已經(jīng)受到有機(jī)氯農(nóng)藥、多環(huán)芳烴等有機(jī)污染物的污染
全國(guó)重點(diǎn)污染區(qū)分布我國(guó)農(nóng)藥生產(chǎn)量和使用量世界第一,占世界農(nóng)藥年產(chǎn)量的14%。我國(guó)農(nóng)藥單位面積使用量世界之最,但利用率很低。例:98年每公頃農(nóng)藥使用量比80年增加了3倍,單位面積用量比發(fā)達(dá)國(guó)家約高1倍,而農(nóng)藥利用率卻比發(fā)達(dá)國(guó)家低10~20個(gè)百分點(diǎn)、土壤農(nóng)藥殘留較高。我國(guó)糧食和蔬菜中農(nóng)藥殘留污染問(wèn)題引起關(guān)注。例:我國(guó)117個(gè)基地調(diào)查結(jié)果顯示,農(nóng)藥污染的糧食達(dá)8.2億kg,名特優(yōu)農(nóng)副產(chǎn)品有機(jī)磷、六六六和DDT等持久性有機(jī)污染物(POPs)檢出率較高。土壤污染威脅農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全我國(guó)因農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥污染中毒人數(shù)顯著增加,后茬作物的農(nóng)藥藥害事故頻繁發(fā)生,影響面日趨擴(kuò)大。許多化學(xué)農(nóng)藥還是主要的環(huán)境激素,進(jìn)入動(dòng)物和人體內(nèi)后干擾內(nèi)分泌,使生殖機(jī)能異常,影響人類的繁衍。在目前已查明的“環(huán)境激素黑名單”的67中有機(jī)污染物中農(nóng)藥占44種,占65.7%。國(guó)際公認(rèn)的12種POPs中9種是農(nóng)藥。許多昔日創(chuàng)匯型農(nóng)產(chǎn)品因殘留污染、品質(zhì)下降已失去國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力,我國(guó)加入WTO后這一問(wèn)題已更加突出。食物安全生態(tài)環(huán)境質(zhì)量土壤污染進(jìn)入土壤的污染物通過(guò)土壤-作物系統(tǒng)進(jìn)入農(nóng)產(chǎn)品威脅食物安全14個(gè)省城蔬菜抽樣調(diào)查:
農(nóng)藥超標(biāo)率31.1%
重金屬23.5%
亞硝酸鹽12.1%南京八卦洲蘆蒿生產(chǎn)基地使用高毒除草劑(一掃光)直接滅殺蘆蒿農(nóng)藥殘留?南京蘆蒿銷全國(guó)50多個(gè)城市,年產(chǎn)五千萬(wàn)公斤保護(hù)土壤,就是保護(hù)地球生命共同體。大地常被形容為母親,土壤養(yǎng)育著萬(wàn)物生長(zhǎng),也是人類賴以生存之地。我國(guó)土壤環(huán)境總體狀況堪憂,部分地區(qū)污染嚴(yán)重,污染物進(jìn)入土壤并積累到一定程度,會(huì)引起土壤質(zhì)量惡化,造成生態(tài)和人體健康危害,已經(jīng)成為“美麗中國(guó)”建設(shè)的一塊短板。二、土壤污染與污染源/ynly/dchtd.html1.、土壤污染土壤污染就是指人類活動(dòng)所產(chǎn)生的物質(zhì)(污染物),通過(guò)多種途徑進(jìn)入土壤,其數(shù)量和速度超出了土壤容納的能力和土壤凈化的速度,因而使土壤的性質(zhì)、組成及性狀等發(fā)生變化,使污染物質(zhì)的積累過(guò)程逐漸占據(jù)優(yōu)勢(shì),破壞了土壤的自然動(dòng)態(tài)平衡。土壤環(huán)境中污染物的輸入、積累和土壤環(huán)境的自凈作用是兩個(gè)相反而又同時(shí)進(jìn)行的對(duì)立、統(tǒng)一的過(guò)程,在正常情況下,兩者處于一定的動(dòng)態(tài)平衡。但土壤受污染,平衡被打破后,會(huì)影響生態(tài)系統(tǒng)的健康。土壤環(huán)境平衡被破壞的后果:土壤生態(tài)將發(fā)生明顯變異,土壤酸化、板結(jié),土質(zhì)變壞,導(dǎo)致土壤微生物區(qū)系(種類、數(shù)量和活性)的變化,土壤酶活性減少;同時(shí),由于土壤環(huán)境中污染物的遷移轉(zhuǎn)化,從而引起大氣、水體和生物的污染,并通過(guò)食物鏈,最終影響到人類的健康。1.土壤污染生物--土壤系統(tǒng)法化學(xué)法背景值法土壤污染指數(shù)法2.土壤污染判斷的定量方法
生物-土壤系統(tǒng)法:以植物從土壤中吸收污染物后,其可食部分污染物含量達(dá)到食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),或產(chǎn)量因污染而減少10%時(shí)的土壤污染物濃度為土壤污染臨界值,超過(guò)該值為污染。
化學(xué)法:是在生物--土壤系統(tǒng)法的基礎(chǔ)上建立起來(lái)的。利用“土壤污染臨界值”的概念,直接取其“臨界值”的測(cè)定方法與指標(biāo)(土壤全量或有效量),判斷土壤是否受污染,或進(jìn)行污染等級(jí)的劃分。土壤污染的定量方法:2.土壤污染判斷的定量方法
背景值法:建立在環(huán)境背景值的統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)上,能反映出環(huán)境變異的數(shù)量特征(以土壤背景值加二倍標(biāo)準(zhǔn)差為臨界值)。在實(shí)踐中使用較多。但不能反映出生物適應(yīng)能力因環(huán)境和自身長(zhǎng)勢(shì)而變異的影響。
土壤污染指數(shù)法:按污染物的污染指數(shù)(土壤中污染物的實(shí)測(cè)濃度與土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)濃度的比值)來(lái)劃分污染程度。土壤污染的定量方法:2.土壤污染判斷的定量方法上述四種方法中,最基本的依據(jù)是土壤污染臨界值和背景值,而土壤污染臨界值至今只有極少數(shù)的標(biāo)準(zhǔn),亟待研究。土壤污染的定量方法:2.土壤污染判斷的定量方法Ⅰ類,主要適用于國(guó)家規(guī)定的自然保護(hù)區(qū)、集中式生活飲用水源地、茶園、牧場(chǎng)和其它保護(hù)地區(qū)的土壤,土壤質(zhì)量基本上保持自然背景值;Ⅱ類,主要適用于一般農(nóng)田、蔬菜地、茶園、果園、牧場(chǎng)等土壤,土壤質(zhì)量基本上對(duì)植物和環(huán)境不造成危害和污染;Ⅲ類,主要適用于林地土壤及污染物容量較大地高背景值土壤和礦產(chǎn)附近等地的農(nóng)田土壤(蔬菜地除外),土壤質(zhì)量基本上對(duì)植物和環(huán)境不造成危害和污染。3.土壤(環(huán)境)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)將土壤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)分為三級(jí):一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為保護(hù)區(qū)域自然生態(tài),維持自然背景的土壤環(huán)境質(zhì)量的限制值;二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn),維護(hù)人體健康的土壤限制值;三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為保障農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)和植物正常生長(zhǎng)的土壤臨界值。
執(zhí)行:I類土壤環(huán)境質(zhì)量執(zhí)行一級(jí)標(biāo)準(zhǔn);II類土壤環(huán)境質(zhì)量執(zhí)行二級(jí)標(biāo)準(zhǔn);III類土壤環(huán)境質(zhì)量執(zhí)行三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。3.土壤(環(huán)境)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB15618-1995)(mg/kg)
級(jí)別123土壤pH自然背景<6.56.5-7.5>7.5>6.5Cd0.200.300.300.601.0Hg0.150.300.501.01.5As水田1530252030As旱地1540302540Cu農(nóng)田等3550100100400Cu果園-150200200400Pb35250300350500Cr水田90250300350400Cr旱地90150200250300Zn100200250300500Ni404050602004.土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)土壤污染評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB15618-1995)工業(yè)企業(yè)土壤環(huán)境質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)基準(zhǔn)(HJ/T25-1999)食用農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(HJ332-2006)區(qū)域土壤背景值評(píng)價(jià)方法單因子指數(shù)評(píng)價(jià)法地累積指數(shù)法綜合指數(shù)法模型指數(shù)法4.土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)單因子評(píng)價(jià)法式中,Pi為污染物單因子指數(shù);Ci為實(shí)測(cè)濃度(mg·kg-1);Si為土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(mg·kg-1)。Pi<1則表明未受污染,Pi
>1則表示己經(jīng)受到污染,Pi數(shù)值越大,說(shuō)明受到的污染越嚴(yán)重。地累積指數(shù)法式中,Cn是元素n在沉積物中的含量;Bn是沉積物中該元素的地球化學(xué)背景值;k為考慮各地巖石差異可能會(huì)引起背景值的變動(dòng)而取的系數(shù)(一般取值為1.5),用來(lái)表征沉積特征、巖石地質(zhì)及其他影響。綜合指數(shù)法疊加型綜合指數(shù)式中,Pi為大于1單因子污染指數(shù);P為綜合污染指數(shù)。綜合指數(shù)法綜合污染指數(shù)評(píng)價(jià)法(均方根綜合指數(shù)法)式中,Pi為單因子污染指數(shù);P為綜合污染指數(shù)。加權(quán)法綜合指數(shù)式中,Pi為單因子污染指數(shù);xi為賦予的權(quán)值,所有污染因子權(quán)值總和為1;P為綜合污染指數(shù)。或者綜合指數(shù)法污染負(fù)荷指數(shù)法式中,Pi為單因子污染指數(shù);PLI為某一點(diǎn)的綜合污染指數(shù);PLIzone為區(qū)域污染指數(shù)。綜合指數(shù)法內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)式中,P為尼梅羅綜合污染指數(shù);Pi平均為土壤中i元素單項(xiàng)污染指數(shù)平均值;Pi最大為所有元素污染指數(shù)中的最大值綜合指數(shù)法名稱優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)單因子指數(shù)法可以判斷出環(huán)境中的主要污染因子,對(duì)于單因素污染具有較好的評(píng)判,且使用范圍廣不能根據(jù)土壤特點(diǎn)全面、綜合地反映土壤的污染程度地累積指數(shù)法考慮了成巖作用對(duì)土壤背景值的影響背景元素在沉積物和土壤的差別綜合指數(shù)法疊加星綜合指數(shù)簡(jiǎn)單疊加法計(jì)算簡(jiǎn)便,將超標(biāo)污染物等量齊觀掩蓋了嚴(yán)控污染物和一般污染物的差異綜合污染指數(shù)評(píng)價(jià)法能夠表現(xiàn)出不同重金屬對(duì)土壤環(huán)境質(zhì)量的影響作用重金屬對(duì)土壤的作用不能明確的由一固定的值來(lái)表征其危害作用加權(quán)法綜合指數(shù)對(duì)各種環(huán)境質(zhì)量有較靈敏的分辨率混合加權(quán)法計(jì)算的結(jié)果沒(méi)有確切的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)污染負(fù)荷指數(shù)法避免污染指數(shù)加和關(guān)系造成的對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果歪曲的現(xiàn)象沒(méi)有考慮不同污染物源所引起的背景差別內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)應(yīng)用于多因素污染,突出主要污染物可能會(huì)人為夸大或縮小某些因子的影響幾種常見(jiàn)指數(shù)法及其優(yōu)缺點(diǎn)模型指數(shù)法模型指數(shù)法是在已有參數(shù)基礎(chǔ)上,構(gòu)建比較復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型,借助計(jì)算軟件,評(píng)價(jià)土壤污染的一種方法。所謂模型指數(shù)法其基礎(chǔ)仍然是指數(shù)法,只不過(guò)是對(duì)評(píng)價(jià)方法一種深化和探索,在模糊邊界以及土壤質(zhì)量影響因素灰色性的處理上較綜合評(píng)價(jià)法有一定的優(yōu)勢(shì)。模型指數(shù)法名稱內(nèi)容優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)模糊數(shù)學(xué)模型通過(guò)隸屬度函數(shù)建立關(guān)系模糊矩陣,通過(guò)權(quán)重因子建立權(quán)重模糊矩陣,最后通過(guò)綜合評(píng)價(jià)模型得到評(píng)價(jià)結(jié)果可以有效解決模糊邊界問(wèn)題因子權(quán)重的確定帶有人為效應(yīng)灰色聚類法構(gòu)造白化系數(shù),引入修正因子,確定權(quán)重因子,計(jì)算聚類系數(shù)得到評(píng)價(jià)結(jié)果相鄰級(jí)別的邊界問(wèn)題解決的比較好需要建立的白化函數(shù)比較多,計(jì)算過(guò)程繁瑣層次分析法建立層次結(jié)構(gòu),構(gòu)造判斷矩陣,單因子排序,賦予權(quán)重后重新排序,得到結(jié)果適合用于大規(guī)模、多因素、多指標(biāo)的環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)權(quán)重的確定帶有人為因素人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)指標(biāo)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)生成BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練和檢驗(yàn)樣本不受人為因素的影響神經(jīng)元數(shù)量會(huì)引起評(píng)價(jià)誤差土壤污染具有隱蔽性(潛伏性)和滯后性土壤污染來(lái)源復(fù)雜多樣土壤污染的易累積性土壤污染具有不可逆轉(zhuǎn)性和長(zhǎng)期性土壤污染的難治理性5.土壤污染的特點(diǎn)水質(zhì)污染型:這是土壤環(huán)境污染的最主要發(fā)生類型。污染源主要是工業(yè)廢水、城市生活污水和受污染的地面水體。
大氣污染型:污染物質(zhì)來(lái)源于被污染的大氣,特點(diǎn)為以大氣污染源為中心呈環(huán)狀或帶狀分布,長(zhǎng)軸沿主風(fēng)向伸長(zhǎng)。
固體廢物污染型:固體廢物系指被丟棄的固體狀物質(zhì)和泥狀物質(zhì),包括工礦業(yè)廢渣、污泥和城市垃圾等。
6.土壤污染的類型土壤污染的類型:農(nóng)業(yè)污染型:由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要而不斷地使用化肥、農(nóng)藥、城市垃圾堆肥、污泥等所引起的土壤環(huán)境污染。
放射性污染:隨著核技術(shù)在工農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、地質(zhì)、科研等各領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,越來(lái)越多的放射性污染物進(jìn)入土壤中。綜合污染型:污染源可能同時(shí)來(lái)自受污染的地面水和大氣,或受固體廢物,放射性廢物以及農(nóng)藥、化肥的污染。6.土壤污染的類型長(zhǎng)三角典型區(qū)農(nóng)業(yè)土壤重金屬含量表層與底層的比值鉛(Pb)鎘(Cd)汞(Hg)砷(As)鉻(Cr)銅(Cu)化工類電子類冶金類電鍍類造紙類紡織印染類養(yǎng)殖類其它類(農(nóng)田)1.20bB1.74aA1.76aAB1.13bAB1.28abB1.09bAB1.08bBC1.05bA1.59aA1.42aA1.11aAB0.98aB2.27aA1.20aAB1.39aA1.15aA1.35aAB1.34aA1.19aAB1.19aAB1.63aAB1.30aA1.33aAB1.19aA1.20aB1.05aA1.07aB1.18aAB0.86aB1.07aB1.14aABC1.15aA1.09bB1.04bA1.03bB1.21aAB0.99bB1.06bB1.06bC1.02bA1.18bB1.16bA1.88aA1.31bA1.28abB1.26bAB1.08bC1.18bA農(nóng)業(yè)土壤中重金屬的明顯積累與工業(yè)活動(dòng)有關(guān)長(zhǎng)江三角洲浙江富陽(yáng)重金屬污染區(qū)粗放式鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)與土壤污染:廢棄物煉銅鋅34家/10km2冶煉區(qū)農(nóng)業(yè)土壤重金屬?gòu)?fù)合污染/毒害
mg/kgCu>2000(100)Zn>3000(250)Pb>1000(300)Cd>30(0.3)Ni>100(50)As>100(25)我國(guó)糧食衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn):Cd:0.2mgkg-1,Pb:1.0mgkg-1, Cu:10.0mgkg-1,Zn:50mgkg-1;復(fù)合污染區(qū)稻米:Cu:2.93~8.2mgkg-1,<10.0mgkg-1Zn:4.40~45.8mgkg-1,<50mgkg-1Pb:0.05~2.1mgkg-1,超標(biāo)率為28%Cd:0.07~2.9mgkg-1,超標(biāo)率為92%,最高的是 限值的15倍(出現(xiàn)“鎘米”)。復(fù)合污染區(qū)稻米質(zhì)量安全與健康風(fēng)險(xiǎn)礦區(qū)及周邊污染:廣東大寶山上壩村:214人死于癌癥,“癌癥村”16km嚴(yán)重污染的河流(橫石河)
復(fù)合污染CdZnCuAsPb酸化土壤酸化:pH3.4,降低1.0土壤鎘:增加5倍以上,超標(biāo)46%(二級(jí)標(biāo)準(zhǔn))稻米鎘:1.6mg/kg(鎘米)超標(biāo)52%110樣井水鎘:0.014(mg/L),增加3倍,超標(biāo)27%上壩村癌癥類別死亡人數(shù)及比率
(1990-2005)
人體健康風(fēng)險(xiǎn)及其空間變異4132567891011Cu冶煉廠Zn4132567891011冶煉廠Cd4132567891011冶煉廠4132567891011Pb冶煉廠兒童是敏感人群;稻米攝入是最主要的暴露途徑;Pb、Cd是優(yōu)先關(guān)注的污染物;篩選出的高風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)位,需要實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)管理。7.土壤的自凈能力土壤環(huán)境的自凈作用(SelfPurificationoftheSoil),是指進(jìn)入土壤的物質(zhì),通過(guò)稀釋和擴(kuò)散等作用可以降低其濃度,或者被轉(zhuǎn)化為不溶性化合物而沉淀,或?yàn)槟z體牢固地吸附,從而暫時(shí)脫離生物小循環(huán)及食物鏈;或者通過(guò)生物和化學(xué)的降解作用,轉(zhuǎn)化為無(wú)毒或毒性小的物質(zhì),甚至成為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì);或經(jīng)揮發(fā)和淋溶從土體中遷移至大氣和水體。土壤自凈作用的機(jī)理:7.土壤的自凈能力
物理凈化作用(Physicaldepuration)土壤是一個(gè)多相的疏松多孔體,其中土壤膠體又具有很強(qiáng)的表面吸附能力,因而,進(jìn)入土壤中的難溶性固體污染物可被土壤機(jī)械阻留;可溶性污染物可被土壤水分稀釋或被土壤固相表面吸附;某些污染物可揮發(fā)或轉(zhuǎn)化成氣態(tài)物質(zhì)在土壤孔隙中遷移、擴(kuò)散,以至遷移入大氣。
土壤的物理凈化能力與土壤孔隙、土壤質(zhì)地、結(jié)構(gòu)、土壤含水量、土壤溫度等因素有關(guān)。例如,砂性土壤的空氣遷移、水遷移速率都較快,但表面吸附能力較弱。增加砂性土壤中有機(jī)膠體的含量,可以增強(qiáng)土壤的表面吸附能力。
土壤自凈作用的機(jī)理:7.土壤的自凈能力物理化學(xué)凈化作用(Chemical--Physicaldepuration)指污染物的陽(yáng)、陰離子與土壤膠體上原來(lái)吸附的陽(yáng)、陰離子之間的離子交換吸附作用。例如:此種凈化作用為可逆的離子交換反應(yīng),服從質(zhì)量作用定律。凈化能力的大小可用土壤陽(yáng)離子交換量或陰離子交換量的大小來(lái)衡量。一般土壤中帶負(fù)電荷的膠體較多,因此,一般土壤對(duì)陽(yáng)離子或帶正電荷的污染物的凈化能力較強(qiáng)。
土壤自凈作用的機(jī)理:7.土壤的自凈能力化學(xué)凈化作用(Chemicaldepuration)
通過(guò)化學(xué)反應(yīng),使污染物轉(zhuǎn)化成難溶性、難解離性物質(zhì),使危害程度和毒性減??;或者分解為無(wú)毒物或營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。包括凝聚與沉淀反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)、絡(luò)合-螯合反應(yīng)、酸堿中和反應(yīng)、同晶置換反應(yīng)、水解等。土壤環(huán)境的化學(xué)凈化能力的大小與土壤的物質(zhì)組成、性質(zhì),以及污染物本身的組成、性質(zhì)有密切關(guān)系。例如,富含碳酸鈣的石灰性土壤,對(duì)酸性物質(zhì)的化學(xué)凈化能力很強(qiáng)。土壤自凈作用的機(jī)理:7.土壤的自凈能力生物凈化作用(Biologicaldepuration)土壤中存在著大量依靠有機(jī)物生活的微生物,如細(xì)菌、真菌、放線菌等,它們有氧化分解有機(jī)物的巨大能力。當(dāng)污染物進(jìn)入土體后,在這些微生物體內(nèi)酶或分泌酶的催化作用下,發(fā)生各種各樣的分解反應(yīng),統(tǒng)稱為生物降解作用。生物凈化能力的大小與土壤中微生物的種群、數(shù)量、活性,以及土壤水分、土壤溫度、土壤通氣性、pH值、Eh值、適宜的C/N比等因素有關(guān)。
8.土壤污染物
土壤污染物的定義:輸入土壤環(huán)境中的足以影響土壤環(huán)境正常功能,降低作物產(chǎn)量和生物學(xué)質(zhì)量,有害于人體健康的那些物質(zhì),統(tǒng)稱為土壤環(huán)境污染物質(zhì)。主要包括城鄉(xiāng)工礦企業(yè)所排放的對(duì)人體、生物體有害的“三廢”物質(zhì),以及化學(xué)農(nóng)藥、病源微生物等。土壤污染物的分類:8.土壤污染物無(wú)機(jī)污染物:主要有重金屬和放射性核素物質(zhì),以及有害的氧化物、酸、堿、鹽、氟等。其中以重金屬和放射性物質(zhì)污染最難徹底清除,對(duì)人體最具潛在危害。有機(jī)污染物:主要有人工合成的有機(jī)農(nóng)藥、酚類物質(zhì)、氰化物、石油、稠環(huán)芳烴、洗滌劑,以及有害微生物、高濃度好氧有機(jī)物等。
污染物種類主要來(lái)源無(wú)機(jī)污染物重金屬汞(Hg)制燒堿、汞化物生產(chǎn)等工業(yè)廢水和污泥、含汞農(nóng)藥、汞蒸汽鎘(Cd)冶煉、電鍍、燃料等工業(yè)廢水、污泥和廢氣,肥料雜質(zhì)銅(Cu)冶煉、銅制品生產(chǎn)廢水、廢渣和污泥,含銅農(nóng)藥鋅(Zn)冶煉、鍍鋅、紡織等工業(yè)廢水和污泥、廢渣含鋅農(nóng)藥、磷肥鉛(Pb)顏料、冶煉等工業(yè)廢水、汽油防爆燃燒排氣、農(nóng)藥鉻(Cr)冶煉、電鍍、制革、印染等工業(yè)廢水和污泥鎳(Ni)冶煉、電鍍、煉油、染料等工業(yè)廢水和污泥砷(As)硫酸、化肥、農(nóng)藥、醫(yī)藥、玻璃等工業(yè)廢水、廢氣、農(nóng)藥硒(Se)電子、電器、油漆、墨水等工業(yè)的排放物放射性元素銫(137Cs)原子能、核動(dòng)力、同位素生產(chǎn)等工業(yè)廢水、廢渣,核爆炸鍶(90Sr)原子能、核動(dòng)力、同位素生產(chǎn)等工業(yè)廢水、廢渣,核爆炸其它氟(F)冶煉、氟硅酸鈉、磷酸核磷肥等工業(yè)廢水、廢氣,肥料鹽、堿紙漿、纖維、化學(xué)等工業(yè)廢水酸硫酸、石油化工、酸洗、電鍍等工業(yè)廢水、大氣酸沉降有機(jī)污染物有機(jī)農(nóng)藥農(nóng)藥生產(chǎn)和施用酚煉焦、煉油、合成苯酚、橡膠、化肥、農(nóng)藥等工業(yè)廢水氰化物電鍍、冶金、印染等工業(yè)廢水,肥料苯并[a]芘石油、煉焦等工業(yè)廢水、廢氣石油石油開(kāi)采、煉油、輸油管道漏油有機(jī)洗滌劑城市污水、機(jī)械工業(yè)污水有害微生物廄肥、城市污水、污泥、垃圾污染物種類主要來(lái)源根據(jù)“環(huán)境化學(xué)專題報(bào)告文集”,1984
農(nóng)藥在土壤中行為的影響因素水溶性:影響淋溶、擴(kuò)散化學(xué)性質(zhì):影響化學(xué)降解及微生物降解速度農(nóng)藥本身物理化學(xué)性質(zhì)物理性質(zhì)揮發(fā)性:極性:影響吸附影響揮發(fā)土壤性質(zhì)土壤結(jié)構(gòu):黏土含量:金屬離子含量:有機(jī)質(zhì)含量PH值:離子交換容量:微生物種類數(shù)量:影響擴(kuò)散、揮發(fā)影響吸附間接影響生化降解影響非生化反應(yīng)速度影響吸附影響微生物的種類與數(shù)量影響微生物降解影響淋溶過(guò)程影響微生物繁殖,因此影響微生物降解灌水與否:影響光分解及生物分解反應(yīng)環(huán)境因素作物種植:耕作方式:日照情況:溫度濕度:影響微生物降解和化學(xué)反應(yīng)影響光分解影響因植物吸收造成的消失速度影響土壤結(jié)構(gòu),間接影響揮發(fā)擴(kuò)散等物理變化農(nóng)藥殘留的有關(guān)因素:各種農(nóng)藥在土壤中殘留時(shí)間的長(zhǎng)短,除主要決定于農(nóng)藥本身的理化性質(zhì)外,還與土壤質(zhì)地、有機(jī)質(zhì)含量、酸堿度、水分含量、土壤微生物群落、耕作制度和作物類型等多種因素有關(guān)。
例如,農(nóng)藥在有機(jī)質(zhì)含量高的土壤中比在砂質(zhì)土壤中殘留的時(shí)間長(zhǎng),其順序?yàn)椋河袡C(jī)質(zhì)土壤>砂壤>粉砂壤>黏壤。農(nóng)藥在土壤中的殘留9.土壤污染源
工業(yè)污染源:一般直接來(lái)源于工業(yè)“三廢”引起的土壤污染僅限于工業(yè)區(qū)周圍數(shù)十公里范圍內(nèi),屬點(diǎn)源污染。
農(nóng)業(yè)污染源:指由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)本身的需要,而施入土壤的化學(xué)農(nóng)藥、化肥,以及殘留于土壤中的農(nóng)用地膜等。
生物污染源:含有致病的各種病原微生物和寄生蟲(chóng)的生活污水、醫(yī)院污水、垃圾,以及被病原菌污染的其它水體等。10.土壤污染的危害造成減產(chǎn)、導(dǎo)致嚴(yán)重的直接經(jīng)濟(jì)損失導(dǎo)致食物品質(zhì)下降通過(guò)食物鏈危害人體健康導(dǎo)致其它環(huán)境(大氣、地表水、地下水污染,生態(tài)系統(tǒng)退化等)問(wèn)題三、土壤污染的防治/ynly/dchtd.html1、控制污染源控制和消除土壤污染源,是防止污染的根本措施。土壤對(duì)污染物的物理機(jī)械吸收、物理化學(xué)吸附和生物降解相當(dāng)于一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)凈化處理能力,控制土壤污染源,即控制進(jìn)入土壤中的污染物的數(shù)量和速度,使其在土體中緩慢地自然降解,而不致迅速而大量地進(jìn)入土壤,引起土壤污染。
控制和消除土壤污染源的措施有:控制和消除工業(yè)“三廢”的排放;控制化學(xué)農(nóng)藥的使用;合理施用化學(xué)肥料;加強(qiáng)污灌區(qū)的監(jiān)測(cè)與管理等。大氣污染的防治:①煙氣治理:從氣體中除去或收集固態(tài)或液態(tài)粒子的設(shè)備,即除塵(集塵)裝置(器)。②主要?dú)怏w污染物治理:如何從排煙中去除氮氧化物(NOX)的技術(shù)。③制定好能源規(guī)劃:如發(fā)展城市煤氣、發(fā)展集中供熱和聯(lián)片供熱、發(fā)展炊事用電、合理分配和利用煤炭資源、改革工業(yè)、民用污染嚴(yán)重的爐窯、爐灶。④改革農(nóng)村能源結(jié)構(gòu):推廣節(jié)煤灶、發(fā)展沼氣和太陽(yáng)能以及小水電站等。1、控制污染源水污染的防治:①制定水域排放標(biāo)準(zhǔn):根據(jù)不同類型的水域的環(huán)境容量及其功能,制定工業(yè)廢水的排放標(biāo)準(zhǔn)。②控制工業(yè)廢水排放量:要求各行各業(yè)加大清潔生產(chǎn)力度,實(shí)行污染源廠內(nèi)控制、處理,發(fā)展閉路循環(huán)利用,提高使用率。③調(diào)整工業(yè)布局和產(chǎn)品結(jié)構(gòu):加強(qiáng)整體規(guī)劃,合理調(diào)整工業(yè)布局和產(chǎn)品結(jié)構(gòu),防止土壤的不合理利用和土壤污染。④土地處理系統(tǒng):主要包括漫流或溢流、灌溉、和滲濾或滲漏等。1、控制污染源固體廢棄物的處理與處置:在末端治理階段,固體廢物的污染控制主要遵循三個(gè)原則,即減量化、無(wú)害化和資源化的“三化”原則。1、控制污染源固體廢物的處理與處置:
減量化,是指在對(duì)資源的利用過(guò)程中要最大限度地利用,盡可能地減少固體廢物的產(chǎn)生量和排放量。資源化,是指對(duì)已經(jīng)成為固體廢物的各種物質(zhì)采取回收、加工等措施,使其轉(zhuǎn)化成為二次原料或能源予以再利用的過(guò)程。無(wú)害化,是指對(duì)于那些不能再利用、或依靠現(xiàn)有技術(shù)水平無(wú)法實(shí)現(xiàn)再利用的固體廢物進(jìn)行妥善的儲(chǔ)存和處置,使其不對(duì)環(huán)境以及人身、財(cái)產(chǎn)的安全造成危害。
1、控制污染源固體廢物的處理與處置:在三者中,減量化是基礎(chǔ),實(shí)現(xiàn)了減量化就相應(yīng)地實(shí)現(xiàn)了資源化和無(wú)害化。實(shí)現(xiàn)了減量化又必須以資源化為依托,資源化可以促進(jìn)減量化、無(wú)害化的實(shí)現(xiàn),而無(wú)害化又可以實(shí)現(xiàn)和達(dá)到減量化和資源化的目的。1、控制污染源人們?cè)絹?lái)越認(rèn)識(shí)到對(duì)固體廢物進(jìn)行源頭控制的重要性,于是出現(xiàn)了“三C”原則和在循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式下的3R原則?!叭鼵”是指清潔生產(chǎn)(clean)、循環(huán)利用(cycle)和妥善處理(control);“3R”是指減量化原則(reduce)、再使用原則(reuse)和再循環(huán)原則(recycle),其中最基本的是減量原則。1、控制污染源2、增加土壤的環(huán)境承載力土壤的環(huán)境承載力,與土壤的環(huán)境容量沒(méi)有本質(zhì)的區(qū)別,可以說(shuō)增加土壤的環(huán)境承載力就是要提高控制單元或區(qū)域土壤環(huán)境的環(huán)境容量。土壤環(huán)境容量(soilenvironmentalcapacity)可從上述環(huán)境容量的定義延伸為:“指土壤環(huán)境單元所容許承納的污染物質(zhì)的最大數(shù)量或負(fù)荷量”。土壤環(huán)境容量實(shí)際上是土壤污染起始值和最大負(fù)荷值之間的差值。提高土壤環(huán)境容量應(yīng)該從兩個(gè)方面理解:降低土壤環(huán)境的本底值和減少進(jìn)入土壤的污染物質(zhì)。
培植適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境實(shí)際的植物品種,增加植物對(duì)污染物的吸收量,降低土壤環(huán)境的本底濃度;另一方面,調(diào)節(jié)進(jìn)入土體的污染物的量,減少進(jìn)入土壤的污染物的量,可以保證土壤環(huán)境容量的相對(duì)增加。2、增加土壤的環(huán)境承載力3、有機(jī)耕作OrganicAgricultureisanalternativeagricultureinwhichtheuseofchemicalfertilizersandpesticidesisreplacedbyOrganicMatter(e.g.cropresidues,greenmanures,farmyardmanures)&biologicalcontrol.Theobjectivesaretoprotectandpreservetheagriculturalandnaturalenvironments,topreservebiodiversity,toproducequalityandsafefoodssoastominimizehealthhazardstorecycleandreuseorganicwastes./s/blog_4c93af950100bzoa.html/html/youjidongtai/2009/0822/70.html/pages/index.asp/index.php/cooperation-opportunities.html
有機(jī)生產(chǎn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要做到:
a.加強(qiáng)整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的生物多樣性;b.增加土壤生物活性;c.維持土壤長(zhǎng)期肥力;d.循環(huán)使用植物性和動(dòng)物性廢料以便向土地歸還養(yǎng)分并因此盡量減少不可更新資源的使用;e.在局部組織的農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中依靠可更新資源;f.促進(jìn)土壤水及空氣的健康使用并最大限度地降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可能對(duì)其造成的各種污染;g.處理農(nóng)產(chǎn)品時(shí)重視使用謹(jǐn)慎的方法以便在各個(gè)環(huán)節(jié)保持產(chǎn)品的有機(jī)完整性和主要品質(zhì);h.在一定的轉(zhuǎn)型時(shí)期內(nèi)具體時(shí)間長(zhǎng)短取決于土地歷史及所生產(chǎn)的作物和家畜類型等具體因素為現(xiàn)有農(nóng)田確立有機(jī)生產(chǎn)系統(tǒng)。3、有機(jī)耕作
世界有機(jī)農(nóng)田數(shù)量排行榜(至2006年年底):第一:澳大利亞(1180萬(wàn)公頃)第二:阿根廷(390萬(wàn)公頃)第三:中國(guó)(210萬(wàn)公頃)……3、有機(jī)耕作4、解決土壤污染問(wèn)題的建議加強(qiáng)宣傳、監(jiān)督和管理工作,建立土壤污染防治的相關(guān)法律法規(guī)加強(qiáng)土壤污染的調(diào)
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