05土壤污染防治

第五章

土壤污染與防治

第一節(jié)土壤基本知識(shí)一、土壤組成土壤是指陸地地表具有肥力并能生長(zhǎng)植物的疏松表層。它介于大氣圈、巖石圈、水圈和生物圈之間，是環(huán)境中特有的組成部分。土壤是由礦物質(zhì)、動(dòng)植物殘?bào)w腐解產(chǎn)生的有機(jī)物質(zhì)、土壤生物、水分和空氣等固、液、氣三相組成的。土壤土壤固相(占容積的50％)空隙礦物質(zhì)(質(zhì)量占固相總質(zhì)量的95％～98％)有機(jī)質(zhì)和生物（質(zhì)量占固相總質(zhì)量的2％～5％）土壤溶液空氣土壤溶液和空氣占土壤總體積的50％，且二者之間經(jīng)常處于彼此消長(zhǎng)的狀態(tài)。土壤礦物質(zhì)是由巖石經(jīng)風(fēng)化而來的，一般占土壤固體部分質(zhì)量的95％～98％。礦物質(zhì)直接影響土壤性質(zhì)，又是植物礦質(zhì)養(yǎng)分的主要來源，故同土壤肥力有密切關(guān)系。1.土壤礦物質(zhì)的組成（1）原生礦物質(zhì)：巖石經(jīng)過物理風(fēng)化作用被破碎形成的碎屑，其原來的化學(xué)組成沒有改變。

（2）次生礦物質(zhì)：原生礦物質(zhì)經(jīng)過化學(xué)風(fēng)化后形成的新礦物，其化學(xué)組成和晶體結(jié)構(gòu)均有所改變。(一)土壤礦物質(zhì)2.土壤化學(xué)組成氧、硅、鋁、鐵、鈣、鈉、鉀、鎂八大元素含量約占96％以上，與巖石中各元素的含量相似。3.土壤機(jī)械組成指不同大小顆粒（沙礫、粉粒、黏粒）的相對(duì)含量。不同粒徑的礦物質(zhì)顆粒的成分和物理化學(xué)性質(zhì)有很大差異，如對(duì)污染物的吸附、解吸和遷移、轉(zhuǎn)化能力，有效含水量及保水、保溫能力等。我國(guó)土壤質(zhì)地分類參見表5.1；國(guó)際制土壤質(zhì)地分類見表5.2。表4.1我國(guó)土粒分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)顆粒名稱粒徑/mm石塊>10石礫粗礫10～3細(xì)礫3～1沙礫粗沙礫1～0.25細(xì)沙礫0.25～0.05粉粒粗粉粒0.05～0.01細(xì)粉粒0.01～0.005黏粒粗黏粒0.005～0.001細(xì)黏粒<0.001表4.2國(guó)際制土壤質(zhì)地分類質(zhì)地分類各級(jí)土粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)/％質(zhì)地名稱黏粒(<0.002mm)粉沙礫(0.002~0.02mm)沙礫(0.02~2mm)類別砂土類砂土及壤質(zhì)砂土0~150~1585~100壤土類砂質(zhì)壤土壤土粉砂質(zhì)壤土0~150~150~150~4535~4545~10055~8540~550~55黏壤土類砂質(zhì)黏壤土黏壤土粉砂質(zhì)黏壤土15~2515~2515~250~3020~4545~8555~8530~550~40黏土類砂質(zhì)黏土壤質(zhì)黏土粉砂質(zhì)黏土黏土重黏土25~4525~4525~4545~6565~1000~200~4545~750~350~3555~7510~550~300~550~35由進(jìn)入土壤的植物、動(dòng)物、微生物殘?bào)w及施入土壤的有機(jī)肥料經(jīng)分解轉(zhuǎn)化逐漸形成，通?？煞譃榉歉澄镔|(zhì)和腐殖物質(zhì)兩類；是土壤形成的重要基礎(chǔ)，與土壤礦物質(zhì)共同構(gòu)成土壤的固相部分。土壤有機(jī)質(zhì)中含有大量營(yíng)養(yǎng)元素，分解后可提供植物生長(zhǎng)發(fā)育的需要，是植物養(yǎng)分的重要來源。有機(jī)質(zhì)腐解后形成的腐殖質(zhì)，能把土粒粘結(jié)成團(tuán)粒結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)保水、保肥能力強(qiáng)，類似儲(chǔ)存水肥的小倉(cāng)庫(kù)，隨時(shí)供給植物吸收利用。有機(jī)質(zhì)是微生物的食物，土壤有機(jī)質(zhì)豐富而其他條件又適宜時(shí)，就能促進(jìn)微生物的旺盛活動(dòng)。（二）土壤有機(jī)質(zhì)非腐殖物質(zhì)：包括糖類化合物(如淀粉、纖維素等)、含氮有機(jī)合物及有機(jī)磷和有機(jī)硫化合物。腐殖物質(zhì)：是植物殘?bào)w中穩(wěn)定性較大的木質(zhì)素及其類似物在微生物作用下，部分被氧化形成的一類特殊的高分子聚合物，具有芳環(huán)結(jié)構(gòu)，苯環(huán)周圍連有多種官能團(tuán)，如羧基、羥基、甲氧基及氨基等，使之具有表面吸附、離子交換、絡(luò)合、緩沖、氧化還原作用及生理活性等性能。土壤中生活的微生物(細(xì)菌、真菌、放線菌、藻類等)及動(dòng)物(原生動(dòng)物、蚯蚓、線蟲類等)對(duì)進(jìn)入土壤的有機(jī)污染物的降解及無(wú)機(jī)污染物(如重金屬)的形態(tài)轉(zhuǎn)化起著主導(dǎo)作用，是土壤凈化功能的主要貢獻(xiàn)者。（三）土壤生物細(xì)菌放線菌蚯蚓線蟲圖4.1土壤微生物和動(dòng)物土壤水分及其所含溶質(zhì)的總稱，溶有土壤中可溶成分的稀溶液，來源主要有：大氣降水、降雪、地表徑流、灌溉、地下水。(四)土壤溶液淺層地下水農(nóng)田灌溉河流霧雨雪圖5.2土壤溶液的來源土壤空氣存在于未被水分占據(jù)的土壤孔隙中，來源于大氣、生物化學(xué)反應(yīng)和化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的氣體(如甲烷、硫化氫、氫氣、氮氧化物、二氧化碳等)。積水的土壤通氣不良，導(dǎo)致對(duì)植物的危害，茶樹最忌積水，積水的土壤不應(yīng)用于種茶樹。(五)土壤空氣二、土壤的基本性質(zhì)(一)吸附性與土壤中存在的膠體物質(zhì)密切相關(guān)。土壤膠體：

無(wú)機(jī)膠體

有機(jī)膠體

有機(jī)－無(wú)機(jī)復(fù)合膠體對(duì)有機(jī)污染物（如有機(jī)磷和有機(jī)氯農(nóng)藥）和無(wú)機(jī)污染物（如Hg2+、Pb2+、Cu2+、Cd2+等重金屬離子）有較強(qiáng)的吸附能力或離子交換吸附能力。(二)酸堿性土壤的酸堿度可以劃分為九級(jí)：pH<4.5為極強(qiáng)酸性土；pH=4.5～5.5為強(qiáng)酸性土；pH>5.5～6.0為酸性土；pH>6.0～6.5為弱酸性土；pH>6.5～7.0為中性土；pH>7.0～7.5為弱堿性土；pH>7.5～8.5為堿性土；pH>8.5～9.5為強(qiáng)堿性土；pH>9.5為極強(qiáng)堿性土。中國(guó)土壤的pH大多在4.5～8.5范圍內(nèi)，并呈東南酸西北堿的規(guī)律。土壤的酸堿性直接或間接地影響污染物在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化。(三)氧化-還原性因土壤中含有氧化性和還原性無(wú)機(jī)物質(zhì)和有機(jī)物質(zhì)，使其具有氧化性和還原性，可以用氧化還原電位(Eh)來衡量。

Eh>300mV：氧化體系起主導(dǎo)作用，土壤處于氧化狀態(tài)。

Eh<300mV：還原體系起主導(dǎo)作用，土壤處于還原狀態(tài)。判斷土壤是否受到污染或污染程度的標(biāo)準(zhǔn)。土壤背景值又稱土壤本底值，它代表一定環(huán)境單元中的一個(gè)統(tǒng)計(jì)量的特征值。背景值（地質(zhì)學(xué)）：指在各區(qū)域正常地質(zhì)地理?xiàng)l件和地球化學(xué)條件下元素在各類自然體中的正常含量。環(huán)境科學(xué)上：指在未受或少受人類影響的情況下，尚未受或少受污染和破壞的土壤中元素的含量?！煌寥赖谋镜字迪嗖詈艽螅ㄒ娤马?yè)表5.3）三、土壤背景值表4.3全國(guó)土壤(A層①)背景值單位：μg/kg①A層指土壤表層或耕層。元素算術(shù)幾何95%置信度范圍值元素算術(shù)幾何95%置信度范圍值均值標(biāo)準(zhǔn)差均值標(biāo)準(zhǔn)差均值標(biāo)準(zhǔn)差均值標(biāo)準(zhǔn)差A(yù)s11.27.869.21.912.5～33.5K1.860.4631.791.3420.94～2.97Cd0.0970.0790.0742.1180.017～0.333Ag0.1320.0980.1051.9730.027～0.409Co12.76.4011.21.674.0～31.2Be1.950.7311.821.4660.85～3.91Cr61.031.0753.91.6719.3～150.2Mg0.780.4330.632.0800.02～1.64Cu22.611.4120.01.667.3～55.1Ca1.541.6330.714.4090.01～4.8F478197.74401.50191～1012Ba469134.74501.30251～809Hg0.0650.0800.0402.6020.006～0.272B47.832.5538.71.989.9～151.3Mn583362.84821.90130～1786Al6.621.6266.411.3073.37～9.87Ni26.914.3623.41.747.7～71.0Ge1.700.301.701.191.20～2.40Pb26.012.3723.61.5410.0～56.1Sn2.601.542.301.710.80～6.70Se0.2900.2550.2152.1460.047～0.933Sb1.210.6761.061.6760.38～2.98V82.432.6876.41.4834.8～168.2Bi0.370.2110.321.6740.12～0.88Zn74.232.7867.71.5428.4～161.1Mo2.02.541.202.860.10～9.6Li32.515.4829.11.6211.1～76.4I3.764.4432.382.4850.39～14.71Na1.020.6260.683.1860.01～2.27Fe2.940.9842.731.6021.05～4.84四、土壤污染天然污染源：礦物風(fēng)化后自然擴(kuò)散、火山灰人為污染源：農(nóng)藥、化肥、污水灌溉、污泥（垃圾、工業(yè)廢渣）施肥化學(xué)污染物污染物種類

生物類污染物：病原微生物

放射性污染物：90鍶、137銫重金屬硫化物氟化物農(nóng)藥土壤污染事故調(diào)查分析引起土壤污染的主要污染物，確定污染的來源、范圍和程度，為行政主管部門采取對(duì)策提供科學(xué)依據(jù)。圖4.3漢中“5·23”劇毒物品對(duì)土壤的滲漏污染現(xiàn)場(chǎng)照片污染物對(duì)土地污染在進(jìn)行污水、污泥土地利用、固體廢棄物的土地處理過程中，殘留的污染物造成土壤污染。

圖4.4用于農(nóng)業(yè)灌溉的閘門內(nèi)充滿了污水表4.4土壤污染分極標(biāo)準(zhǔn)土壤級(jí)別綜合污染指數(shù)（P綜）污染等級(jí)污染水平1P綜≤0.7安全清潔20.7<P綜≤1.0警戒限尚清潔31.0<P綜≤2.0輕污染土壤污染超過背景值，作物開始污染42.0<P綜≤3.0中污染土壤、作物均受到中度污染5P綜>3.0重污染土壤、作物受污染已相當(dāng)嚴(yán)重土壤污染類型

⑴水體污染型⑵大氣污染型⑶農(nóng)業(yè)污染型⑷固體廢棄物污染源⑴水體污染型工業(yè)廢水和城市生活污水未經(jīng)處理或不實(shí)行清污分流，直接排放造成的。特點(diǎn)：污染物質(zhì)一般集中于土壤表層，但隨時(shí)間的延長(zhǎng)，污染物質(zhì)也可由上向下擴(kuò)散和轉(zhuǎn)移，可達(dá)地下水深度。⑵大氣污染型來源于被污染的大氣，主要污染物為二氧化硫、氮氧化物和顆粒物等；

特點(diǎn)：污染物質(zhì)主要集中在土壤表層，以大氣污染源為中心呈環(huán)狀或帶狀分布。

⑶農(nóng)業(yè)污染型

污染物主要來自施入土壤的化學(xué)農(nóng)藥和化肥；特點(diǎn)：污染程度與化肥、農(nóng)藥的數(shù)量、種類、施用方式等有關(guān)。一般在根層以下積累或轉(zhuǎn)入地下水，成為潛在的污染物。

⑷固體廢物污染型

污染物為工礦企業(yè)排出的尾礦廢渣、污泥和城市垃圾；特點(diǎn)：污染物在地表堆放或處置過程中通過擴(kuò)散、降水淋濾等直接或間接地影響土壤與地下水。

三、土地沙化、荒漠化和沙塵暴

土地沙漠化已成為世界性災(zāi)難。全世界沙漠和沙漠化土地已有4500多萬(wàn)平方公里，沙漠化土地每年還以5至7萬(wàn)平方公里的速度在擴(kuò)大，全世界有10億人口的生產(chǎn)、生活直接受沙漠威脅，2/3的國(guó)家和地區(qū)飽嘗土壤沙化之苦。土壤沙化已被列為當(dāng)今世界十大環(huán)境問題之首。撒哈拉大沙漠2.荒漠化：干旱、半干旱和濕潤(rùn)、半濕潤(rùn)地區(qū)，由于氣候變化或人類活動(dòng)造成的土地退化。原因：過渡放牧和不適當(dāng)?shù)暮底鬓r(nóng)業(yè)；大量砍伐森林。3.沙塵暴：

前蘇聯(lián)的黑風(fēng)暴事件。十萬(wàn)拓荒者在哈薩克斯坦北部，俄羅斯東部，開墾了4000萬(wàn)公頃土地；到了1963年，干旱的春天發(fā)生了沙塵暴，300萬(wàn)公頃的作物由于干旱全部損失掉。美國(guó)1934年的黑風(fēng)暴事件。我國(guó)的實(shí)例：

我國(guó)是世界上受荒漠化危害最嚴(yán)重的國(guó)家之一。黃河流域大片豐沃的森林與良田成為風(fēng)沙迷漫的高原荒地；著名的絲綢之路等等；到1993年，全國(guó)荒漠化土地面積已達(dá)332.7萬(wàn)平方公里，超過國(guó)土總面積的1/3。我國(guó)荒漠化最嚴(yán)重的地區(qū)在西北部的新疆、甘肅、青海、內(nèi)蒙、寧夏等省和自治區(qū)，尤其是半干旱地帶的農(nóng)牧交錯(cuò)區(qū)和草原上開墾的干旱農(nóng)業(yè)區(qū)。

我國(guó)的沙塵暴

1993年5月5日，甘肅省金昌市遭受特大沙塵暴，黑風(fēng)過境時(shí)，能見度為零米，風(fēng)速32米/秒。這次特大沙塵暴橫掃我國(guó)西北110萬(wàn)平方公里、72個(gè)縣市、1200萬(wàn)人口。據(jù)統(tǒng)計(jì)，共奪去了80多人的生命，資產(chǎn)損失近10億元。

本章結(jié)束

謝謝！9、春去春又回，新桃換舊符。在那桃花盛開的地方，在這醉人芬芳的季節(jié)，愿你生活像春天一樣陽(yáng)光，心情像桃花一樣美麗，日子像桃子一樣甜蜜。2月-252月-25Thursday,February13,202510、人的志向通常和他們的能力成正比例。14:30:1014:30:1014:302/13/20252:30:10PM11、夫?qū)W須志也，才須學(xué)也，非學(xué)無(wú)以廣才，非志無(wú)以成學(xué)。2月-2514:30:1014:30Feb-2513-Feb-2512、越是無(wú)能的人，越喜歡挑剔別人的錯(cuò)兒。14:30:1014