土壤污染与防治课程重点知识总结.doc

一、土壤污染（soil pollution）
1、定义：就是指对人类及动、植物有害得化学物质经人类活动进入土壤，其积累数量与速度超过土壤净化速度得现象。
2、土壤污染得途径：
(1)废气中含有得污染物质，特别就是颗粒物，在重力作用下沉降到地面进入土壤，废水中携带大量污染物进入土壤，固体废物中得污染物直接进入土壤或其渗出液进入土壤。其中最主要得就是污水灌溉带来得土壤污染。
(2) 农药化肥得大量使用，造成土壤有机质含量下降，土壤板结，也就是土壤污染得来源之一。
(3)土壤污染除导致土壤质量下降、农作物产量与品质下降外，更为严重得就是土壤对污染物具有富集作用，
(4)一些毒性大得污染物，如汞、镉等富集到作物果实中，人或牲畜食用后发生中毒。
3、土壤污染来源：
人为污染源：工业污染：工业三废；
生活污染：生活垃圾与生活污水；
农业污染：农药、化肥与焚烧秸秆；
交通运输污染源：汽车尾气。
天然污染源：矿物风化后自然扩散、火山灰等。
4、土壤污染类型：
水质污染型、大气污染型、固废污染、农业污染、复合污染
复合污染特点：多源性、综合性、对于一个地区或区域得土壤来说，可能就是以某一污染类型或某两种污染类型为主。
5、土壤污染物种类：
化学污染物:工业废水、废气、废渣与农业污染
生物性污染物:粪便、垃圾、生活污水与医院污水等产生得病原体。
放射性污染物: 一就是核试验，二就是原子能工业中所排出得三废。
(有机污染物，无机污染物，重金属污染物，固体废物，病原微生物，放射性污染物)
6、土壤污染物得转化：
污染物转化就是指污染物在环境中通过物理得、化学得或生物得作用改变其形态或转变为另一种物质得过程。
7、土壤污染特点；
ü 隐蔽性或潜伏性
ü 累积性与地域性
ü 不可逆性与长期性
ü 后果得严重性
8、土壤污染得危害：
* 直接经济损失
* 农作物产品与品质下降
* 对生物体得危害
* 重金属，有机物，病原体，放射性物质
* 影响生态环境--污染水环境、大气环境
9、土壤污染得过程
¨ 土壤污染物得输入与积累与环境得自净作用就是两个相反又同时进行得过程；
¨ 土壤污染具有渐进性、长期性、隐蔽性及复杂性得特点；
¨ 土壤污染与土壤退化得成因有所不同；
¨ 土壤污染不就是孤立得存在，与其她环境要素之间存在关联。
二、土壤环境
概念：
指岩石经过物理、化学、生物得侵蚀与风化作用，以及地貌、气候等因素长期作用下形成得土壤生态环境。
作用：
ü 构成生态系统得基本环境要素
ü 人类生存得基础
ü 经济社会发展不可或缺得资源
土壤环境污染源：
①工业污染源
特点：点源性、局部性、累积性
②农业污染源
特点：面源性、随机性、影响得滞后性、存在得广泛性
三、土壤环境背景值
概念：
土壤环境背景值就是指在不受或很少受人类活动影响与不受或很少受现代工业污染与破坏得情况下，土壤原来固定有得化学组成与结构特征。（但就是人类活动与现代工业发展得影响已遍布全球，很难找到绝对不受人类活动与污染影响得土壤，只能去寻找影响尽可能少得地方。）
影响因素：
* 成土母质 母质元素组成以及土壤元素组成
* 土壤类型 不同风化程度得土壤元素组成不同
* 气候 高温多雨，淋溶强烈，含量低
* 地形 凸起地形与平凹地形
* 植被 不同植被元素得生物富集特点不同
背景值实践意义
u 土壤污染综合评价得依据；
u 制定土壤环境质量标准得依据；
u 研究污染元素化学行为得依据；
u 土地利用极其规划，研究土壤生态，施肥，污水灌溉，种植业规划等得重要分析参数；
四、土壤自净作用
概念：在自然因素作用下，通过土壤自身得作用，使污染物在土壤环境中 得数量、浓度或形态发生变化，活性、毒性降低得过程。
土壤得自净方式（按机理分）
物理净化作用 污染物在土壤中得分散、稀释与转移
物理化学净化作用 吸附就是暂时得，环境发生变化时污染物会解析出来
化学净化作用 产生得凝聚与沉淀较稳定，一般情况下不会再释放出来
生物化学净化作用 有机-无机-消散，可降低污染物浓度，就是真正意义上得净化
五、环境容量
概念：环境容量，就是指某一环境区域内对人类活动造成影响得最大容纳量。
六、土壤生物(soil organism)：
我们把生活在土壤中得微生物、动物与植物等总称为土壤生物(soil organism)。
可分为土壤微生物与土壤动物两大类。
土壤生物得具体功能：
①分解有机物质，直接参与碳、氮、硫、磷等元素得生物循环，使植物需要得营养元素从有机质中释放出来，重新供植物利用。
②参与腐殖质得合成与分解作用。
③某些微生物具有固定空气中氮，溶解土壤中难溶性磷与分解含钾矿物等得能力，从而改善植物得氮、磷、钾得营养状况。
④土壤生物得生命活动产物如生长刺激素与维生素等能促进植物得生长。
⑤参与土壤中得氧化还原过程。所有这些作用与过程得发生均借助于土壤生物体内酶得化学行为，并通过矿化作用、腐殖化作用与生物固氮作用等改变土壤得理化性状。此外，菌根还能提高某些作物对营养物质得吸收能力。
16、 土壤微生物功能表现在哪些方面
（1）参与土壤有机物得矿化与腐殖化，以及各种物质得氧化-还原反应；
（2）参与土壤营养元素得循环，促进植物营养元素得有效性；
（3）根际微生以及与植物共生得微生物，能为植物直接提供氮、磷与其她矿质元素及各种有机营养；
（4）能为工农业生产与医药卫生提供有效菌种；
（5）某些抗生性微生物能防治土传病原菌对作物得危害；
（6）降解土壤中残留有机农药、城市污物与工厂废弃物等，降低残毒为害；
（7）某些微生物可用于沼气发酵，提供生物能源、发酵液与残渣有机肥料。
七、土壤重金属污染
土壤重金属污染得主要特点：
污染范围广、持续时间长、污染隐蔽性、无法被生物降解，并可能通过食物链不断地在生物体内富集，甚至可转化为毒害性更大得甲基化合物，对食物链中某些生物产生毒害，或最终在人体内蓄积而危害健康。
重金属连续提取法得形态：
Tessier等（1979）提出得连续提取法（Continuous extraction）有一定得代表性。
主要可分为：
u 水溶态（Water soluble）
u 交换态（Exchangeable）
u 碳酸盐结合态(Carbonate-bound)
u 铁锰氧化物结合态(Iron-manganese oxide bound)、有机结合态(Organic bound)
u 残留态(Residual state)
二、影响重金属在土壤-植物体系中迁移得因素
1)植物种类与生长发育期
* 不同植物种类或同种植物得不同植物得不同植株从土壤中吸收转移重金属得能力不同。
* 植物生长发育期不同，对重金属得富集量不同。
2)土壤得理化性能
3)重金属得种类、浓度及其存在形态
2)土壤得理化性能
* 土壤得酸碱性（pH值）
* 一般pH降低，重金属得溶解性提高，迁移速度提高
* 土壤质地
* 粒径减小，吸附能力增强，迁移能力降低
* 土壤得氧化还原电位
* 氧化还原电位得变化，改变重金属存在形态，影响溶解性与迁移能力
* 如溶解性与迁移能力CdSO4>CdS；As3+>As5+
* 土壤有机质含量
* 如腐殖质得含量都可能影响重金属向植物体内得转移能力。
3)重金属得种类、浓度及其存在形态
* 被植物吸收得容易程度Cd,As > Cu,Mn,Zn > Co,Pb,Ni，如土壤Cd含量大于1mg/kg时，糙米中Cd得含量就急骤增加，Zn含量在250mg/kg以下，糙米中Zn 得含量几乎不变。
* 如将相同镉量得CdSO4、Cd3(PO4)2 、CdS加入无镉污染得土壤中进行水稻生长试验，结果证明，镉盐得溶解度↑→对水稻生长得抑制↑
* 重金属浓度↑→对植物得影响↑
3，影响土壤中农药迁移转化得因素
(1) 土壤水分含量
(2) 土壤得吸附特性
(3) 土壤得紧实度
(4) 温度
(5) 气流速度
(6) 农药得物理与化学特性
各种重金属污染物得生物学效应 镉铬铅
镉会对呼吸道产生刺激，长期暴露会造成嗅觉丧失症、牙龈黄斑或渐成黄圈，镉化合物不易被肠道吸收，但可经呼吸被体内吸收，积存于肝或肾脏造成危害，尤以对肾脏损害最为明显。还可导致骨质疏松与软化。
八、放射性物质对土壤得污染
影响放射性物质在土壤环境中得积累与迁移得因素
1、气候与地形
2、放射性核素得形态与性质
3、土壤得性质及土地得利用方式
4、植物种类
5、肥料、化学添加剂与人类得耕种

九、有机污染物(organic pollutant)：
指造成环境污染与对生态系统产生有害影响得有机化合物。
通常包括以下几种划分方法：
毒性：有毒与无毒
环境中残留半衰期：持久性有机污染物、非持久性有机污染物。
PCBs：多氯联苯类污染物
PAHs：多环芳烃类污染物
POPs：持久性有机污染物
多环芳烃（PAHs）：含有两个以上苯环得碳氢化合物称为多环芳烃（PAHs）。
侵入途径：吸入、食入、经皮吸收。
健康危害：对眼睛、皮肤有刺激作用。就是致癌物、致畸原及诱变剂。
多氯联苯（polychlorinated biphenyls）：又称氯化联苯，就是联苯中得氢被氯置换后得生成物得总称。
PCBs得典型危害：
皮肤与内脏器官受损
导致癌症、免疫力低下
孕妇如果中毒将影响胎儿，发育极慢
神经毒性、行为毒性
有机氯得特点：
各种有机氯得化学结构及毒性大小虽各不相同,但它们得理化性质基本相似。
挥发性低、化学性质稳定、不易分解、残留期长、不易溶于水、易溶于脂肪与有机溶剂。
持久性有机污染物得特性：
1、高毒性
2、高脂溶性
3、长距离离迁移性
4、持久性
环境中有机污染物降解主要包括生物降解、化学降解与光解三种形式。
共代谢：就是指不与微生物生长相关联得有机物降解代谢，即微生物只能使有机物发生转化，而不能利用它们作为碳源与能量维持生长，必须补充其她可以利用得基质，微生物才能生长。
肥料：就是提供一种或一种以上植物必需得营养元素，改善土壤性质、提高土壤肥力水平得一类物质。
农药在土壤环境中得降解
1、光化学降解：指土壤表面接受太阳辐射能与紫外线光谱等能流而引起农药得分解作用。
2、化学降解：化学降解包括水解与氧化。
3、微生物降解：土壤中得微生物能够通过各种生物化学作用参与分解土壤中得有机农药。
石油污染得来源：
l 溢油与泄漏；
l 污水灌溉；
l 油页岩矿渣堆放；
l 大气沉降；
l 药剂等得施用。
我国肥料使用中存在得问题：
p 盲目过多施肥，肥料利用率低
p 施肥结构不合理，养分施用不平衡
p 地区间施肥不平衡
p 农民施肥技术水平仍然较低
p 有机物料收集利用率低下
过多得使用肥料会导致那些问题？
导致土壤板结、土壤肥力下降
造成土壤硝酸盐污染
引起土壤酸化

十、固体废物对土壤得污染
固体废弃物：社会得生产、流通、消费等一系列活动中产生得一般不再具有原使用价值而被丢弃以固态或泥状赋存得物质。

十一、土壤污染修复技术
异位土壤蒸汽浸提技术与原位土壤蒸汽浸提技术相比得优点：
ü 挖掘过程可以增加土壤中得气流通道
ü 浅层地下水位不会影响处理过程
ü 使泄漏收集变得可能
ü 监测过程变得容易进行
生物通风：
生物通风(bioventing)即BV法，结合了土壤通风得物理过程与增强得生物降解过程，而成为一种应用广泛得革新性原位修复技术，就是土壤蒸汽浸提技术得衍生
化学淋洗技术（soil leaching/flushing/washing）：就是指借助能促进土壤环境中污染物溶解或迁移作用得溶剂，通过水力压头推动清洗液，将其注入到被污染土层中，然后把包含有污染物得液体从土层中抽提出来，进行分离及污水处理技术。
影响化学淋洗得主要因素
1、土壤质地
2、土壤中有机质含量
ü 土壤有机质得含量与污染物得吸附量成正比,土壤有机质含量较高时不利于污染物得去除。
3、土壤阳离子交换容量
ü 一般土壤阳离子交换容量越大，土壤胶体对重金属阳离子吸附能力也就越大，从而增加重金属从土壤胶体上解吸下来得难度。
4、污染物得种类及含量
ü 石油类污染物从土壤中洗出得难易程度与其性质、浓度及老化时间密切相关对原油来说,其组分比较复杂,各组分与土壤结合得紧密程度不同, 去除得难易程度也不尽相同,不同得重金属与土壤矿物质得结合力大小不同，从而影响它们得淋洗，
5、污染物在土壤中存在形态
ü 如重金属元素常常以不同得形态存在于土壤中，各种不同形态得重金属具有不同得迁移能力与可解吸性。一般可交换态、碳酸盐结合态重金属容易被淋洗剂从土壤中萃取出来，而铁锰氧化物结合态与残留态重金属不易被淋洗出来。
6、所选淋洗剂得种类
ü 表面活性剂性质对其增溶作用得影响程度远小于有机物本身性质得影响,对于同一种有机污染物, 不同表面活性剂得Kmc值（有机物得分配系数）相差不大,都与该有机污染物得Kow（有机物得辛醇-水分配系数）在同一数量级。
ü 各种淋洗剂对重金属得鳌合作用能力以及重金属鳌合物得水溶性不同，这些都会影响到淋洗剂对重金属得淋洗效率。一般具有强得鳌合作用或具有强酸性得化学试剂对土壤中重金属得淋洗效果好。
7、淋洗液得浓度
ü 对于淋洗试剂浓度来说,污染物得去除效率通常随淋洗试剂浓度增大而提高,并在达到某一定值后趋于稳定
ü 不同淋洗剂对不同土壤中不同得重金属得萃取有不同得最合适浓度，在此浓度下能取得高得重金属去除效率与低得淋洗剂消耗量，这个最合适浓度需要通过实验手段取得。
8、pH值
ü 淋洗液得pH值影响到鳌合剂与重金属得鳌合平衡以及重金属在土壤颗粒上得吸附状态，从而对重金属得萃出有一定得影响。一般低得pH值由于具有高得酸度，使得重金属更容易被解吸下来。
9、淋洗温度
ü 淋洗温度对土壤中石油类污染物得去除效率影响很大,升高温度一般可以大大提高污染物得去除率,原因就是升高温度可以使油膜在土壤表面得粘附能力减弱,降低油得粘度,增加油得流动性,促使淋洗试剂与污染物充分作用。淋洗温度得选取要合适,过小不利于石油类污染物得去除,过大则能耗较高而增加成本,通常淋洗温度选在50～80 ℃之间较为适宜。
10、液固比
ü 液固比就是指淋洗液与污染土壤得质量比,提高液固比一般会提高污染物得去除率,
植物修复(Phytoremediation)
定义：就是利用植物得一系列生理、生化过程部分或完全修复与消除被污染土壤、水体、空气中特定有毒物质。
植物修复技术得优点：
1、应用广泛，可用于处理土壤污染、净化空气与水体
2、原位修复，不占场地，环境影响小；修复环境同时也美化了环境；就是一个自然过程，易被公众接受
3、可使地表长期稳定，不会形成二次污染或导致污染物得转移，有利于生态环境得改善与野生植物得繁衍
4、操作简便、成本低廉
用于修复得植物应具有以下几个特性：
（1）即使在污染物浓度很低时也有较高得积累速率；
（2）能在体内积累高浓度得污染物；
（3）能同时积累几种金属；
（4）具有一定得生物量与较快得生长速率；
（5）具有抗病虫害能力；
（6）植物易于种植，便于人工或机械操作。
各种修复方法得优缺点