土壤環(huán)境的污染與凈化

土壤環(huán)境的污染與凈化本章重點(diǎn)難點(diǎn)：土壤污染的特點(diǎn)；主要污染源及污染物；污染物在土壤中的遷移與凈化;污染土壤的修復(fù)技術(shù)。一、土壤環(huán)境污染“絕對(duì)性”定義:由人類的活動(dòng)向土壤添加有害化合物，此時(shí)土壤即受到了污染。這個(gè)定義的關(guān)鍵是存在有可鑒別的人為添加污染物?！跋鄬?duì)性”定義：以特定的參照數(shù)據(jù)來加以判斷，如以背景值加兩倍標(biāo)準(zhǔn)差為臨界值，若超過這一數(shù)值，即認(rèn)為該土壤為某元素所污染?！熬C合性”定義：不但要看含量的增加，還要看后果，即加入土壤的物質(zhì)給生態(tài)系統(tǒng)造成了危害。

1、土壤污染（SoilPollution）

由于具有生理毒性的物質(zhì)或過量的植物營養(yǎng)元素進(jìn)入土壤而導(dǎo)致土壤性質(zhì)惡化和植物生理功能失調(diào)的現(xiàn)象;或指進(jìn)入土壤的污染物超過土壤的環(huán)境容量，而且對(duì)土壤、植物和動(dòng)物造成損害的狀況。2、土壤污染的特點(diǎn)：

（1）隱蔽性或潛伏性

水體和大氣的污染比較直觀，嚴(yán)重時(shí)通過人的感官即能發(fā)現(xiàn)。而土壤污染則往往要通過農(nóng)作物包括糧食、蔬菜、水果或牧草以及攝食的人或動(dòng)物的健康狀況才能反映出來，從遭受污染到產(chǎn)生惡果有一個(gè)相當(dāng)長的逐步積累過程，具有隱蔽性或潛伏性。

例如：日本的第二公害病——痛痛病60年代發(fā)生于富山縣神通川流域，直至70年代才基本證實(shí)是鎘污染土壤所生產(chǎn)的“鎘米”所致。（2）不可逆性和長期性

土壤一旦遭到污染后極難恢復(fù)，重金屬元素對(duì)土壤的污染是一個(gè)不可逆過程，而許多有機(jī)化學(xué)物質(zhì)的污染也需要一個(gè)比較長的降解時(shí)間。

例如1966年冬至1977年春，沈陽—撫順污水灌區(qū)發(fā)生的石油、酚類以及后來的鎘污染，造成大面積的土壤毒化、水稻矮化、稻米異味，含鎘量超過食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)過十余年的艱苦努力，包括施用改良劑、深翻、清灌、客土、選擇品種等各種措施，才逐步恢復(fù)其部分生產(chǎn)力，付出了大量的勞力和代價(jià)。（3）后果的嚴(yán)重性由于土壤污染的隱蔽性或潛伏性、以及它的不可逆性或長期性，因而往往通過食物鏈危害動(dòng)物和人體的健康。

例如：一些土壤污染事故嚴(yán)重威脅著糧食生產(chǎn)，三氯乙醛的污染是一個(gè)比較典型的事例，它是由于施用含三氯乙醛的廢硫酸生產(chǎn)的普通過磷酸鈣肥料所引起。其中萬畝以上的污染事故在山東、河南、河北、遼寧、蘇北、皖北等地曾多次發(fā)生，輕則減產(chǎn)，重則絕收，損失十分慘重。農(nóng)藥、化肥的使用污水灌溉大氣沉降固體廢物堆放二、土壤污染源及污染物種類1、污染源

農(nóng)藥在生產(chǎn)、貯存、運(yùn)輸、銷售與施用過程中都會(huì)產(chǎn)生污染，施在作物上的殺蟲劑大約有一半左右流入土壤中。進(jìn)入土壤中的農(nóng)藥雖然在生物、光解與化學(xué)作用下，可有一部分降解，但對(duì)于像有機(jī)氯這樣的長效農(nóng)藥來說，那是十分緩慢的。農(nóng)藥在土壤中殘留性與土壤的理化性質(zhì)與環(huán)境條件密切的關(guān)系。化肥對(duì)土壤的污染一是不合理的過量施用，促使土壤養(yǎng)分平衡失調(diào)。二是有毒磷肥特別是含三氯乙醛磷肥，它是由含三氯乙醛的廢硫酸生產(chǎn)的，當(dāng)它在土壤中施用后，三氯乙醛轉(zhuǎn)化為三氯乙酸，兩者均可給植物造成毒害，由此而造成的作物大面積受害的情況屢有發(fā)生。磷肥中重金屬特別是鎘的含量也是一個(gè)不容忽視的問題。據(jù)估計(jì)，我國每年隨磷肥帶入土壤的總鎘量約為37噸，因而應(yīng)當(dāng)認(rèn)為含鎘磷肥是一種潛在的污染源污灌?？梢鹜寥牢廴?。污灌是指利用城市污水、工業(yè)廢水或混合污水進(jìn)行農(nóng)田灌溉。大量的污水未加處理而直接傾注于環(huán)境中，使一些灌區(qū)土壤中有毒有害物質(zhì)有明顯的積累。京津唐地區(qū)污灌對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響表明，北京東郊由污灌引起的土壤污染約占檢測(cè)樣品的60%，污染的糙米樣品數(shù)約占檢測(cè)樣品數(shù)的36%。氣源重金屬微粒是土壤重金屬污染的途徑之一，它的構(gòu)成主要是金屬飄塵。在金屬加工過程中，在交通繁忙的地區(qū)，往往伴隨有金屬塵埃進(jìn)入大氣，其種類視污染源的不同而異。這些飄塵自身降落或隨雨水接觸植物體或進(jìn)入土壤后隨之為植物或動(dòng)物所吸收，在大氣污染嚴(yán)重的地區(qū)，作物亦有污染。酸沉降本身既是一種土壤污染源，又可加重其它有毒物質(zhì)的危害，我國長江以南大部分地區(qū)本身就是酸性土壤，在酸雨的作用下，土壤進(jìn)一步酸化，養(yǎng)分淋溶，結(jié)構(gòu)破壞，肥力降低，作物受損，從而可破壞土壤生產(chǎn)力。此外，尚有多種污染物（包括重金屬、非金屬有毒有害物質(zhì)及放射性散落物等）的同時(shí)污染。

固體廢棄物包括工業(yè)廢渣、污泥、城市垃圾等。由于污泥中含有一定的養(yǎng)分，因而可用來作為肥料使用，城市生活污水處理廠的污泥含量為0.8－0.9%，含磷量為0.3－0.4%，含鉀量0.2－0.35%，有機(jī)質(zhì)含量為16－20%。但如混入工業(yè)廢水或工業(yè)廢水處理廠的污泥，其成分較生活污泥要復(fù)雜得多，特別是金屬的含量很高，這樣的污泥如在農(nóng)田中施用不當(dāng)，勢(shì)必造成土壤污染。一些城市歷來都把大量的垃圾運(yùn)往農(nóng)村，由于垃圾中含有大量的煤灰、磚瓦碎塊、玻璃、塑料等。含這些成分的垃圾長期施用農(nóng)田，可逐步破壞土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)與理化性質(zhì)。同時(shí)城市垃圾亦有一定量的金屬，使土壤中重金屬含量隨著垃圾施用量的增多而增加。2、土壤污染物污染物種類主要來源無機(jī)污染物重金屬汞鎘銅鋅鉻鉛鎳砷硒制堿、汞化物生產(chǎn)等工業(yè)廢水和污泥，含汞農(nóng)藥，金屬汞蒸汽冶煉、電鍍、染料等工業(yè)廢水，污泥和廢氣，肥料雜質(zhì)冶煉、銅制品生產(chǎn)廢水、廢渣和污泥，含銅農(nóng)藥冶煉、鍍鋅、紡織等工業(yè)廢水，污泥和廢渣，含鋅農(nóng)藥，磷肥冶煉、電鍍、制革、印染等工業(yè)廢水和污泥顏料、冶煉等工業(yè)廢水，汽油防爆燃燒排氣，農(nóng)藥冶煉、電鍍、煉油、染料等工業(yè)廢水和污泥硫酸、化肥、農(nóng)藥、醫(yī)藥、玻璃等工業(yè)廢水和廢氣，含砷農(nóng)藥電子、電器、油漆、墨水等工業(yè)的排放物放射元素銫鍶原子能、核動(dòng)力、同位素生產(chǎn)等工業(yè)廢水和廢渣，大氣層核爆炸原子能、核動(dòng)力、同位素生產(chǎn)等工業(yè)廢水和廢渣，大氣層核爆炸其他氟鹽堿酸冶煉、氟硅酸鈉、磷酸和磷肥等工業(yè)廢氣，肥料紙漿、纖維、化學(xué)等工業(yè)廢水硫酸、石油化工、酸洗、電鍍等工業(yè)廢水，大氣有機(jī)污染物有機(jī)農(nóng)藥酚氰化物3,4-苯并芘石油有機(jī)性洗滌劑有害微生物農(nóng)藥生產(chǎn)和使用煉油、合成苯酚、橡膠、化肥、農(nóng)藥等工業(yè)廢水電鍍、冶金、印染等工業(yè)廢水，肥料石油、煉焦等工業(yè)廢水石油開采，煉油，輸油管道漏油城市污水，機(jī)械工業(yè)廄肥，城市污水、污泥汞主要來源土壤的汞污染主要來自于污染灌溉、燃煤、汞冶煉廠和汞制劑廠（儀表、電氣、氯堿工業(yè)）的排放。含汞顏料的應(yīng)用、用汞做原料的工廠、含汞農(nóng)藥的施用等也是重要的汞污染源。危害汞對(duì)植物的危害因作物的種類和發(fā)育而異。汞在一定濃度下使作物減產(chǎn)，在較高濃度下甚至使作物死亡。形態(tài)及特點(diǎn)無機(jī)汞與有機(jī)汞在一定條件下互相轉(zhuǎn)化。土壤中的無機(jī)汞主要有HgSO4，HgCl2，Hg(OH)2，HgO。無機(jī)汞的溶解度低，在土壤中遷移轉(zhuǎn)化能力很弱。在土壤微生物作用下，無機(jī)汞可向甲基化方向轉(zhuǎn)化。在好氧條件下主要形成脂溶性的甲基汞，在厭氧條件下，主要形成二甲基汞，在微酸性環(huán)境下，二甲基汞可轉(zhuǎn)化為甲基汞。甲基汞可被微生物吸收、積累，而轉(zhuǎn)入食物鏈造成對(duì)人體的危害。土壤中的含量天然土壤含鎘量為0.01~0.70mg/kg，我國土壤含汞量0.001~91.46mg/kg，平均值為0.097mg/kg。鎘主要來源主要來源于鎘礦、鎘冶煉廠，以及電鍍、顏料、塑料穩(wěn)定劑、鎳鎘電池、電視顯像管等制造業(yè)。危害含鎘化合物毒性極大，具有積蓄性，鎘中毒潛伏期長。鎘能降低植物細(xì)胞中ATP酶活性鎘對(duì)農(nóng)業(yè)最大的威脅是產(chǎn)生“鎘米”、“鎘菜”，進(jìn)入人體后使人得骨痛病。另外，鎘會(huì)損傷腎小管，出現(xiàn)糖尿病，還有鎘引起血壓升高，出現(xiàn)心血管病，甚至還有致癌、致畸的報(bào)道。形態(tài)與特點(diǎn)無機(jī)汞與有機(jī)汞在一定條件下互相轉(zhuǎn)化。土壤中的無機(jī)汞主要有HgSO4，HgCl2，Hg(OH)2，HgO。無機(jī)汞的溶解度低，在土壤中遷移轉(zhuǎn)化能力很弱。在土壤微生物作用下，無機(jī)汞可向甲基化方向轉(zhuǎn)化。在好氧條件下主要形成脂溶性的甲基汞，在厭氧條件下，主要形成二甲基汞，在微酸性環(huán)境下，二甲基汞可轉(zhuǎn)化為甲基汞。甲基汞可被微生物吸收、積累，而轉(zhuǎn)入食物鏈造成對(duì)人體的危害。土壤中的含量天然土壤含鎘量為0.01~0.70mg/kg，我國土壤含鎘量0.001~91.46mg/kg，平均值為0.097mg/kg。鉛主要來源汽油里添加抗爆劑烷基鉛，隨汽油燃燒后的尾氣而積存公路兩側(cè)百米范圍內(nèi)的土壤中，另外，鉛字印刷廠、鉛冶煉廠、鉛采礦場等也是重要的污染源，隨著我國鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的發(fā)展，“三廢”中的鉛已大量進(jìn)入農(nóng)田。進(jìn)入土壤中的鉛在土壤中易與有機(jī)物結(jié)合，極不易溶解，土壤鉛大多發(fā)現(xiàn)在表土層，表土鉛在土壤中幾乎不向下移動(dòng)。危害過多的鉛對(duì)植物的危害主要表現(xiàn)為抑制或不正常的促進(jìn)某些酶的活性，從而阻礙植物的呼吸及光合作用，不利于植物對(duì)養(yǎng)分的吸收。鉛對(duì)動(dòng)物和人的危害則是累積中毒。人體中鉛能與多種酶結(jié)合從而干擾有機(jī)體多方面的生理活動(dòng)，對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)、血液和血管有毒害作用。鉛慢性中毒會(huì)出現(xiàn)貧血、高血壓、生殖能力和智能減退。鉛急性中毒癥狀為：便秘、腹絞痛、伸肌麻痹。特點(diǎn)由于吸持、鈍化或沉淀作用，植物根系所吸收的鉛難向地上部輸送，90%以上仍留在根系。例如谷類作物吸鉛量較大，多數(shù)集中在根部，莖稈次之，籽實(shí)中較少。因此鉛污染的土壤所生產(chǎn)的禾谷類莖稈不宜作飼料。土壤中的含量天然土壤含鉛量為2~200mg/kg，平均含量變化幅度為13~42mg/kg，未污染土壤含鉛量10~30mg/kg，城區(qū)公路兩旁及低污染區(qū)域的土壤含鉛量30~100mg/kg，受鉛鋅礦土壤含鉛量可高達(dá)幾萬mg/kg。鉻主要來源電鍍、制革廢水、鉻礦開采與冶煉形成的鉻渣等。危害鉻對(duì)動(dòng)植物的作用有利有弊。對(duì)植物來講，低濃度的Cr6+能提高植物體內(nèi)酶活性與葡萄糖含量，高濃度時(shí)則阻礙水分和營養(yǎng)向上部輸送，并破壞代謝作用。鉻對(duì)種子萌發(fā)、作物生長的影響主要是使細(xì)胞質(zhì)壁分離、細(xì)胞膜透性變化，使組織失水，影響氨基酸含量，改變植株體內(nèi)的羥羧化酶和抗壞血酸氧化酶。

人體中含鉻過低會(huì)產(chǎn)生食欲減退癥狀。但飲水中超標(biāo)400倍時(shí)，會(huì)發(fā)生口角糜爛、腹瀉、消化紊亂等癥狀。鉻對(duì)人體的危害主要表現(xiàn)為對(duì)皮膚和粘膜具有強(qiáng)烈的刺激和腐蝕作用，對(duì)全身具有毒害作用，可引起血功能障礙，骨功能衰竭，皮炎。此外還具有致癌、致畸、致突變的作用。形態(tài)與特點(diǎn)鉻在土壤中主要有兩種價(jià)態(tài)：Cr6+和Cr3+。兩種價(jià)態(tài)的行為極為不同，前者活性低而毒性高，后者恰恰相反。Cr3+主要存在于土壤與沉積物中，Cr6+主要存在于水中，但易被Fe2+和有機(jī)物等還原。土壤中的含量我國土壤含鉻量平均值小于80mg/kg，一般在50～60mg/kg。鉻主要分布在0～20cm的土層內(nèi)，40cm以下幾乎不受影響。砷主要來源主要來自大氣降塵與含砷農(nóng)藥。燃煤是大氣中砷的主要污染源。在有色金屬開采過程中，砷化合物進(jìn)入土壤也是主要途徑。危害土壤含砷量在5～10mg/kg時(shí)，能刺激植物生長，殺滅有害微生物，促進(jìn)固氮菌生長與磷的釋放。在環(huán)境衛(wèi)生方面也常用雄黃做消毒殺蟲劑。但是過量砷會(huì)帶來系列危害。砷可以取代DNA中的磷，防礙水分特別是養(yǎng)分的吸收，抑制水分從根部向地上部輸送，從而使葉片凋萎以致枯死。砷對(duì)人體的危害是由于三價(jià)砷的氧化物與細(xì)胞蛋白質(zhì)的巰基結(jié)合，從而抑制細(xì)胞呼吸酶的活性，并導(dǎo)致其分解過程及有關(guān)的中間產(chǎn)物均遭到破壞，使中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)生機(jī)能紊亂，毛細(xì)血管麻痹和肌肉癱瘓。砷還具有致癌性。砷對(duì)人體的毒害作用潛伏期長，一般1～2年，有時(shí)長至10年。特點(diǎn)土壤中砷大部分為膠體吸收或和有機(jī)物絡(luò)合――螯合或和磷一樣與土壤中鐵、鋁、鈣離子相結(jié)合，形成難溶化合物，或與鐵、鋁等氫氧化物發(fā)生共沉淀。pH和Eh值影響土壤對(duì)砷的吸附。pH值高土壤砷吸附量減少而水溶性砷增加；土壤的氧化條件下，大部是砷酸，砷酸易被膠體吸附，而增加土壤固砷量。隨Eh降低，砷酸轉(zhuǎn)化為亞砷酸，可促進(jìn)砷的可溶性，增加砷害。含量土壤含砷量0～195mg/kg，平均為9.36mg/kg。我國土壤含砷量平均10.38mg/kg。銅主要來源銅等有色金屬開采冶煉過程中排出的三廢，化石燃料的燃燒，城市垃圾污泥，含銅的農(nóng)藥（硫酸銅、波爾多液）化肥的使用。危害植物缺銅時(shí)，幼葉尖端干枯，葉片脫落，生長受到抑制。谷類作物一般不能結(jié)實(shí)。農(nóng)作物受銅危害的癥狀，主要表現(xiàn)在根部。當(dāng)根部銅積累過多時(shí)，新根的生長便受到了抑制，常常長到2一4厘米就停止生長，根尖的生長點(diǎn)開始硬化，吸收養(yǎng)分的能力減弱，嚴(yán)重時(shí)，全株枯死。此外，由于銅的存在能促進(jìn)二價(jià)鐵離子變成三價(jià)鐵離子，故銅的存在會(huì)阻礙許多植物對(duì)二價(jià)鐵的吸收和植物體內(nèi)鐵的運(yùn)轉(zhuǎn)，并導(dǎo)致植物缺鐵，出現(xiàn)缺鐵癥。另外，植物受銅毒害后，其光合作用減弱，葉色褪綠，生長受到抑制，導(dǎo)致減產(chǎn)。銅若在人體肝臟內(nèi)大量累積，則會(huì)產(chǎn)生“肝痘”等銅代謝疾病。特點(diǎn)銅被作物吸收后，以根部分布的最多，莖葉次之，籽粒中最少。

含量土壤含銅量2～100mg/kg。我國土壤含銅量大多在4～150mg/kg，平均22mg/kg。鋅主要來源大氣沉降、農(nóng)用污泥、垃圾、農(nóng)用化學(xué)品、鉛鋅礦尾砂。煤合其他化石燃料以及有色金屬的冶煉使大氣中鋅的主要來源。危害鋅是植物生長必需的微量元素。鋅可以間接影響植物生長素的形成，在缺鋅的土壤里，作物生長常常受到抑制，并出現(xiàn)各種病癥。土壤里含鋅過高（大于50mg/kg）時(shí)，。主要傷害作物的根系，使根的伸長受到阻礙，葉子呈黃綠色，并逐漸萎黃，而且分孽少，莖短。小麥?zhǔn)茕\危害，葉尖上即出現(xiàn)黃褐色的條斑點(diǎn)。鋅對(duì)植物的毒害還表現(xiàn)在在抑制光合作用，減少二氧化碳的固定，影響韌皮部的輸送作用，改變細(xì)胞膜滲透性，從而導(dǎo)致生長減緩，受阻和失綠，嚴(yán)重時(shí)致死。特點(diǎn)被吸收的鋅主要積蓄在植物的根部，也有一部分向莖葉中轉(zhuǎn)移。含量土壤含鋅量10～300mg/kg，平均為50mg/kg。我國土壤含鋅量大多在3～790mg/kg，平均100mg/kg。氟主要來源土壤氟污染主要來自鋁廠、磷肥廠、水泥廠等排氟企業(yè)的廢水農(nóng)灌，及某些粘土對(duì)污染區(qū)氟氣的捕獲、吸收。危害氟對(duì)動(dòng)植物均有毒害作用，能使人牙齒酸蝕成“斑釉齒癥”，并使骨骼中鈣的代謝紊亂，而得氟沉著癥。HF對(duì)植物的毒害比二氧化硫大。主要癥狀發(fā)生在嫩葉、幼芽上，發(fā)生傷斑部位主要在葉尖的邊緣，繼而發(fā)生褐色或近紅色的條帶，大量落葉。特點(diǎn)在干旱、半干旱堿性鹽類富集地區(qū)，土壤中某些難溶性的固相氟化物由于羥基置換反映使氟進(jìn)入液相，成為易被植物吸收和富集的可溶性氟。參與食物鏈，危害人類健康。含量我國土壤含氟50~3467mg/kg，平均478mg/kg。有機(jī)污染物有機(jī)農(nóng)藥三氯乙醛油類表面活性劑廢塑料制品工礦企業(yè)排放的含有機(jī)污染物的廢水耗氧有機(jī)污染物及富營養(yǎng)化污染物農(nóng)藥污染途徑：直接施入土壤或以拌種、浸種等形式施入土壤噴灑農(nóng)藥時(shí)，農(nóng)藥直接落到地面上，或附著在作物上再經(jīng)風(fēng)吹雨淋進(jìn)入土壤大氣中懸浮的農(nóng)藥或以氣態(tài)形式或經(jīng)雨水溶解和淋洗落到地面隨死亡動(dòng)植物或污水灌溉進(jìn)入土壤殘留于土壤中的有機(jī)農(nóng)藥，通過根系吸收，在植物中積累，經(jīng)過食物鏈的累積放大，對(duì)人體造成危害。農(nóng)藥在土壤中的消失途徑有吸收、遷移、蒸發(fā)、光解、生物轉(zhuǎn)化。影響因素：溫度、濕度、土壤質(zhì)地、有機(jī)質(zhì)含量多數(shù)農(nóng)藥難溶于水，易被粘土和有機(jī)質(zhì)吸附，隨水淋失少，因此大部分存在于20cm的表層土內(nèi)。農(nóng)藥在土壤中的殘留期農(nóng)藥半衰期（年）鉛、砷、鉛、汞農(nóng)藥有機(jī)氯農(nóng)藥有機(jī)磷農(nóng)藥氨基甲酸酯農(nóng)藥氮苯類除草劑取代脲類2,4-D,2,4,5-T10-202-40.02-0.20.02-0.11-20.3-0.80.1-0.4農(nóng)藥半衰期90%消失期2,4-D西瑪津野麥畏二硝酚氟樂靈——1.5-4月2月——22-35天11-15天5-12月小于5-6月小于18天——農(nóng)藥半衰期（天）90%消失期（天）五氯酚草枯醚滅草靈除草醚10-17141011404020-2540旱地除草劑的田間殘留期水田除草劑的田間殘留期三氯乙醛（酸）來源：是許多化工產(chǎn)品、藥物和農(nóng)藥的合成原料。三氯乙醛生產(chǎn)工業(yè)硫酸廢硫酸（含三氯乙醛8-12%）肥料(含三氯乙醛幾百-幾千mg/kg)過磷酸鈣肥料胡敏酸銨肥料土壤三氯乙酸(殘留期70-100天)微生物作用三氯乙醛的危害三氯乙醛易與水合形成水合氯醛，易溶于水和有機(jī)溶劑。對(duì)動(dòng)物有鎮(zhèn)靜、麻醉作用，對(duì)植物的毒害主要表現(xiàn)在，破壞植物細(xì)胞原生質(zhì)的極性結(jié)構(gòu)和分化，使細(xì)胞核分裂，增殖作用紊亂，生長畸形，降低新陳代謝功能。單子葉植物對(duì)三氯乙醛的敏感性高于雙子葉植物。麥類極為敏感。三氯乙醛對(duì)小麥的抑制濃度和致死濃度分別為和。酚類來源：冶金、煤氣、煉焦、石油化工、塑料等工業(yè)廢水。危害：單元酚能損傷細(xì)胞膜，使細(xì)胞吸水能力降低。聯(lián)苯二酚可使細(xì)胞內(nèi)的水分外滲而致蔫萎，多羥基酚類能抑制植物生長。酚對(duì)魚體的危害只需就能引起減產(chǎn)。酚類易揮發(fā)，也易被生物降解，在土壤中不易積累。油類污染物來源：主要來自污水灌溉。礦物油還來自溢油事故、油頁巖礦渣、油類藥劑、車輛污染危害：對(duì)土壤理化性質(zhì)產(chǎn)生影響。油類表面張力大，在土壤表面擴(kuò)散，嚴(yán)重阻抑土體與大氣之間的氣體交換，其疏水性使土壤不易被濕潤。堵塞土壤孔隙，使土壤水分垂直向滲濾受阻耗氧有機(jī)污染物：來源：廢水灌溉。

生活污水(BOD>100-300mg/L)、食品工業(yè)廢水(BOD>1000mg/L)等。危害：短時(shí)間內(nèi)大量耗氧，造成環(huán)境缺氧和還原過程。富營養(yǎng)化有機(jī)污染物：來源：有機(jī)物、N、P豐富的有機(jī)廢水。影響：少量時(shí)刺激作物生長，過量時(shí)一些不必要生物迅速繁殖，耗氧加快。表面活性劑污染物來源：生活污水影響：少量洗滌劑，改善土壤導(dǎo)水、滲水性能，刺激玉米和麥類的生長。含量過高則使作物減產(chǎn)。作物減產(chǎn)20%時(shí)，非離子活性劑在土壤中的臨界含量為500-1000mg/kg，陰離子活性劑在土壤中的臨界含量為150mg/kg。廢塑料制品來源：農(nóng)用塑料薄膜。危害：性質(zhì)穩(wěn)定，耐酸堿，不易微生物分解。使土壤物理性質(zhì)變劣，不利作物生長。土壤中化肥的污染與危害中國是世界上使用化肥最多的國家。但是由于技術(shù)相對(duì)落后，有效利用率低，也是目前化肥浪費(fèi)最多的國家。2004年和2006年我國化肥生產(chǎn)量分別為4629萬噸4860萬噸。單位施用量的集中范圍是90～270kg/hm2；化肥利用率大多集中在15％～35％,且與化肥施用量有關(guān)。增加土壤重金屬與有毒元素的含量，促進(jìn)土壤酸化，導(dǎo)致營養(yǎng)失調(diào)，NO2－積累，微生物活性降低。化肥污染的危害增加土壤重金屬含量(主要由磷肥引起)

從化肥原料開采到加工生產(chǎn)，都會(huì)給化肥產(chǎn)品帶進(jìn)重金屬元素或有毒元素樣品AsCdCuPbZnHg磷礦石平均佛羅里達(dá)產(chǎn)摩洛哥產(chǎn)挪威產(chǎn)普通過磷酸鈣重過磷酸鈣中國磷銨中國過磷酸鈣24.419.435.220.3104273－－33.911.826.376.49.524.57.5～15684～14423.715.039.212.015.732.5－－17.217.211.19.18.65.6－－256112273801159270－－0.250.050.010.310.420.17－－磷肥中重金屬含量(mg/kg)化肥污染的危害促進(jìn)土壤酸化(主要由氮肥引起)：

由于氮肥進(jìn)入土壤后會(huì)因土壤的硝化作用產(chǎn)生NO3－。從而引起土壤的酸化。氮肥中的NH3揮發(fā)到大氣中，經(jīng)過一系列的氧化水解作用形成HNO3，成為酸雨的成分之一。土壤中營養(yǎng)成分比例失調(diào)、植物NO3－積累

1.施肥比例不科學(xué)，使得營養(yǎng)元素比例失調(diào)。

2.氮肥過量使得植物體內(nèi)硝酸鹽含量增高，危害食用者身體。硝酸鹽可將人體血液中血紅蛋白中的Fe2＋氧化為Fe3＋，成為氧化血紅蛋白，致組織缺氧。氧化血紅蛋白達(dá)20％時(shí)，表現(xiàn)明顯的缺鐵癥狀，達(dá)70％－90％時(shí)，可致死。肥料成分葉菜類根菜類果菜類豆類NP2O5K2O2.250.9153.753.451.284.623.821.254.953.712.377.34化肥污染的危害各類蔬菜對(duì)N、P、K的需求量(kg/t)化肥污染的危害硫酸銨用量(kg/hm2)微生物總數(shù)氨化菌數(shù)真菌數(shù)放線菌數(shù)纖維分解菌數(shù)硝化菌數(shù)反硝化菌數(shù)240405637.79301057.5898189540>1895401297560883189512>18951212705440.370.270.230.190.2615.727.934.824.816.87.48.711.310.19.40.90.530.050.030.150.90.530.050.030.15降低土壤微生物活性：微生物具有轉(zhuǎn)化有機(jī)質(zhì)、分解復(fù)雜礦物和降解有毒物質(zhì)的作用。在化肥施用合理時(shí)，對(duì)微生物活性有促進(jìn)作用，過量則反而降低其活性。8.3污染物在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化土壤自凈作用：是指土壤對(duì)進(jìn)入土壤中的污染物通過復(fù)雜多樣的物理過程、化學(xué)及生物化學(xué)過程，使其濃度降低、毒性減輕或者消失的性能。

物理過程：滲濾、揮發(fā)、擴(kuò)散；化學(xué)和物理化學(xué)過程：吸附配合、沉淀、氧化還原作用；生物化學(xué)過程：微生物及酶作用下的生物降解。重金屬在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化重金屬難以在土壤中遷移，土壤的多種作用都能將重金屬固定（pH、PO43－、HPO42－、H2PO4－、CO32－、粘土礦物、氧化物）。當(dāng)重金屬進(jìn)入土壤后，往往停留在表土或亞表土。土壤中的重金屬大多數(shù)呈固體沉淀態(tài)或固體結(jié)合態(tài)，在被沖刷和淋洗時(shí)，隨土體中的固相移動(dòng)。重金屬在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化土壤層次樣品數(shù)CuPbCrZnNiBHgAs冷砂黃泥ABC111087.415.57.511.112.614.422.223.328.536.742.540.911.714.314.879.278.058.50.060.110.054.95.65.7礦子黃泥ABC87439.446.030.829.123.319.426.262.363.5124.4106.8368.249.448.423.018.095.082.20.080.070.077.27.08.6微量元素在剖面上的分布(mg/kg)重金屬在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化土壤坡度地貌部位CuPbCrZnNiBHgAs冷砂黃泥50～5313～15斜坡夷平面12.38.111.024.320.721.537.944.710.510.0136.5184.50.050.075.97.0礦子黃泥25～3510～15谷坡底部51.970.723.127.795.2131.291.4110.545.273.364.790.30.070.134.14.2不同地貌部位土壤中微量元素的含量(mg/kg)重金屬在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化土壤HgCrAsCuZnMnPbNiCd縫穴滲漏型淋溶型潴育型0.070.050.1157.161.466.55.83.77.613.310.020.179.650.780.5604.2319.2529.818.811.420.626.518.030.80.210.050.19微量元素在不同土壤水文條件下的含量(mg/kg)重金屬在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化土壤對(duì)重金屬的吸附量與土壤粘粒含量、土粒比表面積、Fe2O3、MnOx、CEC、pH等密切相關(guān)。元素粘粒含量比表面積Fe2O3Mn含量CECpHCdNiZnCrSeAs0.670.690.810.560.710.880.710.880.840.100.390.660.460.270.500.750.680.600.450.240.480.650.570.520.600.790.710.210.440.420.480.510.52－0.43－0.300.22土壤吸附重金屬與土壤性質(zhì)的相關(guān)系數(shù)重金屬在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化凈化重金屬污染土壤的方式：1.借助土體轉(zhuǎn)移而轉(zhuǎn)移重金屬；2.轉(zhuǎn)變重金屬的形態(tài)，降低其有效性；3.動(dòng)植物修復(fù)。有機(jī)污染物在土壤中遷移轉(zhuǎn)化有機(jī)污染物在土壤中遷移轉(zhuǎn)化與其自身性質(zhì)有很大關(guān)系。大部分有機(jī)污染物容易被微生物降解；但有些物質(zhì)如氯代芳香族化合物則較難生物降解，能夠在環(huán)境中累積；難溶于水的有機(jī)污染物，在土壤中易揮發(fā)；易溶于水的有機(jī)污染物則容易隨降水滲漏到深層土壤中。其中，生物降解是土壤中有機(jī)污染物重要的轉(zhuǎn)化過程之一，也是土壤真正凈化的一種途徑。有機(jī)污染物在土壤中遷移轉(zhuǎn)化微生物降解作用的主要類型：1.脫氯作用2.脫烷基作用3.環(huán)裂作用4.氧化還原作用5.水解作用

由于土壤顆粒對(duì)有機(jī)污染物的吸附作用，使得土壤中有機(jī)污染物的微生物降解速率比水中慢。脫氯作用ClCHCClClClClClCCClClClClCHCClHClClClCHCOOHCl-HCl嫌氣條件(DDE)(DDT)(DDD)(DDA)DDM對(duì)氯苯乙酸DBPOCH2COOHClClClOHClClClOHClClOHClCl脫烷基反應(yīng)++OCH2COOHClClOHClClOHOHClOHOHOHCO2+H2O+Cl-苯環(huán)破裂作用(C2H5O)2P(S)SCH2SC2H5H2O(C2H5O)2P(S)SCH2S(O)C2H5(C2H5O)2P(S)SCH2S(O)2C2H5(C2H5O)POH+HSCH2SC2H5S(C2H5O)2P(O)SCH2S(O)C2H5甲拌磷甲拌磷亞砜甲拌磷砜硫逐磷酸酯亞砜氧化還原作用有機(jī)污染物在土壤中遷移轉(zhuǎn)化

有機(jī)污染物在土壤中的揮發(fā)作用也是有機(jī)物脫離土壤的重要途徑。揮發(fā)主要發(fā)生在地表，因此污染物的蒸汽壓、大氣相對(duì)濕度、土壤含水量、土壤對(duì)有機(jī)污染物的吸附能力、擴(kuò)散系數(shù)、在水中的溶解度、土壤表面的氣流狀況都會(huì)影響揮發(fā)速率。對(duì)農(nóng)藥來說，施加量和施藥深度也是影響其揮發(fā)過程的重要因素。農(nóng)藥DDT狄氏劑2,4-D馬拉硫磷樂果氯丹七氯對(duì)硫磷甲基對(duì)硫磷揮發(fā)指數(shù)1.01.01.02.02.02.03.03.04.0有機(jī)污染物在土壤中遷移轉(zhuǎn)化

有機(jī)污染物的滲漏作用影響地下水的污染程度。受土壤中的有機(jī)質(zhì)含量、土壤－水分配系數(shù)、農(nóng)藥在田地中的半衰期、降雨量、有機(jī)物的溶解度、蒸汽壓、土壤的吸附性的影響。對(duì)農(nóng)藥來說，施藥量也是其滲漏作用的一個(gè)因素。

一般，有機(jī)污染物的滲漏作用隨有機(jī)質(zhì)含量、土壤－水分配系數(shù)、蒸汽壓、土壤吸附性的升高而降低，隨降雨量、半衰期、溶解度的升高而升高。土壤酸化及對(duì)策

土壤pH值在原有的基礎(chǔ)上逐漸下降的現(xiàn)象就是土壤酸化。

在自然過程中，自然界的雨水對(duì)土壤鹽基的淋洗作用，使得土壤或多或少呈鹽基不飽和態(tài)。鹽基不飽和土壤中富含H＋和Al3＋，使土壤呈酸性。由于土壤具有非常強(qiáng)的緩沖能力，所以自然的酸化過程非常緩慢。20世紀(jì)，隨著工業(yè)的迅猛發(fā)展，化石燃料的大量燃燒，使的大氣中CO2、SO2、氮氧化合物的濃度迅速增加，酸沉降使得土壤的自然酸化過程大大加速；同時(shí)大量氮肥的使用也在很廣的范圍內(nèi)引起土壤酸化。土壤酸化作用與機(jī)理土壤酸度強(qiáng)酸性酸性微酸性中性堿性強(qiáng)堿性土壤pH<44~5.55.5~6.56.5~7.57.5~8.5>8.5可能成分游離礦質(zhì)酸，大量交換性Fe3＋、Al3＋交換性Al3＋為主交換性H＋、有機(jī)酸鹽基飽和交換性Ca2＋、Mg2＋鹽基飽和，有碳酸鈣鹽基飽和，有游離Na2CO3，交換性Na＋多堿性土壤中的強(qiáng)鹽基被淋洗中性土壤交換性鹽基被H＋取代酸性粘土礦物中Al3＋釋出酸性增強(qiáng)土壤由堿性到酸性和強(qiáng)酸性是不同物質(zhì)存在的表現(xiàn)，他們代表著土壤的淋溶程度與化學(xué)分解程度?？刂仆寥浪峄瘜?duì)策

抑制土壤酸化，通常是用石灰物質(zhì)，以Ca2＋取代交換性H＋和Al3＋。采用的方法是實(shí)測(cè)土壤交換性酸，然后乘以經(jīng)驗(yàn)系數(shù)(1.5左右)，計(jì)算它所相當(dāng)?shù)腃aCO3或CaO的數(shù)量。石灰需用量＝土重×單位質(zhì)量土壤中交換酸量×CaCO3當(dāng)量值×效力校正值對(duì)于強(qiáng)酸性土壤，則應(yīng)先漫灌洗酸后，再以石灰中和酸度。注：CaCO3的效力校正值為1.5，CaO的效力校正值為1.2。

針對(duì)酸化土壤的施肥措施，是在一般施肥基礎(chǔ)上補(bǔ)充鹽基性養(yǎng)分，其中最主要的是鈣、鉀元素。原因：一、這兩種元素在淋洗過程中較易流失，二、作物的需求量高。由于氮肥也能導(dǎo)致土壤酸化，因此需要控制氮肥的用量。8.4污染土壤的修復(fù)物理法化學(xué)法生物法物理方法修復(fù)技術(shù)(l)換土法:用新鮮未受污染的土壤替換或部分替換原污染土壤，以稀釋原污染物濃度，增加土壤環(huán)境容量。換土法又可分為翻土、換土和客土。沈陽冶煉廠原址污染治理方案－舊址地下1米土層全換新土。(2)加熱修復(fù)：利用熱傳導(dǎo)(如熱井和熱墻)或輻射(如無線電波加熱)的方式加熱土壤，以促進(jìn)半揮發(fā)性有機(jī)物的揮發(fā)，再通過一定的回收裝置將揮發(fā)出來的有機(jī)物回收，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)污染土壤的修復(fù)；(3)土壤沖洗技術(shù):在水壓的作用下，將水或含有助溶劑的水溶液直接引入被污染土層，或注入地下水使地下水位上升至受污染土層，使污染物從土壤中分離出來，最終形成遷移態(tài)化合物;(4)氣相抽取技術(shù):通過抽氣井產(chǎn)生真空，使形成一個(gè)壓力或濃度梯度，并使氣相中的揮發(fā)性有機(jī)物由抽氣井抽出，從而使土壤中的揮發(fā)性或半揮發(fā)性污染物得到去除，并將解吸氣體進(jìn)行吸附;(5)電動(dòng)修復(fù):利用插入土壤中的兩個(gè)電極在污染土壤兩端加上低壓直流電場，在低強(qiáng)度直流電的作用下，土壤中的帶電顆粒在電場內(nèi)作定向移動(dòng)，土壤污染物在電極附近富集或被收集回收?；瘜W(xué)方法修復(fù)技術(shù)(1)化學(xué)氧化修復(fù)技術(shù)：將化學(xué)氧化劑注入土壤滲透層或/和地下水中，以氧化其中的污染物質(zhì)；(2)化學(xué)還原修復(fù)技術(shù)：利用化學(xué)還原劑將污染物還原為難溶態(tài)，從而使污染物在土壤環(huán)境中的遷移性和生物可利用性降低；(3)化學(xué)淋洗法：化學(xué)淋洗是指將污染土壤挖掘出來，用水或淋洗劑溶液清洗土壤、去除污染物，再對(duì)含有污染物的清洗廢水或廢液進(jìn)行處理，潔凈土可以回填或運(yùn)到其他地點(diǎn)回用；(4)溶劑浸提法：溶劑浸提法是指利用溶劑將有害化學(xué)物質(zhì)從污染土壤中提取出來，并將該溶劑再生處理后回用的技術(shù)；(5)化學(xué)脫鹵法:化學(xué)脫鹵指向受鹵代有機(jī)物污染的土壤中加入試劑，以置換取代污染物中的鹵素或使其分解或部分揮發(fā)而得以去除;(6)可滲透反應(yīng)墻:可滲透反應(yīng)墻可用于截留或原位處理遷移態(tài)的污染物，是指挖出部分土壤，代以反應(yīng)材料形成的物理墻，墻體一般由天然材料和一種或多種活性材料混合而成。當(dāng)污染物質(zhì)隨地下水向下游遷移并流經(jīng)處理墻時(shí)，墻體中的活性物質(zhì)將與其發(fā)生作用，導(dǎo)致污染物降解或被截留固定。無機(jī)和有機(jī)污染物均可以通過不同活性材料組成的反應(yīng)墻得以固化或降解，包括有機(jī)物、重金屬、放射性元素等；(7)光催化法：光催化法是化學(xué)修復(fù)方法的一種。近年來，光催化技術(shù)在降解水中有機(jī)污染物方面已得到廣泛研究，但是土壤中有機(jī)污染物的光催化降解研究開展的并不多。生物修復(fù)技術(shù)(1)微生物修復(fù)：包括原位修復(fù)和異位修復(fù)。微生物修復(fù)工程簡單，處理費(fèi)用相對(duì)較低，且能較徹底的將有機(jī)污染物降解為最終產(chǎn)物?？赏ㄟ^選擇適宜的微生物的種類及數(shù)量、優(yōu)化土壤環(huán)境條件、選擇適宜的修復(fù)時(shí)間等來提高修復(fù)效率。但是處理時(shí)間長，對(duì)重金屬的處理效果不好。原位生物修復(fù)：在污染現(xiàn)場就地處理污染物的一種修復(fù)技術(shù)。主要采用一定的工程措施，在不人為移動(dòng)污染物，不挖掘出土壤或抽取地下水的條件，利用特定的處理方式進(jìn)行處理。這種方法對(duì)修復(fù)場地的干擾破壞程度最低。異位生物修復(fù)：將污染物移位，在異地(專門的場地)進(jìn)行生物修復(fù)的一類技術(shù)。主要針對(duì)污染嚴(yán)重污染面積不大的污染土壤。微生物修復(fù)的主要形式：投菌法：此法是直接向受到污染的土壤中接入外源污染物降解菌，同時(shí)投加微生物生長所需的營養(yǎng)物質(zhì)包括常量營養(yǎng)元素和微量營養(yǎng)元素，通過微生物對(duì)污染物的降解和代謝達(dá)到去除污染物的目的。微生物修復(fù)技術(shù)體系中最主要的營養(yǎng)元素，微生物生長所需的C、N、P質(zhì)量比約為120:10:1。生物培養(yǎng)法：定期向受污染土壤中加入營養(yǎng)和氧或H2O2作為微生物氧化的電子受體，以滿足污染環(huán)境中已經(jīng)存