土壤有機(jī)污染

第五講土壤有機(jī)污染主要內(nèi)容第一節(jié)土壤的組成和性質(zhì)第二節(jié)土壤的污染與凈化第三節(jié)土壤的有機(jī)污染及其防治第四節(jié)土壤農(nóng)藥污染與防治第五節(jié)土壤石油污染及修復(fù)第六節(jié)生活垃圾及其對(duì)土壤環(huán)境的影響第一節(jié)土壤的組成和性質(zhì)土壤(沉積物)中的有機(jī)質(zhì)和礦物質(zhì)是吸附有機(jī)化合物的主要成分。許多資料表明，有機(jī)化合物很容易分配到土壤有機(jī)質(zhì)中去，而在一定條件下又能被礦物質(zhì)所吸附。因此在研究有機(jī)化合物在環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化時(shí)，了解土壤有機(jī)質(zhì)和礦物質(zhì)的組分和性質(zhì)是非常重要的。土壤是一種組成相當(dāng)復(fù)雜的自然體，它是成土母質(zhì)經(jīng)過長(zhǎng)期的風(fēng)化作用和生物化學(xué)作用形成的。它可分為四個(gè)部分，即礦物質(zhì)、有機(jī)質(zhì)、水分和空氣?？蓺w納如下：不同的土壤這四個(gè)部分的含量是不同的，盡管在土壤中有機(jī)質(zhì)的含量較低(通常只占固體部分2-10％)，但其在非極性有機(jī)化合物，在水-土壤體系分配過程中起著相當(dāng)重要的作用。同樣，土壤礦物質(zhì)在干土壤條件下或非極性有機(jī)溶劑中，其吸附作用非常強(qiáng)烈。土壤的礦物質(zhì)包括各類粘土礦物，如蒙脫石、伊利石和高嶺石等，以及錳鐵鋁水合氧化物與其他無機(jī)礦物。土壤有機(jī)質(zhì)可分為胡敏素、胡敏酸和富里酸以及其他有機(jī)化合物等。但是，根據(jù)有機(jī)化合物在水-土壤體系以及其它體系中的吸附特征，我們把上述兩大類組分歸納成無機(jī)相部分—土壤礦物質(zhì)和有機(jī)相部分—土壤有機(jī)質(zhì)。土壤有機(jī)質(zhì)土壤有機(jī)質(zhì)主要指土壤中的腐殖質(zhì)以及其他有機(jī)化合物。土壤中有機(jī)質(zhì)的成分是很復(fù)雜的，概括起來可分為兩大類：一類是構(gòu)成生物體的物質(zhì)，如各種碳水化合物、木質(zhì)素、樹脂、蛋白質(zhì)等等。它們都是有機(jī)化學(xué)中常見的有機(jī)化合物，這類物質(zhì)在有機(jī)質(zhì)中所占的數(shù)量不多，約占有機(jī)質(zhì)總量的10-15％；另一類是腐殖質(zhì)，即胡敏酸、富里酸、胡敏素等，這些物質(zhì)是土壤所特有的有機(jī)物質(zhì)，在土壤有機(jī)質(zhì)中約占85-90％。大量研究表明，在非離子性有機(jī)化合物被土壤吸附的過程中，土壤有機(jī)質(zhì)起著雙重作用：(1)有機(jī)質(zhì)作為有機(jī)相，通過“物質(zhì)相似相溶”的原理，溶解有機(jī)化合物于其中；(2)有機(jī)質(zhì)作為自然膠體而具有大量功能團(tuán)或吸附位，對(duì)有機(jī)化合物產(chǎn)生吸附作用。不過，在土壤-水體系中，土壤有機(jī)質(zhì)的分配(溶解)過程起著主導(dǎo)作用。腐殖質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)1.腐殖質(zhì)組分的分子結(jié)構(gòu)腐殖質(zhì)是由多種化合物混合組成，這些化合物無單一固定的結(jié)構(gòu)式。每一種成分(胡敏酸、富里酸以及胡敏素)都被認(rèn)為是由一系列不同結(jié)構(gòu)的分子所組成，很少有完全相同的結(jié)構(gòu)式或反應(yīng)基。

胡敏酸有較高的碳含量(50-60％)，氧(其含量為30-35％)多作為胡敏酸結(jié)構(gòu)的連結(jié)點(diǎn)而存在。以下列出3中模型：

富里酸碳含量較低(40-50％)，但氧的含量較高(44-50％)，氫、氮和硫的含量分別在4-6%，2-6%和0-2％之間變化。

Schnitzer、Khan和Buffle認(rèn)為：富里酸由部分酚羥基和苯羧酸靠氫鍵結(jié)合在一起，形成相當(dāng)穩(wěn)定的多聚結(jié)構(gòu)體。這一結(jié)構(gòu)的明顯特征是：該分子中遍布著不同直徑的空間或洞穴，它能容許低分子量的有機(jī)化合物進(jìn)入這些洞穴，如農(nóng)藥和其他有機(jī)化合物。富里酸的兩種結(jié)構(gòu)模型：

胡敏素是土壤腐殖質(zhì)中所占比例最大而且目前研究又最少的部分，它可以是與土壤礦物質(zhì)牢固結(jié)合的胡敏酸，亦可能是受干燥和冰凍影響而變了質(zhì)的胡敏酸，它不溶于堿液。胡敏素是腐殖質(zhì)中最不活潑的部分，因此它在水-土壤體系中，在非離子性有機(jī)化合物的吸附中占有最重要的地位。正是由于胡敏素不活潑(即缺乏功能團(tuán))，且含量高，可能會(huì)成為非離子性有機(jī)化合物的理想的有機(jī)溶劑相。許多研究結(jié)果證實(shí)，土壤胡敏素以及其他有機(jī)物，如脂類、木質(zhì)素、胡敏素、富里酸等，構(gòu)成了在水-土壤體系有機(jī)化合物吸附中起重要作用的有機(jī)相，并且胡敏素是最重要的部分。2.

腐殖質(zhì)的官能團(tuán)據(jù)報(bào)道，在腐殖質(zhì)中有一系列的官能團(tuán)，羥基(-OH)、羧基(-COOH)、酚羥基、烯醇羥基、酮、羥基醌、內(nèi)酯、醚和醇羥基等。它們對(duì)各種陽離子或基團(tuán)存在極強(qiáng)的吸附能力或結(jié)合反應(yīng)能力，尤其對(duì)一些極性有機(jī)化合物或極性基團(tuán)在環(huán)境中的行為產(chǎn)生重要影響。但是，在水體系中的有機(jī)化合物被土壤吸附的過程中，有機(jī)質(zhì)的主要作用是作為有機(jī)相溶解有機(jī)化合物。尤其對(duì)非離子性有機(jī)化合物，吸附作用不是主要反應(yīng)過程。土壤礦物質(zhì)

土壤礦物質(zhì)是土壤中主要組分之一，并且是最重要的部分，它包括粘土礦物，如蒙脫土、伊利石和高嶺石，以及鐵錳鋁水合氧化物和其他無機(jī)礦物質(zhì)。這些在土壤中所占的比例最大，在絕大多數(shù)土壤中，其含量可達(dá)90％至98％左右。因此礦物質(zhì)是土壤中最基本的物質(zhì)。在一定的條件下，土壤礦物質(zhì)可以強(qiáng)烈地吸附有機(jī)化合物，成為有機(jī)地球化學(xué)中重要的研究對(duì)象。土壤礦物質(zhì)的表面電荷在土壤顆粒表面，往往存在負(fù)電荷和正電荷，這是它的重要膠體性質(zhì)。1.負(fù)電荷負(fù)電荷是土壤礦物表面經(jīng)常存在的電荷，通常這種電荷根據(jù)其性質(zhì)又可分為兩類，即不變(恒定)負(fù)電荷和pH控制負(fù)電荷。

(1)不變負(fù)電荷土壤礦物質(zhì)表面的不變電荷主要產(chǎn)生于Si、Al、Fe的晶質(zhì)粘土礦物和非晶質(zhì)水合氧化物的離子替代，1:1型層狀硅酸鹽的負(fù)離子被認(rèn)為是晶體結(jié)構(gòu)的同晶取代或由吸附在晶體表面的鋁土—硅酸鹽造成的。(2)pH控制負(fù)電荷在土壤無機(jī)成分中，pH控制負(fù)電荷可分為不可水解電荷和可水解電荷。層狀硅酸鹽的箔層間和外表面的水合氧化物，是土壤無機(jī)部分中不可水解電荷的最大來源。水合氧化物膠膜阻塞非晶質(zhì)硅酸鈉或硅—鋁土—鐵共凝膠體中的陽離子，也導(dǎo)致不可水解電荷的形成。當(dāng)?shù)V物結(jié)構(gòu)失去Al、Fe和Mg離子出現(xiàn)缺失時(shí)，羥基質(zhì)子化作用會(huì)產(chǎn)生OH2基，這可能是可水解電荷的主要位置。2.正電荷

土壤正電荷來自暴露在粘土礦物品體邊緣的A1、Fe和Mn的水合氧化物和氫氧化物。這些組分起著從環(huán)境溶液中吸收質(zhì)子的堿性基作用。在自然環(huán)境中，只有在酸性極強(qiáng)的條件下，Mn的氧化物和氫氧化物才會(huì)呈現(xiàn)正電荷。土壤礦物質(zhì)表面的成鍵機(jī)制1．范德華力范德華力一般較弱，但在粘土礦物—有機(jī)質(zhì)復(fù)合體中，它對(duì)非離子性有機(jī)化合的的吸附卻相當(dāng)重要。這是因?yàn)檫@種相互作用是疊加的，它們之間的相互作用存在于分子之間，而不是在表面和吸附質(zhì)子之間。2．氫鍵在許多粘土礦物—有機(jī)質(zhì)復(fù)合體形成過程中，氫鍵是極為重要的化學(xué)鍵。它們往往通過水化作用層的水化分子，使極性有機(jī)分子與交換性金屬陽離子結(jié)合，或者粘土表面交換性有機(jī)陽離子與另一種弱堿性有機(jī)化合物鍵合，也可能是分子與粘土礦物的表層氧化物或氫氧化物鍵合。3.離子偶極鍵和配位鍵交換性陽離子對(duì)電子的親合性越大，能獻(xiàn)出電子的有機(jī)分子極化基團(tuán)之間的相互作用能量也就越大。因此，在未填滿的軌道的交換位置，過渡金屬陽離子與配位基發(fā)生劇烈的相互作用，這種作用是通過極化分子與交換性陽離子直接鍵合或通過極化分子與交換性陽離子間的“水橋”的鍵合進(jìn)行的。4.π鍵脫水粘土表面交換位置上的過渡金屬陽離子，通過π鍵能夠吸附各種中性有機(jī)分子，特別是碳?xì)浠衔?。除上述的化學(xué)鍵外，熵效應(yīng)有助于粘土礦物對(duì)一些有機(jī)聚合物的吸附。在吸附過程中，許多溶劑分子從表面進(jìn)入礦物，由于吸附的自由能作用，從而使平均熵提高。熵效應(yīng)的重要性隨著有機(jī)聚合物分子量的增加而增加。土壤礦物質(zhì)的吸附作用土壤對(duì)有機(jī)溶液的吸附機(jī)制第二節(jié)土壤的污染與凈化土壤污染概念土壤污染是指進(jìn)入土壤的污染物超過土壤的自凈能力，而且對(duì)土壤、植物和動(dòng)物造成損害時(shí)的狀況。土壤污染物應(yīng)是指土壤中出現(xiàn)的新的合成化合物和增加的有毒化物。事實(shí)上，土壤原有的物質(zhì)中包括了多種有毒物質(zhì)，如汞、砷、鉛等，只是含量極少不曾表現(xiàn)危害。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)相反而又向時(shí)進(jìn)行的對(duì)立、統(tǒng)一的過程，在正常情況下，兩者處于一定的動(dòng)態(tài)個(gè)衡。在這種平衡狀念下，土壤環(huán)境是不會(huì)發(fā)生污染的。如果人類的各種活動(dòng)產(chǎn)生的污染物質(zhì)，通過各種途徑輸入土壤(包括施入土壤的肥料、農(nóng)藥)，其數(shù)量和速度超過了土壤環(huán)境的自凈作用的速度，打破了污染物在土壤環(huán)境中的自然動(dòng)態(tài)平衡，使污染物的積累過程占據(jù)優(yōu)勢(shì)，可導(dǎo)致土壤環(huán)境正常功能的失調(diào)和土壤質(zhì)量的下降；或者土壤生態(tài)發(fā)生明顯變異，導(dǎo)致土壤微生物區(qū)系(種類、數(shù)量和活性)的變化，土壤酶活性的減少；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，并通過食物鏈，最終影響到人類的健康。這種現(xiàn)象屬于土壤環(huán)境污染。因此，我們說，當(dāng)土壤環(huán)境中所含污染物的數(shù)量超過土壤自凈能力或當(dāng)污染物在土壤環(huán)境中的積累量超過土壤環(huán)境基準(zhǔn)或土壤環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，即為土壤環(huán)境污染。從土壤污染概念來看，判斷土壤發(fā)生污染的指標(biāo)：一是土壤自凈能力，二是動(dòng)植物直接、間接吸收而受害的臨界濃度。土壤污染及其發(fā)生危害的特點(diǎn)有二：

(1)是土壤對(duì)污染物的富集作用，即土壤對(duì)污染物的吸附、固定作用；

(2)是土壤污染主要是通過它的產(chǎn)品—植物表現(xiàn)其危害。植物從土壤中選擇吸收必須的營養(yǎng)物，同時(shí)也被動(dòng)地吸收土壤釋放出來的有害物質(zhì)，當(dāng)有害物質(zhì)積累到一定程度時(shí)就會(huì)危及植物或通過食物鏈危害到動(dòng)物、人類。土壤污染特點(diǎn)土壤自凈作用土壤的自凈作用是指在自然因素的作用下，通過土壤自身的作用，使污染物在土壤環(huán)境中的數(shù)量、濃度或毒性、活性降低的過程。土壤環(huán)境自凈作用的機(jī)理既是土壤環(huán)境容量的理論依據(jù)，又是選擇土壤環(huán)境污染調(diào)控與防治措施的理論基礎(chǔ)。按其作用機(jī)理的不同，可劃分為物理凈化作用、物理化學(xué)凈化作用、化學(xué)凈化作用和生物凈化作用等四個(gè)方面。

1.物理凈化作用土壤是一個(gè)多相的疏松多孔體，猶如天然的大過濾器。固相中的各類膠態(tài)物質(zhì)—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，減少毒性，或被土壤固相表面吸附(指物理吸附)，但也可能隨水遷移至地表水或地下水層；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。物理凈化作用只能使污染物在土壤中的濃度降低，而不能從整個(gè)自然環(huán)境中消除，其實(shí)質(zhì)只是污染物的遷移。

2.物理化學(xué)凈化作用

土壤物理化學(xué)凈化是指污染物的陰、陽離子與土壤膠體上原來吸附的陰、陽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)，且服從質(zhì)量作用定律，其凈化能力的大小可用土壤陰、陽離子交換量的大小來衡量。污染物的陰、陽離子被交換吸附到土壤膠體上，降低了土壤溶液中這些離子的濃(活)度，相對(duì)減輕了有害離子對(duì)植物生長(zhǎng)的不利影響，但并沒有從根本上將污染物從土壤中消除，所以說物理化學(xué)凈化作用只是暫時(shí)性的、不穩(wěn)定的。對(duì)土壤本身來說，則是污染物在土壤中的積累過程。3.化學(xué)凈化作用污染物進(jìn)入土壤以后，可能發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng)。例如，凝聚與沉淀反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)、絡(luò)合反應(yīng)、酸堿中和反應(yīng)、同晶置換反應(yīng)，水解、分解和化合反應(yīng)，或者發(fā)生由太陽輻射能和紫外線等能量引起的光化學(xué)降解作用等等。通過這種化學(xué)反應(yīng)，或使污染物轉(zhuǎn)化成難溶性、難解離性物質(zhì)，使危害程度和毒性減?。换蚍纸獬蔁o毒物或營養(yǎng)物質(zhì)。這些凈化作用統(tǒng)稱為化學(xué)凈化作用。土壤的化學(xué)凈化作用反應(yīng)機(jī)理較復(fù)雜，影響因素也較多，不同的污染物有著不同的反應(yīng)過程。

4．生物凈化作用

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。這是土壤自凈作用最重要的凈化途徑之一。土壤中天然有機(jī)物的礦質(zhì)化作用，就是生物凈化過程。

由于土壤中的微生物種類繁多，各種有機(jī)污染物在不同條件下的分解形式是多種多樣的。主要有氧化還原反應(yīng)、水解、脫烴、脫鹵、芳環(huán)羚基化和異構(gòu)化、環(huán)破裂等過程，并最終轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)生物無毒性的殘留物和CO2。土壤環(huán)境中的污染物質(zhì)，被生長(zhǎng)在土壤中的植物所吸收、降解，并隨莖葉種子離開土壤；或者為土壤動(dòng)物所食用等都屬于土壤的生物凈化作用。因此，選育栽培對(duì)某種污染物吸收、降解能力特別強(qiáng)的植物，或應(yīng)用具有特殊功能的微生物及其他生物體，也是提高土壤生物凈化能力的重要措施。第三節(jié)土壤的有機(jī)污染及其防治土壤有機(jī)污染物通過各種途徑輸入土壤環(huán)境中的物質(zhì)種類十分繁多，有的是有益的，有的是有害的，有的在少量時(shí)是有益的，而在大量時(shí)是有害的；有的雖無益，但也無害處。我們把輸入土壤環(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)。其中主要是指城鄉(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、病原微生物等。污染土壤的有機(jī)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，高濃度耗氧有機(jī)物等。其中有機(jī)氯農(nóng)藥、有機(jī)汞制劑、稠環(huán)芳烴等性質(zhì)穩(wěn)定不易分解的有機(jī)物，在土壤環(huán)境中易累積，造成污染危害最大。土壤中主要污染物質(zhì)人類把土壤作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的勞動(dòng)對(duì)象和獲得生命能源的生產(chǎn)地，為了提高農(nóng)產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量，每年都不可避免地要將大量的化肥、有機(jī)肥、化學(xué)農(nóng)藥施入土壤，從而帶人某些重金屬、病原微生物、農(nóng)藥本身及其分解殘留物。同時(shí)，還有許多污染物隨農(nóng)田灌溉用水輸入土壤。利用未作任何處理的，或雖經(jīng)處理而未達(dá)標(biāo)排放的城市生活污水和工礦企業(yè)廢水直接灌溉農(nóng)田，是土壤有毒物質(zhì)的重要來源。土壤有機(jī)污染來源來源之一土壤歷來就是作為廢物(生活垃圾、工礦業(yè)廢渣、污泥、污水等)的堆放、處置與處理場(chǎng)所，而使大量有機(jī)和無機(jī)污染物隨之進(jìn)入土壤，這是造成土壤污染的重要途徑和污染來源。來源之二由于土壤是個(gè)開放系統(tǒng)，土壤與其他環(huán)境要素之間不斷地進(jìn)行著物質(zhì)與能量的交換，因大氣、水體或生物體中污染物質(zhì)的遷移轉(zhuǎn)化，從而進(jìn)入土壤，使土壤隨之遭受二次污染，這也是土壤污染的重要來源。例如，工礦企業(yè)所排放的氣體污染物，先污染了大氣，仍可在重力作用下，或隨雨、雪降落于土壤中。來源之三土壤一旦受到污染，要清除污染物則是十分困難的。所以土壤污染的預(yù)防比土壤污染的治理更為重要。污染源的控制是避免土壤污染的切實(shí)可行的方法；而清潔生產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用，則為污染源的控制提供了可靠的保證。采用適當(dāng)?shù)纳a(chǎn)技術(shù)和合理的開發(fā)方案，使土壤污染及其危害降至最低限度。建全土壤的物質(zhì)循環(huán)、緩沖、凈化，能流功能和生物多樣性整體功能是預(yù)防土壤污染的重要原則。在污染治理方面應(yīng)采取協(xié)調(diào)、合作的原則，多學(xué)科跨區(qū)的合作，可以優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，重視土壤非點(diǎn)污染問題和土壤環(huán)境的復(fù)合污染發(fā)展趨勢(shì)，優(yōu)先發(fā)展污染土壤的生態(tài)恢復(fù)技術(shù)。土壤有機(jī)污染防治第四節(jié)土壤農(nóng)藥污染與防治農(nóng)藥使用狀況概述農(nóng)藥是一種泛指性的術(shù)語。它不僅包括殺蟲劑，還包括除草劑、殺菌劑、防治嚙齒類動(dòng)物的藥物，以及動(dòng)、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑等。其中主要是除草劑、殺蟲劑和殺菌劑。從防治病蟲害和提高農(nóng)作物產(chǎn)量需要的角度看，使用農(nóng)藥確實(shí)取得了顯著的效果。但由于農(nóng)藥在環(huán)境中殘留的持久性，尤其像DDT類農(nóng)藥對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了許多有害的作用與影響，如降低浮游生物的光合作用，使鳥類不能正常生長(zhǎng)繁殖，使害蟲獲得抗藥能力，而益鳥、益蟲卻大量減少等等：所以，農(nóng)藥污染現(xiàn)已成為全球性的環(huán)境問題。常用農(nóng)藥的種類

(一)有機(jī)氯農(nóng)藥有機(jī)氯農(nóng)藥是分子中含氯的烴的衍生物。該類農(nóng)藥的推廣和應(yīng)用，在20世紀(jì)50-70年代曾一度為確保農(nóng)業(yè)、林業(yè)和畜牧業(yè)的增產(chǎn)發(fā)揮了巨大的作用但是，有機(jī)氯農(nóng)藥的共同特點(diǎn)是化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，殘效期長(zhǎng)，短期內(nèi)不易分解，而易溶于脂肪。因此，當(dāng)有機(jī)氯農(nóng)藥通過食物鏈進(jìn)入人體以后，易在人體脂肪中蓄積，造成慢性中毒。典型農(nóng)藥為DDT和六六六，此兩種有機(jī)氯農(nóng)藥，在日本以及其他歐美各國已從1972年開始全面禁止生產(chǎn)和使用，我國也于1983年宣布停止生產(chǎn)，直到庫存用完為止。雖然今后不會(huì)再有DDT和六六六的進(jìn)一步污染問題，但是，已經(jīng)發(fā)生的土壤環(huán)境污染將會(huì)持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)期。(二)有機(jī)磷農(nóng)藥有機(jī)磷農(nóng)藥是含磷的有機(jī)化合物。有機(jī)磷農(nóng)藥的品種十分繁多，但從結(jié)構(gòu)上看，絕大多數(shù)屬于磷酸酯類、硫代磷酸酯類，以及二硫代磷酸酯類。有機(jī)磷農(nóng)藥的特點(diǎn)是在水中能逐漸水解，殘留性小。在動(dòng)植物體內(nèi)，受酶的作用，磷酸酯發(fā)生水解，不易畜積，因此常被認(rèn)為是污染較小的一種理想農(nóng)藥。但是，近年來許多研究報(bào)告指出，有機(jī)磷農(nóng)藥具有烷基化作用，可能會(huì)對(duì)動(dòng)物有致癌、致畸、致突變作用。許多有機(jī)磷農(nóng)藥還可以抑制膽堿酯酶的活性，使乙酰膽堿(一種神經(jīng)傳導(dǎo)物質(zhì))在肌體組織中積累起來，從而引起某些神經(jīng)功能紊亂的一系列中毒癥狀，嚴(yán)重者可使神經(jīng)麻痹，以致死亡。(三)氨基甲酸酯類農(nóng)藥該類化合物于1947年開始作為農(nóng)藥使用，近年來國內(nèi)外發(fā)展較快。有殺蟲劑、除草劑，如改變?yōu)榱虼被姿狨ヮ悤r(shí)，則可作為殺菌劑使用。鑒于該類農(nóng)藥的殘效短，選擇性強(qiáng)，防治效果好等優(yōu)點(diǎn)，世界各國都比較重視對(duì)這類農(nóng)藥的開發(fā)研究工作。氨基甲酸酯類農(nóng)藥屬于神經(jīng)性毒劑，也具有抗膽堿酯酶的作用，中毒癥狀和有機(jī)磷相似，但中毒機(jī)理有所不同。這類農(nóng)藥在自然環(huán)境中易于分解，在動(dòng)物機(jī)體內(nèi)也能迅速代謝．而代謝產(chǎn)物的毒性多數(shù)低于其本身的毒性，因此屬于低殘留農(nóng)藥。但是，有些品種的急性毒性較大，如呋喃丹，其口服LD50為8-14mg/kg，屬高毒農(nóng)藥，使用時(shí)若不注意安全，有造成人畜急性中毒的危險(xiǎn)。(四)擬除蟲菊酯類農(nóng)藥天然除蟲菊酯是白花除蟲菊的花中含有的殺蟲有效成分。但是，天然除蟲菊酯對(duì)光、熱的穩(wěn)定性較差，特別是在日光下被氧化，藥效降低，以致無法在農(nóng)業(yè)上使用。因此，世界上許多國家都在積極尋找類似天然除蟲菊酯結(jié)構(gòu)的生物活性物質(zhì)，并進(jìn)行人工合成和藥效試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了一系列擬除蟲菊酯，其藥效大大超過天然除蟲菊酯，且性質(zhì)較穩(wěn)定，是一類高效、低毒、低殘留、無污染的新農(nóng)藥，已在農(nóng)業(yè)上廣泛使用。然而由于害蟲對(duì)其迅速產(chǎn)生抗性，而且交互抗性明顯，這就大大限制該類藥的研究開發(fā)。例如，在我國的河北、河南、山東等省的棉區(qū)，棉蚜對(duì)溴氰菊產(chǎn)生了高抗藥性，最高達(dá)3200倍以上。土壤中農(nóng)藥的遷移轉(zhuǎn)化農(nóng)藥對(duì)土壤環(huán)境的污染主要通過下列途徑：①施用的農(nóng)藥大部分落入土壤，附著于作物上的農(nóng)藥也因風(fēng)吹雨淋，或隨落葉而輸入土壤；②直接對(duì)土壤消毒；③吸附有農(nóng)藥的塵埃以及呈氣溶膠態(tài)飄浮于大氣中的農(nóng)藥，可通過干沉降，或隨雨、雪而降落到土壤中；④引用受農(nóng)藥污染的水源灌溉。農(nóng)藥進(jìn)入土壤后，與土壤中的物質(zhì)發(fā)生一系列化學(xué)、物理化學(xué)和生物化學(xué)的反應(yīng)過程。由于這些過程的發(fā)生，農(nóng)藥在土壤環(huán)境中遷移、轉(zhuǎn)化、降解，或者殘留、累積。土壤對(duì)農(nóng)藥的吸附作用進(jìn)入土壤的農(nóng)藥通過物理吸附、物理化學(xué)吸附、氫鍵結(jié)合和配位鍵結(jié)合等形式吸附在土壤顆粒表面，而使農(nóng)藥殘留于土壤中。農(nóng)藥在土壤環(huán)境中的物理與物理化學(xué)行為在很大程度上受農(nóng)藥在土壤中的吸附與解吸能力所制約。土壤對(duì)農(nóng)藥的吸附不僅會(huì)影響農(nóng)藥在土壤中的揮發(fā)與移動(dòng)性能，而且還會(huì)影響農(nóng)藥在土壤中的生物與化學(xué)降解特性。吸附的機(jī)理在于土壤溶液中農(nóng)藥分子和膠體之間產(chǎn)生不同類型的鍵。已知的土壤吸附農(nóng)藥的機(jī)理有如下幾種。(1)范德華力吸附。非離子型農(nóng)藥分子在土壤吸附劑上呈非解離狀態(tài)的吸附。例如，土壤有機(jī)物質(zhì)對(duì)西維因和對(duì)硫磷的吸附。(2)通過疏水型相互作用產(chǎn)生的吸附。土壤有機(jī)物質(zhì)分子疏水部分和農(nóng)藥的非極性或弱極性基團(tuán)結(jié)合。例如，DDT和其他有機(jī)氯農(nóng)藥在土壤有機(jī)物質(zhì)上的吸附就屬于這種類型的結(jié)合，據(jù)認(rèn)為基于這種機(jī)理產(chǎn)生的農(nóng)藥吸附不決定于土壤pH值。(3)借助氫鍵產(chǎn)生的吸附。當(dāng)吸附質(zhì)和吸附劑上具存NH、OH或O、N原子時(shí)易形成氫鍵，氫原子在兩個(gè)帶負(fù)電荷的原子之間形成橋，其中之一靠?jī)r(jià)鍵結(jié)合，另一則靠靜電力結(jié)合。對(duì)吸附在粘土礦物上的農(nóng)藥分子來說，這種機(jī)制是最重要的。土壤有機(jī)物質(zhì)對(duì)均三氮苯以及粘土礦物對(duì)有機(jī)農(nóng)藥的固定都是通過氫鍵實(shí)現(xiàn)的。(4)通過電子從供體向受體的傳遞產(chǎn)生的吸附。這種機(jī)制有助于土壤膠體和以聯(lián)吡啶陽離子為基礎(chǔ)的除草劑形成絡(luò)合物。例如形成敵草快—蒙脫石和對(duì)草快—蒙脫石絡(luò)合物。(5)離子交換式吸附。這種吸附發(fā)生在呈陽離子態(tài)存在的化合物或通過質(zhì)子化而獲得正電荷的化合物。它易與土壤有機(jī)質(zhì)和粘土礦物上陽離子起交換作用，這種吸附是以離子鍵相結(jié)合。(6)通過形成配位鍵和配位體交換產(chǎn)生的吸附。當(dāng)過渡型金屬離子成為土壤膠粒表面上的吸附中心時(shí)，可以觀測(cè)到這種吸附。農(nóng)藥被土壤膠體吸附以后，移動(dòng)性和生理毒性隨之發(fā)生變化。如除草劑百草枯和殺草快被土壤吸附后，在水中的溶解度和生理活性就大大降低。有些藥劑被吸附在粘粒表面發(fā)生催化降解而失去毒性。所以，土壤對(duì)農(nóng)藥的吸附作用，在某種意義上就是土壤對(duì)有機(jī)毒物的凈化和解毒作用。但是，這種凈化作用大多是不穩(wěn)定的，不徹底的。如當(dāng)吸附的某種農(nóng)藥被土壤溶液中的其他物質(zhì)重新交換出來時(shí)，即又恢復(fù)了原來的生理活性。

土壤對(duì)農(nóng)藥吸附力的強(qiáng)弱既決定于土壤特性，也決定于農(nóng)藥本身的性質(zhì)。土壤有機(jī)質(zhì)和各種粘土礦物對(duì)農(nóng)藥的吸附能力一般按下列順序遞減：有機(jī)膠體>

蒙脫石類>伊利石類>

高嶺石類。

不同類型的化學(xué)農(nóng)藥對(duì)吸附作用的影響也很大。一般來說，有機(jī)農(nóng)藥分子比較小(非聚合分子)，帶有正電荷的農(nóng)藥，或者可以從介質(zhì)中接受質(zhì)子而質(zhì)子化的農(nóng)藥，則可被強(qiáng)烈地吸附。

此外，在同類型的農(nóng)藥品種中，農(nóng)藥分子量愈大，被吸附的能力愈強(qiáng)，農(nóng)藥的揮發(fā)性和溶解度愈小者，也愈易被土壤吸附。農(nóng)藥在土壤中的遷移進(jìn)入土壤環(huán)境中的農(nóng)藥可以通過揮發(fā)、擴(kuò)散而遷移入大氣，引起大氣污染；或隨水遷移、擴(kuò)散(包括淋溶和水土流失)而進(jìn)入水體，引起水體污染；也可以通過作物的吸收，導(dǎo)致對(duì)農(nóng)作物的污染，再通過食物鏈富積，進(jìn)而導(dǎo)致對(duì)動(dòng)物和人體的危害。農(nóng)藥在土壤環(huán)境中的遷移速度除了與土壤的孔隙度、質(zhì)地、結(jié)構(gòu)、土壤水分含量等性質(zhì)有關(guān)外，還決定于農(nóng)藥的蒸氣壓和環(huán)境的溫度。農(nóng)藥的蒸氣壓愈高，環(huán)境的溫度愈高，則氣遷移的速度愈快。如一般的熏蒸藥劑在作為土壤處理劑使用時(shí)，在土壤中主要是發(fā)生蒸氣擴(kuò)散，較迅速地遷移入大氣。此外，一般有機(jī)磷和某些氨基甲酸酯類農(nóng)藥的蒸氣壓較高，在土壤環(huán)境中的氣態(tài)遷移速度也很快。農(nóng)藥在土壤環(huán)境中的移動(dòng)性與農(nóng)藥本身的溶解度有密切關(guān)系。一些在水中溶解度大的農(nóng)藥可直接隨水流入江河、湖泊；一些難溶性的農(nóng)藥主要附著于土壤顆粒上，隨雨水沖刷，連同泥沙流入江河。此外，農(nóng)藥在土壤中的移動(dòng)性與土壤的吸附性能也有關(guān)。例如，在吸附容量小的砂土中農(nóng)藥易隨水遷移，而在粘質(zhì)和富含有機(jī)質(zhì)的土壤中則不易隨水遷移。一般農(nóng)藥在土壤環(huán)境中移動(dòng)均較慢，最慢的是氯代烴類，如DDT、六六六等；而酸性農(nóng)藥，如三氯醋酸、茅草枯等移動(dòng)最快，其次是取代脲類和均三氮雜苯類。由于一般農(nóng)藥在土壤中的移動(dòng)性都很弱，殘留在土壤中的農(nóng)藥多存在于上部30cm的表土層內(nèi)，而土體深處就很少。因此，農(nóng)藥對(duì)地下水的污染沒有對(duì)地表水的污染嚴(yán)重。農(nóng)藥在土壤中的降解(一)光化學(xué)降解土壤表面因受太陽輻射而引起農(nóng)藥的分解稱為光化學(xué)降解。光分解現(xiàn)象，主要有異構(gòu)化、氧化、水解和置換反應(yīng)，大部分除草利、DDT以及某些有機(jī)磷農(nóng)藥等都能發(fā)生光化學(xué)降解作用。通常認(rèn)為，在光解過程中首先是光能使農(nóng)藥分子中的化學(xué)鍵斷裂而形成自由基，這種自由基是異常活躍的中間產(chǎn)物，然后，自由基再與溶劑或其他反應(yīng)物相作用，得到光解產(chǎn)物。例如，有機(jī)磷酸酯類農(nóng)藥的光水解過程。有機(jī)氯農(nóng)藥在紫外光作用下，其反應(yīng)過程主要有兩種類型：一類是分子內(nèi)部的重新排列形成與原化合物相似的同分異構(gòu)體；另一類是脫氯過程。需要說明的是，光解作用既可使農(nóng)藥毒性降低，也可因其發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)而使毒性增大。例如，紫外線照射能使很多硫代磷酸酯類農(nóng)藥轉(zhuǎn)變?yōu)槎炯鼜?qiáng)的化合物；這是由于光氧化或光異構(gòu)化作用的結(jié)果；已經(jīng)證明，甲基對(duì)硫磷、對(duì)硫磷、樂果、苯硫磷等，均能發(fā)生光化學(xué)變化使其毒性增大。

(二)化學(xué)降解化學(xué)降解可分催化反應(yīng)和非催化反應(yīng)。非催化反應(yīng)包括水解、氧化、異構(gòu)化、離子化等作用，其中以水解和氧化最為重要。各種磷酸酯或硫代磷酸酯類農(nóng)藥，也如羧酸酯那樣易水解。其水解速率極為重要，因?yàn)樗鼈円唤?jīng)水解就失去毒性和活性。磷酸酯的水解反應(yīng)遵守二級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)規(guī)律。農(nóng)藥的水解速率與化學(xué)結(jié)構(gòu)及反應(yīng)條件有關(guān)。在水溶液中大多數(shù)有機(jī)磷農(nóng)藥在pH為1-5之間最穩(wěn)定，但是在堿性溶液中穩(wěn)定性低得多，pH值每增加一個(gè)單位，水解速率幾乎增加10倍。溫度的影響也很大，大約溫度每升高10℃，水解速率就加大4倍。在土壤中，除堿性催化水解作用外，有機(jī)磷農(nóng)藥還可受某些金屬離子或金屬絡(luò)合物所催化水解。例如，土壤中的氨基酸與Cu、Fe、Mn等金屬離子所組成的絡(luò)合物就是很好的有機(jī)磷農(nóng)藥水解的催化劑?！踩?微生物降解

(1)脫氯作用：有機(jī)氯農(nóng)藥DDT等化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，在土壤中殘留時(shí)間長(zhǎng)，通過微生物作用脫氯，使DDT變成DDD，或是脫氫脫氯變?yōu)镈DE，而

DDE和DDD都可進(jìn)一步氧化為DDA；DDT在好氣條件下分解很慢，降解產(chǎn)物DDE、DDD的毒性比DDT低得多。

(2)脫烷基作用：如三氯苯農(nóng)藥大部分為除草劑，微生物常使其發(fā)生脫烷基作用。不過這種作用并不伴隨發(fā)生去毒作用。例如，二烷基胺三氮苯形成中間產(chǎn)物毒性加劇，只有脫胺基和環(huán)破裂才能變?yōu)闊o毒物質(zhì)。

(3)酰胺、酯的水解：如磷酸酯農(nóng)藥對(duì)硫磷、馬拉硫磷、苯酰胺類除草劑等，它們?cè)谕寥牢⑸镒饔孟?，引起酰胺和酯鍵發(fā)生水解，而很快被分解。如對(duì)硫磷在微生物作用下，只要幾天時(shí)間就可被分解，毒性就基本消失。

(4)苯環(huán)破裂作用：許多土壤細(xì)菌和真菌都能使芳香環(huán)破裂，這是環(huán)狀有機(jī)物在土壤中徹底降解的關(guān)鍵作用。在同類農(nóng)藥中，影響其降解速度的是這些化合物分子結(jié)構(gòu)中的取代基的種類、數(shù)量、位置以及取代基團(tuán)分子的大小。取代基的數(shù)量愈多，基閉的分子愈大，就愈難分解。取代基的位置不同，其分解難易也有差別，在苯酚類化合物中，間位上有氯原子的鹵化衍生物最難分解。在脂肪類化合物中，在α位置和在β位置上鹵化的容易在微生物作用下起脫鹵反應(yīng)，取代基的位置對(duì)分解速度的影響樣度比取代基數(shù)量的影響程度要大。第五節(jié)土壤石油污染及修復(fù)天然原油是由上千種不同的有機(jī)化合物組成的極為復(fù)雜的混合物。不同地區(qū)生產(chǎn)的石油，組成不同，這主要取決于不同的形成條件和年齡等。石油主要含三類烴—烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴，約含98％，此外還含有少量的硫、氮和氧的有機(jī)化合物以及含有微量的金屬鎳、釩、鐵。石油污染泛指原油和石油初加工產(chǎn)品(包括汽油、煤油、柴油、重油、潤(rùn)滑油等)及各類油的分解產(chǎn)物所引起的污染。石油對(duì)土壤的污染主要是在勘探、開采、運(yùn)輸以及儲(chǔ)存過程中引起的。油田周圍大面積的土壤一般都受到嚴(yán)重的污染。石油及其對(duì)土壤的污染石油在土壤中與土粒粘連，影響土壤的通透性，而土壤表層常常是農(nóng)作物根系最發(fā)達(dá)的區(qū)域，所以石油對(duì)土壤的污染程度直接影響到農(nóng)作物的生長(zhǎng)情況。石油對(duì)土壤的污染使農(nóng)作物遭受兩方面的危害：其一，石油粘著在植物的根表面，形成粘膜，阻礙根系的呼吸與吸收，引起根系腐爛，造成植物的死亡；其二，由于對(duì)土壤的污染，會(huì)導(dǎo)致石油的某些成分在糧食中形成積累，影響糧食質(zhì)量、并進(jìn)入食物鏈，進(jìn)而危害人類健康。大量的石油進(jìn)入土壤，對(duì)土壤微生物有抑制作用，對(duì)土壤酶活性也有抑制作用。研究表明：當(dāng)土壤礦物油濃度小于10％時(shí)，土壤中放線菌和總菌群數(shù)量不受影響，但真菌數(shù)量明顯減少，固氮菌活性降低，土壤糖類的礦化率降低。草甸土施入礦物油后，對(duì)微生物酶的活性抑制作用表現(xiàn)為脲酶>蛋白酶>堿性磷酸酶。石油污染土壤的主要途徑(1)污灌：引用被石油烴污染的水源進(jìn)行農(nóng)灌是大面積土壤受石油污染的最主要原因。試驗(yàn)表明，隨著污灌時(shí)間的延續(xù)，土壤礦物油含量增高，而含油工業(yè)污水中的礦物油主要來自石油開采、運(yùn)輸和煉油等加工部門。(2)大氣污染：大氣污染沉降是土壤礦物油含量增加的另一重要原因在工業(yè)發(fā)達(dá)、大氣污染嚴(yán)重的區(qū)域尤為如此。(3)溢油事故：石油及其產(chǎn)品在運(yùn)輸、使用、儲(chǔ)存過程中的滲漏、溢油現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生．甚至在原油開采過程中發(fā)生井噴等事故，造成大量石油烴類直接進(jìn)入土壤。(4)車輛污染：汽車尾氣含有各種不同的礦物油成分，尤其是多環(huán)芳烴，可以使車輛繁多的公路兩側(cè)的土壤受到相當(dāng)于或超過污灌、大氣污染造成的礦物油污染。石油污染土壤的微生物修復(fù)土壤污染的修復(fù)技術(shù)主要有化學(xué)修復(fù)、生物修復(fù)及化學(xué)與生物相結(jié)合的修復(fù)，但化學(xué)修復(fù)的二次污染問題限制其應(yīng)用，而生物修復(fù)費(fèi)期低，環(huán)境影響小，被認(rèn)為具備廣闊的應(yīng)用前景。石油污染土壤的微生物修復(fù)主要有兩類：原位生物處理技術(shù)和地上處理技術(shù)。原位生物處理是向污染區(qū)域投放氮、磷營養(yǎng)物質(zhì)，促進(jìn)土壤中依靠有機(jī)物作為碳源的微生物的生長(zhǎng)繁殖，或接種經(jīng)馴化培養(yǎng)的高效微生物等，利用其代謝作用達(dá)到消耗石油烴的目的。許多國家應(yīng)用這種技術(shù)處理被石油污染的土壤，取得了較好的成效。地上生物處理法則要求把污染的土壤挖出，集中起來進(jìn)行生物降解?？梢栽O(shè)計(jì)和安裝各種過程控制器或生物反應(yīng)器以產(chǎn)生生物降解的理想條件。這樣的處理方法包括土耕法、土壤堆肥法和生物泥漿法。

土耕法的基本操作是：將被污染的土壤挖出來置于處理墊上，以防止污染物轉(zhuǎn)移，并進(jìn)行定期耕作，以使生物降解保持良好的通風(fēng)條件。這是一項(xiàng)有效的節(jié)省成本的方法，最初用于處理石油工業(yè)廢物及生活污泥。這種方法存在的問題是，揮發(fā)性有機(jī)物會(huì)造成空氣污染，難降解物質(zhì)的緩慢積累會(huì)增加土壤的毒性。土壤堆肥法傳統(tǒng)上用于處理農(nóng)業(yè)廢物。近年來也用于處理廢水處理廠的污泥、石油污染的土壤。

生物泥漿法是最靈活的方法，可以提供最大程度的控制，產(chǎn)生最理想的條件、它實(shí)質(zhì)上是土耕法和堆肥法的重新構(gòu)造，它們?cè)谖⑸锵嗷プ饔煤臀廴疚锝到馔緩椒矫媸窍嗤模皇巧锬酀{法增強(qiáng)了營養(yǎng)物、電子受體及其他添加物的效力，因而往往能達(dá)到很高的降解速率和降解效率。生物泥漿反應(yīng)器工作的典型流程是：土壤挖出后進(jìn)行預(yù)篩，篩去大塊部分．然后將土壤分散于水中(一般20％~50％重量濃度)送入生物反應(yīng)器，生物反應(yīng)器可在好氧或厭氧條件下運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)需氧時(shí)，經(jīng)噴嘴導(dǎo)入氧氣或壓縮空氣，或通過加H2O2產(chǎn)生，達(dá)到處理目標(biāo)后，將土壤排出脫水。石油污染土壤微生物修復(fù)研究的主要內(nèi)容1．營養(yǎng)物質(zhì)的添加及量的配比石油烴中含有大量的碳和氫，同時(shí)土壤中存在各種無機(jī)鹽，基本可以滿足石油降解過程中細(xì)菌對(duì)碳、氫及各種微量元素的需求。氮、磷元素的缺乏是影響細(xì)菌生長(zhǎng)繁殖的主要原因。研究表明N、P的配比以5:1～10:1比較合適，但需結(jié)合實(shí)際處理的污染土壤確定。N源主要利用NH4+，P源主要利用PO43+。也有的研究者探索用有機(jī)N源(如尿素、谷氨酸等)代替無機(jī)N源。2．選擇適當(dāng)?shù)碾娮邮荏w微生物的活性除了受到鹽類營養(yǎng)物的限制外，污染物氧化分解的最終電子受體的種類和濃度也影響著污染物生物降解的速度和程度。微生物氧化還原反應(yīng)一般以氧作為電子受體，可以直接采用氧氣，或用壓縮空氣、或用H2O2產(chǎn)生。除了溶解氧，有機(jī)物分解的中間產(chǎn)物和無機(jī)酸根也可作為最終電子受體。3．同生菌群的強(qiáng)化作用研究發(fā)現(xiàn)，混合培養(yǎng)的的降解效果明顯高于單株培養(yǎng)菌。這種具有協(xié)同降解作用的微生物群稱為同生菌群。但目前對(duì)于具有協(xié)同關(guān)系的菌株的篩選和組合還是一個(gè)隨機(jī)的過程，其協(xié)同作用的機(jī)制有待進(jìn)一步研究。4．基因工程菌的開發(fā)

A.M．Charkrabarty經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)：能降解芳烴、萜烴、多環(huán)芳烴的細(xì)菌的降解基因位于質(zhì)粒上?；谶@一發(fā)現(xiàn)，他根據(jù)質(zhì)粒容易傳遞的特性，利用基因工程的手段將多種質(zhì)粒嫁接到一種菌體內(nèi)，構(gòu)成一菌多基因。這一新型菌能同時(shí)降解四種石油組分，能把石油中約2/3的烴類消耗。它的突出優(yōu)點(diǎn)是比自然菌降解速度快。因此，構(gòu)建含有目的基因，具有較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力的基因工程菌是現(xiàn)代環(huán)境生物技術(shù)的主要目標(biāo)之一。5

．石油烴生物可降解性研究一方面研究各種化合物在各種微生物作用下的降解機(jī)理和途徑，另一方面從化合物本身的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)上研究其影響生物降解的內(nèi)在原因，總結(jié)不同類型化合物生物降解難易的規(guī)律性，預(yù)測(cè)化合物在環(huán)境中的滯留情況及其毒性，以便開發(fā)出更有效的生物降解技術(shù)。有關(guān)研究結(jié)果表明，鏈烷烴、單環(huán)烷烴及苯能被有效地降解，而環(huán)烷烴和復(fù)雜芳烴常常滯留于土壤中，對(duì)這類物質(zhì)的強(qiáng)化性降解目前尚未取得明顯效果。

6．吸附與擴(kuò)散機(jī)制對(duì)生物降解過程的影響有研究表明，對(duì)土壤中石油烴最終降解率起主要影響作用的并不是污染物的可降解性，而是限制步驟，即(1)污染物從土壤顆粒表面的解吸附過程；(2)污染物從顆粒聚集體擴(kuò)散過程，特別是含有較多的粘土和有機(jī)物的土壤不能被有效地降解，可能主要是受油的分解吸附與擴(kuò)散這兩個(gè)因素的限制。

7.

表面活性劑對(duì)生物降解的強(qiáng)化作用

采用生物泥漿法降解石油時(shí)，加入表面活性劑有助于將污染物從上壤顆粒上洗脫下來，從而有利于細(xì)菌的降解。TexasResearchInstitute對(duì)表面活性劑在石油污染土壤的生物處理過程中的作用進(jìn)行了廣泛的研究，發(fā)現(xiàn)陰離子表面活性劑(Richonate-YLA)和非離子表面活性劑(HyonicPE-90)聯(lián)合作用是最有效的，可使80％的石油殘余物從土壤表面脫除，而研究中使用的其他幾種表面活性別則形成了粘性乳濁液，導(dǎo)致低的流動(dòng)率和去除率。第六節(jié)生活垃圾及其對(duì)土壤環(huán)境的影響生活垃圾概況(一)生活垃圾產(chǎn)生量生活垃圾是城市家庭生活和社會(huì)生活所產(chǎn)生的固體廢棄物，它包括城鎮(zhèn)居民丟棄的玻璃、塑料、紙品、纖維、橡膠、陶瓷、煤灰、砂石等。不但含有無機(jī)成分，還有有機(jī)成分，更可能含有有毒、有害物質(zhì)以及細(xì)菌、病毒、寄生蟲卵等，是嚴(yán)重的環(huán)境公害。隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人民生活水平的提高，生活垃圾與日俱增。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界垃圾年平均增長(zhǎng)速度高達(dá)8.42％，年生產(chǎn)總量約為450億噸，人均垃圾產(chǎn)量為440-500kg/年。據(jù)我國市政部門統(tǒng)計(jì)，我國垃圾年增長(zhǎng)率達(dá)10％以上，超過世界平均增長(zhǎng)速度。1990-2003年全國垃圾清運(yùn)量

北京市、上海市垃圾清運(yùn)量

年份1994199519961997199819992000200120022003城北京432447483460495450296309321361市上海325372478453470499523526376585

(二)生活垃圾的構(gòu)成生活垃圾的組成極其復(fù)雜，主要受城市規(guī)模、性質(zhì)、地理?xiàng)l件、居民生