環(huán)境與健康第五講土壤污染與健康

1、1992年10月和1993年5月，在未經(jīng)有關(guān)部門(mén)同意的情況下，遼寧省沈陽(yáng)冶煉廠兩次非法向黑龍江省雞西市梨樹(shù)區(qū)轉(zhuǎn)移有毒化工廢渣。廢渣中含有三氧化二砷等10多種有毒物質(zhì)332噸。這些有毒物質(zhì)使穆棱河下游約20平方千米范圍內(nèi)的土壤、植物和地下水環(huán)境造成不同程度的污染。其中以土壤和植被受到的污染和破壞最為嚴(yán)重，殘留在廢渣堆放地及周?chē)纳?、銅、鉛等元素污染平均超標(biāo)75倍，其中砷超標(biāo)指數(shù)最高達(dá)103倍。廢渣傾倒現(xiàn)場(chǎng)寸草不長(zhǎng)，26棵20厘米直徑樹(shù)木枯死，地表裸露面積達(dá)500平方米，大約7公頃地表植物受到較嚴(yán)重污染，污染深度0140厘米。,2020/9/14,1,案例1黑龍江省雞西市梨樹(shù)區(qū) 有毒化工廢渣污染事

2、件,2004年前后，廣東省地質(zhì)局做過(guò)一次初步調(diào)查，在珠江河口周邊區(qū)域，受IT行業(yè)電子垃圾污染導(dǎo)致土壤中有毒有害重金屬元素污染面積達(dá)5500平方公里。一項(xiàng)由原國(guó)家環(huán)保總局進(jìn)行的土壤調(diào)查結(jié)果顯示，該地區(qū)近40的農(nóng)田菜地土壤遭重金屬污染，且其中10屬?lài)?yán)重超標(biāo)。2008年，中山大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院的科研團(tuán)隊(duì)分別在廣州6個(gè)區(qū)各選擇兩個(gè)農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)采集蔬菜樣本，分析樣本中鎘、鉛的含量情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，葉菜類(lèi)蔬菜的污染情況十分嚴(yán)重，除1種為輕度污染外，其余5種均達(dá)到重度污染水平。,2020/9/14,2,案例2 廣東IT行業(yè)重金屬污染土壤,討論：,黑龍江省雞西市梨樹(shù)區(qū)有毒化工廢渣污染土壤帶來(lái)了哪些社會(huì)影響？ 土壤污染

3、與人體健康有哪些關(guān)系？,2020/9/14,3,1,2,5.1 土壤組成和性質(zhì),2020/9/14,4,5.1.1 土壤組成,5.1.2 土壤性質(zhì),5.1.1 土壤組成,2020/9/14,5,土壤礦物質(zhì),土壤有機(jī)質(zhì),土壤水分,土壤空氣,土壤中含碳有機(jī)化合物總稱(chēng)。占固相總重量10以下，是土壤的重要組成部分，是土壤形成的主要標(biāo)志，對(duì)土壤性質(zhì)有很大的影響。土壤有機(jī)質(zhì)主要來(lái)源于動(dòng)植物和微生物殘?bào)w。,是由巖石經(jīng)過(guò)物理和化學(xué)風(fēng)化形成。 原生礦物：來(lái)源于巖石受到不同程度的物理風(fēng)化作用的碎屑：硅酸巖和鋁酸鹽類(lèi)、氧化物類(lèi)、硫化物和磷酸鹽類(lèi)，以及穩(wěn)定的原生礦物（如石英、石膏、方解石等）。 次生礦物：巖石風(fēng)化和成

4、土過(guò)程新生成的礦物，包括各種簡(jiǎn)單鹽類(lèi)，次生氧化物和鋁硅酸鹽類(lèi)礦物等統(tǒng)稱(chēng)次生礦物。,5.1 土壤組成和性質(zhì),5.1.2 土壤性質(zhì),2020/9/14,6,5.1 土壤組成和性質(zhì),（1）膠體性質(zhì),（2）絡(luò)合性質(zhì),（3）酸堿性質(zhì),（4）氧化還原性質(zhì),5.1.2 土壤性質(zhì),2020/9/14,7,5.1 土壤組成與性質(zhì),（1）膠體性質(zhì), 極性吸附：與膠體微粒帶電有關(guān)，一般情況下，土壤中的膠體是帶負(fù)電荷的，如：兩性氫氧化物在酸性下帶正電，在堿性下帶負(fù)電。北方土壤堿性，南方土壤酸性。易被土壤吸附的金屬離子是陽(yáng)離子。吸附過(guò)程中，膠體每吸附一部分離子，同時(shí)也釋放出等量其他同號(hào)離子，叫離子吸附。吸附量與膠體比表

5、面積有關(guān)，表面積越大，吸附量越大。南方土壤腐殖質(zhì)含量較北方土壤少，所以，北方土壤對(duì)金屬的吸附量較南方土壤大。膠體的吸附作用還與離子電價(jià)有關(guān)，電價(jià)越高，受膠體吸附吸引力越大。,膠體就是分散質(zhì)微粒的直徑在10-9-10-7米之間的分散系。,5.1.2 土壤性質(zhì),2020/9/14,8,5.1 土壤組成與性質(zhì), 非極性吸附：與膠體比表面積和比表面能有關(guān)。物體的表面能愈大，其吸附作用愈強(qiáng)。該吸附所吸附的是分子，也稱(chēng)分子吸附。土壤膠體對(duì)重金屬吸附作用具有雙重效果，一是使它們不易被植物吸收；另一方面卻使它們長(zhǎng)期滯留在農(nóng)田內(nèi)，并隨時(shí)間推移而富集，很難讓它們通過(guò)地下滲水、水田放水等途徑離開(kāi)土壤，最終還是只有讓

6、植物吸收，危及生物圈。土壤膠粒對(duì)農(nóng)藥吸附作用也類(lèi)似，一方面暫時(shí)阻礙植物吸收，一方面卻使農(nóng)藥得不到及時(shí)的揮發(fā)和生物降解。,（1）膠體性質(zhì),5.1.2 土壤性質(zhì),2020/9/14,9,5.1 土壤組成與性質(zhì),（2）絡(luò)合性質(zhì),羥基與重金屬絡(luò)合可提高重金屬氫氧化物溶解度；氯絡(luò)合作用提高難溶重金屬化合物溶解度?？蓽p弱土壤膠體分解有機(jī)殘留過(guò)程中產(chǎn)生的各種有機(jī)物或分泌物如酶等。土壤腐殖質(zhì)具有很強(qiáng)螯合能力，金屬與其形成螯合物穩(wěn)定性：PbCuNiCoZnMnMgBaCaHg Cd有機(jī)螯合物影響金屬遷移。必須指出腐殖質(zhì)對(duì)金屬離子的螯合作用與吸附作用是同時(shí)存在的，當(dāng)金屬離子濃度高時(shí)以吸附交換作用為主，而在低濃度時(shí)

7、以絡(luò)合-螯合作用為主。,5.1.2 土壤性質(zhì),2020/9/14,10,5.1 土壤組成與性質(zhì),（3）酸堿性質(zhì),氫離子濃度是決定土壤酸度直接因素和根源。酸性土壤形成的外部因素：高溫高濕、生物活動(dòng)(產(chǎn)生硝酸、硫酸)、施肥與灌溉。過(guò)酸性和過(guò)堿性的土壤都不利于作物的生長(zhǎng)。 堿性土壤中大多數(shù)金屬離子（除Na、K等堿金屬）都形成了難溶的氫氧化物，植物不易吸收；反之，金屬離子溶解度將提高。 pH值也影響土壤中重金屬元素存在形態(tài)，如強(qiáng)酸性土壤中幾乎不存在六價(jià)鉻化合物。,5.1.2 土壤性質(zhì),2020/9/14,11,5.1 土壤組成與性質(zhì),（4）氧化還原性質(zhì),常用氧化劑：氧氣、鹵素、含氧鹽。 常用還原劑：氫

8、氣、活潑金屬、低價(jià)金屬鹽、含氧酸、無(wú)氧酸、有機(jī)羧酸、陰離子。 土壤氧化還原能力的大小可以用土壤的氧化還原電位來(lái)衡量。一般旱地土壤好氧化還原電位為+400+700mV；水田的氧化還原電位在+300-200 mV。根據(jù)土壤的氧化還原電位值可以確定土壤中有機(jī)物和無(wú)機(jī)物可能發(fā)生的氧化還原反應(yīng)和環(huán)境行為。,5.1.3 土壤功能,2020/9/14,12,5.1 土壤組成與性質(zhì),土壤是指陸地表面具有肥力、能夠生長(zhǎng)植物的疏松表層，其厚度一般在2m左右。土壤不但為植物生長(zhǎng)提供機(jī)械支撐能力，并能為植物生長(zhǎng)發(fā)育提供所需要的水、肥、氣、熱等肥力要素。土壤對(duì)水體和溶質(zhì)流動(dòng)起調(diào)節(jié)作用，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)元素和生物之間的循環(huán)

9、和周轉(zhuǎn)，保持生物生命周期的生息和繁衍。,5.2 土壤污染物,我國(guó)耕地面積占世界的9%，人均耕地不足世界的40%，是土壤資源約束型國(guó)家。土壤資源高強(qiáng)度利用，環(huán)境壓力加劇，快速的工業(yè)化和城市化對(duì)土壤帶來(lái)污染，世界上90的污染物最終都滯留在土壤內(nèi), 但土壤污染還尚未引起人們足夠的重視。 隨著公眾對(duì)環(huán)境、土壤污染認(rèn)識(shí)和參與環(huán)保意識(shí)逐步提高，很多地方政府也已經(jīng)開(kāi)始重視土壤污染，并采取諸多有效形式進(jìn)行土壤污染防治，取得明顯的效果。,2020/9/14,13,5.2.1 土壤污染源,2020/9/14,14,（1）工業(yè)廢水和固體廢物,（2）農(nóng)藥和化肥,（3）牲畜排泄物和生物殘?bào)w,（4）大氣沉降物,5.2 土

10、壤污染物,（5）自然污染源,5.2.2 土壤污染物種類(lèi),2020/9/14,15,（1）有機(jī)污染物,（2）重金屬污染物,（3）放射性元素污染物,（4）病原微生物,5.2 土壤污染物,5.2.2土壤污染物種類(lèi),2020/9/14,16,土壤有機(jī)污染物主要是化學(xué)農(nóng)藥。 目前大量使用的化學(xué)農(nóng)藥約有50多種，主要包括有機(jī)磷農(nóng)藥、有機(jī)氯農(nóng)藥、氨基甲酸酷類(lèi)、苯氧羧酸類(lèi)、苯酰胺類(lèi)等。 此外，土壤中常見(jiàn)的有機(jī)污染物還有石油、多環(huán)芳烴、多氯聯(lián)苯、甲烷等。,5.2 土壤污染物,（1）有機(jī)污染物,5.2.2土壤污染物種類(lèi),2020/9/14,17,土壤重金屬污染物主要有Hg、Cd、Cu、Zn、Cr、Pb、As、Ni

11、、Co、Se等。土壤中的重金屬污染物主要來(lái)源兩個(gè)方面，一個(gè)途徑是含有重金屬的廢水進(jìn)行灌溉進(jìn)人土壤，另一個(gè)途徑是隨大氣沉降落人土壤。 由于重金屬不能被微生物分解，而且可為生物富集，土壤一旦被重金屬污染，其自然凈化過(guò)程和人工治理都是非常困難的。,5.2 土壤污染物,（2）重金屬污染物,5.2.2土壤污染物種類(lèi),2020/9/14,18,土壤放射性元素主要有Sr、Cs、U等，其主要來(lái)源于大氣層核試驗(yàn)的沉降物，以及原子能和平利用過(guò)程中所排放的各種廢氣、廢水和廢渣。 土壤一旦被放射性物質(zhì)污染就難以自行消除，只能靠其自然衰變?yōu)榉€(wěn)定元素，而消除其放射性。放射性元素也可通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體。,5.2 土壤污染物

12、,（3）放射性元素污染物,5.2.2土壤污染物種類(lèi),2020/9/14,19,土壤病原微生物主要包括病原菌和病毒等來(lái)源于人畜的糞便及用于灌溉的污水（未經(jīng)處理的生活污水，特別是醫(yī)院污水）。 人類(lèi)若直接接觸含有病原微生物的土壤，可能會(huì)對(duì)健康帶來(lái)影響；若食用被土壤污染的蔬菜、水果等則間接受到污染。,5.2 土壤污染物,（4）病原微生物,5.3 土壤污染與人體健康,5.3.1 土壤污染特點(diǎn) 5.3.1 土壤污染危害人體健康,2020/9/14,20,5.3.1土壤污染特點(diǎn),(1) 隱蔽性和滯后性 (2) 累積性和地域性 (3) 非逆性和難治性,2020/9/14,21,5.3 土壤污染與人體健康,5.

13、3.2 土壤污染危害人體健康,2020/9/14,22,（1）病原體對(duì)人體健康的影響,（2）重金屬污染物對(duì)人體健康的影響,（3）放射性污染物對(duì)人體健康的影響,5.3 土壤污染與人體健康,（4）有機(jī)污染物對(duì)人體健康的影響,5.3.2 土壤污染危害人體健康,2020/9/14,23,（1）病原體對(duì)人體健康的影響,病原體是由土壤生物污染帶來(lái)的污染物，包括腸道致病菌、腸道寄生蟲(chóng)、破傷風(fēng)桿菌、肉毒桿菌、霉菌和病毒等。病原體能在土壤中生存較長(zhǎng)時(shí)間，如痢疾桿菌能在土壤中生存22142天，結(jié)核桿菌能生存1年左右，蛔蟲(chóng)卵能生存315420天，沙門(mén)氏菌能生存3570天。 被有機(jī)廢棄物污染的土壤，往往是蚊蠅孳生和鼠

14、類(lèi)繁殖的場(chǎng)所，而蚊、蠅和鼠類(lèi)又是許多傳染病的媒介。,5.3 土壤污染與人體健康,5.3.2 土壤污染危害人體健康,2020/9/14,24,土壤重金屬被植物吸收以后，可通過(guò)食物鏈危害人體健康。例如，1955年日本富山縣發(fā)生的“鎘米”事件，即“痛痛病”事件。其原因是農(nóng)民長(zhǎng)期使用神通川上游鉛鋅冶煉廠的含鎘廢水灌溉農(nóng)田，導(dǎo)致土壤和稻米中的鎘含量增加。當(dāng)人們長(zhǎng)期食用這種稻米，使得鎘在人體內(nèi)蓄積，從而引起全身性神經(jīng)痛、關(guān)節(jié)痛、骨折，以致死亡。,（2）重金屬污染物對(duì)人體健康的影響,5.3 土壤污染與人體健康,5.3.2 土壤污染危害人體健康,2020/9/14,25,（2）重金屬污染物對(duì)人體健康的影響,5

15、.3 土壤污染與人體健康,化肥,5.3.2 土壤污染危害人體健康,2020/9/14,26,放射性物質(zhì)主要是通過(guò)食物鏈經(jīng)消化道進(jìn)人人體，其次是經(jīng)呼吸道進(jìn)人人體。90鍶和137銫是對(duì)人體危害較大的長(zhǎng)壽命放射性核素。放射性物質(zhì)進(jìn)人人體后，可造成內(nèi)照射損傷，使受害者頭昏、疲乏元力、脫發(fā)、白細(xì)胞減少或增多，發(fā)生癌變等。此外，長(zhǎng)壽命的放射性核素因衰變周期長(zhǎng)，一旦進(jìn)入人體，其通過(guò)放射性裂變，而產(chǎn)生的、射線。將對(duì)機(jī)體產(chǎn)生持續(xù)的照射使機(jī)體的一些組織細(xì)胞遭受破壞或變異。此過(guò)程將持續(xù)至放射性核素蛻變成穩(wěn)定性核素或全部被排出體外為止。,（3）放射性污染物對(duì)人體健康的影響,5.3 土壤污染與人體健康,5.3.2 土壤

16、污染危害人體健康,2020/9/14,27,（4）有機(jī)污染物對(duì)人體健康的影響,5.3 土壤污染與人體健康,5.3.2 土壤污染危害人體健康,2020/9/14,28,（4）有機(jī)污染物對(duì)人體健康的影響,5.3 土壤污染與人體健康,土地污染與癌癥：中國(guó)癌癥村地圖,5.3.2 土壤污染危害人體健康,2020/9/14,29,（4）有機(jī)污染物對(duì)人體健康的影響,5.3 土壤污染與人體健康,土地污染與癌癥：中國(guó)癌癥村地圖,江蘇鹽城市阜寧縣古河鎮(zhèn)洋橋村（江南時(shí)報(bào)2004年報(bào)道）： 因?yàn)榭拷患肄r(nóng)藥廠、兩家化工廠，該村于20012004年有20多人死于癌癥（以肺癌、食道癌為主）。因空氣和水污染，村民睡覺(jué)時(shí)以濕

17、毛巾捂口鼻，鴨子不在水邊而在豬圈里放養(yǎng)。 江西南昌市新建縣望城鎮(zhèn)璜溪墾殖場(chǎng)（江南都市報(bào)2004年報(bào)道）：從化工廠里外漏的污水流進(jìn)水稻田，將田里的水稻苗全部染黑。2004年，80戶人家近20人患癌，以喉癌、肺癌為主。 湖南隆回縣金湖村（長(zhǎng)沙政法頻道（FTV)2006年報(bào)道）：20年間，這個(gè)總?cè)丝?85人的村落里竟有29人接連暴病而亡，主要是膽癌、肺癌患者。村民懷疑井水被農(nóng)藥污染。,5.3.2 土壤污染危害人體健康,2020/9/14,30,（4）有機(jī)污染物對(duì)人體健康的影響,5.3 土壤污染與人體健康,土地污染與癌癥：中國(guó)癌癥村地圖,四川德陽(yáng)什邡市雙盛鎮(zhèn)亭江村（中國(guó)經(jīng)濟(jì)時(shí)報(bào)2008年報(bào)道）：該村躲

18、過(guò)了地震卻難逃污染，至2008年，癌癥致死者達(dá)五六十人。該村在汶川地震中的抗震救災(zāi)英雄少年楊佳，其母于3年前因患口腔癌而喝下農(nóng)藥自盡。 陜西華縣瓜坡鎮(zhèn)龍嶺村 （北京青年周刊報(bào)道）： 1974年以來(lái)，該村民小組共死亡58人，死于癌癥的29人，死于肺心病、腦血管病的2人，僅1人屬于自然死亡。中國(guó)地質(zhì)科學(xué)研究院林景星等專(zhuān)家根據(jù)環(huán)保志愿人士采回的樣本，得出驚人發(fā)現(xiàn)：該村的土壤、所產(chǎn)面粉和蔬菜均受到劇毒元素的污染。,5.4 治理土壤污染,2020/9/14,31,5.4.1 土壤污染現(xiàn)狀,5.4.2 土壤污染治理方法,5.4.1 土壤污染現(xiàn)狀,2020/9/14,32,目前,我國(guó)土壤污染的總體形勢(shì)嚴(yán)峻,

19、部分地區(qū)土壤污染嚴(yán)重,在重污染企業(yè)或工業(yè)密集區(qū)、工礦開(kāi)采區(qū)及周邊地區(qū)、城市和城郊地區(qū)出現(xiàn)了土壤重污染區(qū)和高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)。土壤污染類(lèi)型多樣,呈現(xiàn)出新老污染物并存、無(wú)機(jī)有機(jī)復(fù)合污染的局面。土壤污染途徑多,原因復(fù)雜,控制難度大。由土壤污染引發(fā)的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全問(wèn)題和群體性事件逐年增多,成為影響群眾身體健康和社會(huì)穩(wěn)定的重要因素。,5.4 治理土壤污染,5.4.1 土壤污染現(xiàn)狀,2020/9/14,33,5.4 治理土壤污染,(1) 垃圾污染,5.4.1 土壤污染現(xiàn)狀,2020/9/14,34,5.4 治理土壤污染,(1) 垃圾污染,農(nóng)村垃圾污染,5.4.1 土壤污染現(xiàn)狀,2020/9/14,35,5.4 治理土壤污染,(1) 垃圾污染,一艘外國(guó)貨輪最近通過(guò)代理公司在非洲西部的科特迪瓦經(jīng)濟(jì)首都阿比讓十多處地點(diǎn)傾倒了數(shù)百?lài)嵱卸竟I(yè)垃圾，導(dǎo)致嚴(yán)重環(huán)境污染。中毒人數(shù)已經(jīng)超過(guò)1萬(wàn)人，死亡人數(shù)為6人，包括4名兒童。包括中國(guó)大使在內(nèi)的多名中國(guó)使館人員也出現(xiàn)中毒反應(yīng)。廢物中含有硫化氫等