化学与环境污染第五章预览版

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1、第五章土壤污染与防治主讲：关伟2010年xx月xx日目录第一节土壤污染过程第二节重金属污染第三节农药的污染第四节固体废弃物污染第五节肥料的污染第六节土壤沙漠化第七节土壤污染防治第一节土壤污染过程一.土壤的组成(一)土壤中的矿物质土壤中的矿物质化学元素主要是Si、Al、Fe、Mg、Ca、Na、K、Ti等，其次还有少量的P、S、Cu、B、Mn、Zn、Mo等。土壤中的最常见和数量最大的矿物颗粒有石英(SiO2)、长石(K2O、Al2O3、SiO2)、云母(K2O、Al2O3、MgO、SiO2)、教土矿物等。土壤中还有水合氧化物，最重要的代表是褐铁矿(Fe2O3·nH2O)、

2、赤铁矿(2Fe2O3·H2O)、针铁矿(Fe2O3·H2O)、水铝石(Al2O3·H2O)、三水铝石(Al2O3·3H2O)、蛋白石(SiO2·nH2O)、氢氧化铁[Fe(OH)3]、水锰矿(MnO2·H2O)和软锰矿(MnO2)等。(二)土壤中的有机质土壤中的有机质较少，一般耕地表土层的有机质含量不超过1％~2％，表土层以下更少。土壤中的有机质主要来自植物残骸、动物和微生物的遗体。有机肥料如绿肥、人和家畜、家禽粪尿也是土壤有机质的重要来源。土壤中的有机质可分为新鲜有机质、半腐烂有机质、简单有机质和腐殖质。(二)土壤溶液土壤溶液是土壤的液相组成，是无机盐类及各种有机物

3、的水溶液。土壤水分主要来源于大气降水和灌溉给水。大气降水溶有二氧化碳、氧、硫酸、硝酸、亚硝酸、及微量的氨。大气降水进入士壤后，与土壤中的矿物质及有机物发生反应，将它们部分溶解，形成溶液。土壤溶液是一种稀溶液，组成非常复杂，包括无机盐类和有机物。无机盐类有硝酸、亚硝酸、碳酸、重碳酸、氯化物、硫酸、磷酸等的钙盐、镁盐、钾盐、钠盐、铵盐等。有机物有腐殖酸及其盐类、可溶性糖、可溶性蛋白质等。特征哈尔滨黑土北京褐土西安褐土湖北红壤江西红壤pH值7.58.38.55.84.5有机质含量/%2.941.261.610.772.86粘粒含量(<0.05mm)88.460.482.48

4、6.870.8表5-1我国主要土壤特征二.土壤污染(一)土壤污染物1.定义：土壤污染物是指进入土壤中并影响土壤正常作业，改变土壤的成分和功能的物质。土壤污染物可影响土壤的生态平衡，降低农作物的产量和质量。2.分类：土壤污染物主要分为无机物和有机物两大类：无机物主要是化肥、盐、碱、酸、氟和氯以及汞、铜、铬、铅、镍、锌和铜等重金属和铂、铝等放射性元素；有机物主要指农药、洗涤剂、多环芳烃、酚类、氰类以及病原微生物和寄生虫卵等。(二)土壤污染源1.土壤污染的分类(1)天然污染：某些元素富集中心或矿床附近等地质因素造成的地区性土壤污染；气象因素引起的土壤淹没、冲刷流失、风蚀等；

5、地震、火山爆发等。(2)人为污染：固体废弃物的污染；农药、肥料在土壤中的残留、积累；劣质水的灌溉，生活污水、工业废水进入土壤，大气污染物通过降水、沉降进入土壤；土壤植被被破坏、大型水利工程等引起土壤的沙漠化、盐渍化。2.土壤污染的特点(1)土壤污染非常隐蔽，最后通过农产品质量和人畜致病源才有反映；(2)土壤污染具有时效性，现在发现的污染，要追溯到多年以前；(3)土壤污染极难去除，一旦被污染后果严重，有时只能放弃。第一节结束返回目录第二节重金属污染重金属一般指相对密度大于5的金属。土壤中的汞、镉、铬、铅等重金属的污染是土壤的重要污染源。重金属在土壤中污染的特点是毒性效应

6、强，极低的浓度即显示较强的毒性；土壤中的重金属难于被微生物降解，因而长期停留和积累在环境中，无法彻底清除。土壤中的重金属离子可被农作物吸收，经食物链浓缩千万倍，最后造成人体积累与中毒，对人类潜在重大威胁。一.重金属元素在土壤中的化学行为(一)重金属与胶体的缔合根据土壤胶体对阳离子吸附的一般原理，胶体对金属离子吸附能力与金属离子的特性和胶体的种类有关。交换性活跃的戳?土矿物，对金属离子吸附的顺序为：Cu2+>Pb2+>Ni2+>Co2+>Zn2+>Rb2+>Sr2+>Ca2+>Mg2+>Na+>Li+有机胶体对金属离子吸附的顺序为：Pb2+>Cu2+>Cd2+>Zn2+

7、>Ca2+>Hg2+金属离子被土壤胶体吸附是其从液相转人士壤固相的最重要途径之一。胶体吸附特别是有机胶体的吸附在很大程度上决定着土壤中重金属的分布和富集。金属元素与胶土的缔合方式，若吸附在胶土矿物表面交换点上，则较易被交换；如被吸附在晶格中，则很难释放。不同的土壤类型，具有不同类型的胶体，对重金属的吸附性也不同。一般土壤中有机胶体即腐殖质胶体含量多的土壤对重金属的吸附作用强，而无机胶体相对吸附较弱。我国各地区的不同类型土壤对重金属的吸附特性见表5-2。金属元素吸附比例/%哈尔滨黑土北京褐土西安褐土湖北红壤江西红壤Cu100.099.9599.4585