环境工程土-壤修复

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1、一、土壤环境与污染二、污染土壤与修复孙铁珩院士(沈阳应用生态所研究员)第一部分土壤环境与污染土壤污染与修复研究是当今环境科学新的生长点之一，倍受国内外环境科技工作者的重视。与大气、水体相比，土壤是一个复杂的物理、化学与生物的复合环境介质，是一个重要的生态剖面，许多环境化学、环境生物、环境毒理的规律与机制，可以通过土壤生态剖面加以观察、研究。污染土壤污染底泥土壤污染的控制与治理成为重要的科学问题。1、背景与需求成为主要污染源成为二次污染库科学问题我国农药、化肥和重金属污染农产品的问题是限制我国农产品出口的主要瓶颈。减少与消除高毒农药的危害，已成为我国农业环

2、境亟待解决的重要问题。污灌、污泥等造成的土壤污染，还将长时期影响农作物的生长和农产品的品质。国家需求土壤污染与修复研究是中国进入WTO、保证农产品安全、推动农村生态环境保护和全面建设小康社会的国家战略需求。生态系统的基本单元，具有SWP系统的整体性人类活动的主要资源，具有质量、数量的双重性2、对土壤环境的基本认识土壤具有三个基本特征肥力质量环境质量健康质量内涵安全生产土壤质量保证最大生产力最佳生物学质量不引发二次环境污染自然体、环境介质，具有多功能性承接污染物的载体净化污染物的活体负荷容量功能强度1、系统之间2、研究过程3、污染效应4、干扰因素与大气环境

3、、水环境不同理论体系、化学形态、迁移转化、恢复治理机制不同同一作物,对不同污染物的生物效应、吸收累积、释放机制不同土壤肥力、养分含量、土壤质地、机械组成,对污染物毒性影响程度不同2-1土壤污染基本特征发生的隐蔽性形成的复杂性恢复的长期性毒性的缓效性诊断的特殊性土壤污染的特点环境土壤学研究的目的认识利用调控土壤肥力的培育土壤污染的防治土壤净化功能的利用污染土壤的清洁农林土壤学环境土壤学以提高农业生物生产力为目的的土壤肥力和资源研究以提高土壤三质量为目的(肥力、健康、环境)土壤生态过程研究污染发生机制研究土壤功能、容量研究2-2环境土壤学的发展历程50年代:

4、土地资源开发利用提高生产研究60年代:水土保持，盐碱地改良土地环境资源保护研究污水灌田，施用农药土地环境污染研究70年代:区域性土壤环境评价及污染综合防治研究80年代:土壤环境背景容量及基准土壤--植物系统净化功能及其应用研究90年代:土地植物系统污染生物地球化学长期定位研究无公害农业及绿色食品生产技术应用技术研究流域及湖泊水污染治理关键技术3、土壤环境与土壤污染研究回顾2000：土壤污染生态过程与生态安全资源调查质量评价污染防治规律研究机制研究实用技术研究3-1土壤环境与土壤污染--学科发展历程58年污水灌溉在主要城市郊区兴起推动灌溉事业，促进北方水稻

5、农作发展N肥过剩，贪青倒伏，作物受害，土壤毒化土壤毒化诊断指标确立N肥定额防止徒长倒伏增施矿质肥料调整作物Si/N营养比3-2土壤环境与土壤污染研究事例污灌污染物在土壤--植物系统迁移--分布土壤---地下水污染污水灌溉研究作物污染及残留与毒性研究灌区人体健康调查污水灌溉研究成果污水灌溉地区水质、粮食和地下水评价矿物油、苯并（a）芘、重金属在土壤—植物系统迁移分布主要污染物生物学质量评价重金属、矿物油等土壤环境容量污灌区综合治理与防治规则土壤环境质量评价评价方法及其指标体系区域性土壤环境重点污灌区石油化工区工矿开发区污染起始值污染标准单项指标综合指标3-

6、3区域土壤环境研究意义土壤环境质量与污染评价制定土壤环境容量与土壤环境质量标准土壤污染清洁技术土地利用与土地管理成果1973-1977年北京、南京、广东等重点地区土壤、水体及生物背景值试点研究实验1979年13个省市主要农业土壤和主要作物9种元素背景值调查1986年29省市土壤背景值调查3-4土壤环境背景意义制定土壤环境标准污染物排放、污泥和污水的农业利用区域污染物管理与控制成果敏感作物盆栽生物试验土壤微生物生态及土壤酶活性同位素示踪技术田间物质平衡土壤净化功能3-5土壤环境容量污染地点：沈阳市张士灌区污染原因：含镉工业污水灌田污染面积：28

7、00ha污染状态：土壤含镉5-10mg/kg土稻米耔实镉0.4-1.0mg/kg米3-6镉土污染及防治镉土污染治理客土法深耕换土农作法排水晒田淹水厌氧化学法改良施用石灰磷肥及其它改良剂生物法改良作物吸收富集木本净化3-7镉土污染治理研究成果利用土壤-植物系统生物、化学、物理的净化功能通过科学设计和有效地进行管理对污水中N、P资源加以利用对可降解污染物加以净化实现无害化、资源化的生态工程技术适合国情投资少，运行费用低可回收再生水资源3-8污水生态工程土地处理●土壤环境污染现状的描述●污染危害的调查和污染点的评价及风险分析●土壤污染生态过程及

8、其微观机理研究●土壤生态毒理学诊断污染土壤生态过程4、污染物的生态过程研究◆复合