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文檔簡介
UNITE3
MANAGEMENTANDPROTECTIONOFSOIL
第三篇
土壤管理和保護(hù)SoilPollutionandControl
土壤污染與防治14SoilDegradationandSoilQuality
土壤退化與土壤質(zhì)量
11SoilClassificationandSoilSurvey
土壤分類和調(diào)查(自學(xué))
SoilPollutionandControl
13土壤污染與防治13.1Initialconceptsofsoilpollution
土壤污染的概念13.2Thesourcesandhazardofsoilpollutant
土壤污染物的來源及危害13.3Effectofsoilconstituentsandpropertiesontoxicityofpollutant
土壤組成和性質(zhì)對污染物毒性的影響13.4Effectofacidprecipitationonsoil
酸性沉降對土壤的影響13.5Soilpollutionprevention
土壤污染的防治3
13.1Initialconceptsofsoilpollution
土壤污染的概念13.1.1Soilbackgroundvalue土壤背景值
Definition
理論上,指未受人類活動(dòng)影響的土壤本身的化學(xué)元素組成和含量。
實(shí)際上,土壤背景值只能代表土壤某一發(fā)展、演變階段的一個(gè)相對意義上的數(shù)值,即嚴(yán)格按照土壤背景值研究方法所獲得的盡可能不受或少受人類活動(dòng)影響的土壤化學(xué)元素的原始含量。土壤背景值研究及其意義
土壤背景值研究是以土壤學(xué)特別是土壤分析為主線,涉及多學(xué)科,技術(shù)要求高的一個(gè)系統(tǒng)。具有較嚴(yán)密的結(jié)構(gòu)性、整體性及目的性,對各子系統(tǒng)獨(dú)有嚴(yán)格的技術(shù)質(zhì)量控制。
土壤背景值在土壤污染評價(jià),污水灌溉(wastewaterirrigation)與作物施肥(fertilization)上是不可缺少的依據(jù)。
環(huán)境質(zhì)量評價(jià)(environmentalqualityevaluation)
土地資源評價(jià)(landresourceassessment)
國土規(guī)劃(territorialplanning)
環(huán)境醫(yī)學(xué)(environmentalmedicine)
食品衛(wèi)生(foodhygiene)
重要的實(shí)用意義土壤環(huán)境容量(soilenvironmentcapacity)農(nóng)田施肥土壤污染評價(jià)情報(bào)檢索子系統(tǒng)樣品采集子系統(tǒng)樣品處理、保存子系統(tǒng)室內(nèi)分析質(zhì)量控制子系統(tǒng)編制程序計(jì)算機(jī)處理異常值判斷剔除數(shù)據(jù)分布類型檢驗(yàn)可靠性檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)溶液模擬消解液統(tǒng)一參考樣品統(tǒng)一分析方法標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì)自檢互檢外檢數(shù)理統(tǒng)計(jì)、檢驗(yàn)子系統(tǒng)制圖技術(shù)子系統(tǒng)背景值土壤環(huán)境背景值研究技術(shù)系統(tǒng)物理自凈作用:污染物滲濾、揮發(fā)、擴(kuò)散等化學(xué)和物理化學(xué)(physicalchemistry)自凈作用
土壤中污染物經(jīng)過吸附、配位、沉淀、氧化還原等使其毒性濃度降低的過程。粘粒和有機(jī)物是主要載體;酸堿反應(yīng)和氧化還原反應(yīng)起重要作用。生物化學(xué)凈化作用(biochemicalpurification)
有機(jī)污染物在微生物及其酶作用下,通過生物降解,分解為簡單無機(jī)物而消散的過程。
進(jìn)入土壤的污染物,在土壤礦物質(zhì)、有機(jī)質(zhì)和微生物的作用下,經(jīng)過一系列的物理、化學(xué)及生物化學(xué)反應(yīng)過程,降低其濃度或改變其形態(tài),從而消除污染物毒性的現(xiàn)象。
13.1.2Soilself-purification土壤的自凈作用
Environmentalcapacity環(huán)境容量
人類生存和自然生態(tài)不受損害前提下,環(huán)境所能容納污染物的最大負(fù)荷量。Soilenvironmentalcapacity土壤環(huán)境容量
土壤環(huán)境單元一定時(shí)限內(nèi)遵循環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),既保證農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和生物學(xué)質(zhì)量,同時(shí)也不使環(huán)境污染時(shí),土壤所能允許承納的污染物的最大數(shù)量或負(fù)荷量。
13.1.3Soilenvironmentalcapacity
土壤環(huán)境容量
土壤環(huán)境容量=靜容量+動(dòng)容量土壤環(huán)境靜容量——土壤污染物的基準(zhǔn)含量(土壤背景值)和最大負(fù)荷量(Carryingcapacity)之差。土壤環(huán)境動(dòng)容量——土壤污染物累積過程中,土壤通過一系列自凈過程所能凈化的污染物數(shù)量。體系土壤——植物體系土壤——微生物體系土壤——水體系內(nèi)容農(nóng)產(chǎn)品衛(wèi)生質(zhì)量作物效應(yīng)生化指標(biāo)微生物計(jì)數(shù)環(huán)境效應(yīng)地下水地表水目的防治污染食物鏈保證人體健康保證良好生產(chǎn)力和經(jīng)濟(jì)效益保持土壤生態(tài)處于良性循環(huán)不引起次生水環(huán)境污染標(biāo)準(zhǔn)國家或政府主管部門頒發(fā)的糧食衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)生理指標(biāo)或產(chǎn)量降低程度1種以上生物化學(xué)指標(biāo)在7d以上出現(xiàn)的變化微生物計(jì)數(shù)指標(biāo)在7d以上出現(xiàn)的變化不導(dǎo)致地下水超標(biāo)不導(dǎo)致地面水超標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)級別僅1種減產(chǎn)10%減產(chǎn)20%≥25%≥15%≥10%~15%≥50%≥30%≥10%~15%僅1種僅1種確定重金屬土壤臨界含量的依據(jù)土壤環(huán)境容量的數(shù)學(xué)模式土壤生態(tài)系統(tǒng)與其邊界環(huán)境中其它諸多參數(shù)構(gòu)成的定量關(guān)系。
土壤靜容量(Cso)=M(Ci-Cbi)
M—耕層土重(t/hm2)Ci—i元素的土壤環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)(mg/kg)Cbi—i元素的土壤背景值(mg/kg)
各種污染物和元素在土壤中都市處于一個(gè)動(dòng)態(tài)的平衡過程;有輸入與輸出、固定與釋放、累積與降解和凈化等過程。
根據(jù)物質(zhì)平衡原理:
Q1=Q0+Q-Y1-Y2-Y3······
Q=a(QT–bQ0)
一定年限內(nèi)土壤容許輸入的總量為:
Q總=n·QQ1—第一年后土壤含量Q0—土壤起始含量Q—每年輸入量Y1,Y2,Y3—分別為作物吸收、地表徑流、淋溶等輸出量。QT—土壤環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)10
13.1.4Initialconceptsofsoilpollution土壤污染的概念
人類活動(dòng)產(chǎn)生的污染物進(jìn)入土壤并積累到一定程度,引起土壤質(zhì)量惡化的現(xiàn)象。
土壤被污染的程度主要決定于進(jìn)入土壤的污染物的數(shù)量、強(qiáng)度和土壤凈化能力大小,當(dāng)進(jìn)入量超過凈化力,就將導(dǎo)致土壤污染(soilcontamination)。人類活動(dòng)向土壤添加有害物質(zhì)(“絕對性”定義)以特定參照數(shù)據(jù)(如土壤背景值加二倍標(biāo)準(zhǔn)差)為臨界值來判斷,超過此值則認(rèn)為土壤已被污染;(“相對性”定義)當(dāng)加入土壤的污染物超過土壤的自凈能力,或污染物在土壤中積累量超過基準(zhǔn)值,而歸生態(tài)系統(tǒng)造成了危害,此時(shí)認(rèn)為土壤被污染了。(“相對性”定義)Characteristicsofsoilpollution土壤污染特性土壤污染的隱蔽性(invisibility)土壤污染的持久性(persistence)土壤污染的間接有害性(indirectharmfuleffect)13.2Thesourcesandharmnessofsoilpollutant
土壤污染物的來源及危害Sources
土壤污染物來源
土壤中污染物的來源具有多源性,主要是工業(yè)廢氣、廢水、廢渣,以及化肥、農(nóng)藥、城市污泥、垃圾,偶爾還有原子武器散落的放射性微粒等。
Archaeologicalinvestigationshaverevealedtheextensiveaccumulationofbuildinganddomesticwaste,althoughmuchofthiswasrelativelyharmless.SincetheIndustrialRevolutionof18and19centuries,however,theamountandvarietyofwastematerialshaveincreaseddramatically.Furthermore,muchofthiswasteisconsiderablymoreharmfulandoftenlessbiodegradablethanitsearlyhistoricalcounterparts.
Duringconstructionanddemolitionarangeofmaterialsaredisposedofinthesoilenvironment,includingbrokenbricks,tiles,glass,timber,piping,wiringandcables,insulationmaterials,mortar,concreteandplaster.
Bridges(1991)identifiesfourmajorsourcesofsoilcontaminationinurbanandindustrialenvironments–constructionanddemolitionwaste,metalliferousmaterial,powergene-rationemissions,andchemicalandorganicwastes.
Metalliferouswastes,particularlyheavymetals(e.g.lead,zinc,cadmium,copperandnickel),arecommonlyfoundinsoilsofareaswhereoreextractionandsmeltinghaveoccurred.Morelocally,metalcontaminationoccursonlandusedforscrapmetaldealingandmunitionsfactories.Anumberofsoilcontaminantsarederivedfromthepowergenerationindustry,includingSO2(sulphurdioxide)fromcoal-firedpowerstations,andradionuclidesfromnuclearpowerstationsandweaponstesting.Theanthropogenicradionuclidesmostcommonlyfoundinsoilsarethoseofcaesium(137Csand134Cs).Awiderangeofchemicalwastematerialshavebeenimplicatedinthecontaminationofsoils.Theseincludederivativesofdetergents,fertilizersandpesticides,paints,dyestuffs,batterychemicalsandleathertanningagents.Anumberoforganicwastesmayleadtosoilcontamination.Spillageofoilsandrelatedwastesiscommononlandusedforstorageandmaintenanceofmotorvehicles,andforfuelstorage.Sewagesludge,oftenappliedtoagriculturallandadjacenttourbanandindustrialareas,oftencontainshighconcentrationsofheavymetals.ThePCBs(polychlorinatedbiphenyls)areagroupoforganicsolventscommonlyimplicatedinsoilcontamination.Theseareusedasdielectricfluidsintransformersandareoftenreleasedduringthebreakupofelectricalequipment.Types
土壤污染物的主要種類重金屬污染物(heavymetalpollutant)
重金屬主要指汞、鎘、鉛、鉻、銅、鋅。類金屬砷和非金屬氟也包括其中。有機(jī)污染物(organicpollution)
有機(jī)農(nóng)藥、三氯乙醛(酸)、礦物油類、表面活性劑、廢塑料制品,及工礦企業(yè)排放的含有機(jī)質(zhì)的三廢。固體廢物與放射性污染物(solidwaste&radioactivecontaminant)
按其來源不同,可分為工業(yè)固體廢物、農(nóng)業(yè)固體廢物,放射性固體廢物和城市垃圾四類。
Heavymetalcontaminationinsoils
重金屬對土壤的污染
重金屬污染物有銅(Cu)、鋅(Zn)、鉻(Cr)、鎘(Cd)、鉛(Pb)、汞(Hg)、鎳(Ni)和砷(As)、氟(F)等。
重金屬污染物在土壤中的活性小,易于積累,土壤一旦被其污染則極難消除。
鎘和砷是極毒的;汞、鉛、鎳是中等毒性;銅、鋅的毒性較低。
土壤中的重金屬來源主要是“三廢”排放。
Toxicmetalsmayexistinthesoilinanumberofformsincludingadsorbedcations,attachedtoclayandhumuscolloids,and
organo-metallicchelates.Theiravailablitytoplantsdependsonanumberofsoilcharacteristics,particularlycationexchangecapacity(CEC),pHandtheinterdependenceeffectsofothermetals.Insoilwitha
lowCEC,themetalsarenotretainedeffectivelyandarelikelytobeeitherleachedfromthesoilortakenupbyplants,whileinsoilswithahighCEC,theyarelikelytobefixedinthesoilthroughadsorptionprocesses.Themobilityandavailabilityofheavymetalsisconsiderablygreaterinacidicsoils(pH<5.5)thaninnearneutraloralkalinesoils.Oncemobilized,themetalsmayenterthefoodchaineitherthroughwatersuppliesandaquaticorganisms,orthrougharableproduceandgrazinganimals.Theeffectsoftoxicmetalsinsoilsonhumanhealthareunclear,anditisthereforedifficulttoestablishthresholdconcentrationsabovewhichtoxicityproblemsarelikelytooccur.DutchguidelinesforseveralsoilmetalpollutantsThresholdconcentrationinsoil(mgkg-1dryweight)ABCCr
Co
Ni
Cu
Zn
As
Mo
Cd
Sn
Ba
Hg
Pb100
20
50
50
200
20
10
1
20
200
0.5
50250
50
100
100
500
30
40
5
50
400
2
150800
300
500
500
3000
50
200
20
300
2000
10
600A=reference(background)value
B=indicativevalueforfurtherinvestigation
C=indicativevalueforcleaningup鎘(cadmium)
金屬鎘無毒性,但鎘的化合物毒性極大,屬于積蓄型,引起慢性中毒的潛伏期可達(dá)10~30年之久。長期食用“鎘米”的人會(huì)患骨痛病,也會(huì)引起高血壓,以及酶系統(tǒng)、生育力受到影響。
土壤中的鎘有水溶性(離子態(tài)和絡(luò)合態(tài))及非水溶性(化學(xué)沉淀和難溶絡(luò)合態(tài))兩種,它們隨環(huán)境條件的變動(dòng)而互相轉(zhuǎn)化。對作物起危害作用的主要是水溶性鎘。
酸性條件下,鎘化合物的溶解度增大,毒性增強(qiáng);堿性條件下,則形成氫氧化鎘沉淀。氧化條件下,鎘的活性或毒性增強(qiáng)。鎘在土壤中常會(huì)與羥基、氯化物形成絡(luò)合離子而提高活性。
土壤鎘污染來源:(西方國家)磷肥:54%~58%空氣沉降:39%~41%(工礦企業(yè)排放進(jìn)入大氣)污泥:2%~5%(工礦企業(yè)等)鉻(chrome)
金屬鉻無毒,Cr3+有毒,Cr6+毒性更大,還有腐蝕性。對皮膚和粘膜表現(xiàn)為強(qiáng)烈的刺激和腐蝕作用,對全身有毒性作用,有致癌、致畸、致突變作用。鉻對種子萌發(fā)、作物生長也有毒害作用。
有機(jī)質(zhì)可促進(jìn)對鉻的吸附與螯合,同時(shí)有助于土壤中Cr6+還原為Cr3+。有機(jī)質(zhì)對Cr6+的還原作用隨土壤pH值的升高而減弱。
粘土礦物對鉻有較強(qiáng)的吸附作用,對Cr3+的吸附能力為Cr6+的30~300倍,且隨pH的升高而減弱。
土壤pH值及氧化還原電位均可改變鉻的化合物形態(tài)。在低Eh值時(shí),Cr6+被還原成Cr3+;而在中性和堿性條件下,Cr3+可以Cr(OH)3形態(tài)沉淀。
土壤Cr污染來源:鉻礦開采和冶煉;電鍍、鞣革、油漆、印染等企業(yè)。汞(hydrargyrum)
汞對作物生長發(fā)育的影響主要有抑制光合作用、根系生長和養(yǎng)分吸收、酶的活性、根瘤菌的固氮作用等。
植物根系和葉子均可吸收Hg,比較容易吸收的汞有金屬汞、Hg2+、乙基汞和甲基汞。無機(jī)汞在土壤中的化學(xué)沉淀作用很強(qiáng),因此,無機(jī)汞對植物的毒害不很明顯。但汞的化合物被還原為金屬汞,而以汞蒸氣出現(xiàn)時(shí),它就可以自葉面氣孔進(jìn)入植物體。
無機(jī)汞化合物在嫌氣細(xì)菌的作用下,可以轉(zhuǎn)化為有機(jī)汞化合物,被植物吸收,增強(qiáng)其對植物的汞污染。
土壤汞污染來源:含Hg化學(xué)品,污水、污泥、垃圾及含Hg農(nóng)藥等。鉛(plumbum)
鉛對人體神經(jīng)系統(tǒng)、血液和血管有毒害作用,并對卟啉轉(zhuǎn)變、血紅素合成的酶促過程有抑制作用。早期癥狀為細(xì)胞病變。引起慢性中毒后,出現(xiàn)貧血、高血壓、生殖能力和智能減退(特別是兒童腦機(jī)能減退)等癥狀。鉛急性中毒的癥狀為便秘,腹絞痛,伸肌麻痹等。過多的鉛抑制或不正常的促進(jìn)植物體中某些酶的活性,從而影響光合和呼吸作用及對養(yǎng)分的吸收。
中性至堿性條件下形成的Pb3(PO4)2和PbCO3的溶解度很小,植物難以吸收,故石灰性及堿性土中,鉛的污染實(shí)際上并不嚴(yán)重。
土壤的粘土礦物及有機(jī)質(zhì)對鉛也起強(qiáng)吸附作用,且隨土壤pH的增高而增強(qiáng)。土壤鉛污染來源:汽車尾氣、污水、污泥,工礦企業(yè)廢棄物等。砷(arsenic)
砷對人體毒害作用的潛伏期長,砷有致癌作用。砷中毒使中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)生機(jī)能紊亂,毛細(xì)血管麻痹和肌肉癱瘓等。低濃度砷對植物有刺激作用,過量砷則會(huì)毒害植物,先葉片,后根部,最后影響生長發(fā)育。
土壤中的砷多呈砷酸形態(tài),包括砷酸鹽(五價(jià))和亞砷酸鹽(三價(jià))。無機(jī)或有機(jī)砷化合物都有毒性,但有機(jī)砷對植物的可給性或毒性較弱,且易在土壤中轉(zhuǎn)化為無機(jī)態(tài)。無機(jī)態(tài)亞砷酸鹽類的毒性比砷酸鹽類強(qiáng)。土壤中砷的可給性受pH值的影響很大,在接近中性的情況下,砷的溶解度較低。土壤中的砷酸和亞砷酸隨氧化還原電位的變化而相互轉(zhuǎn)化。
土壤砷污染來源:有色金屬開采和冶煉、含砷農(nóng)藥、磷肥含砷、工業(yè)和化石燃料燃燒等。
鋅(zincum)、銅(cuprum)、鎳(nickel)、錳(manganese)
土壤pH值、有機(jī)質(zhì)含量及氧化還原條件等顯著影響著鋅、銅、鎳、錳在土壤中的變化。在pH>6.5,同時(shí),土壤通氣良好時(shí),它們可分別形成植物不易吸收的氧化物或氫氧化物而沉淀。粘土礦物可牢固的吸附鋅、銅、鎳而使它們失去活性。有機(jī)質(zhì)能對這些離子進(jìn)行鏊合,從而增加了它們的移動(dòng)性,植物的吸收可能增加。有機(jī)質(zhì)對它們鰲合能力的大小為銅>鎳>鋅>錳。
污染來源:有色金屬冶煉、化石燃料燃燒、污泥、污水、農(nóng)用化學(xué)品等。
氟(fluorine)
氟對人、畜、植物都有毒害作用。人體牙齒“斑釉齒癥”和骨骼中“氟沉著癥“(鈣代謝紊亂)。植物氟毒害癥狀主要在嫩葉和幼芽。
土壤氟污染來源:排氟企業(yè)廢水、硅酸鹽企業(yè)廢棄物排放、冶金企業(yè)廢氣等。
土壤性質(zhì)與土壤重金屬污染pH的影響
當(dāng)土壤中pH值降低某些重金屬如鉛、銅、鋅、鉻等易轉(zhuǎn)化為水溶性的重金屬鹽類,pH值越低其活動(dòng)度越大,越易于遷移;pH增高,某些重金屬則轉(zhuǎn)化為難溶性化合物如CdS、HgS等,pH值越高,它們越易于趨于固定而減低其活性,在土壤中容易積累。類金屬砷例外。Eh的影響
土壤Eh主要影響在土壤中的各重金屬價(jià)態(tài)變化,以致影響到重金屬在土體中的富集量和毒性。有機(jī)-無機(jī)膠體的吸附作用。Agrochemicalpollutionhasresultedfromanincreaseduseofinorganicfertilizersandpesticidesinrecentdecades.Themainconcernsarenitrateleaching,andpersistenceandtoxicityofpesticideresidues.
Agrochemicalpollutants
農(nóng)業(yè)化學(xué)污染物Fertilizer
肥料
Between1950and1985,theglobaluseoffertilizersincreasedfrom14milliontonnesto125milliontonnes.Therearefivemainfatesoffertilizersappliedtothesoil—plantandanimaluptake(immobilization),adsorptionandexchangeinthesoil(fixation),leachingandlossinsolubleformthroughdrainage,volatilizationandgaseouslossestotheatmosphere(e.g.denitrification),andsurfacelossinsolidformbyrunoffanderosion.Intermsoftheenvironmentalproblemsassociatedwithfertilizeruseisthatofnitrateleaching.Inthelastfewdecades,levelsofnitrateinwatersupplieshaveincreaseddramatically,particularlyinintensivelycultivatedareaswhereinputsofnitrogenfertilizerhavebeenhigh.Thisassociationisnotnecessarilycausal,however,andmaybeindirect.Themainfactorswhichinfluencetheextentofnitrateleachingincludelanduse,soilcharacteristicsandclimate.Increasedlevelsofnitrateinsurfaceandgroundwatershavebeenimplicated,togetherwithphosphate,inanumberofenvironmentalandhealthproblems.Insurfacewaters,increasednutrientlevelsleadtoexcessivealgalgrowthandoxygendepletion,aprocessknownaseutrophication.Theleachingproblemmaybereducedifslow-releasevarietiesofnitrogenfertilizerareusedinpreferencetomoresolubletypes,andNH4-NcompoundsareusedinsteadofNO3-Ncompounds.磷肥對環(huán)境的污染
施入土壤中的磷肥除少部分被作物吸收利用外,大部分被土壤所固定,磷肥因其本身含有各種污染物質(zhì),從而造成土壤、作物的污染。主要有以下幾種:重金屬污染氟污染放射性污染造成水體的富營養(yǎng)化Pesticides
農(nóng)藥
Awiderangeofpesticideshasbeendeveloped(morethan450compounds),thetypesmostcommonlyusedbeinginsecticides(殺蟲劑),fungicides(殺菌劑)andherbicides(除草劑).Pesticidesmaybedegradedeitherbiologicallyorphotochemically,adsorbedbyorganicmatter,clayandoxides/hydroxidesofironandaluminium,washedintowatercoursesbyleachingandsurfacerunoff,ortheymayundergovolatilizationintotheatmosphere.Anumberofenvironmentalconcernsarisefrompesticideuse.Theseincludepersistenceintheenvironment,toxicityinsoil,vegetationandwatersupplies,andimpactbeyondthetargetorganism,includingbioaccumulationanditsimplicationsforhumanhealth.Thedegradationproductsofsomepesticidesmaybeastoxicastheoriginalsourcechemicalbutarenotoftenmeasuredbystandardassays.Thepersistenceandtoxicityofmanypesticidecompoundsandtheirdegradationproductsarealsodependentonanumberofsoilcharacteristics,notablyclayandorganiccontent,andpH.種類:有機(jī)農(nóng)藥、三氯乙醛(酸)、礦物油類、表面活性劑、廢塑料制品和工礦企業(yè)排放的含有機(jī)物的三廢等。
Organic
pollutants
有機(jī)污染物礦物油類污染物
各種烷烴、芳烴的匯合物。
對土壤化學(xué)性質(zhì)的效應(yīng):油類降解消耗大量氧氣,明顯降低土壤Eh。油類C/N比極高(>1500),油污染土壤短期內(nèi)C/N比增高,不利于降解微生物增殖,同時(shí)使微生物與植物爭奪土壤中的有效氮。油類對土壤氨化、硝化作用有阻抑效應(yīng),不利于氮素營養(yǎng)的循環(huán)與轉(zhuǎn)化。表面活性劑污染物
主要為生活中的洗劑劑等。包括陰離子型、陽離子型和非離子型活性劑。
對土壤微生物的影響:濃度<100mg/kg,無影響;濃度>500mg/kg,微生物種群數(shù)降低。對作物生長的影響:少量(5-10mg/kg)洗劑劑對作物生長有刺激效應(yīng);高濃度(50-100mg/kg)是造成作物減產(chǎn)。廢塑料制品
主要為城市垃圾中的廢塑料和農(nóng)用塑料薄膜。塑料類高分子有機(jī)物性質(zhì)穩(wěn)定,耐酸堿,不易為微生物分解。不利于作物生長發(fā)育:塑料制品添加劑含有毒成份,抑制種子萌發(fā),灼傷芽苗;塑料殘片阻斷土壤水分運(yùn)動(dòng),降低孔隙度,不利于空氣循環(huán)、交換;廢塑料使土壤物理性質(zhì)不良,導(dǎo)致作物扎根困難,吸肥、吸水性能降低而減產(chǎn)。種類:工業(yè)固體廢物、農(nóng)業(yè)固體廢物、放射性固體廢物和城市垃圾。
工業(yè)固體廢物:成分復(fù)雜,常含有重金屬、有毒元素和致癌物質(zhì),處理不當(dāng)會(huì)嚴(yán)重污染土壤,破壞植物生長。
城市垃圾:來源廣泛,成份復(fù)雜多變。常含有重金屬和有害元素,未經(jīng)處理長期使用會(huì)造成土壤重金屬超標(biāo),影響土壤質(zhì)量。
放射性污染物:致畸、致突變、致癌。土壤中天然放射性核素:49K,87Rb,14C等;核試驗(yàn)沉降核素:90Sr,137Cs,238U等;
施肥(磷肥)帶入土壤核素:鈾、釷、鐳等。
Solidwastesandradionuclides
固體廢物與放射性污染物13.3Effectofsoilconstituentsandpropertiesontoxicityofpollutants
土壤組成和性質(zhì)對污染物毒性的影響13.3.1Effectofsoilconstituentsontoxicityofpollutants
土壤組成對污染物毒性的影響污染物進(jìn)入土壤后,與土壤組分發(fā)生物理的、化學(xué)的和生物的反應(yīng)。吸附—解吸沉淀—溶解絡(luò)合—解絡(luò)同化—礦化降解—轉(zhuǎn)化污染物的有效濃度(毒性)土壤中污染物的水溶態(tài)或交換態(tài)有效濃度越大,其生物毒性越大;專性吸附態(tài)、氧化物態(tài)或礦物固定態(tài)含量越高,生物毒性越小。
Claymineral鋁硅酸鹽粘土礦物對重金屬和離子態(tài)有機(jī)農(nóng)藥的吸附,可使其固定或暫時(shí)失活,降低毒性。粘土礦物吸附Cu2+的順序:高嶺石>伊利石>蒙脫石粘土礦物類型不同,對農(nóng)藥的吸附不同;吸附不僅影響土壤中農(nóng)藥的遷移行為,而且減緩農(nóng)藥的化學(xué)分解和生物降解速度。因而吸附量大時(shí),殘留量也高。氧化物對重金屬的專性吸附顯著降低其生物毒性。土壤鐵、鋁氧化物也是F-的主要吸附劑(配位交換反應(yīng)),降低其毒性。土壤中的粘土礦物(層狀鋁硅酸鹽和氧化物)顯著影響污染物吸附解吸行為及其毒性。
Soilorganicmatter有機(jī)質(zhì)對重金屬的吸附主要通過其含氧功能基進(jìn)行,羧基(—COOH)和酚羥基(—OH)是腐殖質(zhì)—金屬絡(luò)合物的主要配位基。胡敏酸和富啡酸與金屬離子形成可溶性的和不可溶性的絡(luò)合(鰲合)物,依賴于其飽和度。
富啡酸—金屬離子絡(luò)合物的溶解度大于胡敏酸—金屬離子絡(luò)合物土壤有機(jī)質(zhì)組分對污染物毒性的影響通過靜電吸附和絡(luò)合(鰲合)作用實(shí)現(xiàn)?!狢OOH—OH+M2+—COO—OM+2H+—COOH—OH+M2+—COO—OM+2H+2OOC—O—2-13.3.2EffectofsoilpHontoxicityofpollutants
土壤pH對污染物毒性的影響土壤溶液中大多數(shù)金屬(重金屬)元素在酸性條件下以游離態(tài)或水化離子態(tài)存在,毒性較大;在中、堿性條件下易生成難溶性氫氧化物沉淀,毒性降低。pH對有機(jī)污染物(有機(jī)農(nóng)藥)在土壤中的積累、轉(zhuǎn)化和降解的影響:pH不同,微生物群落不同,降解作用(脫氯、脫氯化氫、脫烷基化、芳香環(huán)或雜環(huán)破裂反應(yīng))不同;pH改變污染物和土壤組分電荷特性,改變反應(yīng)平衡,導(dǎo)致污染物有效度改變。土壤pH土壤組分和污染物的電荷特性沉淀—溶解平衡吸附—解吸平衡絡(luò)合—解絡(luò)平衡土壤微生物活性污染物毒性13.3.3EffectofsoilEhontoxicityofpollutants
土壤氧化還原狀況對污染物毒性的影響土壤Eh土壤微生物活性易分解有機(jī)物含量易氧化和易還原無機(jī)物含量植物根系代謝土壤pH污染物毒性有機(jī)污染物
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