环境保护概论论第八章土壤污染ppt课件.ppt

第一节 概述第二节 土壤污染及防治第三节 土壤生态保护与土壤退化的防治,第八章 土壤污染和净化,一、土壤的定义： 土壤是存在于地球表层，能产生植物收获物的地球陆地的疏松表层，是岩石圈，水圈，大气圈和生物圈相互进行物质循环和能量转换的产物，是在母质（岩石及其风化物）、气候、生物、地形、时间等因素相互作用下形成的自然体。,第一节 概述,Location of soil on the earth,土壤圈,二、土壤的基本结构与特性,（一）土壤的结构和组成 1、土壤的剖面构:土壤的垂直断面结构称为土壤剖面结构。一般土壤是由腐殖质表层、沉淀层和母质层构成。 2、土壤的组成:由固、液、气态组成。土壤中的固相物质包括无机矿物和有机物两大部分。土壤中的无机物即土壤矿物质是土壤物质组成的主体部分。有机物部分又可分为有机质和活性有机体。有机质指的大分子有机物-腐殖质。活性有机体指的是种类繁多、数量巨大的土壤微生物和土壤动物。土壤环境中的溶液（液相）和空气（气相）状况决定于土壤质地和团聚体结构。,3、土壤质地和团聚体结构:土壤质地是指土壤矿物质部分各矿物颗粒粒级（砂粒、粉砂粒和粘粒）的重量百分比。据此可将土壤分为砂土、壤土和粘土等不同的质地。但土壤一般不会以单粒形式存在。有机质和矿物质往往聚合为各种形态的团聚体，称为土壤的颗粒结构。土壤质地和结构决定土壤总孔隙度，从而成为影响土壤水分、温度状况的主要因素。,矿物质：占土壤固相部分重量的90-95%有机质：动植物及微生物残体，1-5%腐殖质土壤溶液：土壤水实际上是溶液，植物吸收的养分就是通过土壤水分这一媒介土壤空气：产生CO2，消耗O2，区分水田、旱地,2、土壤的组成,土 壤,关于土壤性质的几个基本认识,土壤环境质量,土壤肥力质量,水 肥 气 热,土壤环境容量,土壤有害成分,核心,气相液相固相,三、土壤元素背景值和土壤环境容量,1、土壤环境元素背景值:指未受或很少受人类活动影响的土壤化学元素的自然含量。 2、土壤环境容量:在不影响人类生存和危害自然生态的前提下，土壤环境所能容纳的污染物的最大负荷量。,四、土壤在地球表层环境系统中的地位和作用,土壤不仅是维系地球上大多数动物、植物生长、发育的基础，也为人类的发展提供了必要的条件。人们不仅向土壤索要了大量的粮食，还利用土壤的净化作用消除了各种污染物质，使其成为处理或处置各种废物的场所。,土壤污染（soil contamination）是指进入土壤的污染物超出土壤的自净能力，而且对土壤、植物和动物造成损害时的状态。,人类在生产和生活活动中产生的“三废”直接或间接通过大气、水体和生物向土壤系统排放，当排入土壤系统的“三废”物质数量破坏了原来的平衡，引起土壤系统成分(component)、结构(construct)和功能(function)的变化，即发生土壤污染。,第二节 土壤污染及其防治,（一）土壤污染的特点。 1、隐蔽性和潜伏性：不像大气污染和水体污染易被人们所觉察。一般需要通过人们及动物长期食用由污染土壤生产的植物产品给健康状况带来影响时才反映出来。2、不可逆性和长期性：许多污染作用是不可逆的过程，污染物最终形成难溶化合物沉淀在土壤中。所以土壤一旦污染，很难恢复。,一、土壤污染及影响因素,按土壤污染源和污染途径分为：水质污染型80%： 主要是工业废水、城市污水等等。大气污染型：大气污染物通过干、湿沉降过程污染土壤。固体废物污染型：包括工矿业废弃物、城市生活垃圾等等。农业污染型：主要是化肥、农药。综合污染型：许多地方的土壤污染，都是由多种污染物共同污染而起作用的，其中以一至两种污染物影响为主。,（二）土壤污染的类型,1、化学型： 无机物（重金属，如汞、镉、砷、铅、铬等，以及盐、酸、碱类，洗涤剂、塑料薄膜）; 有机农药 （包括杀虫剂、杀菌剂和除草剂等）; 有机废弃物（石油类）； 污泥、矿渣和粉煤灰；2、放射性污染型：人类排放的放射性物质。如核泄漏、核试验、放射性废物的处置等等。3、生物污染型：如外源有害生物的（寄生虫、病原菌及病毒等）种群的迁入，并大量繁殖、施用未经腐熟的粪便、垃圾、城市污水等等。,（三）土壤污染物的属性,工业污染源 农业污染源 生活污染源 天然污染源,（四）土壤主要污染源,sewage,工业污染源 农业污染源 生活污染源 天然污染源,（四）土壤主要污染源,工业污染源 农业污染源 生活污染源 天然污染源,（四）土壤主要污染源,工业污染源 农业污染源 生活污染源 天然污染源,（四）土壤主要污染源,污染的输入、富集的速度和强度，已经超过土壤环境的净化和缓冲能力。,（五）土壤污染程度量化指标：,1.物理过程：污染物在土壤中可产生挥发、扩散、稀释和浓集等反应，从而降低其在土壤中的浓度。影响该过程的因素主要是土壤的温度、湿度以及土壤的结构和质地。,（四）污染物在土壤环境中的迁移转化,2.化学过程(1)溶解和沉淀:主要指土壤中重金属化合物的溶解和沉淀。为土壤环境中重金属化学迁移的重要形式。溶解和沉淀一般为可逆反应。(2)络合-螯合作用：络合-螯合作用是影响土壤污染物，特别是重金属和农药的转化的重要途径。(3)中和作用：通过中和作用可以使土壤环境对外源酸、碱性物质具有一定的抵御能力，可以减轻外源酸、碱性物质对土壤的影响。,（四）污染物在土壤环境中的迁移转化,3.物理化学过程(1)吸附与解吸：主要指土壤胶体表面对离子或分子化合物的吸附和解吸作用。土壤环境中最为重要的是带正负电荷的土壤胶体对存在于土壤溶液中带相反电荷符号离子的吸附交换作用。因土壤胶体一般带负电荷，因而，土壤中主要进行的是对阳离子的吸附与解吸作用。(2)氧化还原作用：土壤中的氧化剂主要是土壤空气中的游离氧、硝酸根等；还原剂主要为土壤中的有机质、低价金属化合物等。,（四）污染物在土壤环境中的迁移转化,4.生物过程：一是高等绿色植物和土壤生物对生命必须元素的选择吸收，以维持生物的正常生命活动和土壤功能；二是绿色植物和土壤生物对污染元素和化合物的被动吸收，其结果是土壤的正常功能和生态平衡遭到破坏、生物污染以致使植物产品的数量和质量下降。,（四）污染物在土壤环境中的迁移转化,（一）排土、客土改良（物理改良措施）（二）生物改良措施(种植一些非食用的植物来吸附土壤的有毒物质，以恢复土壤的质量；也可以利用土壤中的一些微生物、动物来净化土壤，如蚯蚓能耕翻土壤、改良土壤、而且还能处理农药、重金属等有害物质)（三）施加抑制剂：使有害物质被淋洗或转化成难溶性物质，减少被作物吸收的机会。一般施用的抑制剂有石灰、碱性磷酸盐等。,二。污染土壤的修复,（一）排土、客土改良（物理改良措施）（二）生物改良措施(种植一些非食用的植物来吸附土壤的有毒物质，以恢复土壤的质量；也可以利用土壤中的一些微生物、动物来净化土壤，如蚯蚓能耕翻土壤、改良土壤、而且还能处理农药、重金属等有害物质)（三）施加抑制剂：使有害物质被淋洗或转化成难溶性物质，减少被作物吸收的机会。一般施用的抑制剂有石灰、碱性磷酸盐等。,第三节 土壤生态保护与土壤退化的防治,从生态学角度讲,土壤生态系统系指地球陆地表面一定地段的土壤生物与土壤及其它环境要素之间相互作用、相互制约,并趋向于生态平衡的相对稳定的系统整体。 土壤生态系统中的生物组成，可分为第一生产者，即主要指含有叶绿素能利用太阳光能合成有机物的高等绿色植物；消费者即是以生物有机体为食的异养性生物；分解者指依靠分解有机质维持生命的土壤微生物群。而土壤生态系统的功能则主要表现在运行于系统中的能量流，物质流和信息流等维持土壤生态平衡的生存、平衡和发展。,一、土壤生态系统,土壤生态系统平衡系指当系统中的能量和物质的输入和输出较均衡的情况下，系统中第一性生产者、消费者和分解者，以及诸生物体与无机环境相对稳定的平衡状态。但这只是一种动态平衡。从生态角度，对土壤生态系统的保护，防止土壤退化，对于农业生态系统以至全球陆地生态系统保护具有非常重要的意义。,一、土壤生态系统,土壤退化是土壤生态遭到破坏的最明显标志。土壤生态遭到破坏主要是使土壤生态系统的组成、结构和功能受到影响和破坏。如自然植被的破坏和丧失、土壤生物种群组成的明显改变、物种的消失；土壤荒漠化、盐渍化、酸化和肥力下降等。因为这些,而使土壤的物理、化学和生物特性和状态发生改变，导致土壤的生态系统功能、生产潜力和环境质量的等级状况下降，均属于土壤退化现象。 土壤退化有自然的因素，如全球环境变化。特别是全球气候的变化；也有人为活动的诸多直接或间接的原因，如过渡放牧和耕种；森林的大量砍伐、破坏植被而导致的水土流失以及大量污染物进入土壤等都是造成土壤退化的原因。,二.土壤退化及其成因,（一）荒漠化及其沙化 荒漠化是指因气候干旱或人为不合理的利用，如过渡放牧、滥垦、灌溉不当及社会经济建设和开发活动，而使地表植被遭到破坏或覆盖度下降；风力侵蚀、土表或土体盐渍化加重等均属于荒漠化。沙漠化和沙化是荒漠化最具代表性的特征。沙漠化和沙化主要发生于干旱、半干旱以至半湿润的海滨地区。防治荒漠化主要措施:有控制农垦、防止过渡放牧，因地制宜地营造防风固沙林、种植一些灌木和草本植物，建立生态复合经营模式。,三.土壤退化类型及其防治,三.土壤退化类型及其防治,（二）土壤侵蚀(或水土流失) 土壤侵蚀是指在风、水等营力作用下，土壤及其疏松母质（特别是表层土）被侵蚀、搬运、堆积（或沉积）过程。土壤侵蚀不仅把肥沃表土层减薄，养分流失，蓄水保水能力减弱，最终使表土层直至全部土层被侵蚀，成为贫瘠的母质土，甚至成为岩石裸露的不毛之地。土壤侵蚀还使区域生态恶化，影响河流水质和水库的寿命。防止土壤侵蚀措施主要有：因地制宜地开展植树造林，植树种草与自然植被保护和封山育林相结合；生物措施和工程措施相结合；水土保持和合理地开发相结合等。,三.土壤退化类型及其防治,（三）土壤盐渍化或盐碱化 土壤盐渍化或盐碱化作为一种土壤退化现象，系指由于自然或人为因素，使地下潜在水水位上升、矿化度增加、蒸发量加大，而导致土表层盐化或碱化过程增强，表层盐渍度和碱化度加大的现象。它主要发生于干旱、半干旱、半湿润和滨海平原的洼地区。 当易溶盐类在土壤表层（0-20厘米）累积量达到或影响植物生长发育时（0.2%）,便称为盐化土;当表土层含盐量达到1%时，严重危害植物生长,使其严重减产,甚至绝收,称为盐土。当表层（0-20厘米）土壤的ph达9或9以上称为碱土。,次生盐渍土是指在人为活动影响下，使非盐碱土变为盐碱土，或使原生盐碱土盐渍化加重。 盐碱土和次生盐渍化的防治措施有：实施合理的灌溉排水制度；调控地下水位，精耕细作；多施有机肥；改善土壤结构；减少地表蒸发；选择耐盐碱作物品种；对碱土施石膏等，不但可防治次生盐碱化，而且发挥盐土资源的潜力，扩大农用土地面积，改善盐碱地区的生态环境。,三.土壤退化类型及其防治,三.土壤退化类型及其防治,（四）土壤沼泽化或潜育化 土壤沼泽化或潜育化是指土壤上部表层一米内，因地表或地下长期处于浸润状态下，土壤通气状况变差，有机质因不能彻底分解而形成一灰色或蓝灰色潜育土层，称为沼泽化或潜育化。 防治土壤沼泽化或潜育化途径：如开沟排水、消除渍害；多种经营，综合利用，因地制宜等等。,三.土壤退化类型及其防治,（五）土壤的酸化 系指由于人为活动使土壤酸度增加的现象，叫土壤酸化。引起土壤酸化的原因主要有： 1）长期施用酸性肥料； 2）酸性矿物的开采； 3）化石燃料的燃烧排放的酸性物质，通过干、湿沉降进入土壤而产生的土壤酸化。,土壤酸化的防治办法：根据不同原因采取不同防治办法。如是因长期施用酸性肥料引起的，要合理施肥，不偏施酸性化肥；对因矿山废弃物引起的土壤酸化，要采取妥善处理好矿尾，消灭污染源，以及施石灰中和等措施；对因酸性沉降而引起的土壤酸化，要从根本上控制酸性物质的排放，控制污染源。对酸性土壤的重要改良措施是施加石灰，中和其酸性和提高土壤对酸性物质的缓冲性；水旱轮作等等。,三.土壤退化类型及其防治,谢谢！,