田海军环境学概论第四章土壤环境ppt课件.ppt

《田海军环境学概论第四章土壤环境ppt课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《田海军环境学概论第四章土壤环境ppt课件.ppt（105页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、,第四章 土壤环境Section Soil environment,田海军环境学概论,第四章 土壤环境,主要内容: 土壤的组成和性质 土壤污染 重金属对土壤的污染 化学农药对土壤的污染 土壤污染的防治 土壤退化及其控制,田海军环境学概论,基本概念和问题,土壤是地球陆地表面具有肥力的能够生长植物的疏松表层。土壤环境问题：一是由于人类大规模的生产、生活等活动，改变了影响土壤发育的生态环境，使土壤本身受到破坏。二是大规模现代农业生产的实现，大量使用化肥、农药、杀虫剂等，使土壤遭受到不同程度的污染。,田海军环境学概论,第一节 土壤的组成和性质section 1 Soil composition and

2、 properties,主要内容:1.掌握土壤的组成2.掌握土壤结构的概念,田海军环境学概论,一、土壤的组成,土壤是环境中特有的组成部分，是位于陆地表面呈连续分布，具有肥力并能生长植物的疏松层，它是一个复杂的物质体系。它的组成包括固相(矿物质、有机质)、液相(土壤水分或溶液)和气相(土壤空气)等三相物质四种成分有机地组合在一起构成的一种特殊物质。 按容积计，在较理想的土壤中矿物质约占3845，有机质约占512，土壤孔隙约占50，土壤水分和空气存在于土壤孔隙内，三相之间亦经常变动而相互消长。按重量计矿物质可占固相部分的9095以上，有机质约占110左右。土壤物质组成总的看来，大多是以矿物质为主的

3、物质体系。,田海军环境学概论,（一）土壤矿物质 1、原生矿物：是直接来源于岩石受到不同程度的物理风化作用的碎屑，其结晶构造没有改变。包括硅酸盐类、氧化物类、硫化物类和磷酸盐类四大类。,田海军环境学概论,2、次生矿物：岩石风化和成土过程中新生成的矿物。包括伊利石、蒙脱石、高岭石等。次生矿物多数是土壤矿物质中最细小的部分（粒径0.001mm），具有胶体特征，所以又称之为粘土矿物。它影响着土壤许多重要的物理、化学性质，如吸收性、膨胀收缩性、粘着性强吸附能力，是土壤颗粒中最活跃的部分。,田海军环境学概论,3、土壤矿物质的机械组成：土壤中的矿物质由岩石风化和成土过程中形成的不同大小的矿物颗粒（或土粒）组

4、成的，它们的直径差异很大（从几微米到几厘米）。大颗粒常由岩石、矿物碎屑或原生矿物组成，细颗粒主要由次生矿物所组成。,田海军环境学概论,（二）土壤有机质,进入土壤中的有机物质包括植物、动物及微生物等死亡残体，经分解转化逐渐形成有机质，即腐殖质，成为土壤的组成部分，它与矿物质一起共同构成了土壤的固相部分。土壤腐殖质是土壤有机质的主要部分，约占有机质总量的50-65%。其中主要包括胡敏酸、富里酸等。土壤有机质的含量并不高，一般仅占百分之几，高者也不过是10%左右。,田海军环境学概论,（三）土壤空气,土壤空气的容量就是土壤固、液、气三相中气相所占的容积百分数，土壤液相与气相均以土壤孔隙为其存在与活动场

5、所。土壤空气的主要成分同大气一样，为N2、O2、CO2及水汽。,田海军环境学概论,（四）土壤溶液,土壤的水分是土壤三相（固、液、气）中的要素。它把土壤、大气中的植物养分溶解组成营养溶液，输送到植物根部。因此土壤水是植物吸收养料的主要媒介。由于土壤溶液参加水的循环，所以土壤溶液的组成是经常变动的，当把养料输送到植物体后，水在叶部经蒸腾作用蒸发到大气中，参加水分的循环。,田海军环境学概论,（五）土壤生物,土壤动物可分为土壤微生物和土壤动物两类： 1、土壤微生物是指土壤中肉眼无法分辨的活有机体。包括细菌、放线菌、真菌和藻类等类群。,田海军环境学概论,2、土壤动物指土壤中无细胞壁的活有机体。主要是无脊

6、椎动物，包括环节动物、节肢动物、软体动物、线形动物和原生动物。,田海军环境学概论,土壤生物的具体功能有： 1、分解有机物质，直接参与碳、氮、硫和磷等元素的生物循环，使植物需要的营养元素从有机质中释放出来，重新供植物利用； 2、参与腐殖质的合成和分解作用；,田海军环境学概论,3、某些微生物具有固定空气中氮，溶解土壤中难溶性磷和分解含钾矿物等的能力，从而改善土壤中氮、磷、钾的营养状况； 4、土壤生物的生命活动产物（如生长剂激素等）能促进植物的生长； 5、参与土壤中的氧化还原过程等。,田海军环境学概论,二、土壤的结构,一般把土壤颗粒的空间排列方式及其稳定程度，空隙的分布和结合的状况称为土壤的结构。

7、1、土壤结构体的类型 似立方体结构类型、似柱状结构类型、似片状结构类型。,田海军环境学概论,2、土壤结构体的形成 其形成途径：（1）土壤颗粒通过凝聚形成复粒；复粒再通过有机质等胶结物质的作用进一步形成团聚体，从而形成土壤结构。（2）土壤颗粒直接通过有机质等胶结物质的作用形成团聚体。,田海军环境学概论,（3）致密的土壤通过植物的根系活动、干湿交替和冻融交替等外应力的作用而崩解形成团聚体。,田海军环境学概论,3、土壤结构体的基本指标（1）土粒密度：以实体考虑，不计空隙时，土壤的单位体积的质量（以克/立方厘米表示）。（2）土壤密度：单位体积的土壤质量（以克/立方厘米表示）。,田海军环境学概论,（3）

8、土壤孔隙度：通过土粒密度和土壤密度二者之差得出的土壤中孔隙的含量状况。具体算式如下： 土壤总孔隙度（%）=（土粒密度土壤密度）100/土壤比重,田海军环境学概论,4、土层 （1）覆盖层（A0）：林地下的此层由地面上的枯枝落叶所构成。 （2）淋溶层（A）：这一层发生水溶性物质向下淋溶作用。淋溶层中生物活动最为强烈，进行强烈的有机物质的转化和积累作用，形成一个颜色较暗，一般具有粒状或团粒状结构的层次。,田海军环境学概论,（3）淀积层（B）：因该层常淀积着自上层淋溶下来的物质，所以称为淀积层。 （4）母质层（C）：它是岩石风化物的残积物或运积物，未受成土作用的影响。 耕作土的土层包括：耕作层、犁底层

9、、心土层和底土层。,田海军环境学概论,三、土壤的性质,（一）土壤的物理性质1、土壤孔隙 土壤孔隙分为无效孔隙、毛管孔隙和通气孔隙。 2、土壤质地 是指土壤颗粒的粗细程度，即砂、粉砂和粘粒的相对比例。,田海军环境学概论,（二）土壤胶体及土壤吸收交换性 土壤胶体是土壤中颗粒直径小于1微米或2微米的微细固体颗粒，是由矿物质微粒、腐殖质、铝、铁、锰、硅和含水氧化物组成。,田海军环境学概论,土壤胶体的性质： 带电荷：一方面由于表面基团解离或吸附离子而带电荷；另一方面，胶体内部的电荷不平衡表现出来的表面电荷。 吸附作用：由于其颗粒细小，所以表面积大，产生吸附作用。,田海军环境学概论,1、土壤胶体的种类（1

10、）无机胶体 主要是细颗粒的粘土微粒，包括粘土矿物中的高岭石、伊利石等以及铁、铝、锰水合氧化物。（2）有机胶体 主要是腐殖质和生物活动的产物，它是高分子有机物，具有极大的表面积，吸附作用强。,田海军环境学概论,（3）有机-无机复合体 是由土壤中一部分矿物胶体和腐殖质胶体结合在一起所形成的。这种胶体的特点是比表面减少；形成稳定的团粒结构，能改善水、肥、气、热的状况。,田海军环境学概论,2、土壤胶体的吸附作用 （1）机械吸附：土壤胶体能把大于孔隙的物质阻留，小于孔隙的颗粒也能阻留在土壤中。机械吸附对不溶性颗粒物的作用最为明显。 （2）物理吸附：是指土壤胶体颗粒对分子态物质的吸附作用。 （3）物理-化

11、学吸附：是指土壤胶体对土壤溶液中离子态物质的保蓄作用。,田海军环境学概论,（三）土壤酸碱性和土壤缓冲性 首先，它影响养分的有效性。 其次，土壤酸碱性影响金属元素的固定、释放和淋洗。 最后，土壤酸碱性还影响土壤中微生物的活性。,田海军环境学概论,1、土壤酸碱性的产生 (1)土壤酸性的产生主要有以下几个途径： 首先，植物根系活动以及土壤中有机质的分解产生的有机酸和大量的二氧化碳，以及某些微生物产生的矿质酸，都是土壤溶液中氢离子的来源；,田海军环境学概论,其次，当土壤胶体上吸附的氢离子达到一定的数量后，粘粒矿物的晶格遭到破坏，使粘粒矿物中的铝被溶解出来，溶液中出现了活性铝，水解后释放出氢离子； 第三

12、，胶体上吸附的氢离子和铝离子被其他阳离子代换到溶液中而使土壤成酸性。,田海军环境学概论,(2)土壤碱性的产生,土壤碱性主要来自土壤中大量存在的碱金属，如钾、钠、钙、镁的碳酸盐和重碳酸盐的水解。,田海军环境学概论,2、土壤酸碱性的表示 土壤酸碱性的主要指标是PH值，PH越小，表示土壤的酸性越强，碱性越弱。大部分土壤的PH值在4.5-9.5之间，其中6.5-7.5为中性。,田海军环境学概论,3、土壤的缓冲性 指土壤抵制PH值改变的能力，或土壤 抵制土壤溶液中离子浓度改变的一种特性。,田海军环境学概论,（四）土壤的氧化还原性 1、影响土壤中营养元素的状态和有效性。2、影响元素离子的价态、从而影响其迁

13、移、转化。,田海军环境学概论,第二节 土壤污染 section 2 soil pollution,主要内容掌握土壤污染和土壤净化的概念；了解土壤污染的危害；掌握污染物在土壤中迁移转化的规律；,田海军环境学概论,一、土壤污染与土壤净化,1、土壤污染 : 土壤污染就是人为因素有意或无意地将对人类本身和其他生命体有害的物质施加到土壤中，使其某种成分的含量超过土壤自净能力或者明显高于土壤环境基准，并引起土壤环境质量恶化的现象。,田海军环境学概论,田海军环境学概论,2、土壤净化 土壤的自净作用是指在自然因素作用下，通过土壤自身的作用，使污染物在土壤环境中的数量、浓度或形态发生变化，活性、毒性降低的过程。

14、,田海军环境学概论,3、土壤污染的危害（1）土壤污染导致严重的直接经济损失；（2）土壤污染导致食物品质不断下降；（3）土壤污染危害人体健康；（4）土壤污染导致其他环境问题。,田海军环境学概论,4、中国土壤污染的特点 （1）隐蔽性和滞后性；（2）累积性；（3）不可逆转性；（4）土壤污染很难治理。,田海军环境学概论,二、土壤污染源,土壤污染源可分为天然污染源和人为污染源。天然污染源是指自然界自行向环境排放的有害物质或造成有害影响的场所。人为污染源是指人类活动所形成的污染源。,田海军环境学概论,（一)工业污染源,一般直接由工业“三废”引起的土壤污染仅限于工业区周围数千米、数十千米范围内。工业，“三废

15、”引起的大面积土壤污染往往是间接的，或由于以废渣形式作为肥料施人农田，或用污水灌溉等多种形式，经长期作用使污染物在土壤中积累而造成污染。,田海军环境学概论,(二)农业污染,农业生产本身产生的污染和污染物包括：化学农药、除草剂等的使用范围不断扩大，数量和品种不断增加。在喷洒农药时，有一半直接落于土壤表面，一部分则通过作物落叶、降雨最后再归人土壤，经常使用农药是土壤中农药残留的主要来源。牲畜排出的废物长期以来被看成是土壤肥料的主要来源，对农业增产起了重要作用。但这些废物，有时除能传播疾病引起公共卫生问题外，还会产生严重的水体污染问题。,田海军环境学概论,(三)生物污染源,人粪尿是农业生产重要的肥料

16、来源。生活污水和被污染的河水等均含有致病的各种病原菌和寄生虫等，用这种未经处理的肥源施于土壤，会使土壤发生严重的生物污染。此外，在自然条件下，也有时会造成土壤污染，例如，强烈地火山喷发，含有重金属或放射性元素的矿床附近地区的土壤，由于这些矿床的风化分解作用，也可使附近土壤遭受污染。,田海军环境学概论,三、土壤污染物质,土壤污染物质指的是进入土壤中并影响土壤正常作用的物质，即会改变土壤的成分、降低农作物的数量或质量，有害于人体健康的那些物质。按污染物性质大致分为如下几类：,田海军环境学概论,(一)有机物类,污染土壤的有机物，主要是化学农药、除草剂等。例如有机氯类，包括六六六、DDT、艾氏剂、狄氏

17、剂等；有机磷类，包括马拉硫磷、对硫磷、敌敌畏等；氨基甲酸酯类，有的为杀虫剂，有的为除草剂；苯氧羧酸类，如2，4D、2，4，5T等除草剂。工业“三废”中的有机污染物，较常见的有酚、油类、多氯联苯、苯并芘等有机化合物。这类合成有机污染物通过不同途径进入土壤后，除一部分发挥作用之外，另一部分因其较稳定不易分解而在土壤中累积，造成土壤污染。,田海军环境学概论,(二)重金属污染物,重金属是通过以下几条途径进入土壤的：由于使用含重金属的废水进行灌溉；随着含重金属的粉尘落人土壤中；使用含重金属的废渣作为肥料；使用含重金属的农药制剂等。常见的一些重金属污染物包括汞、镉、铅、铜、锌、镍、砷等。因为重金属不能为土

18、壤微生物所分解，而且可为生物所富集。因此土壤一旦被重金属污染，是较难与彻底消除的，可对环境形成潜在的威胁。,田海军环境学概论,(三)放射性物质,主要是由于大气核爆炸降落的污染物，以及原子能和平利用所排出的液体和固体的放射性废弃物，最终不可避免地随同自然沉降，雨水冲刷和废弃物的堆放而污染土壤。,田海军环境学概论,（四）化学肥科,为了获得高产，农业上大量使用含氮和含磷的化学肥料。但是往往由于使用不当而造成这类物质从土壤中流失污染环境，特别是水体富营养化问题与此有关。,田海军环境学概论,（五）致病的微生物,土壤中的病原微生物，主要来源于人畜的粪便及用于灌溉的污水（未经处理的生活污水及医院污水），当人

19、与污染的封接触时可传染各种细菌及病毒，若食用被土壤污染的蔬菜、瓜果等会威胁人体健康。这些被污染的土壤经过雨水冲刷，又可能污染水体。上面分别介绍了几类对土壤污染有害的物质，在土壤中污染物质的浓度（或数量），一般仅为每千克土壤中只有几毫克的水平，因可被植物吸收富集而产生危害。,田海军环境学概论,日本富山骨痛病事件,19世纪80年代，日本富山县平原神通川上游的神冈矿山实现现代化经营，成为从事铅、锌矿的开采、精炼及硫酸生产的大型矿山企业。然而在采矿过程及堆积的矿渣中产生的含有镉等重金属的废水却直接长期流入周围的环境中，在当地的水田土壤、河流底泥中产生了镉等重金属的沉淀堆积。镉通过稻米进入人体，首先引起

20、肾脏障碍，逐渐导致软骨症，在妇女妊娠、哺乳、内分泌不协调、营养性钙不足等诱发原因存在的情况下，使妇女得上一种浑身剧烈疼痛的病，叫痛痛病，也叫骨痛病，重者全身多处骨折，在痛苦中死亡。从1931年到1968年，神通川平原地区被确诊患此病的人数为258人，其中死亡128人，至1977年12月又死亡79人。,田海军环境学概论,第三节 重金属对土壤的污染 section 3 heavy metal contamination of soil,土壤中重金属元素的来源 环境背景值的概念 土壤中重金属元素的迁移转化规律 主要重金属在土壤中的迁移转化,田海军环境学概论,一、土壤中重金属元素的来源,土壤中的微量重

21、金属元素主要来自原生岩石。原生岩石中重金属元素的组成和含量，决定着土壤重金属元素的组成特征。由于在成土过程中，产生各种微量重金属元素在发生层次中的再分配，使有些元素部分地损失了，而另一些元素富集起来，但重金属元素的化学特征则继承和保持下来。所以正常发育的自然土壤也会含有一定数量的重金属。,田海军环境学概论,人类大规模的地球化学活动，包括修建道路、建筑和其他工程等全世界可造成10108m3的尘土，这些尘土都降落在地球表面；每年从地球内部把250300108t岩石挖到地球表面，其金属矿物加工的产物和尾矿部分地进人到土壤中；每年以肥料形式向土壤中施入数百万吨大量元素和微量元素，其中也含有微量重金属元

22、素。,田海军环境学概论,二、环境背景值的概念,环境背景值是指环境中诸因素，如大气、水体、土壤以及植物、动物和人体组织等在正常情况下，化学元素的含量及其赋存形态。土壤环境中重金属元素背景值是指一定区域内自然状态下未受人为污染影响的土壤中重金属元素的正常含量。,田海军环境学概论,土壤环境背景值的测定和研究的意义： 土壤环境背景值的测定和研究是环境科学中的一项基础工作，它能为土壤环境质量评价、污染趋势预测、重金属在土壤中的迁移转化规律的研究提供科学依据。,田海军环境学概论,在一定区域内研究土壤背景值时，首先要确定各种代表性土壤和母质中重金属元素的自然含量。一般在正常情况下，土壤中重金属元素的含量不致

23、危害作物和人体，不致污染其他环境。因此，将已受人为污染的土壤中某种重金属元素的含量和其自然含量相比较，就可以获得该种元素是否因人为作用而在土壤中积累或积累量高低的基本概念。,田海军环境学概论,三、土壤中重金属元素的迁移转化规律,重金属在土壤中的迁移转化，决定于重金属在土壤中的化学行为。包括重金属在土壤中的溶解和富集状况、植物吸收和利用状况。 植物对各种重金属的需求有很大差别，有些重金属是植物生长发育中并不需要的元素，而且对人体健康直接危害明显，如Hg、Cd、Pb等；有些元素则是植物正常生长发育所必需的微量元素包括Fe、Mn、Zn、Cu、Mo、Co。等但土壤中含量过高时，也会发生污染危害。,田海

24、军环境学概论,土壤中因受重金属污染而对作物生长产生危害时，不同类的重金属危害必不相同。例如Cu、Zn主要是妨碍植物正常生长发育。土壤中受铜污染后，可使水稻生长不良，过量铜被植物根系吸收后形成稳定的络合物。破坏植物根系正常代谢功能，引起水稻的减产。,田海军环境学概论,而受镉、汞、铅等元素污染，一般不引起植物生长发育障碍，但在植物体内累积，如镉可在水稻体内累积形成“镉米”。还应指出，这些重金属元素之间存在着复杂的相互关系。例如铁与铜、锰、镉之间；镉与铜、锌之间存在着拮抗作用。在一定程度上可以减弱重金属对土壤污染影响。,田海军环境学概论,重金属元素对土壤环境污染危害作用还与它们的存在形态有关，其迁移

25、转化的特点和污染性质也有密切关系。在土壤中的重金属元素可区分为五种存在形态： (1)水溶态的； (2)弱代换剂(如醋酸盐溶液等)可代换的； (3)强代换剂(与螯合剂螯合的)提取的； (4)次生矿物中的： (5)原生矿物中的。 其中(1)、(2)、(3)部分在土壤中可能为植物吸收。因此，它们的含量越高，越易对植物形成污染。 因此，在研究土壤中重金属污染危害时，不仅应注意他们的总含量，还必须重视重金属各种形态的含量。,田海军环境学概论,重金属在土壤环境中迁移、转化的特性复杂多样，并且往往是多种形式错综结合。迁移形式有以下几种： 1、物理迁移 2、物理化学迁移和化学迁移 3、生物迁移 四、主要重金属

26、在土壤中的迁移转化（自看）,田海军环境学概论,第四节 化学农药对土壤的污染 section 4 chemical pesticides on soil pollution,化学农药的分类 化学农药进入人体的途径 农药在土壤中的迁移、降解及残留,田海军环境学概论,化学农药是消灭人类和植物病虫害的有效药物，对农林牧业的增产、保收和保存，以及人类传染疾病的预防和控制等方面都起了非常大的作用。迄今农药的品种已发展到上千种，农药的使用量也急剧增加，成为决定现代化农业生产效率和提高收获量的重要因素。,田海军环境学概论,自1939年瑞士科学家莫勒(PaulMiiller)发明了DDT杀虫剂以来，使农药的应用

27、取得了很大进展，至现在世界农药的年产量已超过200万吨以上，每年农药的销售额平均增长率大于6一8。化学农药的品种日渐增加，已研制成功并受到专利保护的品种有1200多种，约有500多个品种已投入市场使用 。,田海军环境学概论,农药生产的发展所以如此迅速，这与它在保证农业增产方面所起的作用是分不开的。有人估计，如果不使用化学农药，现在全世界粮食总收成的一半将会被各种病虫害和杂草所吞噬。由于使用了化学农药，目前已能挽回总收成的15。但由于农药不足，每年造成的损失仍达总收成的35，其造成的损失中又以同人类关系最为密切的棉花、粮食等损失最多。因此，目前人类实际上已处于不得不用农药的地步。而且在未来的长时

28、间内，农业的生命力仍将依赖化学农药的广泛使用。,田海军环境学概论,随着日益增加的化学农药等通过生产、运输、储存、使用、废弃等不同环节大量进入环境和生态系统，因而也产生了一些不良后果，主要表现为： (1)有机氯农药不仅对害虫有杀伤毒害作用，同时对害虫的“天敌”及传粉昆虫等益虫益鸟也有杀伤作用，因而破坏了自然界的生态平衡； (2)长期使用同类型农药，使害虫产生了抗药性，因而增加了农药的用量和防治次数，也大大增加了防治费用和成本；,田海军环境学概论,(3)长期大量使用农药，使农药在环境中逐渐积累，尤其是在土壤环境中，产生了农药污染环境问题。目前，防止农药污染已成为当前世界上很多国家严重关切的环境问题

29、。农药的使用和农业、林业、牧业等关系密切。因而，农药对土壤的污染是重要的环境问题之一。,田海军环境学概论,一、化学农药的分类,有人工合成的化学农药，按化学组成可以分为有机氯、有机磷、有机汞、有机砷、氨基甲酸酯类等制剂；按农药在环境中存在的物理状态可分为粉状、可溶性液体、挥发性液体等；按其作用方式可有胃毒、触杀，熏蒸等。一般所谓农药包括有许多种类：除了最常见的杀虫剂(Insecticides)外，还有除莠剂(Herbicides)、灭真菌剂(Fungicides)、熏蒸剂(Fumigants)和杀鼠剂(Rodenticides)等。,田海军环境学概论,几种主要农药类型：,(一) 有机氯类农药（二

30、）有机磷类农药（三）氨基甲酸酯类农药（四）除草剂（除莠剂）,田海军环境学概论,三、农药在土壤中的迁移、降解及残留,（一）农药污染土壤的主要途径 1、施用于田间的各种农药大部分落入土壤中，附着于植物体上的部分农药，也因风吹雨淋落入土壤中，这就是造成土壤污染的主要原因。有人观察到，施在作物叶部的杀虫剂有56%进入土壤造成残留。 2、使用浸种、拌种、毒谷等施药方式，或是将农药直接撒至土壤中，造成污染的累积。,田海军环境学概论,3、近些年来采用喷射方法，如用飞机喷射，估计有50%以上的农约从叶面下落到土壤，也有大量农药撒在或蒸发到空气中，它们粘附在飘尘上，随气流扩散。一旦降雨，农药随雨水降落到土壤中，

31、造成土壤污染。例如，英国某地区通过降雨进入土壤的DDT最大值可达7.310-4g/km2。土壤受农药的污染程度与栽培技术和种植作物种类有关，栽培水平高的耕田与复种指数高的土地农药残留量也大，例如果园、棉田的施药量较多，因而果园和棉田土壤污染程度较高。,田海军环境学概论,农药在土壤中的迁移转化行为,田海军环境学概论,（二）农药在土壤中的残留,1、影响农药在土壤中的残留的因素 （1）化学农药性质的影响：农药本身的化学性质，如挥发性、溶解度、化学稳定性、剂型等，有机氯农药挥发性小，但它们的蒸汽压和土壤中残留有一定关系。大多数的有机氯农药的挥发速率顺序为艾氏剂七氯环氧七氯狄氏剂DDT，而且挥发的速度与

32、农药的浓度、大气的相对湿度、土壤表面上方空气的运动（风速）及土壤中的温度等因素有关，一般是浓度愈大、湿度大、含水量高，风速大则挥发作用愈强。,田海军环境学概论,（2）土壤性质的影响： 农药在质地粘重和有机质含量高的土中存留时间较长。土壤pH值对有机磷农药影响比对有机氯农药更敏感。这主要是pH对土壤中农药分解速度的影响与分解的主要途径是化学分解还是微生物降解有关。农药主要通过化学降解、细菌分解和挥发而消失，这些过程均受温度的影响，低温时这些过程减慢，农药失去速度减少。土壤水分对农药残留的影响主要是因为水是极性分子，同农药竞争吸附位置，被胶体强烈吸附，在较干燥的土壤中，与农药竞争吸附位置的水分子较

33、少。,田海军环境学概论,2、农药在土壤中的残留量：农药在土壤中的存留时间常用两种概念来表示：即半衰期和残留期，所谓半衰期指施入土壤中的农药因降解等原因使其浓度减少一半所需要的时间；而残留量指土壤中的农药因降解等原因含量减少而残留在土壤中的数量，单位是mg/kg土壤，残留量R可以用下式表示：,田海军环境学概论,Rc-kt 式中：c农药在土壤中初始含量； t农药在土壤中的衰减时间； R常数。 从上式可以看出，连续使用农药，使农药在土壤中累积不断增加，但不会无限增加，达到一定值后趋于平衡。,田海军环境学概论,（三）农药在土壤中的降解及转化,1、土壤对化学农药的吸附作用：进入土壤的化学农药通过物理吸附

34、、化学吸附、氢键结合和配价键结合等形式吸附在土壤颗粒表面。农药被土壤吸附后，移动性和生理毒性随之发生变化。所以土壤对农药的吸附作用，在某种意义上就是土壤对农药的净化。但这种净化作用是不稳定的，也是有限度的。当被吸附的农药在土壤溶液中的被其他物质重新置换出来时，即又恢复了原来的性质。,田海军环境学概论,2、化学农药在土壤中的挥发和扩散： 土壤中的农药，在被土壤固相物质吸附的同时，还通过气体挥发和水的淋溶在土体中扩散迁移，因而导致大气、水和生物的污染。,田海军环境学概论,大量资料证明，不仅非常易挥发的农药，而且不易挥发的农药（如有机氯），都可以从土壤、水及植物表面大量挥发。对于低水溶性和持久性的化

35、学农药来说，挥发是农药进入大气中的重要途径。农药随水的迁移形式有两种：一些在水中溶解度大的农药可直接随水迁移；一些难溶性农药主要附着于土壤颗粒表面进行水的机械迁移，最终进入江河水体。,田海军环境学概论,3、农药在土壤中的降解：农药在土壤中的降解，包括光化学降解、化学降解和微生物降解等。 （1）光化学降解：指土壤表面接受太阳辐射能和紫外线光谱等能流而引起农药的分解作用。 （2）化学降解：化学降解以水解和氧化最为重要，水解是最重要的反应过程之一。,田海军环境学概论,（3）微生物降解：土壤中生物对有机农药的降解起着重要的作用，土壤中的微生物（包括细菌、霉菌、放线菌等各种微生物），能够通过各种生物化学

36、作用参与分解土壤中的有机农药。由于微生物的菌属不同，破坏化学物质的机理和速度也不同，土壤中微生物对有机农药的生物化学作用主要有：脱氯作用、氧化还原作用，脱烷基作用、水解作用、环裂解作用等。,田海军环境学概论,土壤中微生物降解作用也受到土壤的pH、有机物、湿度、温度、通气状况、代换吸附能力等因素的影响。综上所述，农药在土壤中经生物降解和非生物降解作用的结果，化学结构发生明显地改变，有些剧毒农药，一经降解就失去了毒性；,田海军环境学概论,而另一些农药，虽然自身的毒性不大，但它的分解产物可能增加毒性；还有些农药，其本身和代谢产物都有较大的毒性。所以，在评价一种农药是否对环境有污染作用时，不仅要看药剂

37、本身的毒性，而且还要注意降解产物是否有潜在危害性。,田海军环境学概论,第五节 土壤污染的防治 section 5soil pollution prevention and treatment,主要内容1.了解土壤污染源的控制方法；2.掌握重金属污染土壤的修复方法；3.掌握农药污染土壤的修复方法。,田海军环境学概论,一、土壤污染源的控制,首先要弄清楚污染源；然后采取切实有效的措施切断污染源，这是防止土壤遭受污染的最基本也是最重要的原则。,田海军环境学概论,二、污染土壤的修复,1、土壤农药污染的治理 （1）生物修复（2）化学添加剂和农艺措施,田海军环境学概论,2、重金属污染土壤的治理（1）施放改良

38、剂（2）排土、客土和水洗法（3）电化法、热解吸法（4）生物修复,田海军环境学概论,第六节 土壤退化及其控制 section 6 soil degradation and its control,主要内容1.了解荒漠化的成因和危害；2.了解水土流失的成因和现状；3.掌握荒漠化和水土流失的防治办法；4.了解土壤盐渍化的危害；5.掌握土壤盐渍化的防治方法。,田海军环境学概论,一、荒漠化,（一）荒漠化的概念 荒漠化是包括气候变异和人类活动在内的种种因素所造成的干旱、半干旱和亚湿润干旱地区的土地退化。,田海军环境学概论,（二）荒漠化的现状,田海军环境学概论,（三）荒漠化的成因 1、自然因素 2、人为因素

39、 （1）土地资源利用不合理 （2）植被资源不合理利用 （3）干旱、半干旱地区水资源利用不合理 （4）不合理耕作及粗放管理 （5）其他人类活动,田海军环境学概论,（四）荒漠化的危害 1、土地的生产潜力衰退 2、土地生产力下降 3、草场质量下降 4、对环境造成污染和破坏,田海军环境学概论,二、水土流失,在水力和风力作用下，地表物质发生剥蚀、迁移或沉积的过程。,田海军环境学概论,（一）水土流失的原因自然因素条件人为因素催化剂（二）水土流失的危害 1、破坏土壤肥力、危害农业生产； 2、影响工矿、水利和交通等建设工作； 3、威胁群众生命财产安全，造成经济损失。,田海军环境学概论,1、保护现有亚热带和热带

40、森林，严禁毁林开荒、开垦草原为农田等；2、进行工矿建设，必须进行生态环境影响评价，提出防止水土流失的措施，工矿建设和保护生态环境的措施必须同步进行；3、保护好现有森林，大力植树造林，兴建防护林体系工程来控制水土流失面积的蔓延。,（三）水土流失的防治,田海军环境学概论,三、土壤盐渍化,田海军环境学概论,（一）形成原因1、气候方面的原因；2、地形方面 原因；3、水文地质方面的原因；4、海洋；5、不合理的灌溉活动。,田海军环境学概论,（二）改良措施,水利改良措施： 又称为工程措施，是通过一定的农田水利工程，排除地表积水和降低地下水位或引淡排盐排碱，或通过原有盐碱地土地的改造，达到治理盐碱的目的。 农

41、业与生物改良措施 是在水利改良措施基础上，通过一定的农业和生物措施，改善土壤理化性状，提高土壤保水透水性能，加速土壤淋溶盐和防止返盐的作用，使原有的盐碱地在合理的利用过程中得到进一步治理和改良。化学改良措施,田海军环境学概论,土壤次生盐碱化是指原非盐碱的土地，由于灌溉不当、排水不畅或土地利用不合理，造成地下水位升高，导致土壤积盐，造成土壤返盐的过程。 土壤次生盐碱化的防治健全灌排系统，控制地下水位合理灌溉，控制地下水位上升井渠结合，井灌井排防止渠道渗漏抑制土壤返盐,田海军环境学概论,第四章 复习思考题chapter4 review questions,一、概念1、土壤2、原生矿物3、次生矿物4

42、、土壤结构5、土粒密度6、土壤密度,7、土壤孔隙度8、土壤的质地9、土壤污染10、土壤净化11、残留量12、半衰期,田海军环境学概论,第四章 复习思考题,二、简答1、土壤环境问题产生的原因。2、土壤的组成成分。3、土壤生物的具体功能。4、土壤结构体的类型。5、在垂直方向上土壤可分成哪几层？6、耕作土的土层包括哪几层？7、土壤胶体的性质。,田海军环境学概论,第四章 复习思考题,8、土壤胶体有哪几种？9、土壤酸性的产生途径。10、土壤环境中氧化还原反应的影响主要有以下哪几个方面？11、土壤污染的危害。12、中国土壤污染的特点 。13、影响污染物在土壤中迁移的主要因素。14、土壤中农药的迁移方式。,田海军环境学概论,第四章 复习思考题,15、土壤污染的防治措施。16、荒漠化的成因。17、荒漠化的危害。18、水土流失的危害。19、水土流失的防治措施。20、土壤盐渍化的形成原因。21、土壤盐渍化的改良措施。,田海军环境学概论,