1、第四章 土壤污染及其防治第一节第一节 土壤概述土壤概述一、土壤及其组成一、土壤及其组成v 土壤：是指地球陆地表面具有肥力，能生土壤：是指地球陆地表面具有肥力，能生长植物的疏松表层。长植物的疏松表层。土壤是自然环境要素的重要组成之一，土壤是自然环境要素的重要组成之一，它是处于岩石圈最外面的一层疏松的部它是处于岩石圈最外面的一层疏松的部分分,具有支持植物和微生物生长繁殖的能具有支持植物和微生物生长繁殖的能力，称作力，称作土壤圈。土壤圈。土壤还具有同化和代谢外界进入土壤的土壤还具有同化和代谢外界进入土壤的物质能力，所以土壤又是保护环境的重要物质能力，所以土壤又是保护环境的重要净化剂，这就是土壤的两个
2、重要的功能净化剂，这就是土壤的两个重要的功能。组成土壤组成土 壤 溶 液土 壤 空 气土壤有机物土壤矿物质二、土壤性质二、土壤性质1 1、土壤质地：、土壤质地：由不同的粒级混合在一起所表由不同的粒级混合在一起所表现出来的土壤粗细状况，称为土壤质地（或现出来的土壤粗细状况，称为土壤质地（或土壤机械组成）。土壤机械组成）。v可划分为砂土类、壤土类、粘壤土类和粘土可划分为砂土类、壤土类、粘壤土类和粘土类类2 2、土壤性质、土壤性质v具有肥力、酸碱性、氧化还原性、具有肥力、酸碱性、氧化还原性、吸收性、吸附交换性等物理化学吸收性、吸附交换性等物理化学性质，以及净化作用。性质，以及净化作用。土壤的吸附性土
3、壤胶体的性质（直径土壤胶体的性质（直径1-100nm1-100nm）土壤胶体具有极大的比表面积和表面能 蒙脱石比表面积最大（600-800 m2/g）高岭石最小（7-30 m2/g），有机胶体比表面积也大（-700 m2/g）土壤胶体的电性 土壤胶体微粒一般带负电荷，形成一个负离子层（决定电位离子层），其外部由于电性吸引而形成一个正离子层（反离子层或扩散层），即合称双电层。土壤胶体的离子交换吸附土壤胶体扩散层中的补偿离子，可以和溶液中相同电荷的离子以离子价为依据作等价交换，称离子交换（或代换）作用，包括阳离子交换吸附和阴离子交换吸附。土壤胶体的阳离子交换吸附（可逆过程）土壤胶体的阳离子交换吸附
4、（可逆过程）土壤胶体微粒带负电荷，表面可吸附阳离子，可与土壤溶液中另一些阳离子发生交换。NaCaCaNa2222土壤胶体土壤胶体土壤酸碱度分级PH值：4.55.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.59.5 伊利石伊利石 蒙脱石蒙脱石粘土矿物类型不同，对农药的吸附不同；吸粘土矿物类型不同，对农药的吸附不同；吸附不仅影响土壤中农药的迁移行为，而且减附不仅影响土壤中农药的迁移行为，而且减缓农药的化学分解和生物降解速度。因而吸缓农药的化学分解和生物降解速度。因而吸附量大时，残留量也高。附量大时，残留量也高。土壤中的粘土矿物（层状铝硅酸盐和氧化物）显著影土壤中的粘土矿物（层状铝硅酸盐和氧化物）显著影
5、响污染物吸附解吸行为及其毒性。响污染物吸附解吸行为及其毒性。有机质对重金属的吸附主要通过其含氧功能基进行，羧基有机质对重金属的吸附主要通过其含氧功能基进行，羧基(COOH)和酚羟基和酚羟基(OH)是腐殖质是腐殖质金属络合物的主要配金属络合物的主要配位基。位基。胡敏酸和富啡酸与金属离子形成可溶性的和不可溶性的络胡敏酸和富啡酸与金属离子形成可溶性的和不可溶性的络合（鳌合）物，依赖于其饱和度。合（鳌合）物，依赖于其饱和度。富啡酸富啡酸金属离子络合物的溶解度大于胡敏酸金属离子络合物的溶解度大于胡敏酸金属离子络合物金属离子络合物土壤有机质组分对污染物毒性的影响通过土壤有机质组分对污染物毒性的影响通过静电
6、吸附静电吸附和和络合络合（鳌合）作用（鳌合）作用实现。实现。COOHOH+M 2+COOO M+2H+COOHOH+M 2+COOO M +2H+2OOCO2-土壤土壤pH对污染物毒性的影响对污染物毒性的影响土壤土壤pHpH土壤组分和污染物的电土壤组分和污染物的电荷特性荷特性沉淀沉淀溶解平衡溶解平衡吸附吸附解吸平衡解吸平衡络合络合解络平衡解络平衡土壤微生物活性土壤微生物活性污染物毒性污染物毒性 土壤溶液中大多数金属（重金属）元素在酸性条土壤溶液中大多数金属（重金属）元素在酸性条件下以游离态或水化离子态存在，毒性较大；在件下以游离态或水化离子态存在，毒性较大；在中、碱性条件下易生成难溶性氢氧化物
7、沉淀，毒中、碱性条件下易生成难溶性氢氧化物沉淀，毒性降低。性降低。pHpH对有机污染物（有机农药）在土壤中的积累、对有机污染物（有机农药）在土壤中的积累、转化和降解的影响：转化和降解的影响：pHpH不同，微生物群落不同，降解作用（脱氯、不同，微生物群落不同，降解作用（脱氯、脱氯化氢、脱烷基化、芳香环或杂环破裂反应）脱氯化氢、脱烷基化、芳香环或杂环破裂反应）不同；不同；pHpH改变污染物和土壤组分电荷特性，改变反应改变污染物和土壤组分电荷特性，改变反应平衡，导致污染物有效度改变。平衡，导致污染物有效度改变。土壤氧化还原状况对污染物毒性的影响土壤氧化还原状况对污染物毒性的影响土壤土壤Eh土壤微生物
8、活性土壤微生物活性易分解有机物含量易分解有机物含量易氧化和易还原无机物含量易氧化和易还原无机物含量植物根系代谢植物根系代谢土壤土壤pH污染物毒性污染物毒性有机污染物有机污染物：有机氯农药在还原环境下加速代谢；六六六在：有机氯农药在还原环境下加速代谢；六六六在旱地土壤中降解缓慢，旱地土壤中降解缓慢，DDT降解的适宜降解的适宜Eh为为0-250mV。重金属重金属：土壤中多数重金属元素在厌氧还原条件下易生成难：土壤中多数重金属元素在厌氧还原条件下易生成难溶性硫化物，降低毒性和危害；土壤转化为氧化状态后，难溶性硫化物，降低毒性和危害；土壤转化为氧化状态后，难容硫化物逐渐转化为易溶硫酸盐，其生物毒性增加
9、。容硫化物逐渐转化为易溶硫酸盐，其生物毒性增加。土壤土壤Eh对对Cr的转化和毒性影响很大。的转化和毒性影响很大。Cr6+毒性大于毒性大于Cr3+。e6H14OCrOH7Cr227223土壤中重金属的来源土壤中重金属的来源元素元素主要来源主要来源HgHg制碱、汞化物生产等工业废水和污泥；含汞农药制碱、汞化物生产等工业废水和污泥；含汞农药CuCu冶炼、钢制品生产等工业废水；污泥和废渣，含铜农药冶炼、钢制品生产等工业废水；污泥和废渣，含铜农药ZnZn冶炼、镀锌、纺织等工业废水；污泥和废渣；冶炼、镀锌、纺织等工业废水；污泥和废渣；含锌农药和磷肥含锌农药和磷肥CrCr冶炼、电镀、制革、印染等工业废水和污泥冶炼、电镀、制革、印染等工业废水和污泥PbPb颜料、冶炼等工业废水；防爆汽油燃烧废气；农药颜料、冶炼等工业废水；防爆汽油燃烧废气；农药NiNi冶炼、电度、炼油、染料等工业废水和污泥冶炼、电度、炼油、染料等工业废水和污泥CdCd冶炼、电镀、染料工业废水；污泥和废气；肥料杂质冶炼、电镀、染料工业废水；污泥和废气；肥料杂质三、土壤重金属污染的生物效应三、土壤重金属污染的生物效应v重金属在土壤中含量超过其容量水平重金属在土壤中含量超过其容量水平会引起生物毒性。会引起生物毒性。v重金属形态是决定重金属有效性程度重金属形态是决定重金属有效性程度的基础。的基础。THE ENDTHE END
