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土壤污染与防治

主要产品有:DDT、六六六、氯丹、毒 杀芬等
由于有机氯农药对环境造成的污染较大, 目前不少国家已停止使用。
有机氯农药结构较稳定,生物体内酶难 于降解,所以积存在动、植物体内的有机氯 农药分子消失缓慢。由于这一特性,它通过 生物富集和食物链的作用,环境中的残留农 药会进一步得到农集和扩散。通过食物链进 入人体的有机氯农药能在肝、肾、心脏等组 织中蓄积,特别是由于这类农药脂溶性大, 所以在体内脂肪中的积极因素贮更突出。蓄 积的残留农药也能通过母乳排出,或转入卵 蛋等组织,影响后代。
这些污染物进入土壤后,因其较稳定, 不易分解而在土壤中积累,造成土壤污染。
2、重金属污染物,如如砷、镉、汞、铬、铜、 锌、铅等
3、放射性污染物,如元素铯、锶等 4、化肥 5、病原微生物 ,如肠细菌、炭疽杆菌、破伤
风杆菌、肠寄生虫(蠕虫)、霍乱弧菌、结核 杆菌等
四、土壤净化
土壤净化是指土壤本身通过吸附、分解、 氧化—还原、络合-螯合作用及化学沉淀等 作用而使进入土壤的污染物的浓度降低,形 态改变,难以被植物所吸收而暂时退出生物 小循环,脱离食物链或类型和主要污染物 (一)土壤污染类型(根据土壤污染发生的途
径) 水体污染型 大气污染型 农业污染型 固体废弃物污染型
(二)土壤污染的主要污染物 1、有机物类
主要是化学农药、除草剂等,化学农药的种 类繁多,主要为有机氯和有机磷两大类
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。
土壤对汞的吸附还受到pH值的影响,在pH 值在1~8范围内,吸附量随pH 值增高而增大
3、汞的甲基化
在嫌气条件下,无机汞在某些微生 物的作用下可甲基化转化成为剧毒的可 溶性有机汞-甲基汞(CH3Hg+)和二甲 基汞[(CH3)2Hg]
汞污染的危害
金属汞中毒常以汞蒸气的形式引起。由 于汞蒸气具有高度的扩散性和较大的脂溶性, 通过呼吸道进入肺泡,经血液循环运至全身。 血液中的金属汞进入脑组织后,被氧化成汞 离子,逐渐在脑组织中积累,达到一定的量 时,就会对脑组织造成损害。另外一部分汞 离子转移到肾脏。因此,慢性汞中毒临床表 现主要是神经系统症状,如头痛、头晕、肢 体麻木和疼痛、肌肉震颤、运动失调等。
土壤有机质主要来源于动植物和 微生物残体,包括:
(1)非特殊性的土壤有机质,包括动 植物残体的组成部分以及有机质分解 的中间产物,例如蛋白质、树脂、糖 类、有机酸等,占土壤有机质总量的 10~15%。
(2) 土壤腐殖质,是土壤特有的有机物 质,占土壤有机质总量的85~90%, 主要是动植物残体通过微生物作用, 发生复杂转化而成。包括腐殖酸、富 里酸、腐黑物等。
中毒症状主要有: 1.一般症状:头痛、疲乏、注意力不集中、健
忘和精神异常等。 2.感觉异常:口周围(鼻、唇、舌)和手、足
末端麻木、刺激和感觉障碍,重者可波及上 肢和下肢,甚至扩大到躯干。 3.语言障碍:说话不清楚、缓慢、不连贯等。
4.运动失调:手动作笨拙,不能做快速或微细 的动作(如写字、吃饭、扣纽扣等),步态 不稳,协调运动障碍和震颤等。
土壤质地 土壤中的胶体 土壤酸度和土壤的缓冲性 土壤的氧化还原性
第二节 土壤污染和自净
一、土壤污染的概念 土壤污染是指人类活动产生的污染物进
入土壤并积累到一定程度,引起土壤质量恶 化,并影响到植物的生长发育以及产量和质 量的下降,这种现象叫土壤污染。
二、土壤污染的特点 1、隐蔽性和潜伏性 2、不可逆性和持久性 3、危害的严重性
第七章 土壤污染及防治
第一节 土壤的组成及性质
一、土壤的组成
土壤是指位于陆地表面具有肥力的疏松 层次,它具有独特的组成成分、结构和功 能。
土壤由矿物质、有机质、水分、空气和 土壤生物五种成分组成,是固体、液体、 气体三相共存的多相体系。其相对含量因 时因地而异,大体上固体部分占50%,土 壤空气占20%,土壤水分占30%。
(2)、化学降解 化学降解以水解和氧化最为重要。
(3)、微生物降解 土壤中的微生物对有机农药的降解也起
着十分重要的作用,也是土壤中农药降解的 主要途径。
二、典型农药在土壤中的迁移转化
(一)、有机氯农药
有机氯农药大部分是含有一个或几个苯 环的氯的衍生物,其特点是化学性质稳定, 残留期长,高脂溶性并能在其中积累。
(二)有机磷农药 有机磷农药大部分视磷酸的酯类或酰胺
类化合物,按结构可分为: 1、磷酸酯,如敌敌畏、二溴磷等 2、硫代磷酸酯,如乐果、对硫磷、马拉 硫磷等 3、膦酸酯和硫代膦酸酯,如敌百虫等 4、磷酰胺和硫代磷酰胺类,如甲胺磷等
有机磷农药多数为液体,除少数品种外, 一般都难溶于水 而易溶于有机溶剂。
第三节 土壤中有机污染物的迁移转化
一、有机农药在土壤中的迁移转化 1、土壤胶体对农药的吸附作用 2、化学农药在土壤中的挥发和扩散 3、农药在土壤中的降解 4、农药在土壤中的残留 5、植物对农药的吸收与代谢
(1)、光化学降解 许多农药在太阳紫外线的作用下发生光
分解、光氧化、光水解或光异构化,使其分 子结构发生改变,毒性降低或消失。
在土壤中,腐殖质对金属离子的螯合作 用和吸附作用是同时进行的;一般来说,当 金属离子浓度高时以吸附为主;而在低浓度 时以络合-螯合为主。
3、重金属的化学沉淀
很多有毒重金属在土壤中是可以形成难 溶性化学沉淀的,这与土壤的pH和Eh有关。
土壤的pH值通常在5-8之间,在pH值较 高时,许多重金属离子可能形成难溶的氢氧 化物。
土 壤 的 组 成
(一)、土壤矿物质
土壤矿物质是地壳的岩石、矿物经 过风化和成土过程作用形成的产物按成 因类型可将土壤矿物分为两类:原生矿 物和次生矿物.在土壤形成过程中,原 生矿物以不同的数量与土壤中的次生矿 物混合存在,成为土壤矿物质。
(二)、土壤有机质
土壤有机质是土壤中含碳有机物的 总称,主要累积在土壤地表和上层土层, 包括土壤中各种动、植物残体、微生物 及其分解和合成的有机物质,一般占固 相总重量的10%以下,但却是土壤的重 要组成部分,对土壤的性质有很大的影 响。
(三)、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。
当土壤受到污染时,各种污染物也可能 溶解到土壤溶液中。
(四)、土壤中的空气
土壤孔隙中所存在的各种气体的混合物 称为土壤空气。
土壤空气组成与大气基本相似,主要以 N2 、O2 、CO2及水汽等为主要成分; 其次还 有少量土壤进行生物化学作用产生的还原性 气体,如H2S、NH3、CH4、CO等.
1、土壤胶体的吸附作用
金属离子被土壤胶体所吸附,是它从液 相转入固相的重要途径。胶体的吸附,特别 是有机胶体的吸附,在很大程度上决定着土 壤中重金属的分布和富集。
2、土壤中重金属的络合—螯合作用
某些重金属在土壤溶液中往往不是以简 单的离子形式存在,而主要是以络离子的形 式存在。对几种重金属离子的研究表明
如果是被污染的土壤,其空气中还可能 存在污染物。
与大气组成的差异
1、土壤空气存在于相互隔离的土壤空隙 中,是一个不连续的体系;
2、土壤空气中,O2和CO2含量上有很大 差异;
3、土壤空气中水蒸气的含量比大气中高 得多。
(五)土壤生物 1、土壤生物可分为两大类
土壤微生物 土壤动物
二、土壤的性质
(1)羟基与重金属络合作用可大大提高重金 属氢氧化物的溶解度;
(2)氯络合作用可提高难溶重金属化合物的 溶解度,同时可减弱土壤胶体对重金属的吸 附;
(3)有机螯合物对金属迁移的影响取决于所 形成的螯合物是难溶的还是易溶的。
腐殖质中的胡敏酸与重金属形成的盐是 难溶的;富里酸与金属形成的螯合物则是易 溶的
由于塑料性质稳定,能耐酸碱,不易被 微生物所分解,因此废塑料进入土壤后,会 使土壤物理性质变劣,不利于植物的生长。
第四节 重金属在土壤中的迁移转化
一、重金属元素在土壤中的迁移转化 1、土壤胶体的吸附作用 2、土壤中重金属的络合—螯合作用 3、重金属的化学沉淀 4、土壤氧化还原条件与重金属的迁移 转化
易兴奋是慢性汞中毒的一种特殊的精神 状态,表现为易激动、口吃、胆怯、焦虑、 不安、思想不集中、记忆力减退、精神压抑 等。此外胃肠道、泌尿系统、皮肤、眼睛均 可出现一系列症状。急性汞中毒其症候为肝 炎、肾炎、蛋白尿、血尿和尿毒症。金属汞 被消化道吸收甚微,一般不会引起中毒。
甲基汞(CH3Hg+)在人体肠道内极易被 吸收并分布到全身,大部分蓄积在肝和肾中, 分布于脑组织中的甲基汞约占15%,但脑组 织受损害的则先于其它各组织, 主要损害部 位为大脑皮层、小脑和末梢神经,因此,甲 基汞中毒主要为神经系统症状
在还原性条件下,不少重金属离子以难 溶的硫化物形式存在于土壤中。
二、几种主要重金属在土壤中的迁移转化
(一)汞的迁移转化
1、汞的氧化还原特征:
土壤中有三种价态的汞,0、+1、+2;在 正常的土壤Eh和pH条件下,汞能以单质的形 式存在于土壤中,这是土壤中汞的重要特点 在还原条件下Hg2+可被还原成Hg0;但在好 气条件下又可被氧化成Hg2+
5.视野缩小:为双侧向心性视野缩小,而中心 视力可保持正常,重者可呈管状视野。
6.听力障碍:为中枢性听觉障碍,听不到声音 或听到声音但听不懂所说的话。
7.其他:肌肉萎缩;肌痉挛或僵直、流涎多汗 等
Hg2+在含有硫化氢的还原条件下,将生 成难溶的HgS;当氧充足时它又可被氧化成亚 硫酸盐或硫酸盐,使HgS转化成Hg2+
2、汞的吸附特征
土壤中汞的形态分布,绝大部分为固定态。 这主要是由于土壤对汞有强烈的吸附作用。Hg2+、 Hg22+可被带负电的土壤胶体吸附,HgCI3-等可 被带正电的胶体所吸附,而土壤中有机胶体对汞 的吸附比粘土矿物、氧化物高的多。
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