环境土壤学一：土壤环境（负载）容量1. 指土壤环境单元一定时限内遵循环境质量标准，既保证农产品产量和生物学质量，同时也不使环境污染时，土壤所能允许承纳的污染物的最大数量或负荷量。

土壤环境容量实际上是土壤污染物的起始值和最大负荷量之差。

将土壤质量标准分为三级：一级标准为保护区域自然生态，维持自然背景的土壤环境质量的限制值；二级标准为保障农业生产，维护人体健康的土壤限制值；三级标准为保障农林业生产和植物正常生长地土壤临界值。

Ⅰ类，主要适用于国家规定的自然保护区、集中式生活饮用水源地、茶园、牧场和其它保护地区的土壤，土壤质量基本上保持自然背景值；Ⅱ类，主要适用于一般农田、蔬菜地、茶园、果园、牧场等土壤，土壤质量基本上对植物和环境不造成危害和污染；Ⅲ类，主要适用于林地土壤及污染物容量较大的高背景值土壤和矿产附近等地的农田土壤(蔬菜地除外)，土壤质量基本上对植物和环境不造成危害和污染。

2.土壤环境容量的确定（1）土壤绝对容量(静容量)：在一定环境单元与一定时限内，假定污染物不参与土壤圈物质循环情况下所能容纳污染物的最大负荷量。

Qsi＝W（Cci-Coi)—w为耕层土重，Coi为污染物i 原来含量，Cci为污染物i临界含量，Qsi污染物i静负载容量（2）土壤年容量(动容量)：考虑土壤污染物的输入及输出循环。

若假定年输入量为Q，年输出量为Q′，并且Q大于Q′。

则：残留量为Q-Q′。

残留量(Q- Q′)与输入量Q之比，称之为累积率(K)。

若计算几年内土壤污染物累积总量AT(含当年转入量)，则：AT=Q+QK+QK 2+……+ QKn，而n年内的污染物残留总量RT(不含当年输入量)则为：RT = QK+QK2+……+ QKn当年限n足够长时QKn 趋于零，且AT 达到最大极限值。

——等比有限累积规律：其数学模式：A′T = K（B+Q）A′T：污染物在土壤中的年累积量，mg/kg；K ：土壤污染物年残留率(%)，即残留量与输入量的比率；B ：污染物的区域土壤背景值，mg/kg；Q ：土壤污染物的年输入量，mg/kg。

3.影响土壤环境容量大小的因素土壤性质的影响：土壤类型差异土壤Cu、Cd、Pb容量由南至北增大,As则相反。

指示物的影响：作物品种，部位差异污染历程的影响：污染时间长，可能形成沉淀。

环境因素的影响：温度：温度高增加水分蒸腾，植物吸收多。

化合物类型的影响二：土壤元素背景值1.土壤背景值的概念：不受或少受人类活动影响的土壤化学元素的原始含量。

土壤背景值的表达方法：算术平均值x算术平均值±标准偏差x ± 2 s几何平均值±几何标准偏差M ±D我国土壤元素背景值的表达方法：95%置信度如元素测定值符合正态分布：用算术平均值x ±2 s如元素测定值呈对数正态分布：用几何平均值M/D2─M·D2 三：土壤污染指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或制剂施加到土壤中，使其增加了新的组分或某种成分的含量明显高于原有含量、并引起现存的或潜在的土壤环境质量恶化和相应危害的现象四：生物降解•通过生物的作用使有机污染物分解为小分子化合物的过程。

•高等植物和动物•微生物（有机化合物生物降解的第一要素）1.微生物代谢农药方式酶促方式–不以农药为能源的代谢(酶起作用／共谢）–分解代谢（以农药为能源）–解毒代谢（抗性适应机制）非酶方式2.微生物代谢有机物的途径（氧化，还原，水解，合成）3.影响有机污染物生物降解的环境因素•土壤类型和性质•土壤水分和温度：因农药而异•老化作用：农药与土壤组分结合更牢固五：腐殖化系数1.进入土壤的有机物经过一年的腐殖化过程后所残留的碳占原总碳量的比率，或单位重量的有机碳在土壤中分解一年后残留的碳量。

六：污染土壤修复第一节土壤修复的概念与分类一、土壤修复的概念（一）土壤自净功能①自然条件下绿色植物根系的吸收、转化、降解和生物合成作用；②土壤中的细菌、真菌和放线菌等微生物和动物的降解、转化和固定作用；③土壤有机、无机胶体及其复合体的吸附、配位和沉淀作用；④土壤的离子交换作用；⑤土壤和植物的机械阻留作用；⑥土壤的气体扩散作用。

（二）土壤修复的概念通过技术手段促使受污染的土壤恢复其基本功能和重建生产力的过程。

二、土壤修复的分类第二节污染土壤的物理修复一、翻土和客土翻土就是深翻土壤，是聚积在表层的污染物分散到较深的层次，达到稀释的目的。

该法适用于土层较深厚的土壤，且要配合增加施肥量，以弥补根层养分的减少。

客土法就是在污染的土壤上加入大量的干净土壤，或与原有的土壤混匀，使污染物浓度降低到临界危害浓度以下；或覆盖在表层、减少污染物与植物根系的接触，从而达成减轻危害的目的。

二、高温热解高温热解法即热处理技术(thermal treatment)，是通过向土壤中通入热蒸气或用射频加热等方法把已经污染的土壤加热，使污染物产生热分解或将挥发性污染物赶出土壤并收集起来进行处理的方法。

该法多用于能够热分解的有机污染物。

三、真空/蒸气抽提（一）原理通过降低土壤孔隙内的蒸气压把土壤介质中的化学污染物转化为气态而加以除去。

（二）分类（三）土壤蒸气抽提技术一般要求所治理的污染物必须是挥发性的或者是半挥发性的有机物，蒸气压不能低于0.5Torr（1Torr=1mmHg压强）；污染物必须具有较低的水溶性，并且土壤湿度不可过高；污染物必须在地下水位以上；被修复的污染土壤应具有较高的渗透性，而对于容重大、土壤含水量大、孔隙度低或渗透率小的土壤，土壤蒸气迁移会受到限制。

四、固化／填埋固化技术(solidification)是将重金属污染的土壤按一定比例与固化剂混合，经熟化最终形成渗透性很低的固体混合物。

固化剂种类繁多，主要有水泥、硅酸盐、高炉矿渣、石灰、窑灰、粉煤灰、沥青等。

玻璃化是固化的另一种形式，其原理是通过加热将污染的土壤熔化，冷却后形成比较稳定的玻璃态物质，金属很难被浸提出来。

填埋处理是将固化后的污染土壤、或将污染土壤挖掘出来填埋到进行过防渗处理的填埋场中，从而使污染土壤与未污染土壤分开，以减少或阻止污染物扩散到其他土壤中。

该法适用于污染严重的局部性、事故性土壤。

第三节污染土壤的化学修复化学修复主要是基于污染物土壤化学行为的改良措施，如添加改良剂、抑制剂等化学物质来降低土壤中污染物的水溶性、扩散性和生物有效性，从而使污染物得以降解或者转化为低毒性或移动性较低的化学形态，以减轻污染物对生态和环境的危害。

一、化学钝化剂及改良剂该方法是通过施用化学钝化剂等来降低土壤污染物的水溶性、扩散性和生物有效性，从而降低它们进入植物体、微生物体和水体的能力，减轻对生态系统的危害。

①无机钝化剂②有机改良剂③氧化剂／还原剂④催化／光降解二、淋洗／萃取(一)土壤淋洗的概念与分类1.土壤淋洗的概念土壤淋洗是指用淋洗剂去除土壤污染物的过程。

2.土壤淋洗分类(二)污染土壤淋洗的影响因素（1）土壤质地(2)污染物类型及赋存状态(3)淋洗剂类型的适宜性(三)淋洗剂的选择和应用选择高效的淋洗助剂是土壤淋洗法的技术关键。

研究表明，对于镉污染土壤以及胺、醚和苯胺等碱性有机污染物污染的土壤，酸溶液是一种高效的淋洗助剂；对于锌、铅和锡等重金属污染的土壤，以及氰化物和酚类物质污染的土壤，碱溶液是较好的淋洗助剂；对于某些非水溶性液体污染物(例如石油烃)污染的土壤，表面活性剂或许是很好的淋洗助理剂；一些螯合剂(如EDTA等)对于重金属污染土壤的淋洗效果较好。

（四）泵出处理泵出处理(P／T)是一种适用于治理土壤深层污染的技术。

（五）萃取超临界萃取技术适用于含有PCBs和PAHs等有机污染物的污染土壤的修复。

三、电动修复(一)电动修复的定义与原理1.电动修复的定义电动修复(electrokinetic remediation)是通过在污染土壤两侧施加直流电压形成电场梯度，土壤中的污染物质在电场作用下通过电迁移、电渗流或电泳的方式被带到电极两端，从而使污染土壤得以修复的方法。

2.电动修复原理其装置主要包括：提供直流电压的DC电源，阴、阳极电解池和阴、阳电极，处理导出污染液体的处理装置等。

电解池通常设有气体出口，用来分别导出阴、阳两极产生的氢气和氧气。

第四节污染土壤的微生物修复一、有机物污染土壤的微生物修复（一）起修复作用土壤的微生物分类土著微生物，外源微生物，基因工程菌（二）微生物修复的土壤必备条件在土壤中存在能够降解或转化污染物的微生物；有机化合物大部分具有可生物降解性，即在微生物作用下由大分子化合物转变为简单小分子化合物的可能性。

二、重金属污染土壤的微生物修复利用微生物修复受重金属污染的土壤，主要是依靠微生物降低土壤中重金属的毒性，或者通过微生物来促进植物对重金属的吸收等其他修复过程。

重金属污染的微生物修复包含两方面的技术，即生物吸附和生物氧化、还原。

前者是重金属被活的或死的生物体所吸附的过程；后者则是利用微生物改变重金属离子的氧化、还原状态来降低环境和水体中的重金属水平。

二十五.土壤微生物修复技术的优缺点(一)微生物修复技术的优点①微生物降解较为完全，可将一些有机污染物降解为完全无害的无机物，二次污染问题较小；②处理形式多样，操作相对简单，有时可进行原位处理；③对环境的扰动较小，不破坏植物生长所需要的土壤环境；④与物理、化学方法相比，微生物修复的费用较低，约为热处理费用的1/3～1/4。

微生物处理的费用取决于土壤体积和处理时间；⑤可处理多种不同种类的有机污染物，如石油、炸药、农药、除草剂、塑料等，无论污染面积的大小均可适用，并可同时处理受污染的土壤和地下水。

(二)微生物修复技术的缺点①当污染物溶解性较低或者与土壤腐殖质、黏粒矿物结合得较紧时，微生物难以发挥作用，污染物不能被微生物降解；②专一性较强，特定的微生物只降解某种或某些特定类型的化学物质，污染物的化学结构稍有变化，同一种微生物的酶就可能不起作用；③有一定的浓度限制，当污染物浓度太低且不足以维持降解细菌的群落时，微生物修复不能很好地发挥作用。

④微生物活性与温度、氧气、水分、pH等环境条件的变化有关，因此微生物修复技术受各种环境因素的影响较大。

⑤生物修复技术具有广阔的应用前景，但应用范围有一定的限制，亦不如热处理和化学处理那样的见效快，所需的修复周期可以从几天到几个月，这取决于污染物种类、微生物物种和工程技术的差异。

四、原位微生物修复原位微生物修复是指在不经搅动、挖出的情况下，通过向污染土壤中补充氧气、营养物或接种微生物对污染物就地进行处理，以达到污染去除效果的生物修复工艺。

原位微生物修复技术由污染现场的详细调查、处理能力研究、切断污染源、修复技术的设计与实施、修复效果的监测与评估等5个基本环节组成。

污染现场的详细调查主要是弄清污染地区的污染物类型与污染程度、生物学特性和含水土层的特征。