1、第七章第七章 土壤污染及其防治土壤污染及其防治內容介紹內容介紹第一節土壤的組成和性質第一節土壤的組成和性質第二節土壤環境污染第二節土壤環境污染第三節重金屬對土壤的污染第三節重金屬對土壤的污染第四節化學農藥對土壤的污染第四節化學農藥對土壤的污染第五節土壤污染的防治第五節土壤污染的防治第一節第一節 土壤的組成和性質土壤的組成和性質復習：土壤的組成復習：土壤的組成土壤的土壤的結構結構1. 土壤礦物質土壤礦物質2. 土壤有機質土壤有機質3. 土壤空氣土壤空氣4. 土壤溶液土壤溶液5. 土壤生物土壤生物粒狀、片狀、粒狀、片狀、塊狀、柱狀、塊狀、柱狀、無結構無結構原生礦物原生礦物次生礦物次生礦物土壤腐殖質

2、土壤腐殖質COCO2 2 大氣大氣O O2 2 Al3+Ca2+Mg2+NH4+K+Na+一、一、 土壤膠體土壤膠體1. 吸附作用吸附作用 生物吸收生物吸收 機械吸收機械吸收 物理吸收物理吸收 化學吸收化學吸收 物理物理-化學吸收化學吸收植物和微生物吸收營養物質或有毒物質植物和微生物吸收營養物質或有毒物質土壤孔隙阻擋大于孔隙的物質進入土壤土土壤孔隙阻擋大于孔隙的物質進入土壤土壤顆粒越細，孔隙越小，機械吸收越強壤顆粒越細，孔隙越小，機械吸收越強土壤越細，分子態物質極性越強，物理土壤越細，分子態物質極性越強，物理吸收性能越大吸收性能越大土壤溶液中可溶性物質相互作用，產生土壤溶液中可溶性物質相互作用

3、，產生難溶性化合物，固定在土壤中難溶性化合物，固定在土壤中土壤膠粒表面吸附的離子和溶液中的同號離子進土壤膠粒表面吸附的離子和溶液中的同號離子進行交換行交換二、土壤的吸附與交換2. 離子交換作用離子交換作用 陽離子交換陽離子交換二、土壤的吸附與交換土壤膠粒Mg2AI3K+ 6NH4 土壤膠粒6NH4+Mg2、AI3、Kv特征：特征：是可逆反應；遵循等價離子交換的原則。是可逆反應；遵循等價離子交換的原則。v土壤的陽離子交換量：土壤的陽離子交換量：指每百克土壤或膠體吸附指每百克土壤或膠體吸附或代換周圍溶液中陽離子的摩爾數，單位為或代換周圍溶液中陽離子的摩爾數，單位為molmol100g100g土土不

4、同質地土壤的陽離子交換量不同質地土壤的陽離子交換量 土土 壤壤砂砂 土土砂壤土砂壤土壤壤 土土粘粘 土土陽離子陽離子 交換量交換量 1 15 57 78 87 7181825253030 單位：單位：molmol100g100g土土 2. 離子交換作用離子交換作用 陽離子交換陽離子交換v交換性陽離子分類：交換性陽離子分類： a)鹽基離子（鹽基離子（Ca2、Mg2、K、Na、NH4等）等）b)其他離子（其他離子（H與與Al3）二、土壤的吸附與交換二、土壤的吸附與交換2. 離子交換作用離子交換作用 陽離子交換陽離子交換鹽基飽和度，就是土壤吸附的交換性鹽基離鹽基飽和度，就是土壤吸附的交換性鹽基離子占

5、交換性陽離子總量的百分數。子占交換性陽離子總量的百分數。 鹽基飽和度大的土壤，一般呈中性或堿性。鹽基飽和度大的土壤，一般呈中性或堿性。二、土壤的吸附與交換= 鹽基飽和度（）鹽基飽和度（） 交換性鹽基離子總量（交換性鹽基離子總量（molmol100g100g土）土） 陽離子交換量（陽離子交換量（molmol100g100g土）土）1002. 離子交換作用離子交換作用 陰離子交換陰離子交換v酸性土壤中，帶正電的膠體發生陰離子交換。酸性土壤中，帶正電的膠體發生陰離子交換。v分類：分類： a)a)易被土壤膠體吸附的陰離子易被土壤膠體吸附的陰離子 如如 POPO4 43 3、HSiOHSiO3 3、Si

6、OSiO3 32 2及某些有機酸根。及某些有機酸根。b)b)很少被吸附甚至不能被吸收的陰離子，如很少被吸附甚至不能被吸收的陰離子，如 NONO3 3、NONO2 2、ClCl等。等。c)c)介于上述兩者之間的陰離子，如介于上述兩者之間的陰離子，如 SOSO4 42 2、 COCO3 32 2、HCOHCO3 3以及某些有機酸根。以及某些有機酸根。二、土壤的吸附與交換1. 土壤酸的來源土壤酸的來源 水的解離水的解離 HOH H+ + OH- 碳酸解離碳酸解離 H2CO3 H+ + HCO3- 有機酸解離有機酸解離 有機酸有機酸 H+ + RCOO- 酸雨和其它無機酸酸雨和其它無機酸 土壤中鋁的活

7、化：土壤中鋁的活化： H+ 進入土壤，破壞礦物結進入土壤，破壞礦物結構，鋁變為活性構，鋁變為活性AI3+ ，反過來代換土壤中的，反過來代換土壤中的H+ ，使代換性，使代換性H+ 變為溶液中變為溶液中H+ ，加重酸化。，加重酸化。三、土壤的酸堿性三、土壤的酸堿性2. 土壤酸度土壤酸度 活性酸度活性酸度 v是指土壤溶液中的氫離子濃度導致的土壤酸度，是指土壤溶液中的氫離子濃度導致的土壤酸度，通常用通常用pH值來表示。值來表示。 潛性酸度潛性酸度 v是指土壤中交換性氫離子、鋁離子、羥基鋁離是指土壤中交換性氫離子、鋁離子、羥基鋁離子被交換進入溶液后引起的酸度，以子被交換進入溶液后引起的酸度，以mol/1

8、00g烘干土表示。烘干土表示。 三、土壤的酸堿性三、土壤的酸堿性2.土壤酸度土壤酸度 交換性酸度交換性酸度 v土壤中通過陽離子交換反應進入溶液的氫離子濃度稱土壤中通過陽離子交換反應進入溶液的氫離子濃度稱交換性酸度。交換性酸度。 水解性水解性酸度酸度 v指土壤中可為堿性緩沖鹽（弱酸強堿鹽）解離的氫離指土壤中可為堿性緩沖鹽（弱酸強堿鹽）解離的氫離子濃度。子濃度。 三、土壤的酸堿性三、土壤的酸堿性土壤膠體土壤膠體H H+ +土壤膠體土壤膠體K K+ + +KClKCl+ +HClHCl土壤膠體土壤膠體H H+ +土壤膠體土壤膠體NaNa+ + +NaACNaAC+HAC+HAC3. 土壤堿度土壤堿度

9、v用用pHpH值表示，主要決定于土壤中碳酸鈉、碳酸值表示，主要決定于土壤中碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸鈣以及交換性氫鈉、碳酸鈣以及交換性NaNa的含量。的含量。v交換性交換性NaNa占交換量的百分數稱為占交換量的百分數稱為堿化度堿化度。三、土壤的酸堿性三、土壤的酸堿性堿土種類堿土種類弱堿化土弱堿化土中堿化土中堿化土強堿化土強堿化土堿土堿土堿化度堿化度（% %）5-105-1010-1510-1515-2015-2020203. 土壤堿度土壤堿度v根據我國土壤反應的實際差異情況及其與肥力根據我國土壤反應的實際差異情況及其與肥力的關系，可把土壤反應分為下列的關系，可把土壤反應分為下列7 7級：級： 三、

10、土壤的酸堿性三、土壤的酸堿性強酸性強酸性 酸性酸性微酸性微酸性 中性中性微堿性微堿性堿性堿性強 堿強 堿性性pHpH值值4.54.5pHpH值值4.64.65.5 5.5 pHpH值值5.65.66.56.5pHpH值值6.66.67.47.4pHpH值值7.57.58.08.0pHpH值值8.18.19.09.0pHpH值值9.09.04. 土壤酸堿性對土壤肥力的影響土壤酸堿性對土壤肥力的影響v土壤中土壤中N N、P P、K K、S S、CaCa、MgMg、FeFe及其他微量元及其他微量元素的有效性都受到土壤酸堿度的影響。素的有效性都受到土壤酸堿度的影響。v如：如：pHpH6 6，固氮菌活動

11、降低，固氮菌活動降低，pHpH8 8，硝化作，硝化作用受抑制，有效氮供應減少。用受抑制，有效氮供應減少。pHpH為為6.5-7.56.5-7.5時，時，P P的有效性最大；的有效性最大；pHpH5 5時，時，K K有效性降低；有效性降低；pHpH值越高，有效硫增大；值越高，有效硫增大；pHpH為為7-8.57-8.5時，鈣、鎂時，鈣、鎂有效性最大。有效性最大。 三、土壤的酸堿性三、土壤的酸堿性土壤土壤pH值與微生物及營養元素有效性的相關圖式值與微生物及營養元素有效性的相關圖式5. 土壤反應的調節土壤反應的調節 酸性土的調節酸性土的調節v改良酸性土壤通常施用石灰、石灰石粉和堿性、改良酸性土壤通常

12、施用石灰、石灰石粉和堿性、生理堿性肥料。生理堿性肥料。 堿性土的調節堿性土的調節v改良堿性土可施用石膏、明礬、硫酸亞鐵和硫改良堿性土可施用石膏、明礬、硫酸亞鐵和硫磺等。磺等。三、土壤的酸堿性三、土壤的酸堿性1. 土壤氧化還原體系土壤氧化還原體系四、四、土壤氧化還原性能土壤氧化還原性能1. 土壤氧化還原體系土壤氧化還原體系2. 影響土壤氧化還原的因素影響土壤氧化還原的因素四、四、土壤氧化還原性能土壤氧化還原性能 土壤通氣性土壤通氣性 易分解有機質的含量易分解有機質的含量 微生物活動微生物活動 植物根系的代謝作用植物根系的代謝作用 土壤的土壤的pHpH通氣良好，電位升高通氣良好，電位升高分解成還原

13、性物質分解成還原性物質分解有機質分解有機質分泌有機酸，并可直接參與分泌有機酸，并可直接參與根系土壤的氧化還原反應根系土壤的氧化還原反應pHpH降低，電位升高降低，電位升高思考：人類活動對土壤環境的負面影響思考：人類活動對土壤環境的負面影響有哪些？有哪些？人類活動對土壤環境的影響人類活動對土壤環境的影響及其防治對策及其防治對策土壤沙化土壤沙化水土流失水土流失土地鹽漬化土地鹽漬化土壤污染土壤污染非農業占地非農業占地1. 土壤沙化土壤沙化v土壤沙化土壤沙化:主要是風蝕和風力堆積過程。主要是風蝕和風力堆積過程。v原因原因:L極端干旱及大風極端干旱及大風L過渡放牧過渡放牧L亂挖亂樵亂挖亂樵L水資源萎縮水

14、資源萎縮L過渡開墾過渡開墾L森林植被破壞森林植被破壞1. 土壤沙化土壤沙化v土壤沙化土壤沙化:主要是風蝕和風力堆積過程。主要是風蝕和風力堆積過程。v原因原因:v危害：危害：L土地貧瘠化土地貧瘠化L植被退化，適宜性變植被退化，適宜性變差差L土地沙化，利用程度降低土地沙化，利用程度降低L沙塵暴，環境惡劣沙塵暴，環境惡劣1. 土壤沙化土壤沙化v土壤沙化土壤沙化:主要是風蝕和風力堆積過程。主要是風蝕和風力堆積過程。v原因原因:v危害：危害：v防治：防治：J 草方格沙障草方格沙障J營造防護林營造防護林J種植耐旱作物種植耐旱作物J培育生物土壤結皮培育生物土壤結皮J退牧還草退牧還草J減少耕作次數，少耕免耕減

15、少耕作次數，少耕免耕J選種適生植物選種適生植物J秸桿覆蓋秸桿覆蓋2.土壤（水土）流失土壤（水土）流失v土壤流失土壤流失:土壤由水力或水力加重力作用而土壤由水力或水力加重力作用而搬移運走的侵蝕類型。搬移運走的侵蝕類型。v原因原因:L植被破壞植被破壞L坡地耕種坡地耕種L年降雨分配不均年降雨分配不均水土流失水土流失水土流失水土流失洪水引起的沖刷洪水引起的沖刷降雨對裸土產生的溝蝕降雨對裸土產生的溝蝕2.土壤（水土）流失土壤（水土）流失v土壤流失土壤流失:土壤由水力或水力加重力作用而搬移運土壤由水力或水力加重力作用而搬移運走的侵蝕類型。走的侵蝕類型。v原因原因:v危害：危害：L土壤薄層化土壤薄層化L土壤

16、質量下降土壤質量下降L生態環境進一步惡化生態環境進一步惡化2.土壤（水土）流失土壤（水土）流失v土壤流失土壤流失:土壤由水力或水力加重力作用而搬移運土壤由水力或水力加重力作用而搬移運走的侵蝕類型。走的侵蝕類型。v原因原因:v危害：危害：v防治防治J 水土保持水土保持Forest terrace suitable for reforestation in degraded mountain zonesDiversion ditch effective for draining steep slopesAlgerian terraceJ 水土保持水土保持v等等高高種種植植J 水土保持水土保持v沿沿

17、等等高高線線營營造造防防護護林林J 水土保持水土保持v陡陡坡坡地地退退耕耕還還林林J 水土保持水土保持v沿沿溝溝建建淤淤地地壩壩J 水土保持水土保持v修修水水窖窖雨雨季季蓄蓄水水J 水土保持水土保持v工工程程措措施施與與生生物物措措施施結結合合J 水土保持水土保持v修修建建梯梯田田J 水土保持水土保持v溝溝道道種種植植灌灌木木防防切切溝溝發發展展J 水土保持水土保持v修修隔隔坡坡梯梯田田J 水土保持水土保持v糧糧食食作作物物與與水水保保林林間間作作3.土壤鹽漬化土壤鹽漬化v土壤鹽漬化土壤鹽漬化:土壤地表面積鹽的過程。土壤地表面積鹽的過程。v土壤鹽漬化的三條件土壤鹽漬化的三條件: 蒸發量大于降水

18、量蒸發量大于降水量 地下水位超過臨界水位地下水位超過臨界水位 地下水礦化度高地下水礦化度高v土壤鹽漬化類型：土壤鹽漬化類型： 現代土壤鹽漬化現代土壤鹽漬化; 殘余土壤鹽漬化殘余土壤鹽漬化; 潛在土壤鹽漬化。潛在土壤鹽漬化。3.土壤鹽漬化土壤鹽漬化v土壤次生鹽漬化土壤次生鹽漬化:由于不恰當的利用由于不恰當的利用,使潛在鹽漬使潛在鹽漬化土壤中鹽分趨向于表土層積聚的過程化土壤中鹽分趨向于表土層積聚的過程.v原因原因: 不合理利用不合理利用導致地下水位上升超過臨界深度導致地下水位上升超過臨界深度; 高礦化度水灌溉高礦化度水灌溉(3g/L); 灌排不配套灌排不配套，排水不暢排水不暢; 開墾利用本身含鹽高

19、的土壤開墾利用本身含鹽高的土壤.3.土壤鹽漬化土壤鹽漬化v土壤次生鹽漬化的防治土壤次生鹽漬化的防治 合理利用水資源合理利用水資源。灌排配套發展灌排配套發展,實施合理的灌溉制度實施合理的灌溉制度采用節水灌溉技術采用節水灌溉技術減少渠系滲漏損失減少渠系滲漏損失 改變種植制度改變種植制度,因地制宜建立生態農業結構因地制宜建立生態農業結構。 精耕細作精耕細作。4.土壤污染土壤污染v土壤污染的控制措施：土壤污染的控制措施： 廢物減排廢物減排 生物修復生物修復濃縮階段濃縮階段固態堆放固態堆放5.耕地的非農業占用耕地的非農業占用v固體廢物堆放占地固體廢物堆放占地v城鎮建設占地城鎮建設占地v防治：防治： 合理

20、利用土地資源合理利用土地資源 及時處理各種廢物及時處理各種廢物第二節第二節 土壤環境污染土壤環境污染一、土壤污染一、土壤污染1.1. 概念：概念：人類活動產生的污染物進入土壤并積累到人類活動產生的污染物進入土壤并積累到一定程度，引起土壤質量惡化的現象。一定程度，引起土壤質量惡化的現象。2.2. 土壤污染的特點土壤污染的特點 土壤污染物主要通過農作物和食品間接進入人體土壤污染物主要通過農作物和食品間接進入人體 土壤污染的判定比較復雜土壤污染的判定比較復雜 土壤污染造成的危害不易及時發覺土壤污染造成的危害不易及時發覺第二節第二節 土壤環境污染土壤環境污染二、土壤凈化二、土壤凈化1.1. 概念：概念

21、：分解、轉移、轉化，使土壤污染物的濃度降分解、轉移、轉化，使土壤污染物的濃度降低而消失的過程。低而消失的過程。2.2. 凈化作用的原因凈化作用的原因 微生物和土壤動物的分解轉化；微生物和土壤動物的分解轉化； 有機無機膠體吸附、解吸、代換，改變污染物形態；有機無機膠體吸附、解吸、代換，改變污染物形態； 植物吸收作用。植物吸收作用。第二節第二節 土壤環境污染土壤環境污染二、土壤凈化二、土壤凈化3.3. 影響土壤凈化作用的因素影響土壤凈化作用的因素 土壤環境的物質組成土壤環境的物質組成如，土壤粘土礦物的種類和數量影響著土壤的比表面積，電如，土壤粘土礦物的種類和數量影響著土壤的比表面積，電荷的性質及陽

22、離子交換量等，從而影響吸附、解吸的作用。荷的性質及陽離子交換量等，從而影響吸附、解吸的作用。 土壤環境條件土壤環境條件土壤土壤pHpH、電位條件直接或間接影響污染物轉化；水熱條件影、電位條件直接或間接影響污染物轉化；水熱條件影響污染物遷移轉化過程的速度與強度響污染物遷移轉化過程的速度與強度第二節第二節 土壤環境污染土壤環境污染二、土壤凈化二、土壤凈化3.3. 影響土壤凈化作用的因素影響土壤凈化作用的因素 土壤環境的物質組成土壤環境的物質組成 土壤環境條件土壤環境條件 土壤環境的生物學特性土壤環境的生物學特性植被與土壤生物區系的種屬與數量，是土壤生物凈植被與土壤生物區系的種屬與數量，是土壤生物凈

23、化的決定性因素化的決定性因素 人類活動的影響人類活動的影響長期施肥引起土壤酸化，降低土壤的凈化性能長期施肥引起土壤酸化，降低土壤的凈化性能第二節第二節 土壤環境污染土壤環境污染三、土壤污染源三、土壤污染源1.1.工業污染源工業污染源2.2.農業污染源農業污染源3.3.生物污染源生物污染源四、土壤污染物四、土壤污染物1.1.有機物類有機物類2.2.重金屬污染物重金屬污染物3.3.放射性物質放射性物質4.4.化學肥料化學肥料5.5.致病微生物致病微生物第二節第二節 土壤環境污染土壤環境污染五、土壤污染類型五、土壤污染類型1.1. 水體污染型水體污染型2.2. 大氣污染型大氣污染型3.3. 農業污染

24、型農業污染型4.4. 固體廢棄物污染型固體廢棄物污染型污水灌溉污水灌溉沉降沉降化學農藥、化肥化學農藥、化肥廢渣、污泥、城市垃圾廢渣、污泥、城市垃圾第三節第三節 重金屬對土壤的污染重金屬對土壤的污染一、重金屬的來源一、重金屬的來源污水灌溉污水灌溉施用化肥施用化肥農藥農藥固體廢棄固體廢棄物堆積物堆積城市化城市化礦床開發礦床開發原生巖石原生巖石第三節第三節 重金屬對土壤的污染重金屬對土壤的污染二、重金屬在土壤中的遷移轉化二、重金屬在土壤中的遷移轉化（一）污染特征（一）污染特征1.1. 不易隨水移動不易隨水移動2.2. 不能被微生物分解不能被微生物分解3.3. 在土壤中易累積在土壤中易累積4.4. 在

25、植物體內可富集轉化，潛伏期長在植物體內可富集轉化，潛伏期長第三節第三節 重金屬對土壤的污染重金屬對土壤的污染二、重金屬在土壤中的遷移轉化二、重金屬在土壤中的遷移轉化（二）存在形態（二）存在形態1.1. 水溶態的水溶態的2.2. 弱代換劑可代換的弱代換劑可代換的3.3. 強代換劑可代換的強代換劑可代換的4.4. 次生礦物中的次生礦物中的5.5. 原生礦物中的原生礦物中的毒性大毒性大易于被植物吸收易于被植物吸收毒性小毒性小第三節第三節 重金屬對土壤的污染重金屬對土壤的污染二、重金屬在土壤中的遷移轉化二、重金屬在土壤中的遷移轉化（三）土壤條件對遷移轉化的影響（三）土壤條件對遷移轉化的影響1.1. 氧

26、化還原條件氧化還原條件改變重金屬價態，低價態化合物可溶性強，如改變重金屬價態，低價態化合物可溶性強，如CrCr3+3+CrCr6+6+，增強還原條件，土壤中，增強還原條件，土壤中CrCr6+6+還原成還原成CrCr3+3+，溶于土壤溶液易于遷移。溶于土壤溶液易于遷移。第三節第三節 重金屬對土壤的污染重金屬對土壤的污染三、重金屬在土壤中的遷移轉化三、重金屬在土壤中的遷移轉化（三）土壤條件對遷移轉化的影響（三）土壤條件對遷移轉化的影響1.1. 氧化還原條件氧化還原條件2.2. 酸堿度酸堿度pHpH升高，重金屬溶解度下降，遷移變弱升高，重金屬溶解度下降，遷移變弱兩性化合物在兩性化合物在pHpH6 6

27、時遷移以陽離子為主；時遷移以陽離子為主；pHpH6 6時，生成氫氧化物沉淀；時，生成氫氧化物沉淀；pHpH繼續升高，以陰離子繼續升高，以陰離子為主，發生遷移。為主，發生遷移。土壤土壤pH對重金屬吸附的影響對重金屬吸附的影響AdsorptionSoil pH3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7.0PbCuZnCd第三節第三節 重金屬對土壤的污染重金屬對土壤的污染三、重金屬在土壤中的遷移轉化三、重金屬在土壤中的遷移轉化（三）土壤條件對遷移轉化的影響（三）土壤條件對遷移轉化的影響1.1. 氧化還原條件氧化還原條件2.2. 酸堿度酸堿度3.3. 土壤膠體的吸附作用土壤膠體的吸附作用離子交

28、換吸附、共價鍵、配位鍵吸附形成沉淀離子交換吸附、共價鍵、配位鍵吸附形成沉淀有機膠體吸附容量無機膠體有機膠體吸附容量無機膠體第三節第三節 重金屬對土壤的污染重金屬對土壤的污染三、重金屬在土壤中的遷移轉化三、重金屬在土壤中的遷移轉化（三）土壤條件對遷移轉化的影響（三）土壤條件對遷移轉化的影響1.1. 氧化還原條件氧化還原條件2.2. 酸堿度酸堿度3.3. 土壤膠體的吸附作用土壤膠體的吸附作用4.4. 絡合螯合作用絡合螯合作用重金屬離子濃度較高時，以吸附交換為主；重金屬離子濃重金屬離子濃度較高時，以吸附交換為主；重金屬離子濃度較低時，以絡合螯合作用為主，遷移能力增大。度較低時，以絡合螯合作用為主，遷

29、移能力增大。第三節第三節 重金屬對土壤的污染重金屬對土壤的污染三、重金屬在土壤中的遷移轉化三、重金屬在土壤中的遷移轉化（三）幾種重金屬的遷移轉化（三）幾種重金屬的遷移轉化1.1. 鎘鎘 水溶性，易遷移、被植物吸收水溶性，易遷移、被植物吸收 非水溶性，不易遷移非水溶性，不易遷移氧化還原電位增大，酸堿度下降，鎘溶解度增加氧化還原電位增大，酸堿度下降，鎘溶解度增加遷移途徑：遷移途徑：隨水遷移、植物吸收隨水遷移、植物吸收第三節第三節 重金屬對土壤的污染重金屬對土壤的污染三、重金屬在土壤中的遷移轉化三、重金屬在土壤中的遷移轉化（三）幾種重金屬的遷移轉化（三）幾種重金屬的遷移轉化2.2. 汞汞與酸根結合易

30、溶于水，其他大都難溶于水；還原與酸根結合易溶于水，其他大都難溶于水；還原條件下，無機汞轉化為甲基汞；嫌氣條件下，二條件下，無機汞轉化為甲基汞；嫌氣條件下，二價汞還原為汞單質，揮發。價汞還原為汞單質，揮發。遷移途徑：遷移途徑：植物吸收、隨水運動、蒸氣遷出植物吸收、隨水運動、蒸氣遷出第三節第三節 重金屬對土壤的污染重金屬對土壤的污染三、重金屬在土壤中的遷移轉化三、重金屬在土壤中的遷移轉化（三）幾種重金屬的遷移轉化（三）幾種重金屬的遷移轉化3.3. 砷砷呈吸附狀態，導致污染物進入土壤后，主要積累呈吸附狀態，導致污染物進入土壤后，主要積累于土壤表層于土壤表層還原條件下，砷酸轉化成亞砷酸，可溶性增強還原

31、條件下，砷酸轉化成亞砷酸，可溶性增強遷移途徑：遷移途徑：植物吸收植物吸收第四節第四節 化學農藥對土壤的污染化學農藥對土壤的污染一、化學農藥對環境的污染一、化學農藥對環境的污染二、主要的農藥類型二、主要的農藥類型三、農藥在土壤中的行為三、農藥在土壤中的行為v農藥的產生和發展農藥的產生和發展1. 天然藥物時代天然藥物時代2. 無機農藥時代無機農藥時代3. 有機合成農藥時代有機合成農藥時代 1919世紀中期世紀中期 植物殺蟲植物殺蟲除蟲菊除蟲菊魚藤魚藤煙草煙草 無機化合物無機化合物砷酸鉛砷酸鉛砷酸鈣砷酸鈣硫酸煙堿硫酸煙堿19391939年，瑞士科學家年，瑞士科學家Paul Paul M Mllerl

32、ler發明了發明了DDTDDT第四節第四節 化學農藥對土壤的污染化學農藥對土壤的污染第四節第四節 化學農藥對土壤的污染化學農藥對土壤的污染除蟲菊除蟲菊魚藤魚藤第四節第四節 化學農藥對土壤的污染化學農藥對土壤的污染3. 有機合成農藥時代有機合成農藥時代DDT化學結構式化學結構式DDTDDT分子的平面結構圖分子的平面結構圖DDTDDT的球棍結構圖的球棍結構圖18471847年，德國著名化學家蔡德勒合成了一種有機年，德國著名化學家蔡德勒合成了一種有機氯化合物氯化合物二氯二苯基三氯乙烷。二氯二苯基三氯乙烷。蔡德勒蔡德勒第四節第四節 化學農藥對土壤的污染化學農藥對土壤的污染3. 有機合成農藥時代有機合成

33、農藥時代v1939年，瑞士科學家繆勒發現了年，瑞士科學家繆勒發現了DDT的殺蟲作用。的殺蟲作用。(1)(1)對害蟲毒性很高對害蟲毒性很高(2)(2)對溫血動物和植物相對無害對溫血動物和植物相對無害(3)(3)無刺激性，氣味很小無刺激性，氣味很小(4)(4)能廣泛施用能廣泛施用(5)(5)化學性質穩定且殘效期長化學性質穩定且殘效期長(6)(6)價廉且容易大量生產。價廉且容易大量生產。19401940年，瑞士的嘉基年，瑞士的嘉基公司成功地開發了公司成功地開發了DDTDDT殺蟲劑產品，從此殺蟲劑產品，從此DDTDDT在世界范圍內得到了在世界范圍內得到了廣泛地應用。廣泛地應用。第四節第四節 化學農藥對

34、土壤的污染化學農藥對土壤的污染DDT的使用的使用在我國五十年代，曾經流傳過在我國五十年代，曾經流傳過這樣的歌謠：要吃白米飯，只這樣的歌謠：要吃白米飯，只要要“二二三（即二二三（即DDTDDT）”。第四節第四節 化學農藥對土壤的污染化學農藥對土壤的污染蕾切爾蕾切爾卡遜卡遜(Rachel Carson)寂靜的春天寂靜的春天(silent spring)第四節第四節 化學農藥對土壤的污染化學農藥對土壤的污染農藥的危害之一農藥的危害之一深點食螨瓢蟲深點食螨瓢蟲對害蟲的天敵和其對害蟲的天敵和其它益蟲、益鳥有殺它益蟲、益鳥有殺傷作用，破壞了自傷作用，破壞了自然界的平衡。然界的平衡。第四節第四節 化學農藥對

35、土壤的污染化學農藥對土壤的污染農藥的危害之二農藥的危害之二使害蟲產生了抗藥性使害蟲產生了抗藥性產生產生抗藥性抗藥性瘋狂繁殖瘋狂繁殖“臭大姐臭大姐”盤踞青島山頭盤踞青島山頭第四節第四節 化學農藥對土壤的污染化學農藥對土壤的污染v農藥的生物富集作用農藥的生物富集作用Biological Biological enrichment functionenrichment function 在人體內蓄積在人體內蓄積 慢性中毒作用慢性中毒作用D D TDDT第四節第四節 化學農藥對土壤的污染化學農藥對土壤的污染農藥對環境的污染農藥對環境的污染 大氣大氣 水體水體 土壤土壤農藥的危害之四農藥的危害之四第四節

36、第四節 化學農藥對土壤的污染化學農藥對土壤的污染v目前，全世界已有農藥品種目前，全世界已有農藥品種1500多種，多種，其中常用約其中常用約500種，化學農藥總產量種，化學農藥總產量（以有效成分計）已經超過（以有效成分計）已經超過200萬噸萬噸。第四節第四節 化學農藥對土壤的污染化學農藥對土壤的污染二、主要的農藥類型二、主要的農藥類型v分類分類 按農藥用途分類按農藥用途分類 按物理狀態分類按物理狀態分類 按化學組分分類按化學組分分類 按作用方式分類按作用方式分類殺蟲劑殺蟲劑除莠劑除莠劑滅真菌劑滅真菌劑殺鼠劑殺鼠劑粉狀粉狀可溶性液體可溶性液體揮發性液體揮發性液體氨基甲酸脂氨基甲酸脂有機氯農藥有機氯

37、農藥有機磷農藥有機磷農藥有機汞農藥有機汞農藥有機砷農藥有機砷農藥胃毒胃毒觸殺觸殺熏蒸熏蒸拒食拒食第四節第四節 化學農藥對土壤的污染化學農藥對土壤的污染二、主要的農藥類型二、主要的農藥類型1. 有機氯類農藥有機氯類農藥v種類種類v特點特點 高殘留性高殘留性 脂溶性脂溶性禁禁 用用第四節第四節 化學農藥對土壤的污染化學農藥對土壤的污染 三氯殺螨醇三氯殺螨醇二、主要的農藥類型二、主要的農藥類型2.有機磷類農藥有機磷類農藥v根據毒性大小可分為三類：根據毒性大小可分為三類： 劇毒類（對硫磷）劇毒類（對硫磷） 中毒類（敵敵畏）中毒類（敵敵畏） 低毒類（馬拉硫磷）低毒類（馬拉硫磷）H5C2POSOOH5C2

38、NO2對硫磷（對硫磷（1605）第四節第四節 化學農藥對土壤的污染化學農藥對土壤的污染二、主要的農藥類型二、主要的農藥類型3.氨基甲酸脂類農藥氨基甲酸脂類農藥v該類農藥均具有苯基該類農藥均具有苯基-N-N-烷基氨基甲酸酯的結構，烷基氨基甲酸酯的結構，它與有機磷農藥一樣，具有抗膽堿酯酶作用，中它與有機磷農藥一樣，具有抗膽堿酯酶作用，中毒癥狀也相同。但中毒機理有差別，是由對膽堿毒癥狀也相同。但中毒機理有差別，是由對膽堿酯酶分子總體的弱可逆結合的抑制而引起的。在酯酶分子總體的弱可逆結合的抑制而引起的。在環境中易分解，在動物體內也能迅速代謝，而代環境中易分解，在動物體內也能迅速代謝，而代謝產物的毒性多

39、數低于其本身毒性，因此屬于低謝產物的毒性多數低于其本身毒性，因此屬于低殘留的農藥。殘留的農藥。第四節第四節 化學農藥對土壤的污染化學農藥對土壤的污染二、主要的農藥類型二、主要的農藥類型4.除草劑（除莠劑）除草劑（除莠劑）v除草劑具有選擇性，只能殺傷雜草，而不傷害除草劑具有選擇性，只能殺傷雜草，而不傷害作物。作物。有的是非選擇性有的是非選擇性的對被藥劑接觸到的植的對被藥劑接觸到的植物都可殺死，如五氯酸鈉。大多數除草劑在環物都可殺死，如五氯酸鈉。大多數除草劑在環境中會被逐漸分解，對哺乳動物的生化過程無境中會被逐漸分解，對哺乳動物的生化過程無干擾，對人、畜毒性不大，也未發現在人畜體干擾，對人、畜毒性

40、不大，也未發現在人畜體內有累積。內有累積。第四節第四節 化學農藥對土壤的污染化學農藥對土壤的污染清除蔬菜上殘留農藥的方法：清除蔬菜上殘留農藥的方法：J 去皮法去皮法J 堿水浸泡法堿水浸泡法J 加熱法加熱法J 洗潔精洗滌法洗潔精洗滌法三、農藥在土壤中的遷移、降解及殘留三、農藥在土壤中的遷移、降解及殘留1.農藥污染土壤的主要途徑農藥污染土壤的主要途徑v施用于田間的各種農藥大部分落入土壤中，附著施用于田間的各種農藥大部分落入土壤中，附著于植物體上的部分農藥，也因風吹雨淋落入土壤于植物體上的部分農藥，也因風吹雨淋落入土壤中，這就是造成土壤污染的主要原因。中，這就是造成土壤污染的主要原因。v使用浸種、拌

41、種、毒谷等施藥方式，或是將農藥使用浸種、拌種、毒谷等施藥方式，或是將農藥直接撒至土壤中，造成污染的累積。直接撒至土壤中，造成污染的累積。第四節第四節 化學農藥對土壤的污染化學農藥對土壤的污染三、農藥在土壤中的遷移、降解及殘留三、農藥在土壤中的遷移、降解及殘留2.農藥在土壤中的殘留農藥在土壤中的殘留v影響農藥在土壤中殘留的因素影響農藥在土壤中殘留的因素 化學農藥性質的影響：化學農藥性質的影響：農藥本身的化學性質，如揮發農藥本身的化學性質，如揮發性、溶解度、化學穩定性、劑型等，有機氯農藥揮發性小，性、溶解度、化學穩定性、劑型等，有機氯農藥揮發性小，但它們的蒸氣壓和土壤中殘留有一定關系。而且揮發的速

42、但它們的蒸氣壓和土壤中殘留有一定關系。而且揮發的速度與農藥的濃度、大氣的相對濕度、土壤表面上方空氣的度與農藥的濃度、大氣的相對濕度、土壤表面上方空氣的運動（風速）及土壤中的溫度等因素有關，一般是濃度愈運動（風速）及土壤中的溫度等因素有關，一般是濃度愈大、濕度大、含水量高，風速大則揮發作用愈強。大、濕度大、含水量高，風速大則揮發作用愈強。第四節第四節 化學農藥對土壤的污染化學農藥對土壤的污染2.農藥在土壤中的殘留農藥在土壤中的殘留v影響農藥在土壤中殘留的因素影響農藥在土壤中殘留的因素 土壤性質的影響：土壤性質的影響：農藥在農藥在質地粘重和有機質含量高的土壤質地粘重和有機質含量高的土壤中存留時間較

43、長。中存留時間較長。主要是由于土壤是一個粘土礦物主要是由于土壤是一個粘土礦物- -有機質的復合膠體，其吸有機質的復合膠體，其吸附性能作用可形成穩定的難溶性結合殘留物。附性能作用可形成穩定的難溶性結合殘留物。土壤土壤pHpH值值對有機磷農藥影響比對有機氯農藥更敏感。這對有機磷農藥影響比對有機氯農藥更敏感。這主要是主要是pHpH對土壤中農藥分解速度的影響與分解的主要途對土壤中農藥分解速度的影響與分解的主要途徑是化學分解還是微生物降解有關。徑是化學分解還是微生物降解有關。第四節第四節 化學農藥對土壤的污染化學農藥對土壤的污染2.農藥在土壤中的殘留農藥在土壤中的殘留v影響農藥在土壤中殘留的因素影響農藥

44、在土壤中殘留的因素 土壤性質的影響：土壤性質的影響：農藥主要通過化學降解、細菌分解和揮發而消失，這些過農藥主要通過化學降解、細菌分解和揮發而消失，這些過程均受程均受溫度溫度的影響，低溫時這些過程減慢，農藥失去速度的影響，低溫時這些過程減慢，農藥失去速度減少。減少。土壤水分土壤水分對農藥殘留的影響主要是因為水是極性分子，同對農藥殘留的影響主要是因為水是極性分子，同農藥競爭吸附位置，被膠體強烈吸附，在較干燥的土壤中，農藥競爭吸附位置，被膠體強烈吸附，在較干燥的土壤中，與農藥競爭吸附位置的水分子較少與農藥競爭吸附位置的水分子較少第四節第四節 化學農藥對土壤的污染化學農藥對土壤的污染2.農藥在土壤中的

45、殘留農藥在土壤中的殘留v殘留時間與殘留量殘留時間與殘留量半衰期：半衰期：指施入土壤中的農藥因降解等原因使其濃度減指施入土壤中的農藥因降解等原因使其濃度減少一半所需要的時間；少一半所需要的時間；殘留期：殘留期：指施入土壤中的農藥因降解等原因使其濃度減指施入土壤中的農藥因降解等原因使其濃度減少少75%100%所需要的時間；所需要的時間；殘留量：殘留量：指土壤中的農藥因降解等原因含量減少而殘留指土壤中的農藥因降解等原因含量減少而殘留在土壤中的數量，單位是在土壤中的數量，單位是mgkg土壤。土壤。第四節第四節 化學農藥對土壤的污染化學農藥對土壤的污染3.農藥在土壤中的轉化農藥在土壤中的轉化 土壤對化學

46、農藥的吸附作用土壤對化學農藥的吸附作用v進入土壤的化學農藥通過物理吸附、化學吸附、進入土壤的化學農藥通過物理吸附、化學吸附、氫鍵結合和配價鍵結合等形式吸附在土壤顆粒表氫鍵結合和配價鍵結合等形式吸附在土壤顆粒表面。面。a)a)物理吸附：土壤膠體上擴散層的陽離子通過物理吸附：土壤膠體上擴散層的陽離子通過“水水橋橋”吸附極性農藥分子，如吸附極性農藥分子，如第四節第四節 化學農藥對土壤的污染化學農藥對土壤的污染土壤膠體土壤膠體- - 3.農藥在土壤中的轉化農藥在土壤中的轉化 土壤對化學農藥的吸附作用土壤對化學農藥的吸附作用b)b)物理化學吸附：因土壤膠體帶有電荷，能吸附呈物理化學吸附：因土壤膠體帶有電

47、荷，能吸附呈離子態的農藥。土壤膠體除通過交換作用對農藥離子態的農藥。土壤膠體除通過交換作用對農藥吸附外，還可借氫鍵將農藥與膠體聯系在一起，吸附外，還可借氫鍵將農藥與膠體聯系在一起，如：如：第四節第四節 化學農藥對土壤的污染化學農藥對土壤的污染3.農藥在土壤中的轉化農藥在土壤中的轉化 土壤對化學農藥的吸附作用土壤對化學農藥的吸附作用a)a)物理吸附物理吸附b)b)物理化學吸附物理化學吸附第四節第四節 化學農藥對土壤的污染化學農藥對土壤的污染土壤對農藥的吸附作用只是在一定條件下緩土壤對農藥的吸附作用只是在一定條件下緩沖解毒作用，而沒有使化學農藥得到降解。沖解毒作用，而沒有使化學農藥得到降解。3.農

48、藥在土壤中的轉化農藥在土壤中的轉化 化學農藥在土壤中的揮發和擴散化學農藥在土壤中的揮發和擴散v與水分有關：與水分有關：土壤干燥時，農藥不擴散，主要是土壤干燥時，農藥不擴散，主要是被土體表面所吸附。隨著土壤水分的增加，由于被土體表面所吸附。隨著土壤水分的增加，由于水的極性大于有機農藥，因此水占據了土壤礦物水的極性大于有機農藥，因此水占據了土壤礦物質表面把農藥從土壤表面趕走，使農藥的揮發性質表面把農藥從土壤表面趕走，使農藥的揮發性大大增加。當土壤含水量達大大增加。當土壤含水量達4 4時，擴散最快，以時，擴散最快，以后逐漸減慢。后逐漸減慢。第四節第四節 化學農藥對土壤的污染化學農藥對土壤的污染圖49

49、擴散最強擴散最強3.農藥在土壤中的轉化農藥在土壤中的轉化 化學農藥在土壤中的揮發和擴散化學農藥在土壤中的揮發和擴散v農藥隨水的遷移形式有兩種：一些在水中溶解度農藥隨水的遷移形式有兩種：一些在水中溶解度大的農藥可直接隨水遷移；一些難溶性農藥主要大的農藥可直接隨水遷移；一些難溶性農藥主要附著于土壤顆粒表面進行水的機械遷移，最終進附著于土壤顆粒表面進行水的機械遷移，最終進入江河水體。入江河水體。第四節第四節 化學農藥對土壤的污染化學農藥對土壤的污染3.農藥在土壤中的轉化農藥在土壤中的轉化 化學農藥在土壤中的降解化學農藥在土壤中的降解a)a)光化學降解光化學降解b)b)化學降解化學降解c) c)微生物

50、降解微生物降解第四節第四節 化學農藥對土壤的污染化學農藥對土壤的污染3.農藥在土壤中的轉化農藥在土壤中的轉化 化學農藥在土壤中的降解化學農藥在土壤中的降解a)a)光化學降解光化學降解第四節第四節 化學農藥對土壤的污染化學農藥對土壤的污染如除草劑：如除草劑：3.農藥在土壤中的轉化農藥在土壤中的轉化 化學農藥在土壤中的降解化學農藥在土壤中的降解a)a)光化學降解光化學降解第四節第四節 化學農藥對土壤的污染化學農藥對土壤的污染也有些農藥光解后也有些農藥光解后(發生光化學反應后發生光化學反應后)反而使毒性更大。反而使毒性更大。如對硫磷可被光氧化為毒性更大的對氧磷如對硫磷可被光氧化為毒性更大的對氧磷(1

51、600)，同時產，同時產生光解產物對硝基酚：生光解產物對硝基酚：3.農藥在土壤中的轉化農藥在土壤中的轉化 化學農藥在土壤中的降解化學農藥在土壤中的降解b)b)化學降解化學降解催化反應：催化氧化、還原、水解和異構化催化反應：催化氧化、還原、水解和異構化非催化反應：水解、氧化、異構化、離子化等作用。非催化反應：水解、氧化、異構化、離子化等作用。如有機磷酯殺蟲劑的水解：如有機磷酯殺蟲劑的水解：第四節第四節 化學農藥對土壤的污染化學農藥對土壤的污染3.農藥在土壤中的轉化農藥在土壤中的轉化 化學農藥在土壤中的降解化學農藥在土壤中的降解c) c)微生物降解微生物降解脫氯作用、氧化還原作用，脫烷基作用、水解

52、作用、環裂脫氯作用、氧化還原作用，脫烷基作用、水解作用、環裂解作用等。解作用等。土壤中微生物降解作用也受到土壤的土壤中微生物降解作用也受到土壤的pHpH、有機物、濕度、有機物、濕度、溫度、通氣狀況、代換吸附能力等因素的影響。溫度、通氣狀況、代換吸附能力等因素的影響。第四節第四節 化學農藥對土壤的污染化學農藥對土壤的污染 化學農藥在土壤中的降解化學農藥在土壤中的降解c) c)微生物降解微生物降解如殺蟲劑的微生物降解如殺蟲劑的微生物降解 DDT DDT的代謝主要是脫氯作用，的代謝主要是脫氯作用，使使DDTDDT變為變為DDDDDD或經脫氫脫氯變成或經脫氫脫氯變成 DDEDDE，而，而DDDDDD和和DDEDDE又可進一步氧化為又可進