第五章

土壤污染與防治

第一節土壤基本知識一、土壤組成土壤是指陸地地表具有肥力并能生長植物的疏松表層。它介于大氣圈、巖石圈、水圈和生物圈之間，是環境中特有的組成部分。土壤是由礦物質、動植物殘體腐解產生的有機物質、土壤生物、水分和空氣等固、液、氣三相組成的。土壤土壤固相(占容積的50％)空隙礦物質(質量占固相總質量的95％～98％)有機質和生物（質量占固相總質量的2％～5％）土壤溶液空氣土壤溶液和空氣占土壤總體積的50％，且二者之間經常處于彼此消長的狀態。土壤礦物質是由巖石經風化而來的，一般占土壤固體部分質量的95％～98％。礦物質直接影響土壤性質，又是植物礦質養分的主要來源，故同土壤肥力有密切關系。1.土壤礦物質的組成（1）原生礦物質：巖石經過物理風化作用被破碎形成的碎屑，其原來的化學組成沒有改變。

（2）次生礦物質：原生礦物質經過化學風化后形成的新礦物，其化學組成和晶體結構均有所改變。(一)土壤礦物質2.土壤化學組成氧、硅、鋁、鐵、鈣、鈉、鉀、鎂八大元素含量約占96％以上，與巖石中各元素的含量相似。3.土壤機械組成指不同大小顆粒（沙礫、粉粒、黏粒）的相對含量。不同粒徑的礦物質顆粒的成分和物理化學性質有很大差異，如對污染物的吸附、解吸和遷移、轉化能力，有效含水量及保水、保溫能力等。我國土壤質地分類參見表5.1；國際制土壤質地分類見表5.2。表4.1我國土粒分級標準顆粒名稱粒徑/mm石塊>10石礫粗礫10～3細礫3～1沙礫粗沙礫1～0.25細沙礫0.25～0.05粉粒粗粉粒0.05～0.01細粉粒0.01～0.005黏粒粗黏粒0.005～0.001細黏粒<0.001表4.2國際制土壤質地分類質地分類各級土粒質量分數/％質地名稱黏粒(<0.002mm)粉沙礫(0.002~0.02mm)沙礫(0.02~2mm)類別砂土類砂土及壤質砂土0~150~1585~100壤土類砂質壤土壤土粉砂質壤土0~150~150~150~4535~4545~10055~8540~550~55黏壤土類砂質黏壤土黏壤土粉砂質黏壤土15~2515~2515~250~3020~4545~8555~8530~550~40黏土類砂質黏土壤質黏土粉砂質黏土黏土重黏土25~4525~4525~4545~6565~1000~200~4545~750~350~3555~7510~550~300~550~35由進入土壤的植物、動物、微生物殘體及施入土壤的有機肥料經分解轉化逐漸形成，通常可分為非腐殖物質和腐殖物質兩類；是土壤形成的重要基礎，與土壤礦物質共同構成土壤的固相部分。土壤有機質中含有大量營養元素，分解后可提供植物生長發育的需要，是植物養分的重要來源。有機質腐解后形成的腐殖質，能把土粒粘結成團粒結構。這種結構保水、保肥能力強，類似儲存水肥的小倉庫，隨時供給植物吸收利用。有機質是微生物的食物，土壤有機質豐富而其他條件又適宜時，就能促進微生物的旺盛活動。（二）土壤有機質非腐殖物質：包括糖類化合物(如淀粉、纖維素等)、含氮有機合物及有機磷和有機硫化合物。腐殖物質：是植物殘體中穩定性較大的木質素及其類似物在微生物作用下，部分被氧化形成的一類特殊的高分子聚合物，具有芳環結構，苯環周圍連有多種官能團，如羧基、羥基、甲氧基及氨基等，使之具有表面吸附、離子交換、絡合、緩沖、氧化還原作用及生理活性等性能。土壤中生活的微生物(細菌、真菌、放線菌、藻類等)及動物(原生動物、蚯蚓、線蟲類等)對進入土壤的有機污染物的降解及無機污染物(如重金屬)的形態轉化起著主導作用，是土壤凈化功能的主要貢獻者。（三）土壤生物細菌放線菌蚯蚓線蟲圖4.1土壤微生物和動物土壤水分及其所含溶質的總稱，溶有土壤中可溶成分的稀溶液，來源主要有：大氣降水、降雪、地表徑流、灌溉、地下水。(四)土壤溶液淺層地下水農田灌溉河流霧雨雪圖5.2土壤溶液的來源土壤空氣存在于未被水分占據的土壤孔隙中，來源于大氣、生物化學反應和化學反應產生的氣體(如甲烷、硫化氫、氫氣、氮氧化物、二氧化碳等)。積水的土壤通氣不良，導致對植物的危害，茶樹最忌積水，積水的土壤不應用于種茶樹。(五)土壤空氣二、土壤的基本性質(一)吸附性與土壤中存在的膠體物質密切相關。土壤膠體：

無機膠體

有機膠體

有機－無機復合膠體對有機污染物（如有機磷和有機氯農藥）和無機污染物（如Hg2+、Pb2+、Cu2+、Cd2+等重金屬離子）有較強的吸附能力或離子交換吸附能力。(二)酸堿性土壤的酸堿度可以劃分為九級：pH<4.5為極強酸性土；pH=4.5～5.5為強酸性土；pH>5.5～6.0為酸性土；pH>6.0～6.5為弱酸性土；pH>6.5～7.0為中性土；pH>7.0～7.5為弱堿性土；pH>7.5～8.5為堿性土；pH>8.5～9.5為強堿性土；pH>9.5為極強堿性土。中國土壤的pH大多在4.5～8.5范圍內，并呈東南酸西北堿的規律。土壤的酸堿性直接或間接地影響污染物在土壤中的遷移轉化。(三)氧化-還原性因土壤中含有氧化性和還原性無機物質和有機物質，使其具有氧化性和還原性，可以用氧化還原電位(Eh)來衡量。

Eh>300mV：氧化體系起主導作用，土壤處于氧化狀態。

Eh<300mV：還原體系起主導作用，土壤處于還原狀態。判斷土壤是否受到污染或污染程度的標準。土壤背景值又稱土壤本底值，它代表一定環境單元中的一個統計量的特征值。背景值（地質學）：指在各區域正常地質地理條件和地球化學條件下元素在各類自然體中的正常含量。環境科學上：指在未受或少受人類影響的情況下，尚未受或少受污染和破壞的土壤中元素的含量。※不同土壤的本底值相差很大（見下頁表5.3）三、土壤背景值表4.3全國土壤(A層①)背景值單位：μg/kg①A層指土壤表層或耕層。元素算術幾何95%置信度范圍值元素算術幾何95%置信度范圍值均值標準差均值標準差均值標準差均值標準差As11.27.869.21.912.5～33.5K1.860.4631.791.3420.94～2.97Cd0.0970.0790.0742.1180.017～0.333Ag0.1320.0980.1051.9730.027～0.409Co12.76.4011.21.674.0～31.2Be1.950.7311.821.4660.85～3.91Cr61.031.0753.91.6719.3～150.2Mg0.780.4330.632.0800.02～1.64Cu22.611.4120.01.667.3～55.1Ca1.541.6330.714.4090.01～4.8F478197.74401.50191～1012Ba469134.74501.30251～809Hg0.0650.0800.0402.6020.006～0.272B47.832.5538.71.989.9～151.3Mn583362.84821.90130～1786Al6.621.6266.411.3073.37～9.87Ni26.914.3623.41.747.7～71.0Ge1.700.301.701.191.20～2.40Pb26.012.3723.61.5410.0～56.1Sn2.601.542.301.710.80～6.70Se0.2900.2550.2152.1460.047～0.933Sb1.210.6761.061.6760.38～2.98V82.432.6876.41.4834.8～168.2Bi0.370.2110.321.6740.12～0.88Zn74.232.7867.71.5428.4～161.1Mo2.02.541.202.860.10～9.6Li32.515.4829.11.6211.1～76.4I3.764.4432.382.4850.39～14.71Na1.020.6260.683.1860.01～2.27Fe2.940.9842.731.6021.05～4.84四、土壤污染天然污染源：礦物風化后自然擴散、火山灰人為污染源：農藥、化肥、污水灌溉、污泥（垃圾、工業廢渣）施肥化學污染物污染物種類

生物類污染物：病原微生物

放射性污染物：90鍶、137銫重金屬硫化物氟化物農藥土壤污染事故調查分析引起土壤污染的主要污染物，確定污染的來源、范圍和程度，為行政主管部門采取對策提供科學依據。圖4.3漢中“5·23”劇毒物品對土壤的滲漏污染現場照片污染物對土地污染在進行污水、污泥土地利用、固體廢棄物的土地處理過程中，殘留的污染物造成土壤污染。

圖4.4用于農業灌溉的閘門內充滿了污水表4.4土壤污染分極標準土壤級別綜合污染指數（P綜）污染等級污染水平1P綜≤0.7安全清潔20.7<P綜≤1.0警戒限尚清潔31.0<P綜≤2.0輕污染土壤污染超過背景值，作物開始污染42.0<P綜≤3.0中污染土壤、作物均受到中度污染5P綜>3.0重污染土壤、作物受污染已相當嚴重土壤污染類型

⑴水體污染型⑵大氣污染型⑶農業污染型⑷固體廢棄物污染源⑴水體污染型工業廢水和城市生活污水未經處理或不實行清污分流，直接排放造成的。特點：污染物質一般集中于土壤表層，但隨時間的延長，污染物質也可由上向下擴散和轉移，可達地下水深度。⑵大氣污染型來源于被污染的大氣，主要污染物為二氧化硫、氮氧化物和顆粒物等；

特點：污染物質主要集中在土壤表層，以大氣污染源為中心呈環狀或帶狀分布。

⑶農業污染型

污染物主要來自施入土壤的化學農藥和化肥；特點：污染程度與化肥、農藥的數量、種類、施用方式等有關。一般在根層以下積累或轉入地下水，成為潛在的污染物。

⑷固體廢物污染型

污染物為工礦企業排出的尾礦廢渣、污泥和城市垃圾；特點：污染物在地表堆放或處置過程中通過擴散、降水淋濾等直接或間接地影響土壤與地下水。

三、土地沙化、荒漠化和沙塵暴

土地沙漠化已成為世界性災難。全世界沙漠和沙漠化土地已有4500多萬平方公里，沙漠化土地每年還以5至7萬平方公里的速度在擴大，全世界有10億人口的生產、生活直接受沙漠威脅，2/3的國家和地區飽嘗土壤沙化之苦。土壤沙化已被列為當今世界十大環境問題之首。撒哈拉大沙漠2.荒漠化：干旱、半干旱和濕潤、半濕潤地區，由于氣候變化或人類活動造成的土地退化。原因：過渡放牧和不適當的旱作農業；大量砍伐森林。3.沙塵暴：

前蘇聯的黑風暴事件。十萬拓荒者在哈薩克斯坦北部，俄羅斯東部，開墾了4000萬公頃土地；到了1963年，干旱的春天發生了沙塵暴，300萬公頃的作物由于干旱全部損失掉。美國1934年的黑風暴事件。我國的實例：

我國是世界上受荒漠化危害最嚴重的國家之一。黃河流域大片豐沃的森林與良田成為風沙迷漫的高原荒地；著名的絲綢之路等等；到1993年，全國荒漠化土地面積已達332.7萬平方公里，超過國土總面積的1/3。我國荒漠化最嚴重的地區在西北部的新疆、甘肅、青海、內蒙、寧夏等省和自治區，尤其是半干旱地帶的農牧交錯區和草原上開墾的干旱農業區。

我國的沙塵暴

1993年5月5日，甘肅省金昌市遭受特大沙塵暴，黑風過境時，能見度為零米，風速32米/秒。這次特大沙塵暴橫掃我國西北110萬平方公里、72個縣市、1200萬人口。據統計，共奪去了80多人的生命，資產損失近10億元。

本章結束

謝謝！9、春去春又回，新桃換舊符。在那桃花盛開的地方，在這醉人芬芳的季節，愿你生活像春天一樣陽光，心情像桃花一樣美麗，日子像桃子一樣甜蜜。2月-252月-25Thursday,February13,202510、人的志向通常和他們的能力成正比例。14:30:1014:30:1014:302/13/20252:30:10PM11、夫學須志也，才須學也，非學無以廣才，非志無以成學。2月-2514:30:1014:30Feb-2513-Feb-2512、越是無能的人，越喜歡挑剔別人的錯兒。14:30:1014