土壤卫生及污染研究课件.pptx
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- 土壤 卫生 污染 研究 课件
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1、大纲大纲第一节 土壤卫生学定义第二节 土壤环境特征第三节 土壤的污染、自净及污染物的转归 第四节 土壤污染物对健康的影响第五节 土壤质量标准及固体废物控制标准 第六节 土壤卫生防护第七节 土壤的修复第八节 土壤卫生监督与监测第一第一节节 土壤土壤的卫的卫生生学定义学定义土壤是陆地表面生长植物的疏松层,是地壳表层的岩 石经过长期的风化和生物学作用而形成。土壤圈是处于大气圈、水圈和生物圈之间的过渡地带,是联系有机界和无机界的中心环节Environmental Hygiene.2018土土壤壤是联系是联系无无机界和机界和有有机界的机界的重重要环要环节节土土壤壤作为自作为自然然体和环体和环境境介质介质
2、,是是结合环结合环境境各各 介介质质的枢的枢纽纽陆陆地地生态系生态系统统的核心的核心及及其食物其食物链链的首的首端端它它承承载一定载一定的的污染负污染负荷荷,具有,具有一一定的环定的环境境容容 纳纳量量,是有,是有害害废弃物废弃物的的处理和处理和容容纳的场纳的场所所第二第二节节 土壤土壤的环的环境境特征特征土壤土壤的组的组成成 Collagen-induced arthritis(CIA)固相固相土壤颗粒矿物质占90%有机质腐殖质、微生物液相液相(土壤土壤水水分分)离子和有机物。气相气相(土壤土壤空空气气)与大气进 行行物物质质交交 换换植植物物水水分分 来来源源,物物 质交换植植物物营营养养
3、来来源源,物质,物质向向其他其他 环境圈环境圈迁迁移的移的 媒介媒介 土土壤壤的物的物理理学特征学特征 土壤的粒级分组土壤的粒级分组:石块,石砾,砂粒,粉粒,粘粒石块,石砾,砂粒,粉粒,粘粒 土壤的质地分土壤的质地分类类:沙土,壤土和粘土 土壤的孔隙度土壤的孔隙度 土壤的通气性土壤的通气性 土壤容水量土壤容水量第二第二节节 土壤土壤的环的环境境特征特征 土土壤壤容水容水量量的卫的卫生生学意义学意义颗粒小,孔隙小,其孔隙总容积就越大,容水量也越大,土壤通气性降低,透水性降低,潮湿,不利净化。颗粒大,孔隙大,其孔隙总容积就越小,容水量也越小,土壤通气性增大,透水性增大,干燥,利于净化。第二第二节节
4、 土壤土壤的环的环境境特征特征第二第二节节 土壤土壤的环的环境境特征特征 土土壤渗水壤渗水性性 土壤吸湿土壤吸湿性性(含含水水力力)土土壤毛细壤毛细管管作作用用 土土壤的蒸壤的蒸发发能能力力 土壤的温度土壤的温度特特征征 影响当地的气候和微小气候。促进土壤微生物生化代谢,促进土壤理化性质的改变。由于各种土壤冻结带不一样(0.1-3米)因此在铺设水管时 应注意在冻结带以下,以免管中水被冻结 土壤土壤的的化学化学特征特征第二第二节节 土壤土壤的环的环境境特征特征1.1.土壤土壤的的无机无机成成分分:土壤中无机成分来自岩石风化的 产物,其结合或化合的状态是多样的,土壤中主要无 机成分及其存在形态2.
5、2.土土壤的有机成壤的有机成分分是指以各种形态存在于土壤中的有机化合物,来源于 动植物、微生物占绝大多数,分解产物CH4、CN-、Bap、酚、有机氮化合物。包括腐殖质、生物残体和土 壤生物。第二第二节节 土壤土壤的环的环境境特征特征第二第二节节 土壤土壤的环的环境境特征特征 背景背景值值(Background level)定定义义:是是指指该地区该地区未未受污染受污染的的天然土天然土壤壤中各种中各种元元素的素的含含 量。量。本本底值的底值的重重要意义要意义:是是评价化评价化学学污染物污染物对对土壤污土壤污染染程程度度的的参参照值照值;是是制订土制订土壤壤中有害中有害化化学物学物质质卫卫生标生标
6、准准的的重要依重要依据据;是是评价土评价土壤壤化学环化学环境境对对居民居民健健康影康影响响的的重要依重要依据据;是是土地资土地资源源开发利开发利用用和地方和地方病病防防治治工工作作的科学的科学依依据据。第二第二节节 土壤土壤的环的环境境特征特征生物地球化生物地球化学学性性疾病疾病(biogeochemical disease),),又叫又叫 地地方方病病由于地壳表由于地壳表面面化学元化学元素素分布的分布的不不均一均一性性,使某些使某些地地区区 的的水水和和(或(或)土壤中土壤中某某些元素些元素过过多或过多或过少少,当地居当地居民民通通过过 饮饮水水、食物、食物等等途径摄途径摄入入这些元这些元素
7、素过多或过过多或过少少,而引而引起起某某些些 特特异性疾异性疾病病,称为,称为生生物地球物地球化化学性疾学性疾病病。生生物地物地球球化学化学性性疾病疾病的的主要主要类类型型碘碘不不足足碘缺乏病(地碘缺乏病(地 方性甲状腺方性甲状腺肿,肿,地方性克汀病)地方性克汀病)硒硒不不足足克克山山病病氟氟过过量量地地方方性性氟中毒氟中毒砷砷过过量量地地方方性性砷中毒砷中毒第二第二节节 土壤土壤的环的环境境特征特征 环境环境容容量量(Environment capacity)定义:定义:是指一是指一定定环境单环境单元元、一定一定时时间间内内、在在不超过土不超过土壤壤 卫生标卫生标准准的前提的前提下下土壤对土
8、壤对该该污染物污染物能能够容纳够容纳的的最大最大负负 荷荷量。量。是是合合理制定理制定卫卫生标准生标准和和防护措防护措施施的重要的重要依依据据。第二第二节节 土壤土壤的环的环境境特征特征 土壤土壤的的生物生物学学特特征征土壤生物是土壤形成、养分转化、物质迁移、污染物降 解、转化和固定的重要参与者 土土壤微生壤微生物物:对对无机无机物物和有机物转化,腐殖质分解有作和有机物转化,腐殖质分解有作用用 土壤细菌:需养菌,厌氧菌,土壤细菌:需养菌,厌氧菌,土壤藻类土壤藻类:含有叶绿素的低等植物 土土壤动物壤动物:对土对土壤的壤的性性质和有机物的转化有作质和有机物的转化有作用用 原生动物原生动物 蠕虫卵蠕
9、虫卵 节肢动物节肢动物:如:眼虫,阿米巴,蚯蚓等第三第三节节 土壤的污染、自净及污染物的转归土壤的污染、自净及污染物的转归 土壤土壤污污染染(soil pollution)1.1.定义定义是指人类在生产和生活活动中产生的三废物质直接通过大气、水体 和生物间接地向土壤系统排放,当排入土壤系统的三废物质数量破坏了 土壤系统原来的平衡,引起了土壤成分结构性质和功能的变化,直接或 间接地危害人畜健康的现象。土壤污染的来源土壤污染的来源 生活污水、垃圾和人畜粪尿;电子生活污染生活污染源源垃圾工业污染工业污染源源 工业三废 农药化肥的施用;农业大棚所致的农业污染农业污染源源“白色污染”交通污染交通污染源源
10、 含铅汽油,石油烃灾害污染灾害污染源源 火山喷发,森林火灾2.土壤土壤污污染染的特点的特点 不可不可逆逆转转性性:污染物在土壤中转归复杂,对金属自净能力小土壤 是粘土-矿物-有机物复杂胶体,这种胶体表面积很大,因此吸附 离子多 治理周期长治理周期长:净化困难,影响是长期的 累积性与地域性累积性与地域性:土壤流动性小,造成污染不均匀,污染浓度较高 污染面广(水污染面广(水型型)土壤污染物对人的影响是间接土壤污染物对人的影响是间接的的,隐蔽的,隐蔽的土壤农作物人体土壤地下水(地面水)人体土壤牧草牛、羊人体第三第三节节 土壤的污染、自净及污染物的转归土壤的污染、自净及污染物的转归第三第三节节 土壤的
11、污染、自净及污染物的转归土壤的污染、自净及污染物的转归3.3.污染污染物物污污染土染土壤壤的方式的方式 气型污染气型污染:自然沉降或随降水而降落进入土壤 水型污染水型污染:工业废水和生活污水污染土壤 固体废弃物污染固体废弃物污染:是工业废渣、生活垃圾粪便、农药和化肥等对土壤的污染Envir第三第三节节 土壤的污染、自净及污染物的转归土壤的污染、自净及污染物的转归4.土壤土壤污污染染状况状况根据2017年中国生态环境状况公报,2016年,2591个县域中,生态环境质量为“优优”“”“良良”“”“一一般般”“”“较较差差”和和“差差”的县域分别有534个、924个、766个、341。个和26个。o
12、nmental Hygiene.2018第三第三节节 土壤的污染、自净及污染物的转归土壤的污染、自净及污染物的转归4.土壤土壤污污染染状况状况 我国土壤污染类型以无机型为主,有机型次之,复合型污染比重较小,无机污染物超标点位数占全部 超标点位的82.8%。南方土壤污染重于北方。西南、中南地区土壤重金属超标范围较大;镉、汞、砷、铅4种无机污染物含量分布呈现从西北到东南、从东北到西南方向逐渐升高的态势。全国范围内,镉、汞、砷、铜、铅、铬、锌、镍8种无机污染物点位超标率分别为7.0%、1.6%、2.7%、2.1%、1.5%、1.1%、0.9%、4.8%。六六六、滴滴涕、多环芳烃3类有机污染物点位超标
13、率分别为0.5%、1.9%、1.4%。耕地的主要污染物为镉、镍、铜、砷、汞、铅、滴滴涕和多环芳烃。工矿业污染土壤主要涉及黑色金属、有色金属、皮革制品、造纸、石油煤炭、化工医药、化纤橡塑、矿物制品、金属制品和电力等行业。第三第三节节 土壤的污染、自净及污染物的转归土壤的污染、自净及污染物的转归 土壤土壤的的自净自净(self-purification of soil)1.定义定义土壤受一定程度的污染后,由于土壤的机械作用、物理化学生物作用,使病原体死灭,有机物被分解成为无害的并能被利用的腐殖质、无机盐,这 个过程叫土壤的自净。包括:病原体自净,动植物性有机物的净化和化学污染物土壤中的转归。2.土
14、壤土壤的的净净化作用化作用 物物理净化理净化作作用用 机械阻留 土壤水分稀释 土壤固相表面吸附,随水迁移或迁移到大气介质中 化化学净化学净化作作用用凝聚与沉淀反应、氧化还原反应、络合-螯合反应、酸碱中和反 应、水解、分解化合反应,或者发生由太阳辐射能和紫外线等 引起的光化学降解作用等 生生物净化物净化作作用用第三第三节节 土壤的污染、自净及污染物的转归土壤的污染、自净及污染物的转归 生物净化作用生物净化作用 病原体的死灭病原体的死灭致病微生物:进入土壤的致病微生物在一些因素作用下逐渐死亡。因素:日光;不适宜的生活环境如pH、干燥;微生物拮抗作用;植物根系的杀菌作用。有机物净化有机物净化有机物经
15、过土壤的化学和生物化学的作用,转变为无机盐及腐殖 质。含氮有机物在土壤微生物的作用下,使含氮有机质分解,是 土壤氮素循环的主要过程。第三第三节节 土壤的污染、自净及污染物的转归土壤的污染、自净及污染物的转归第三第三节节 土壤的污染、自净及污染物的转归土壤的污染、自净及污染物的转归含氮有机化含氮有机化合合物物分解分解主主要要过过程程 氨化作用:微生物分解有机含氮化合物释放出氨的过程1.第一步是含氮有机化合物(蛋白质、核酸等)降解2.第二步则是降解产生的简单含氮化合物在脱氨基过程中转变为NH3 硝化作用:微生物氧化氨为硝酸并从中获得能量的过程第一阶段是由亚硝酸细菌将NH3氧化为亚硝酸的亚硝化过程;
16、第二阶段是由硝酸细菌把亚硝酸氧化为硝酸的过程。反硝化作用:微生物将硝酸盐还原为还原态含氮化合物或分子态氮的 过程不不含氮有含氮有机机物分物分解解含碳、含硫、含磷有机物第三第三节节 土壤的污染、自净及污染物的转归土壤的污染、自净及污染物的转归3.有机有机物物腐腐殖质化殖质化土壤腐殖质土壤腐殖质(humus)是指进入土壤的植物、动物及微 生物等死亡残体经分解转化后重新组合而成的复杂的有 机物质,是一组复杂的大分子物质,其主要成分是木质 胶、蛋白质、碳水化合物、脂肪、及有机酸(腐质酸),其中一些腐质酸是由于细菌活动产生的。形成腐殖质的过程称为有机物的腐腐殖殖质质化化。腐殖质是土壤遭到有机物污染后自净
17、的产物,化学性质稳定,它不会腐败分解,不放散臭气,无蠕虫卵和致病菌,在卫生 上是安全的。腐殖质可改善土壤结构、性质如增加土壤的含水量,升高土 壤温度。是一种良好的肥料,供给土壤微生物能源,供给作物氮,促 进植物生长。腐殖质在自然(土壤内)和人工条件(堆肥)下都能形成,对保护居民健康和增加农业生产都具有意义。腐殖质的卫腐殖质的卫生生学学意意义义 污染污染物物的转的转归归进入土壤中的化学污染物(如重金属、农药)的转归表现为化学污染物在土壤中的迁移、转化、降解和残留。第三第三节节 土壤的污染、自净及污染物的转归土壤的污染、自净及污染物的转归第三第三节节 土壤的污染、自净及污染物的转归土壤的污染、自净
18、及污染物的转归 化化学农药学农药在在土壤中土壤中的的迁移转迁移转化化 土壤对农药的吸附 化学农药在土壤中的挥发、扩散和迁移农药的迁移:农药的迁移:农药在土壤中的迁移 大气水生物水渗透作物影响农药迁移的因素:影响农药迁移的因素:1.农药在水中溶解度2.土壤胶体粒子和有机质对农药吸附性3.土壤pH4.土壤含水量5.温度农农药的降药的降解解:农药在土壤中的降解过程:光化学降解、化学降解和生物降解光化学降解、化学降解和生物降解1.1.光化学降解光化学降解土壤表面受到太阳辐射和紫外线能量的影响使农药分解2.2.化学降解主要是水解和氧化作用化学降解主要是水解和氧化作用3.3.生物性降解生物性降解指土壤微生
19、物参与降解过程 脱氯化氢PPDDTPPDDE 毒性低(1,1二氯2,2双(对氯苯基)乙烯还原性脱氧PPDDTPPDDD 毒性低(1,1二氯2,2双(对氯苯基)乙烷第三第三节节 土壤的污染、自净及污染物的转归土壤的污染、自净及污染物的转归酸性碱性金属溶解性降低,作物难于吸收金属离子 重金属元素在土壤中的转化重金属元素在土壤中的转化土壤胶体、腐殖质的吸附和螯合作用土壤胶体Pb2+、Pb4+、Hg2+及Cd2+等离子的吸附作用较强土壤的PH:重金属一般以氢氧化物,离子和盐类的 形式存在溶液里。pH大:溶解度低;pH小溶解度大第三第三节节 土壤的污染、自净及污染物的转归土壤的污染、自净及污染物的转归
20、氧化氧化还原条还原条件件对土对土壤壤状态的状态的影响影响土壤的氧化还原条件是一个由众多无机和有机的单项氧化 还原体系组成的复杂体系。重金属元素按其性质分为氧化难溶性氧化难溶性(氧化固定)元素Fe3+、Mn4+等,和还原难溶性还原难溶性(还原固定)元素(Cd、Zn、Cu、Pb、Ni等 生成难溶性化物沉淀)。另外,氧化还原条件的改变,可影响重金属的毒性。如Cr3+氧 化条件下成为Cr6+,其毒性大于Cr3+;As在还原条件下生成亚砷酸,毒性大于砷酸。第三第三节节 土壤的污染、自净及污染物的转归土壤的污染、自净及污染物的转归 重金属和农药的残留重金属和农药的残留 土土壤吸收壤吸收性性重金属被土壤、粘
21、土物质吸收,处于不活化状态。土壤中的 重金属、难降解农药、放射性同位素等,利用微生物达到净化的 可能性非常小。土土壤对重壤对重金金属的容属的容纳纳量量土壤未受污染(本底)时,与对农作物能产生影响时的土壤 金属含量之间的幅度。土壤的环境土壤的环境容容量量:土:土壤壤卫卫生生标标准准 -土壤的本底值土壤的本底值第三第三节节 土壤的污染、自净及污染物的转归土壤的污染、自净及污染物的转归第第四四节节 土壤土壤污污染对染对健健康的康的危危害害 土壤中的有害物通过“土壤植物人体”,或通过“土壤水人体”间接被人体吸收,形成对人体健 康的危害。一、重金属污染的危害二、农药污染的危害三、持久性有机污染物的危害
22、四、生物学污染的危害一一.重金重金属污染属污染对对健康健康的的危危害害 重金重金属污染属污染危危害(已害(已经经成为成为我我国土壤国土壤污污染的染的主主要类要类型)型)重金属污染来源:工业废水灌田,蓄积于农作物,危害人群健康。植物需要的元素植物需要的元素:土壤K及Fe、Mn、Cu等不足会阻碍其生长,过量也会带来污 染,过多的Mn、Cu会阻碍植物对Fe的吸收,引起酶作用的减退,并阻碍体内N 素的代谢,造成植物的缺绿病(发黄),这些元素是植物生长必需的元素。植物生长不需要的元素植物生长不需要的元素:Hg、Cd、Pb、As等,对人体也有影响,土壤中无机 砷含量达12ppm时,水稻生长受到抑制,达40
23、ppm时,产量减少50%,达160ppm时,不能生长,如果有机砷危害更大,0.7ppm,就会颗粒无收。土壤重金属污染:土壤重金属污染:通常有8个,即镉、砷、铅、汞、铬、镍、铜、锌,对人体健康影响大,其中前五个被认为“五毒”。砷和镉均被国际癌症研究机构(IARC)定为1 类致癌物质,即确定对人体具有致癌作用的物质。第第四四节节 土壤土壤污污染对染对健健康的康的危危害害 镉污染:镉污染:环境中的镉不能生物降解;镉的土壤环境容量相对较小,其本底值约为0.06mgkg,超过1.0mgkg时,即可认为土壤受镉污染水稻对镉的富集作用很强。土壤镉污染主要来源于工矿业“三废”排 放、磷肥和有机肥施用等。痛痛痛
24、痛病病:日本神通川流域,含镉废水污染农田,蓄积于稻米造成慢性镉中毒。一般潜伏期2-8年。体内生物半衰期10-30年。症状:症状:骨质疏松、尿镉高、尿钙高、尿蛋白高、尿糖高。肾功能损害、全 身疼痛、多发性骨折,预预防措防措施:施:土壤镉1mg/kg,WHO建议成人镉摄入量不超过400-500ug/周。肿瘤肿瘤:肺、前列腺和睾丸的恶性肿瘤第第四四节节 土壤土壤污污染对染对健健康的康的危危害害第第四四节节 土壤土壤污污染对染对健健康的康的危危害害第第四四节节 土壤土壤污污染对染对健健康的康的危危害害第第四四节节 土壤土壤污污染对染对健健康的康的危危害害 铊污染铊污染 性质:性质:银白色,质软,在空气
25、中很不稳定,室温下易氧化,易 溶于硝酸和硫酸。含量:含量:世界范围土壤中铊的含量为0.10.8mg/kg,平均约0.2mg/kg。用途:用途:铊和碘化铊是制造红外线滤色玻璃的原料。硫酸铊可制 造杀虫剂和杀鼠剂。醋酸铊曾用于治疗脱发、头癣。由于铊的 剧毒性,各国已限制其使用 危害:危害:环境中的铊进入水体和土壤后,经过水生生物、陆地生 物的富集作用,进入人体产生危害。毒性:毒性:高毒类、蓄积性,强烈的神经毒物第第四四节节 土壤土壤污污染对染对健健康的康的危危害害 吸收代谢:吸收代谢:铊对成人最小致死量约为12mg/kg,在人体内以肾脏中 含量最高铊对生殖功能影响铊的致畸作用铊的致突变作用主要症状
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