环境与健康第五讲土壤污染与健康课件.ppt
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- 环境 健康 第五 土壤污染 课件
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1、环境与健康第五讲环境与健康第五讲土壤污染与健康土壤污染与健康 2004 2004年前后,广东省地质局做过一次初步调查,在珠江河年前后,广东省地质局做过一次初步调查,在珠江河口周边区域,受口周边区域,受ITIT行业电子垃圾污染导致土壤中有毒有害行业电子垃圾污染导致土壤中有毒有害重金属元素污染面积达重金属元素污染面积达55005500平方公里。一项由原国家环保平方公里。一项由原国家环保总局进行的土壤调查结果显示,该地区近总局进行的土壤调查结果显示,该地区近4040的农田菜地的农田菜地土壤遭重金属污染,且其中土壤遭重金属污染,且其中1010属严重超标。属严重超标。20082008年,中年,中山大学生
2、命科学学院的科研团队分别在广州山大学生命科学学院的科研团队分别在广州6 6个区各选择两个区各选择两个农贸市场采集蔬菜样本,分析样本中镉、铅的含量情况,个农贸市场采集蔬菜样本,分析样本中镉、铅的含量情况,结果发现,叶菜类蔬菜的污染情况十分严重,除结果发现,叶菜类蔬菜的污染情况十分严重,除1 1种为轻度种为轻度污染外,其余污染外,其余5 5种均达到重度污染水平。种均达到重度污染水平。2023-2-152案例2 广东IT行业重金属污染土壤讨论:黑龙江省鸡西市梨树区有毒化工废渣污黑龙江省鸡西市梨树区有毒化工废渣污染土壤带来了哪些社会影响?染土壤带来了哪些社会影响?土壤污染与人体健康有哪些关系?土壤污染
3、与人体健康有哪些关系?2023-2-153125.1 土壤组成和性质 2023-2-1545.1.1 5.1.1 土壤组成土壤组成5.1.2 5.1.2 土壤性质土壤性质5.1.1 土壤组成2023-2-155土壤矿物质土壤矿物质土壤有机质土壤有机质土壤水分土壤水分土壤空气土壤空气土壤中含碳有机化合物总称土壤中含碳有机化合物总称。占固相总重量。占固相总重量1010以下,是土壤的重要组成部分,是土壤以下,是土壤的重要组成部分,是土壤形成的主要标志,对土壤性质有很大的影响。形成的主要标志,对土壤性质有很大的影响。土壤有机质主要来源于动植物和微生物残体。土壤有机质主要来源于动植物和微生物残体。是由岩
4、石经过物理和化学风化形成。是由岩石经过物理和化学风化形成。原生矿物原生矿物:来源于岩石受到不同程度的物理风:来源于岩石受到不同程度的物理风化作用的碎屑:硅酸岩和铝酸盐类、氧化物类、化作用的碎屑:硅酸岩和铝酸盐类、氧化物类、硫化物和磷酸盐类,以及稳定的原生矿物(如硫化物和磷酸盐类,以及稳定的原生矿物(如石英、石膏、方解石等)。石英、石膏、方解石等)。次生矿物次生矿物:岩石风化和成土过程新生成的矿物,:岩石风化和成土过程新生成的矿物,包括各种简单盐类,次生氧化物和铝硅酸盐类包括各种简单盐类,次生氧化物和铝硅酸盐类矿物等统称次生矿物。矿物等统称次生矿物。5.1 5.1 土壤组成和性质土壤组成和性质5
5、.1.2 土壤性质2023-2-1565.1 5.1 土壤组成和性质土壤组成和性质(1 1)胶体性质)胶体性质(2 2)络合性质)络合性质(3 3)酸碱性质)酸碱性质(4 4)氧化还原性质)氧化还原性质5.1.2 土壤性质2023-2-1575.1 5.1 土壤组成与性质土壤组成与性质(1 1)胶体性质)胶体性质 极性吸附:与胶体微粒带电有关,一般情况下,土壤极性吸附:与胶体微粒带电有关,一般情况下,土壤中的胶体是带负电荷的,如:两性氢氧化物在酸性下带正电,中的胶体是带负电荷的,如:两性氢氧化物在酸性下带正电,在碱性下带负电。北方土壤碱性,南方土壤酸性。易被土壤在碱性下带负电。北方土壤碱性,南
6、方土壤酸性。易被土壤吸附的金属离子是阳离子。吸附过程中,胶体每吸附一部分吸附的金属离子是阳离子。吸附过程中,胶体每吸附一部分离子,同时也释放出等量其他同号离子,叫离子,同时也释放出等量其他同号离子,叫离子吸附离子吸附。吸附。吸附量与胶体比表面积有关,表面积越大,吸附量越大。南方土量与胶体比表面积有关,表面积越大,吸附量越大。南方土壤腐殖质含量较北方土壤少,所以,北方土壤对金属的吸附壤腐殖质含量较北方土壤少,所以,北方土壤对金属的吸附量较南方土壤大。胶体的吸附作用还与离子电价有关,电价量较南方土壤大。胶体的吸附作用还与离子电价有关,电价越高,受胶体吸附吸引力越大。越高,受胶体吸附吸引力越大。胶体
7、就是分散质微粒胶体就是分散质微粒的直径在的直径在1010-9-9-10-10-7-7米米之间的分散系。之间的分散系。5.1.2 土壤性质2023-2-1585.1 5.1 土壤组成与性质土壤组成与性质 非极性吸附:与胶体比表面积和比表面能有关。物体非极性吸附:与胶体比表面积和比表面能有关。物体的表面能愈大,其吸附作用愈强。该吸附所吸附的是分子,的表面能愈大,其吸附作用愈强。该吸附所吸附的是分子,也称分子吸附。土壤胶体对重金属吸附作用具有双重效果,也称分子吸附。土壤胶体对重金属吸附作用具有双重效果,一是使它们不易被植物吸收;另一方面却使它们长期滞留一是使它们不易被植物吸收;另一方面却使它们长期滞
8、留在农田内,并随时间推移而富集,很难让它们通过地下渗在农田内,并随时间推移而富集,很难让它们通过地下渗水、水田放水等途径离开土壤,最终还是只有让植物吸收,水、水田放水等途径离开土壤,最终还是只有让植物吸收,危及生物圈。土壤胶粒对农药吸附作用也类似,一方面暂危及生物圈。土壤胶粒对农药吸附作用也类似,一方面暂时阻碍植物吸收,一方面却使农药得不到及时的挥发和生时阻碍植物吸收,一方面却使农药得不到及时的挥发和生物降解。物降解。(1 1)胶体性质)胶体性质5.1.2 土壤性质2023-2-1595.1 5.1 土壤组成与性质土壤组成与性质(2 2)络合性质)络合性质羟基与重金属络合可提高重金属氢氧化物溶
9、解度;氯络合羟基与重金属络合可提高重金属氢氧化物溶解度;氯络合作用提高难溶重金属化合物溶解度。可减弱土壤胶体分解作用提高难溶重金属化合物溶解度。可减弱土壤胶体分解有机残留过程中产生的各种有机物或分泌物如酶等。土壤有机残留过程中产生的各种有机物或分泌物如酶等。土壤腐殖质具有很强螯合能力,金属与其形成螯合物稳定性:腐殖质具有很强螯合能力,金属与其形成螯合物稳定性:PbCuNiCoZnMnMgBaCaHg Cd有机螯合物影响金属迁移。必须指出腐殖质对金属离子的有机螯合物影响金属迁移。必须指出腐殖质对金属离子的螯合作用与吸附作用是同时存在的,当金属离子浓度高时螯合作用与吸附作用是同时存在的,当金属离子
10、浓度高时以吸附交换作用为主,而在低浓度时以络合以吸附交换作用为主,而在低浓度时以络合-螯合作用为主。螯合作用为主。5.1.2 土壤性质2023-2-15105.1 5.1 土壤组成与性质土壤组成与性质(3 3)酸碱性质)酸碱性质 氢离子浓度是决定土壤酸度直接因素和根源。酸氢离子浓度是决定土壤酸度直接因素和根源。酸性土壤形成的外部因素:高温高湿、生物活动性土壤形成的外部因素:高温高湿、生物活动(产生硝产生硝酸、硫酸酸、硫酸)、施肥与灌溉。过酸性和过碱性的土壤都不、施肥与灌溉。过酸性和过碱性的土壤都不利于作物的生长。利于作物的生长。碱性土壤中大多数金属离子(除碱性土壤中大多数金属离子(除NaNa、
11、K K等碱金属)等碱金属)都形成了难溶的氢氧化物,植物不易吸收;反之,金都形成了难溶的氢氧化物,植物不易吸收;反之,金属离子溶解度将提高。属离子溶解度将提高。pH值也影响土壤中重金属元素存在形态,如强酸值也影响土壤中重金属元素存在形态,如强酸性土壤中几乎不存在六价铬化合物。性土壤中几乎不存在六价铬化合物。5.1.2 土壤性质2023-2-15115.1 5.1 土壤组成与性质土壤组成与性质(4 4)氧化还原性质)氧化还原性质常用氧化剂:氧气、卤素、含氧盐。常用氧化剂:氧气、卤素、含氧盐。常用还原剂:氢气、活泼金属、低价金属盐、含氧酸、常用还原剂:氢气、活泼金属、低价金属盐、含氧酸、无氧酸、有机
12、羧酸、阴离子。无氧酸、有机羧酸、阴离子。土壤氧化还原能力的大小可以用土壤的氧化还原电位来土壤氧化还原能力的大小可以用土壤的氧化还原电位来衡量。一般旱地土壤好氧化还原电位为衡量。一般旱地土壤好氧化还原电位为+400+700mV;水田的氧化还原电位在水田的氧化还原电位在+300-200 mV。根据土壤的氧化。根据土壤的氧化还原电位值可以确定土壤中有机物和无机物可能发生的氧还原电位值可以确定土壤中有机物和无机物可能发生的氧化还原反应和环境行为。化还原反应和环境行为。5.1.3 土壤功能2023-2-15125.1 5.1 土壤组成与性质土壤组成与性质 土壤是指陆地表面具有肥力、土壤是指陆地表面具有肥
13、力、能够生长植物的疏松表层,其厚度一能够生长植物的疏松表层,其厚度一般在般在2m左右。土壤不但为植物生长提左右。土壤不但为植物生长提供机械支撑能力,并能为植物生长发供机械支撑能力,并能为植物生长发育提供所需要的水、肥、气、热等肥育提供所需要的水、肥、气、热等肥力要素。土壤对水体和溶质流动起调力要素。土壤对水体和溶质流动起调节作用,同时也实现营养元素和生物节作用,同时也实现营养元素和生物之间的循环和周转,保持生物生命周之间的循环和周转,保持生物生命周期的生息和繁衍。期的生息和繁衍。5.2 土壤污染物我国耕地面积占世界的我国耕地面积占世界的9%9%,人均耕地不足世界的,人均耕地不足世界的40%40
14、%,是,是土壤资源约束型国家。土壤资源高强度利用,环境压土壤资源约束型国家。土壤资源高强度利用,环境压力加剧,快速的工业化和城市化对土壤带来污染,世力加剧,快速的工业化和城市化对土壤带来污染,世界上界上9090的污染物最终都滞留在土壤内的污染物最终都滞留在土壤内,但土壤污染但土壤污染还尚未引起人们足够的重视。还尚未引起人们足够的重视。随着公众对环境、土壤污染认识和参与环保意识逐步提随着公众对环境、土壤污染认识和参与环保意识逐步提高,很多地方政府也已经开始重视土壤污染,并采取高,很多地方政府也已经开始重视土壤污染,并采取诸多有效形式进行土壤污染防治,取得明显的效果。诸多有效形式进行土壤污染防治,
15、取得明显的效果。2023-2-15135.2.1 土壤污染源2023-2-1514(1)工业废水和固体废物)工业废水和固体废物(2)农药和化肥)农药和化肥(3)牲畜排泄物和生物残体)牲畜排泄物和生物残体(4)大气沉降物)大气沉降物5.2 5.2 土壤污染物土壤污染物(5)自然污染源)自然污染源5.2.2 土壤污染物种类2023-2-1515(1 1)有机污染物)有机污染物(2 2)重金属污染物)重金属污染物(3 3)放射性元素污染物)放射性元素污染物(4 4)病原微生物)病原微生物5.2 5.2 土壤污染物土壤污染物5.2.2土壤污染物种类2023-2-1516土壤有机污染物主要是化学农药。土
16、壤有机污染物主要是化学农药。目前大量使用的化学农药约有目前大量使用的化学农药约有5050多种,主要包括有多种,主要包括有机磷农药、有机氯农药、氨基甲酸酷类、苯氧羧酸机磷农药、有机氯农药、氨基甲酸酷类、苯氧羧酸类、苯酰胺类等。类、苯酰胺类等。此外,土壤中常见的有机污染物还有石油、多环芳此外,土壤中常见的有机污染物还有石油、多环芳烃、多氯联苯、甲烷等。烃、多氯联苯、甲烷等。5.2 5.2 土壤污染物土壤污染物(1 1)有机污染物)有机污染物5.2.2土壤污染物种类2023-2-1517土壤重金属污染物主要有土壤重金属污染物主要有Hg、Cd、Cu、Zn、Cr、Pb、As、Ni、Co、Se等。土壤中的
17、重金属污染物主等。土壤中的重金属污染物主要来源两个方面,一个途径是含有重金属的废水进行要来源两个方面,一个途径是含有重金属的废水进行灌溉进人土壤,另一个途径是随大气沉降落人土壤。灌溉进人土壤,另一个途径是随大气沉降落人土壤。由于重金属不能被微生物分解,而且可为生物富集,由于重金属不能被微生物分解,而且可为生物富集,土壤一旦被重金属污染,其自然净化过程和人工治理土壤一旦被重金属污染,其自然净化过程和人工治理都是非常困难的。都是非常困难的。5.2 5.2 土壤污染物土壤污染物(2 2)重金属污染物)重金属污染物5.2.2土壤污染物种类2023-2-1518土壤放射性元素主要有土壤放射性元素主要有S
18、r、Cs、U等,其主要来源于等,其主要来源于大气层核试验的沉降物,以及原子能和平利用过程中大气层核试验的沉降物,以及原子能和平利用过程中所排放的各种废气、废水和废渣。所排放的各种废气、废水和废渣。土壤一旦被放射性物质污染就难以自行消除,只能靠土壤一旦被放射性物质污染就难以自行消除,只能靠其自然衰变为稳定元素,而消除其放射性。放射性元其自然衰变为稳定元素,而消除其放射性。放射性元素也可通过食物链进入人体。素也可通过食物链进入人体。5.2 5.2 土壤污染物土壤污染物(3 3)放射性元素污染物)放射性元素污染物5.2.2土壤污染物种类2023-2-1519土壤病原微生物主要包括病原菌和病毒等来源于
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