环境科学导论第章 土壤环境及土壤污染.pptVIP

工业污染源 农业污染源 生物污染源 二、土壤重金属的形态分级 土壤中的重金属可与土壤矿物质（主要是粘土矿和硅酸盐矿）、有机物（如腐殖酸等）发生沉淀与溶解、络合作用、吸附与解吸等多种物理、化学和生物作用，使重金属在土壤中表现出不同的赋存状态。 虽然土壤重金属总量能在一定程度上反映土壤的污染状况，但很难反映土壤重金属的环境行为和生态效应，重金属形态常被认为是决定土壤重金属生物有效性及其环境行为的关键。 二、土壤重金属的形态分级 不同学者提出了多种土壤重金属形态分级方法。多是基于不同提取剂对土壤重金属的连续提取，得到的土壤重金属形态实际上是基于提取剂的操作定义 。 多种形态分级方法中，应用较多的是Tessier的五级连续提取法以及在此基础上改进的方法。 Tessier连续提取法将土壤重金属分为交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机物结合态和残渣态5种形态。 交换态：交换态重金属指吸附在黏土、腐殖质上的金属，对环境变化敏感，易于迁移转化，能被植物吸收，可用中性盐溶液（氯化钙）提取。 水溶态：可用蒸馏水提取，可被植物直接吸收。多数情况下含量极微，一般将其合并于交换态中。 碳酸盐结合态：重金属元素与碳酸盐矿物形成的共沉淀结合态，可用醋酸钠提取，是石灰性土壤中比较重要的一种形态。对pH最敏感 铁锰氧化物结合态：被土壤中氧化铁锰或黏粒矿物专性交换位置吸附的重金属，不能用中性盐溶液交换，需用盐酸羟胺提取。土壤中pH和氧化还原条件对铁锰氧化物结合态有重要影响，pH和氧化还原电位较高时，有利于铁锰氧化物的形成。 有机结合态：与土壤中动植物残体、腐殖质及矿物颗粒包裹层等螯合而成，是重金属通过化学键形式与土壤有机质结合的产物。 残渣态：结合在土壤硅铝酸盐矿物晶体中的金属离子，需用盐酸溶液提取，是自然地质风化过程的结果，在自然界正常条件下不易释放，不易为植物吸收。主要受矿物成分及岩石分化和土壤侵蚀的影响。 根据生物对重金属不同形态的吸收难易程度，重金属还可以分为： 可利用态：具有含量低、迁移性强、易被生物吸收利用等特点，主要是交换态（包括水溶态）。 潜在可利用态：在酸性介质及适当的环境条件下可释放出来，包括碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态和有机物结合态； 不可利用态：土壤中残渣态重金元属，这些重金属存在于硅酸盐、原生和次生矿物晶格中，在自然界条件下不易释放，不易为植物所吸收。 不同形态重金属的生物有效性差异 交换态（水溶态） 碳酸盐结合态 铁锰氧化物结合态 有机结合态 残渣态 土壤胶体对重金属的吸附作用 离子交换：通过土壤表面电荷之间的静电作用而吸附重金属。土壤胶体表面通常带有一定数量的阴离子，可吸附带正电荷重金属离子。 专性吸附：重金属通过与土壤中金属氧化物表面的-OH等配位基或土壤有机质配位而结合在土壤表面，这种吸附可以发生在带不同电荷的表面，也可发生在中性表面上，吸附量的大小与土壤表面电荷的多少和强弱无关。专性吸附的重金属离子通常不能被中性盐所交换，只能被亲合力更强和性质相似的元素所解吸或部分解吸。 第三节 土壤持久性有机污染物 背景 定义 特性 分类和来源 持久性有机污染物造成的危害案例 1962年《寂静的春天》一书中提出了由于DDT等农药大量使用对环境与生态造成的危害； 1968年日本北九州市爱知县，多氯联苯混入米糠油中被人食用后中毒，患病者超过10000人，30多人死亡； 越战期间，美军在越南投放大量含二恶英的落叶剂； 80年代，北极圈内的因纽特妇女乳汁里测得多氯联苯（PCBs）浓度非常高； 北极熊中的多氯联苯达90 ppm。 越战期间POPs受害者 生物富集性 亲脂疏水性质，高的生物富集性因子 经环境媒介进入生物体，并经食物链富集、累积及生物放大作用达到致使生物中毒的浓度。 远距离迁移性 POPS可传播在全球的每一个角落，高山和极地区都可以监测到它们的存在。 因半挥发性，可以蒸气形式或者吸附在大气颗 粒物上通过大气运动远距离迁移到地球各地。 因持久性，可通过河流、海洋水体或迁徏动物进行远距离迁移。 高毒性 对人类健康和生态系统产生毒性影响，对动物的肝、肾等脏器和神经系统、内分泌系统、生殖系统等有急性和慢性毒性；具有致癌性、生殖毒性、神经毒性、内分泌干扰性等特征，并且由于其持久性，危害会持续较长时间。 POPs分类及来源 1、POPS的类型 九种有机氯杀虫杀菌剂 有机氯杀虫（菌）剂是上世纪40年代发展起来的一类含氯有机化合物。它们性质稳定，难溶于水而易溶于脂，残效期长，被大量用于防治农林害虫，造成土壤、水域和空气的污染。有机氯