[理学]环境化学第六章2.pptVIP

第五节 污染物在土壤-植物体系中的迁移机制 一、土壤-植物系统污染生态学特征及指标 二、土壤-植物系统中重金属的归趋 三、重金属对土壤微生物的毒性 一、土壤-植物系统污染生态学特征及指标 1. 大气沉降输入对土壤—植物系统具有越来越重要 的作用。 对农业生态系统的危害越来越大，治理需要长 期性和艰巨性。 2. 土壤—植物系统对污染物输入有显著不同的反应。 主要取决于土壤的特性（土壤结构、有机质含 量、pH)和植物的抗性。 二、土壤—植物系统中重金属的归趋 三、重金属对土壤微生物的毒性 第六节 农药在土壤中的迁移转化 一、农药在土壤中的浓度估算 二、农药在土壤环境中的扩散行为 三、非离子型农药与土壤有机质的作用 四、农药对土壤微生物的生态效应 五、农药残留 第七节 土壤的自净作用与污染防治的非生物方法 一、土壤的自净作用 自净作用：污染物进入土壤之后，发生物理、化 学、生物学变化，促使污染物分解或 消失。 自净因素：过滤、吸附、光降解、化学降解和生 物降解。 第八节 土壤污染的微生物修复技术 一、原位生物修复（in situ bioremediation) 污染对象不需移动，处理费用低，但处理过程 控制比较难。 生物通风法 生物搅拌法 泵出处理法 （二）土壤湿度对分配过程的影响 ①干土壤时，使狄氏剂和六六六大量吸附在土壤中； ②土壤潮湿时，由于水分子的竞争作用，土壤中农药的吸附量减少。 不同水分含量 水和氯苯类 四、农药对土壤微生物的生态效应 （一）农药的类型 （二）农药对土壤微生物的影响 ? 土壤微生物对农药有降解作用。 ? 杀虫剂对土壤微生物种群数量只有很小的影响。 （三）农药对分解过程的影响 植物残体和土壤有机质的分解是土壤中养分循环的关键过程。农药能减缓多种植物残体分解。 百草枯：除草剂，1,1’二甲基 4,4’二氯二吡啶 镇草宁：除草剂，通用名为草甘膦 （四）农药对氮生物化学过程的影响 1. 氨化作用与硝化作用 2. 反硝化作用 3. 固氮作用 4. 呼吸作用 （五）土壤微生物活性与土壤酶 每年每公顷，施用4kg除草剂莠灭净，对磷酸酶、β-葡萄糖苷酶、蔗糖酶和脲酶活性降低50%以上。 （六）农药的长期生态效应 对土壤微生物数量几乎没有持久影响。 （七）农药的作用机理与生态效应关系 有些微生物对农药敏感，有些不太敏感。除草剂作用于叶绿体，因此对植物的毒性远高于微生物的毒性。 五、农药残留 R = C0e-kt R —— 农药残留量，mg/kg； C0 —— 农药初始浓度，mg/kg； k —— 衰减常数； t —— 农药施用后时间。 农药的发展方向 （1）高效：对防治对象毒性要高，或对它们特有 的酶系统要起抑制作用。 （2）低毒：对非目标物无持续影响 （3）无药害：对农作物不产生药害 （4）无残毒：对环境无残毒、易被日光或微生物 分解。 二、土壤的污染防治方法 沉降法：将污染灌溉水引入沉降池。 稀释法：将污染灌溉水稀释到无害程度。 铺垫客土法：污染土壤上层铺垫一层非污染土壤 排土法：将污染土壤移去用作其它用途。 混层法：将土壤翻耕混合掺稀。 土壤改良法：用化学法进行改良。 3. 土壤-植物系统是一个复杂的生态矩阵。 ? 土壤类型（土壤结构、有机质含量、pH) ? 植物种类 ? 其他成分（微生物等） 4. 土壤和生态系统的其他分室之间必然的反馈—耦合关系。 土壤植物系统并不是孤立的系统，而是相互 作用和耦合的关系。 （一）主要反应 土壤胶体对重金属的吸附 主要因素： ① 土壤胶体种类和重金属本身的性质有关。 ② 阳离子的价数越大，受吸附力越大。 ③ 如果各阳离子价态相同，则离子半径越大，其 水合半径越小，则吸附力越大。 ④ 有机胶体比表面积大。因此吸附容量比无机胶 体大。吸附顺序：Pb2+ Cu2+ Cd 2+ Zn 2+ Hg2+ 2. 重金属的配合作用 重金属，与土壤中的无机配位体和有机配位体发生配合作用。 3. 土壤中重金属的沉淀和溶解 ? 重金属的沉淀和溶解是土壤重金属迁移转化的重 要形式。 ? pH值是影响土壤重金属迁移转化的重要因素。 - pH值下降时，溶解度增大，有利于迁移。 4. 氧化还原作用 氧化还原电位变化，使水溶性重金属形态发生变化，从而影响重金属迁移。 （二）重金属在土壤—植物体系中转移的因素 1.植物种