环境污染化学（lll）.pptVIP

3.1 土壤污染概述 3.1.1 土壤污染 土壤是环境四大要素之一，是连接自然环境中无机界和有机界及生物界的中心环节。 环境中的物质和能量不断输入土壤，并在土壤中积累、迁移和转化，从而影响土壤的性质和组成。同时土壤也向环境输出物质和能量，二者达到平衡，土壤具有自净能力。当输入的量大于输出时，土壤受到污染。 土壤污染的特点 土壤污染的隐蔽性 有害物质总是与土壤结合、被土壤吸附或被分解，从而改变了其本来面目，或从土壤排出而未被发现。 土壤对污染物的富集作用 土壤通过吸附作用使污染物得到沉积，并经过陈化作用（aged) 使其更难去除。 土壤污染通过它的产品－植物，表现其对生物的危害性 3.1.2 土壤污染源 土壤是人类获得生命能源的生产基地，土壤污染物来源广泛具有多元性。灌溉、施肥带来各种重金属、有机物、病原微生物及其分解产物 土壤是生活垃圾、厂矿废渣、污泥、污水等的堆放和处置场所，使大量有毒污染物进入土壤 土壤是开放体系，大气、水体和生物体中的污染物通过迁移转化进入土壤 3.2 土壤污染环境化学 3.2.1 土壤重金属污染 土壤本身含有一定的金属元素，其中许多是作物必须的微量营养元素；当土壤中重金属造成对人体或生物的危害时，就认为被重金属污染了 土壤中重金属不能被微生物分解，却易被土壤胶体吸附或被微生物富集，甚至转化为毒性更强的物质，土壤一旦被重金属污染，很难彻底消除 土壤中重金属污染源 采矿和冶炼是向环境中释放重金属的最主要的污染源 城市工业污水、污泥和垃圾 大气沉降 沿海、沿江地区大量进口“洋垃圾”，对电子成品的无序回收 重金属污染特点 重金属随污水灌溉、污染源附近大气沉降以及特殊污染事件引起土壤污染 重金属一旦进入土壤难以治理： 重金属难微生物转化、难降解或化学分解 进入土壤的重金属常以可溶态、可交换态、碳酸盐结合态、铁锰结合态、有机结合态和残渣态等形态存在 不同形态间可以转化 吸附－解吸作用 沉淀－溶解反应 氧化－还原反应 生物、微生物催化的生物化学反应 吸附与解吸作用Sorption(adsorption) and desorption  吸附剂（sorbents) ： 粘土矿物质 土壤有机质 铁－铝氧化物或氢氧化物 被吸附物质（sorbats）： 重金属等无机物 有机污染物 土壤有机质（SOM） 土壤、沉积物、水体中存在天然有机质可能包括已知的生物化学物质，如蛋白质、核酸、纤维素和木质素等，同时由于成岩作用这些环境中还包含许多大分子残留物。 土壤科学家推论，陆生木本植物里的难降解残留组分是土壤有机质的主要成分。 土壤中天然有机质，可溶解或可提取的一般认为是腐殖质，腐殖质分子量从103到106不等。 重金属污染土壤的修复技术 植物修复 固化、改良土壤 淋溶、冲洗 重金属在植物体中迁移的基本原理 污染物质在生物体内的各个过程，大多涉及其必须 首先通过机体的各种生物膜 (1) 生物膜的结构 生物膜是由磷脂双分子层和蛋白质镶嵌组成的、厚度为75－100 ? 的流动变动复杂体 在磷脂双分子层中，亲水的极性基团排列于内外两侧，疏水的烷链端伸向内侧，所以在双分子层中央存在一个疏水区，生物膜是类脂层屏障 膜上镶嵌的蛋白质，有附着在磷脂双分子层表面的表在蛋白，有深埋或贯穿磷脂双分子层的内在蛋白。 这些蛋白具有生理功能，是运转膜内外物质的载体、或是起催化作用的酶、或是能量转换器等。 (2) 污染物通过生物膜的方式 被动扩散 脂溶性物质从高浓度侧向低浓度侧，顺浓度梯度扩散，通过有类脂层屏障的生物膜。其扩散速率与有机物的化学性质、分子体积或在液体pH条件下离解性有关 被动扩散不需耗能，不需载体参与，因而无竞争性抑制、特异性选择及饱和现象 主动转运 在消耗一定的代谢能量下，一些物质可在低浓 度侧与膜上高浓度特异性蛋白载体结合，通过生物膜，至高浓度侧解离出原物质，这一转运称为主动转运 所需代谢能量来自膜的三磷酸酰苷酶分解三磷 酸酰苷(ATP)成二磷酸酰苷（ADP）和磷酸时 所释放的能量，具有竞争性抑制、特异性选择 和饱和现象 如钾离子在细胞内外浓度分布为： [K+] (细胞内) 》[K+] (细胞外) 影响重金属在土壤－植物体系中迁移的因素 植物种类 土壤种类和性质 土壤