第五章 土壤重金属元素与环境质量.ppt

第五章 土壤重金属元素与环境质量 第一节 土壤中的重金属 重金属污染：人类活动将重金属带入到土壤中，使其含量明显高于背景含量、并可能造成现存的或潜在的土壤质量退化、生态与环境恶化的现象 污染来源：大气沉降、污灌、采矿和冶炼、肥料和农药 一、土壤中重金属的存在形态 （1）化学形态：区分困难 （2）操作形态：利用不同提取剂提取 ①水溶态＋交换态 ②碳酸盐结合态 ③铁锰氧化物结合态 ④残留态 二、控制土壤中重金属溶解度的主要反应 （1）离子交换吸附——非专性吸附 （2）化学吸附——专性吸附 pH较高时,重金属离子水解－专性吸附 （3）核晶过程、沉淀作用和固溶体 （4）氧化还原作用 低价态 高价态 溶解度降低 例外：Cr3+ Cr6+ Cr6+在溶液中的变化主要与还原反应、吸附和解吸反应有关 有机质会减少土壤中Cr6+的含量 有机质与金属离子产生配位反应，增加重金属的溶解作用 第二节 土壤元素背景值和土壤负载容量 土壤元素背景值：指土壤在自然成土过程中所形成的固有地球化学组成和含量 背景值是统计性的，是一个范围值 土壤负载容量 土壤环境容量，指在一定环境单元、一定时限内遵循环境质量标准，既能保证土壤质量，又不产生次生污染时，土壤所能容纳污染物的最大负荷量。 土壤负载容量的研究方法 （1）自然环境、社会经济与污染状况调查 （2）污染物生态效应的研究 （3）污染物环境效应的研究 （4）物质平衡研究 （5）土壤污染物临界含量的确定 （6）土壤负载容量的计算 土壤环境容量的影响因子 （1）土壤性质的影响 （2）指示物的影响 （3）污染历程的影响 （4）环境因素的影响 温度、pH和Eh （5）化合物类型 湖南湘江重金属污染 －镉（Cd）1100/1800 甘肃铅污染－300儿童血铅超标 广东、杭州部分菜田重金属污染 佛山市利达玩具有限公司 油漆 2008年，我国相继发生了贵州独山县、湖南辰溪县、广西河池、云南阳宗海、河南大沙河等5起砷污染事件；2009年8月份以来，又发生了陕西凤翔儿童血铅超标、湖南浏阳镉污染及山东临沂砷污染事件。 2009年环保部共接报陕西凤翔等12起重金属、类金属污染事件。这些事件致使4035人血铅超标、182人镉超标，引发32起群体性事件。2010年，中国将集中力量综合整治重金属污染问题。 第三节 重金属污染对环境质量的影响 重金属污染对土壤肥力的影响 ①降低氮的矿化过程－矿化势 ②加强土壤对磷的吸持，减少生物有效性;改变P的存在形态 ③重金属污染越严重，水溶态钾的含量就越多，交换态钾下降也越多 重金属的植物效应及其影响因素 （1）重金属浓度 正相关 （2）氧化还原电位、pH、CEC－形态 淹水 Cd 320mg/kg 非淹水 17mg/kg pH越低，溶解度越大，植物吸收越多 CEC越高，植物吸收越少 （3）土壤质地 黏土壤土 （4）共存离子 竞争吸附点位 重金属对土壤微生物和酶的影响 减少微生物的数量和活性 对酶的影响：暂时现象 对酶产生直接影响 抑制微生物的生命活动 脲酶作为重金属污染的指示指标 土壤微生物指标——土壤代谢熵（单位数量微生物的呼吸强度） 重金属对人类健康的影响 砷：砒霜 －SH 汞：甲基汞 水俣病 铬：骨痛病 贫血 三致效应；协助胰岛素 发挥生物作用 铅：神经系统紊乱 影响儿童智力和行为 发育 锌：参与多种酶和蛋白质的代谢过程 铜：婴儿 营养患疾;孕妇 贫血，胎儿畸形 我国土壤的重金属污染情况 我国受镉、砷、铬、铅等重金属污染的耕地面积近2000万公顷，约占耕地总面积的1/5 全国每年因重金属污染的粮食达1200万吨，造成的直接经济损失超过200亿元 全国首次土壤污染状况调查－10亿元 珠三角地区有40％的农田菜地重金属污染超出安全标准；10％属于严重超标 生活中怎么注意？ 注意选购一些蔬菜品种，比如生菜、莴苣容易富集镉，尽量少食。叶类菜是所有蔬菜中最容易受重金属污染的 北京有部分古老的城市公园里表层土壤的重金属含量较高 化妆品：金属汞对人的表皮细胞有抑制黑色素形成的功效 第四节 稀土元素在土壤中的行为与环境质量 17种元素，镧系元素(15)和钪、钇 农业：稀土微肥、饲料添加剂 工业：稀土工业材料、稀土添加剂 现代生物医学：抗凝血、抗炎杀菌 一、土壤中稀土元素的来源和含量 来源：母岩、农业施肥 含量：分布均匀、以轻稀土为主 影响因素：成土母