环境土壤学重点.doc

一、概念环境土壤学环境土壤学是研究自然因素和人为条件下土壤环境质量变化、影响及其调控的一门学科是研究自然因素和人为条件下土壤环境质量变化、影响及其调控的一门学科 它涉及土壤质量与生物品质，即土壤质量与生物多样性以及食物链的营养价值与安全问题；它涉及土壤质量与生物品质，即土壤质量与生物多样性以及食物链的营养价值与安全问题； 涉及土壤与水和大气质量的关系，即土壤作为源与汇涉及土壤与水和大气质量的关系，即土壤作为源与汇(或库或库)对水质和大气质量的影响；涉对水质和大气质量的影响；涉 及人类居住环境问题，即土壤元素丰缺与人类健康的关系；涉及土壤与其他环境要素的交及人类居住环境问题，即土壤元素丰缺与人类健康的关系；涉及土壤与其他环境要素的交 互作用，即土壤圈、水圈、岩石圈、生物圈和大气圈的相互影响；涉及土壤质量的保护与互作用，即土壤圈、水圈、岩石圈、生物圈和大气圈的相互影响；涉及土壤质量的保护与 改善等土壤环境工程的相关研究与应用改善等土壤环境工程的相关研究与应用田间持水量指在地下水较深和排水良好的土地上充分灌水或降水后，允许水分充分下渗，指在地下水较深和排水良好的土地上充分灌水或降水后，允许水分充分下渗， 并防止其水分蒸发，经过一定时间，土壤剖面所能维持的较稳定的土壤水含量。

并防止其水分蒸发，经过一定时间，土壤剖面所能维持的较稳定的土壤水含量植物修复利用某些可以忍耐和超富集有毒元素的植物及其共存微生物体系清除污染物的一利用某些可以忍耐和超富集有毒元素的植物及其共存微生物体系清除污染物的一 种环境污染治理技术土壤中的污染物在修复植物种植过程中或被转化为低毒或无毒的形种环境污染治理技术土壤中的污染物在修复植物种植过程中或被转化为低毒或无毒的形 态或化合物、或被植物吸收、积累随收获而从土壤中带走，然后再将收获的植物进行利用态或化合物、或被植物吸收、积累随收获而从土壤中带走，然后再将收获的植物进行利用 和处理生物修复广义的生物修复广义的生物修复是指一切以利用生物为主体的环境污染治理技术它包括利用植是指一切以利用生物为主体的环境污染治理技术它包括利用植 物、动物和微生物吸收、降解、转化土壤中的污染物，使污染物的浓度降到可接受的水平；物、动物和微生物吸收、降解、转化土壤中的污染物，使污染物的浓度降到可接受的水平； 或将有毒、有害污染物转化为无害的物质在这一概念下，可将生物修复分为或将有毒、有害污染物转化为无害的物质在这一概念下，可将生物修复分为植物修复植物修复、、 动物修复动物修复和和微生物修复微生物修复三种类型。

三种类型狭义的生物修复狭义的生物修复是特指通过微生物的作用消除土壤中的是特指通过微生物的作用消除土壤中的 污染物，或是使污染物无害化的过程污染物，或是使污染物无害化的过程土壤净化重金属和有机污染物的上述过程称为土壤净化，它是重金属和有机污染物的上述过程称为土壤净化，它是指污染物通过植物吸收、土指污染物通过植物吸收、土 壤固定或其他方式而从土壤中消失或降低其生物有效性和毒性的过程壤固定或其他方式而从土壤中消失或降低其生物有效性和毒性的过程土壤环境质量是指在一定的时间和空间范围内，土壤自身性状对其持续利用以及对其他环是指在一定的时间和空间范围内，土壤自身性状对其持续利用以及对其他环 境要素，特别是对人类或其他生物的生存、繁衍以及社会经济发展的适宜性，是土壤环境境要素，特别是对人类或其他生物的生存、繁衍以及社会经济发展的适宜性，是土壤环境 “优劣优劣”的一种概念，它与土壤遭受污染的程度密切相关的一种概念，它与土壤遭受污染的程度密切相关土壤负载容量土壤负载容量，亦称土壤环境容量，是指一定环境单元和一定时限内，土壤遵循环境质量，亦称土壤环境容量，是指一定环境单元和一定时限内，土壤遵循环境质量 标准，标准，既能保证土壤质量，又不产生次生污染既能保证土壤质量，又不产生次生污染时所能容纳的污染物最大负荷量时所能容纳的污染物最大负荷量光解反应有机污染有机污染物在土壤表面的光解指有机污染物在土壤表面的光解指吸附于土壤表面的污染物分子在光的作吸附于土壤表面的污染物分子在光的作 用下，将光能直接或间接转移到分子键，使分子变为激发态而裂解或转化的现象，是有机用下，将光能直接或间接转移到分子键，使分子变为激发态而裂解或转化的现象，是有机 污染物在土壤环境中消失的重要途径污染物在土壤环境中消失的重要途径解答 吸附等温式在恒温条件下，测得不同浓度时平衡状态下土壤固相所吸附吸附质的量，即所在恒温条件下，测得不同浓度时平衡状态下土壤固相所吸附吸附质的量，即所 谓等温吸附线，然后寻找能描述等温吸附线的吸附等温式，通过吸附等温式所对应的模型谓等温吸附线，然后寻找能描述等温吸附线的吸附等温式，通过吸附等温式所对应的模型 假设来阐明可能的吸附机制假设来阐明可能的吸附机制微生物代谢反应方式植物修复的优缺点植物修复的优点植物修复的优点 与物理、化学和微生物处理技术比较，植物修复技术有其独到的优点：与物理、化学和微生物处理技术比较，植物修复技术有其独到的优点： 1)植物修复最显著的优点是价格便宜，可作为物理化学修复系统的替代方法。

植物修复最显著的优点是价格便宜，可作为物理化学修复系统的替代方法 2)对环境扰动少对环境扰动少 植物修复是原位修复，不需要挖掘、运输和巨大的处理场所；不破坏土壤生态环境，植物修复是原位修复，不需要挖掘、运输和巨大的处理场所；不破坏土壤生态环境， 能使土壤保持良好的结构和肥力状态，无需进行二次处理，即可种植其他植物能使土壤保持良好的结构和肥力状态，无需进行二次处理，即可种植其他植物 植物修复技术可增加地表的植被覆盖，控制风蚀、水蚀，减少水土流失，有利于生植物修复技术可增加地表的植被覆盖，控制风蚀、水蚀，减少水土流失，有利于生 态环境的改善和野生生物的繁衍生境态环境的改善和野生生物的繁衍生境 3)对植物集中处理可减少二次污染，对一些重金属含量较高的植物还可通过植物冶炼技术对植物集中处理可减少二次污染，对一些重金属含量较高的植物还可通过植物冶炼技术 回收利用植物吸收的重金属，尤其是贵重金属回收利用植物吸收的重金属，尤其是贵重金属 4)植物修复不会破坏景观生态，能绿化环境，容易为大众所接受植物修复不会破坏景观生态，能绿化环境，容易为大众所接受 植物修复可以激发微生物的活动；增加蒸腾作用，从而可以防止污染物向下迁移；植物修复可以激发微生物的活动；增加蒸腾作用，从而可以防止污染物向下迁移； 植物可把氧气供应给根际，有利于根际土壤中有机污染物的降解。

植物可把氧气供应给根际，有利于根际土壤中有机污染物的降解 二二)植物修复的缺点植物修复的缺点 1)一种植物通常只忍耐或吸收一种或两种重金属元素，对土壤中其他浓度较高的重金属则一种植物通常只忍耐或吸收一种或两种重金属元素，对土壤中其他浓度较高的重金属则 往往没有明显的修复效果，甚至表现出某些中毒症状，从而限制了植物修复技术在重金属往往没有明显的修复效果，甚至表现出某些中毒症状，从而限制了植物修复技术在重金属 复合污染土壤治理中的应用复合污染土壤治理中的应用 2)植物修复过程通常比物理、化学过程缓慢，比常规治理植物修复过程通常比物理、化学过程缓慢，比常规治理(挖掘、异位处理挖掘、异位处理)需要更长的时间，需要更长的时间， 尤其是与土壤结合紧密的疏水性污染物尤其是与土壤结合紧密的疏水性污染物3)植物修复受到土壤类型、温度、湿度、营养等条件的限制，对土壤肥力、气候、水分、植物修复受到土壤类型、温度、湿度、营养等条件的限制，对土壤肥力、气候、水分、 盐度、酸碱度、排水与灌溉系统等自然条件和人工条件有一定的要求植物受病虫害侵染盐度、酸碱度、排水与灌溉系统等自然条件和人工条件有一定的要求植物受病虫害侵染 时会影响其修复能力。

时会影响其修复能力 4)对于植物萃取技术而言，污染物必须是植物可利用态并且处于根系区域才能被植物吸收对于植物萃取技术而言，污染物必须是植物可利用态并且处于根系区域才能被植物吸收5)用于净化重金属的植物器官往往会通过腐烂、落叶等途径使重金属元素重返土壤，因此用于净化重金属的植物器官往往会通过腐烂、落叶等途径使重金属元素重返土壤，因此 必须在植物落叶前收割植物器官，并进行无害化处理必须在植物落叶前收割植物器官，并进行无害化处理 6)用于修复的植物与当地植物可能会存在竞争，影响当地的生态平衡用于修复的植物与当地植物可能会存在竞争，影响当地的生态平衡影响土壤有机质的因素及：外源有机物的化学组成、土壤水分条件、土壤温度、土壤质地、 土壤 PH 及碳酸钙含量 途径转化：土壤中的有机物在微生物的作用下，大部分以二氧化碳的形式释放，剩下的一 部分构成腐殖质，另一部分被微生物利用土壤有机物土壤有机物微生物微生物CO2形式释放形式释放微生物组成部分微生物组成部分腐殖质腐殖质大部分大部分小部分小部分小部分小部分对有机污染工业土壤修复机制植物植物对有机物污染土壤的修复有三种机制：植物对有机物污染土壤的修复有三种机制： 一是植物直接吸收有机污染物，这些污染物或不经代谢而直接在植物组织中积累，或将污一是植物直接吸收有机污染物，这些污染物或不经代谢而直接在植物组织中积累，或将污 染物的代谢产物积累在植物组织中，或将有机污染物完全矿化成无毒或低毒的化合物染物的代谢产物积累在植物组织中，或将有机污染物完全矿化成无毒或低毒的化合物(如二如二 氧化碳、硝酸盐、氨和氯等氧化碳、硝酸盐、氨和氯等)；； 二是从植物体中释放出促进生物化学反应的酶，将有机污染物分解成毒性较小的化合物；二是从植物体中释放出促进生物化学反应的酶，将有机污染物分解成毒性较小的化合物； 三是植物刺激效应，即强化根际三是植物刺激效应，即强化根际(根一土壤界面根一土壤界面)的矿化作用，通过植物提高微生物的矿化作用，通过植物提高微生物(细菌和细菌和 真菌真菌)的活性来促进有机污染物的降解。

的活性来促进有机污染物的降解土壤生态系统的净化功能： 1、自然条件下，绿色植物根系的吸收、转化、降解和生物合成作用 2、土壤中的细菌、真菌和放线菌等微生物和动物的降解、转化或固定作用 3、土壤中有机无机胶体及某复合体的吸附、配位和沉淀作用 4、土壤的离子交换作用 5、土壤和植物的机械阻留作用 6、土壤的气体扩散作用土壤中 N 损失对环境的影响：农田中肥料氮的损失对环境的影响可概括为三个方面：农田中肥料氮的损失对环境的影响可概括为三个方面： 一是径流和淋洗损失对地表水和地下水水质的影响；一是径流和淋洗损失对地表水和地下水水质的影响； 二是气态损失对大气的污染；二是气态损失对大气的污染； 三是硝酸盐累积对农产品的污染三是硝酸盐累积对农产品的污染土壤氮损失对水环境的影响包括地表水的富营养化和地下水中硝酸盐氮的污染两个方面土壤氮损失对水环境的影响包括地表水的富营养化和地下水中硝酸盐氮的污染两个方面土壤污染物与农产品质量安全的相关关系 计算Pi——土壤中污染物土壤中污染物 i 的环境质量指数；的环境质量指数； Ci——污染物污染物 i 的实测浓度的实测浓度(mg/kg)；； Si——污染物污染物 i 的评价标准的评价标准(mg/kg)。

I．清洁．清洁——测定值与土壤背景值相近，属清洁区；测定值与土壤背景值相近，属清洁区； ⅡⅡ．尚清洁．尚清洁——土壤污染实测值高于土壤背景值而低于污染起始值，污染物在土壤中有积土壤污染实测值高于土壤背景值而低于污染起始值，污染物在土壤中有积 累累(Pi<1)；； ⅢⅢ．轻度污染．轻度污染——土壤污染物实测值高于污染起始值，土壤受污染土壤污染物实测值高于污染起始值，土壤受污染(1≤≤Pi<2)；； ⅣⅣ．中度污染．中度污染——土壤污染物实测值超过污染起始值一倍土壤污染物实测值超过污染起始值一倍(2≤≤Pi<3)；； V．重污染．重污染——土壤污染物实测值超过污染起始值土壤污染物实测值超过污染起始值 2 倍倍(Pi≥≥3)污染物土壤评价标准可用当地污染物土壤评价标准。