土壤环境化学1-5-14课件.ppt

典型土壤随深度呈现不同的层次 土壤中主要的氧化还原体系 O2—H2O NO3- —NO2-，NO3- —N2，NO3- —NH4+ SO42- —H2S Fe 3+ —Fe 2+ Mn 4+ —Mn 2+ CO2 —CH4 Cr2O72- —CrO42- 土壤中主要的氧化剂——氧气 土壤中主要的还原剂——有机物 土壤的氧化还原能力的大小可用土壤的氧化还原电位（ Eh ）来衡量。 其值是以氧化态物质与还原态物质的相对浓度比为依据的。 根据土壤的值可以确定土壤中有机物和无机物可能发生的氧化还原反应和环境行为。 土壤淹水后氧化物的还原序列 旱地的Eh为400-700mV，水田-200-300mV 在氧气完全排除之前，NO3-开始还原，在O2和NO3-还原期间，Mn4+开始还原为Mn2+； 只有在系统中不含有O2和NO3-时，才开始发生Fe3+还原为Fe2+； 系统中完全没有O2和NO3-时，SO42-开始还原为S2-； SO42-全部还原后，才出现CH4. 影响土壤Eh的因素 土壤的通气状况 土壤的含水量 土壤有机质 pH值 变价元素 土壤的基本环境机能 培育植物 推动物质循环 保存水资源 防止灾害 自净能力 2.2 土壤的重金属污染 （2）人类疾病与元素含量的关系 甲状腺肿大 I 克山病 Se, Mo 大骨节病 Se 水俣病 Hg 痛痛病 Cd 龋齿 F 黑脚病 As （3）我国的两类环境病因 由环境原因引发给人类的疾病分天然的和人为的两类。即以第一类环境问题和第二类环境问题为病因。 a.天然地质元素异常类环境疾病 b.人为污染类环境疾病 2.2.2 重金属在土壤-植物系统的迁移 重金属通过质流、扩散、截获到达植物根部 植物通过主动吸收、被动吸收等方式吸收重金属 重金属通过木质部和韧皮部向地上部运输 植物对污染物吸收受到土壤性质、植物种类、污染物形态的影响 （1）铅-lead 来源：冶炼废水、废渣，汽车尾气 主要以Pb(OH)2、PbCO3、Pb(PO4)2存在，Ksp小 易与铁、锰氢氧化物发生专性吸附 有效性受pH影响很大，酸性土壤活性高 本身无价态变化，但形态受到Eh的影响 很难迁移、植物吸收后积累于根部 （2）镉－Cadmium 来源：炼锌工业的副产品 旱地石灰性土壤中多以CdCO3、Cd(OH) 2存在 在通气水田中主要CdS存在 容易被作物吸收（生物富积因子），危害严重 土壤环境标准 1 .0mg/kg 粮食0.2mg/kg，蔬菜0.05mg/kg 有些磷肥中含有一定的Cd （3）锌-Zinc 电镀、冶炼三废是主要来源 锌是植物、动物和人类必需的营养元素 酸性土壤溶液中离子态含量高 2ppm 在碱性条件下易形成Zn(OH)2沉淀 对土壤pH非常敏感 在还原条件下易形成ZnS （4）铜－Copper （5）砷-Arsenic 化工、冶金排放量最高 As主要以AsO33-、AsO43-存在 As毒性很大，俗名砒霜 （雄黄） AsO43-性质与PO43-相似，易于Fe3+、Al3+、Ca2+、Mg2+结合 酸性土壤对As的吸附高于中、碱性土壤 AsO33- 易与蛋白质的巯基结合，毒性大 （6）铬－Chromium 铁铬工业、电镀、皮革三废 铬是动物和人类必须元素（胰岛素） 变价元素Cr 3+，Cr6+是主要形态 Cr+6可以被Fe2+、S2-还原为Cr 3+ Cr 3+，Cr6+哪种形态毒性大？ （7〕汞－Mercury 常温下是液态，容易挥发 主要价态三种：0，+1，+2 三种价态随着pH和Eh变化而转化 HgS是还原状态下的主要形态 容易形成HgCl3-、Hg(OH)3-配体 汞在厌氧微生物作用下可甲基化，毒性增大 2.2.3 土壤污染控制与修复 控制污染来源，切断污染通道 避免对水、大气的二次污染 减少和避免重金属进入食物链 对污染土壤进行修复 修复技术：物理、化学、生物 传统农艺措施也可以适度修复 2.3 土壤的有机污染 农药（有机磷、有机氯） 除草剂（阿特拉津) 油类污染物(重油） 表面活性剂 塑料类 其它有机污染（抗生素） 2.3.1 有机污染的特点 污染面积较广 一般对土壤微生物和动物影响较大 植物直接吸收较少，但有可能在体表富集 在土壤中的转化过程复杂 对地下水污染有一定风险 2.3.2 有机污染物在土壤中的行为和归趋 土壤中物理扩散 向地下水淋移 向大气中挥发 被生物吸收 被土壤吸附 在土壤中降解 2.3.3 有机污染修复 自然降解是主要修