1、土壤污染与防治复习资料第一章1、概念：环境问题、环境破坏、环境干扰、环境污染、土壤污染环境问题：狭义的环境问题指的是在人类社会经济活动的作用下，人们周围环境结构和状态发生不利于人类生存和发展的变化。广义的环境问题指的是任何不利于人类生存和发展的环境结构和状态的变化，其产生的原因包括人为方面的，也包括自然方面的。环境破坏：主要指人类的社会活动引起的生态退化及由此而衍生的有关环境效应，它们导致了环境结构与功能的变化，对人类的生存与发展产生了不利影响环境干扰：指的是人类活动所排出的能量进入环境，达到一定的程度，产生对人类不良的影响。环境污染：有害物质或因子进入环境，并在环境中扩散、迁移、转化，使环境
2、系统的结构与功能发生变化，对人类或其他生物的正常生存和发展产生不利影响的现象，称为“环境污染” ，常简称“污染” 。 土壤污染：指人类活动引起的物质和能量输入土壤，并引起结构或“和谐”受到损害，人体健康受到伤害，资源和生态系统受到破坏，对环境的合理使用受到干扰。2、当前环境问题的特点。已是全人类所面临的共同性问题；已从局部扩展到区域甚至全球，从地表延伸到高空及地下，呈立体态；表现形式更加多样化；具有明显的地域性；已严重损害人类的健康与福利，威胁人类生存和发展。3、环境问题的分类。（1）原生环境问题：火山、地震、台风等；（2）次生环境问题：环境破化（水土流失、沙漠化、盐渍化、物种灭绝等） ；环境
3、污染与干扰（水污染、大气污染、土壤污染、噪声、振动、电磁波干扰、热干扰等）4、环境破坏的分类。按对象性质可分为两类，生物环境破坏和非生物环境破坏。5、目前主要的土壤污染问题。（1）能源的开发利用导致的土壤环境污染问题。（2）工业的发展出现三废超标排放，导致土壤资源的污染。（3）农业生产的自身污染。6、土壤污染的特点及危害。特点：隐蔽性和滞后性 累积性和地域性不可逆转性（重金属及一些有机物）治理难而周期长危害：导致严重的经济损失。导致农产品污染超标、品质不断下降。导致大气环境的次生污染。导致水体富营养化。农业生态安全的克星。第二章1、污染物的概念和性质。概念：进入环境后使环境的正常组成发生直接或
4、间接有害于生物生长、发育和繁殖的物质。性质： 一种物质成为污染物，必须在特定的环境中达到一定的数量或浓度，并且持续一定的时间。 污染物会在环境中发生转化，即具有易变性。2、优先污染物的概念及其特点。概念：对于如此众多的污染物，我们必须挑选一些重要的污染物优先进行控制，这就是环境优先污染物特点：1）毒性强。2）残留时间长，难降解，具有积累性。3）生产量较大并在环境中分布广泛。3、土壤主要的污染源和污染物。主要的污染源：（1）天然污染源在自然界中某些矿床或物质的富集中心周围，经常形成自然扩散带，而使附近土壤中某些物质的含量超出土壤正常含量范围，而造成地区性土壤污染。（2）人为污染源即污染物主要来自
5、工业和城市的废水和固体废物、农药和化肥、牲畜排泄物、生物残体和大气沉降物等。 工业污染源主要是指工矿企业排放的废水、废气、废渣等。在工业（城市）废水中，常含有多种污染物，当长期使用这种废水灌溉农田时，便会使污染物在土壤中积累而导致污染。 农业污染源主要是指由于现代化农业生产本身的需要而大量施入土壤的化学农药、化肥、有机肥以及农用地膜等农用化学物质。 生物污染源主要是指含有致病菌的各种病原微生物和寄生虫的生活污水、医院废水、垃圾以及被病原菌污染的河流等。 主要的污染物：1） 、无机污染物重金属：如汞、镉、铬、铅及类金属砷。它们是生物非必须元素，又称有毒元素；另外如铜、锌、钴、镍、锰、硒等是生物必
6、须元素，但超过作物需求的上限时，也形成污染。营养物质：主要指氮素和磷素化学肥料。放射性物质：主要指铯、锶、铀等。其他物质：如氟化物、氰化物、硫化物、酸、碱、盐等。2） 、有机污染物难降解的有机污染物：如有机氯农药、石油、多氯联苯等。降解中间产物毒性大于母体的有机物：如三氯乙醛、苯并芘等。可降解有机物：如畜禽粪便、酚、有机洗涤剂等。3） 、有害微生物如肠细菌、寄生虫、炭疽杆菌、结核杆菌、破伤风杆菌、蠕虫类等入侵土壤，并大量繁衍，对人体健康或土壤生态系统均会产生不良影响。4、土壤污染类型及其特点。水体污染型 其分布特点是：沿河流或干支渠呈枝形片状分布，由于污染物大多以污水灌溉形式从地表进入土体，所
7、以污染物一般集中在土壤表层。但是，随着污灌时间的延续，某些污染物可水自上而下向土体下部迁移，以至达到地下水层。大气污染型 经由大气的污染所造成的土壤环境污染，其污染特点是以大气污染源为中心呈环状或带状分布，长轴沿主风向伸长。 污染物质主要集中在土壤表层（0-5cm） ，耕作土壤则集中于耕层（020cm） ，主要污染物是大气中的二氧化硫、氮氧化物和颗粒物等，它们通过沉降和降水而降落地面。 污染的面积、程度和扩散的距离，取决于污染物质的种类、性质、排放量、排放形式及风力大小等。生物污染型 造成土壤生物污染的主要物质来源是未经消毒灭菌的生活污水、医院污水、粪便、垃圾、饲养场和屠宰场的污物等。其中危害
8、最大的是传染病医院未经消毒灭菌的污水和污物。 土壤生物污染不仅可能危害人体健康，而且有些长期在土壤中存活的植物病原体还能严重地危害植物，造成农业减产。 固体废弃物污染型 固体废弃物包括工业废渣、污泥和城市垃圾等多种来源。 在土壤表面堆放或处理、处置固体废弃物，不仅占用大量耕地，而且可通过大气扩散或降水淋滤，使周围地区的土壤受到污染。 各类金属矿场开采的尾矿废弃物、重金属冶炼厂的矿渣更易使周围的土壤受到污染。 其污染特征属点源污染，主要是造成土壤环境的重金属污染，以及油类、病原菌和某些有毒有害有机物的污染。 农业污染型 污染物主要来自施入土壤的化肥和农药，其污染程度与化肥和农药的数量、种类、利用
9、方式及耕作制度等有关。 农药在生产、贮存、运输、销售和使用过程中都会产生污染，施在作物上的杀虫剂大约有一半左右流入土壤中。 化肥对土壤的污染一是不合理的过量施用，促使土壤养分平衡失调；二是有毒磷肥，特别是含三氯乙醛磷肥；磷肥中重金属特别是 Cd 的含量也是一个不容忽视的问题 。 农业生产过程排放的污染物具有剂量低、面积大的特点，属面源污染。污染物主要集中在土壤表层或耕作层。综合污染型 土壤污染的发生往往是多源性质的。 上述土壤污染类型是相互联系的，它们在一定的条件下可以相互转化。 对于一个地区或区域的土壤来说，可能是以某一污染类型或某两种污染类型为主。5、土壤污染源调查与评价的方法。污染源调查
10、污染源的类型、分布、规模、污染物种类及其排放量，对环境的影响，对人畜健康疾病的关系，该污染源所处的位置，污染物可能扩散的范围等。 普查 目的是了解全地区有多少对环境有影响的工矿企业，然后对每一个工矿企业进行逐个了解调查。 在普查的基础上，确定其中哪些是对环境无影响的，哪些对环境有轻度污染的，哪些是排放大户，对环境有严重污染影响的，对后者必须加以严格监测并进行重点调查和采取相应的治理或其他有效的措施。 重点调查 在普查的基础上，对这些重点户逐个详细调查，调查内容重点抓排放数量和强度。即污染物的总排放量和单位时间内排放的数量。污染物调查在污染物调查的基础上，列出本地区所有污染源排放的各种有毒物质，
11、每一个工矿企业所排出的主要污染物和次要污染物，这些污染物的数量，对环境污染的去向和扩散情况，对人畜危害，对农产品的污染情况和程度，治理的计划和措施。6、土壤污染源调查与评价的指标。(1)排放程度 Q指该工矿企业单位时间所排放的污染物总量(以某一污染物计算)。 Qcq式中：c 代表某污染物的平均浓度(毫克/升)或以计算；q 代表该企业单位时间(以天计)的平均介质(废渣、废水、废气)排放量(吨/ 天或立方米/天)。（2）超标率 D。 超标率：在检测总次数中，有多少次超过排放标准。 10%FfD式中：f 代表污染物超标次数F 代表污染物总的检测次数（3）等标污染指数 I也称超标倍数，是指某种污染物的
12、浓度超过污染物排放标准的倍数，即污染物浓度与排放标准的比值。 式中：ci 代表实测的某污染物的排放浓度si 代表排放标准第三章1、土壤背景值的含义。在不受或少受人类活动影响和现代工业污染与破坏的情况下，土壤原来固有的化学组成和元素含量水平。2、土壤背景值的研究意义。利用土壤环境背景值制定土壤环境标准土壤背景值与微量元素肥料的施用防治地方病和环境病地球化学找矿3、土壤背景值调查布点的原则和方法。采样点布置的原则(1)布点时首先确定采样单元，采样单元的确定应根据调查研究的任务、范围来确定。 (2)采样点布设要体现一个区域的特点。(3)布点时要综合考虑土壤类型、母岩母质、地形地貌、植被类型、土地利用
13、类型等因素，(4)要考虑工业、农业规划布局及环境保护工作的需要。(5)要把污染地区和怀疑被污染及受人类活动明显影响的区域排除在样点布设范围之外。(6)样点要均匀分布，既要有代表性，又要照顾均衡性。 (7)样点数要满足数理统计的需要。 布点的方法 网格法。优点：区内每一定面积中都有代表性采样点，使采样点均匀分布，既便于保证获得背景值的均衡性，也便于绘制土壤背景含量等值线图。缺点：工作量大，有一定重复。环境单元法。优点：大大减少工作量的情况。缺点：需要调查区内有系统完备的先行学科地质、地貌、土壤的研究成果作基础。系统层析法。优点：以土壤分类系统为依据，使获得的土壤环境背景值具有系统性。典型分析法。
14、优点：投资少，可在较短时间快速获得土壤环境背景值结果。缺点：由于布点少，均衡性差，结果精确度低。4、影响土壤背景值的因素。成土因素对土壤环境背景值的影响 气候、母质、地形地貌、生物因素、时间因素土壤理化性质对土壤环境背景值的影响 土壤中的有机质对重金属元素的吸附和络合显著地影响元素的迁移能力，从而影响土壤元素背景值； 随着 pH 升高，土壤中 Pb、Zn 等金属元素的活动性降低，在低 pH 条件下，多数重金属元素迁移性增强； 土壤质地对金属元素含量起着重要作用，一般粘粒含量越高，质地越细，多数重金属含量就越高，甚至在母质相同，地貌平坦的地区，可根据土壤不同粒级的颗粒含量组成来推测土壤中重金属元
15、素的含量。 5、如何控制土壤背景值分析测定的质量(1)严格遵守分析化学的操作规则和要求：如天平称量、量器容量的校准、分析工作中水的纯化、化学试剂的质量、玻璃器皿的洗涤等。(2)标准液的配制要符合要求：配制标准溶液选用的基准物质，均应是高纯或光谱纯的金属或金属的化合物，使用纯水的电阻率均应在 50 万 cm 以上，试剂如酸等均应为优级纯。贮存iiscI标准溶液的容器均是双盖密封的塑料瓶。(3)全程序空白控制：在分析过程中，每批样品分析要作两个全程序的空白样品，供以检查和控制样品在处理和测试中可能带来的污染。 (4)设置统一参考样品，用以控制实验室间的分析质量。(5)精密度控制：用平行样品来控制样
16、品分析测试的精密度，平行样品数量应占分析测定样品数的 20，根据元素含量范围，其相对偏差必须小于表中的规定值，并绘制平行样品分析结果精密度控制图。(6)准确度控制：用权威实验室提供的土壤标样来控制样品分析的准确度，每批样品分析同时要加测土壤标样，其数量应占测定样品数的 10，每次测试结果须落在标样 X2S 范围内，以确保数据的准确性和可比性。 6、土壤背景值异常值的判断与剔除方法平均值加标准差法：把大于平均值加二倍标准差的样品作为可疑值而剔除。4d 法：某元素测定与该元素平均值的差大于平均偏差的 4 倍时视为异常值而被剔除。上下层比较法：即对被调查区域表土和底土间元素含量进行 t 检验。 富集
17、系数法富集 系数显著大于 1，表明元素有外来污染，应剔除。 富集系数小于 1，表明元素被淋溶。 富集系数近似于 1，表明元素既未受污染也未受淋溶。 第四章1、土壤环境容量的概念。亦称土壤负载容量，系指一定环境单元、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，土壤所能容纳的污染物最大负荷量。2、土壤静容量和动容量的概念。土壤静容量是指在一定的环境单元和一定的时限内，假定污染物不参与土壤圈物质循环情况下所能容纳污染物的最大负荷量。土壤动容量是指一定的环境单元和一定时限内，假定污染物参与土壤圈物质循环时，土壤所能容纳污染物的最大负荷量。3、土壤的自净作用及其类型。土壤的自净作
18、用：是指进入土壤的污染物在土壤矿物质、有机质和土壤微生物的作用下，经过一系列的物理、化学、物理化学和生物化学反应过程，降低其浓度或改变其形态，从而消除污染物毒性的现象。类型：物理净化作用 物理化学净化作用 化学净化作用 生物净化作用 4、土壤环境容量的影响因素。土壤性质的影响 包括对重金属形态、微生物、植物产量和品质等。指示物的影响 包括平衡时间与浓度、形态的变化、污染物累积过程等。污染历程的影响环境因素 包括温度、湿度、pH 值、Eh 值等。污染物化合物的类型的影响5、土壤环境容量的应用。预测土壤重金属污染状况污灌水质标准的制定农田施用污泥标准的制定 第五章1、土壤重金属污染来源包括哪些方面
19、，举例说明。大气沉降 主要的大气污染源有：电厂、黑色冶金、石油开采和加工、运输、有色冶金以及建筑材料开采和生产等。 煤和石油的燃烧也是重金属的重要释放源。 进入大气的重金属通过干、湿沉降进入土壤和水体。污灌上海污灌区土壤中的重金属含量(mg/kg)(周根娣等，1993)土 壤 Cd Zn Cu重污染土壤中污染土壤轻污染土壤3.05.01.382.870.671.16194.5240.7140.0198.9125.3171.457.6101.234.1 67.124.7 45.9采矿和冶炼主要由采矿和冶炼中的废水、废渣及降尘所造成，在我国南方地区表现尤为突出。肥料和农药污泥引起的土壤重金属污染
20、肥料引起的土壤重金属污染 农药引起的土壤重金属污染 含有重金属的农药亦是土壤重金属污染的一个原因，特别是果园土壤中 Cu 的累积主要来自于长期施用含 Cu 农药的结果。 2、土壤中重金属形态一般可分为几种？举例说明。1)、化合物的类型 例如 Cd 的矿物包括 CdO、CdCl2、-Cd(OH)2、CdCO3、CdSO4、CdSO4 H2O、CdSiO3、CdSO4 2 Cd(OH)2、CdS 等。 重金属化合物的类型对其生态效应有着明显的影响，当土壤中所含化合物的类型不同时，由于这些化合物本身性质的差异和与土壤交互作用的不同，因而所产生的生物效应可能不一样 。2)、形态的操作定义 水溶态 交换
21、态 碳酸盐结合态 铁锰氧化物结合态 有机结合态 残留态土壤砷的形态:(1)水溶性砷 水溶性砷主要以 AsO43-和 AsO33-离子形式，常低于 l mg/kg，占总砷的 510。水溶性砷与土壤 pH(H2O)成正相关，但与土壤全砷无相关性。（2）吸附性砷 土壤中的有机质、粘土矿物和铁、铝的氢氧化物胶体，对砷有明显的吸附作用。用 1 mol/L NH4Cl 提取。水溶性砷和代换性砷两者的总和，称为 可给态砷 。 （3）难溶性砷土壤中砷可被铁、铝和钙沉淀为难溶性砷酸盐。铝型砷(Al-As)：用 0.5 mol/L NH4F 提取的砷酸铝盐；铁型砷(Fe-As)：用 0.1 mol/L NaOH
22、提取的砷酸铁盐；钙型砷(Ca-As)：用 0.25 mol/L H2SO4 提取的砷酸钙盐；闭蓄型砷(O-As)：不能被上述提取液提取出的被闭蓄在矿物晶格中的砷。 Al-As 和 Fe-As 的毒性小于 Ca-As 毒性。 一般来说，酸性土壤以 Fe-As 占优势，而碱性土壤则以 Ca-As 占优势。土壤中铬的形态： 在正常的土壤 pH 和 Eh 范围内，铬以四种形态存在: 两种三价形态Cr3+阳离子和 Cr2-阴离子 两种六价形态Cr2O72-阴离子和 CrO42-阴离子。水溶态、交换态：常用 1mol/L CH3COONH4 提取。土壤中水溶性铬一般难以测出；交换态铬含量也很低，一般为环烷
23、烃烯烃芳香烃。以气态、溶解态和单独的一相存留于非毛管孔隙的石油烃类迁移性较强，容易扩大污染范围，最终可引起地下水的污染。石油烃类对强酸、强碱和氧化剂都有很强的稳定性，在环境中残留时间较长。 其他重要的有机污染物 1)、增塑剂 我国常用的增塑剂为酞酸酯类化合物(简称 PAEs)，如邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和邻苯二甲酸二异辛酯(DEHP) 。 土壤中酞酸酯主要来源有农膜及其他废弃塑料制品的携入、工业烟尘的沉降，及用含酞酸酯的地表水的灌溉，特别是污灌的输入量更多。 由于酞酸酯类污染物具有低水溶性和高脂溶性，所以它们极易从水系向固体沉积物迁移，且极易在生物体内累积。 酞酸酯对动物有致畸、致突变作用。
24、 2)、染料类 土壤中的染料主要来源于工业废水的排放、含有染料的污水灌溉、污泥和堆肥等。 有些染料具有致癌性物，例如芳香胺类中的联苯胺、萘胺、芴胺等。3)、表面活性剂 表面活性剂是家庭和工业洗涤产品的活性成分，含有表面活性剂的工业废水和城市生活污水，以污灌和污泥的方式进入土壤。 表面活性剂分为阴离子型、阳离子型和非离子型三类。 一般关于土壤污染的表面活性剂主要是烷基苯磺酸盐，如烷基苯磺酸钠。4)、废塑料制品 塑料是一种高分子材料，常用聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等化工原料制成。 由于它具有不易腐烂、难于消解的性能，散落在土地里，就会造成永久性“白色污染” 。实验表明，塑料在土壤中需要 2
25、00 年之久才能被降解。 残留的地膜碎片会破坏土壤结构，阻断土壤中的毛细管，影响水肥在土壤中的运移，妨碍作物根系发育生长，使农作物产量降低。 有机污染物对生物的影响 (一)对微生物的影响 微生物对农药的反应大体可分成 3 类，即可忽略、可忍受与可持久反应。 有些种类的微生物对农药非常敏感，其主要代谢过程易受农药干扰；有些农药则作用于动植物和微生物共同的生化过程，因而构成对非靶生物的重大威胁。 农药的选择性一定程度上取决于其作用方式，通常内吸型比非内吸型杀真菌剂更具选择性。 对有机质分解过程的影响、对氮元素生物化学循环的影响、呼吸作用、土壤酶硫的转化磷的转化(二)有机污染物对土壤动物的影响污染物
26、对土壤动物的影响目前主要限于蚯蚓，因为蚯蚓在土壤中存在数量大、范围广，对蚯蚓的生态监测与毒理研究既可反映土壤污染状况，又能鉴定鉴别各种有害物质的毒性。随着土壤污染程度增加，蚯蚓分布的种类与数量明显减少。多数农药在正常用量下对蚯蚓的危害不大，但有一些农药对蚯蚓毒性很大，在蚯蚓体内可积累相当大量的持久性农药。 （三）有机污染物对植物的影响 对植物生长发育的影响：表现为株高、根长、根重、茎叶重、千粒重、产量、籽实/茎叶等可见症状的影响。 对植物生理指标的影响：出现可见症状之前的生理、生化过程的影响。如细胞渗透性、光合作用、呼吸作用、蒸腾作用及酶活性等。 植物化学成分的改变及细胞学影响：污染/营养成分
27、降低。细胞损伤。 食物链传递与人畜健康：脂溶性化合物，蓄积在人畜中。慢性中毒(生理危害)、三致作用。农药污染与农产品质量安全3、土壤中有机污染物的生物降解途径及其影响因素。途径：脱氯作用 氧化作用 苯环破裂作用 水解作用还原作用 脱烷基作用 合成反应影响因素： 环境因素 如气候条件(温度、降水、风、光照等)；土壤特性(好氧恹氧状态、有机质含量、pH、矿物质等)；生物群落(植物、动物、微生物)。 有机污染物本身性质土壤微生物最容易分解脂肪烃化合物和含羟基的芳香化合物。有机污染物的组成成分(包括溶剂、乳化剂、填充剂、增湿剂、吸附剂、缓冲剂、发泡剂、增效剂等)进入土壤后都会对土壤生物及土壤的理化性质
28、产生影响，从而间接影响有机污染物的转化；这些组成成分同样会影响到有机污染物的挥发性和移动性，进而影响到有机污染物的转化和光降解。 有机污染物之间的相互作用有机污染物之间的相互作用会产生以下三种影响：增加降解速率、增加持久性、农药间或其残留物间结合形成混和物。 农业措施栽培技术及农作物本身都可影响到有机污染物在土壤中的持久性。4、土壤中有机污染物的光化学降解途径及其影响因素。途径： 光氧化是农药光解的最重要、最常见的途径之一。如对硫磷的光氧化。 光异构化：如辛硫磷的异构化 当农药芳香环上带有烷基时，该烷基会逐渐发生光氧化反应，如可氧化成羟基、羰基，或进一步氧化为羧基。如氟乐灵：光解脱烷基，而后异
29、构化。 有机氯农药在紫外光作用下的降解过程，主要有两种类型，一类是脱氯过程，另一类是分子内重排，形成与原化合物相似的同分异构体。 土壤表面许多有酯键或醚键的农药在有紫外光和有水或水汽存在时可发生光水解反应。影响因素： 光化学降解的强度决定于光作用的持续时间、光波长度、化学物质状态、携带物体或溶剂对光的敏感性、溶液 pH 和水的有无。 不同类别的农药其光解速率按下列次序递减：有机磷类氨基甲酸酯类均三氮苯类有机氯类。 同一农药在不同土壤表面的光解速率基本相同，但不同农药在同一种土壤表面的光解速率则相差很大。 土壤因素包括土壤质地、土壤水分、共存物质、土层厚度和矿物组分等 5 个因素。 土壤质地可影
30、响农药的光解，这可能因为土壤团粒、微团粒结构影响光子在土壤中的穿透能力和农药分子在土壤中的扩散移动性。 潮湿的表面土壤在光照条件下容易形成大量的自由基如过氧基、羟基、过氧化物和单重态氧，可加速农药的光解。另外，水分增加能增强农药在土壤中的移动性，有利于农药的光解。 土壤中物质的猝灭和敏化作用也是影响土壤中有机污染物光解的重要因素。 土壤中农药的光解通常局限在土表 1mm 范围内。 土壤黏粒矿物具有相对高的表面积和电荷密度，能催化光降解作用。第七章1、土壤环境中放射性核素的来源与种类。1)、天然放射性污染 一类是在地球开始形成时就出现的放射性核素，即所谓的陆生放射性核素(Terrestrial
31、radionuclides)；另一类是通过外层空间宇宙线的作用而不断形成的放射性核素，即所谓的宇生放射性核素(Cosmogenic radionuclides)。 在陆生放射性核素中与人类关系最为密切的是 40K 和 87Rb，这两个放射性核素在自然界的丰度比较稳定。放射性核素 40K 同时为 和 发射体，而 87Rb 为 发射体。2)、人工放射性核素污染 主要来源于生产、使用放射性物质的单位所排放的放射性废物以及核爆炸等产生的放射性尘埃，重原子的核裂变是人工放射性核素的主要来源。 人工放射性核素进入环境的途径：核爆炸和其他军用核设备；核反应堆运转过程中通过大气、水体和核废料等排入环境和核事故
32、(如 1986 年前苏联的切尔诺贝利核电站)；核燃料的加工过程和核废料的处置；民用核设施(医用和农用等)。 3)、技术激活型放射性污染 技术激活型放射性核素(technically enhanced naturally occurring radio nuclides，TENOR)污染是指由于人类采矿和燃煤等工业活动导致环境中天然放射性核素的增加。 铀矿开采： 土壤中施用粉煤灰：煤矿会排放放射性物质氡。煤中天然放射性核素的平均比活度 40K为 50 Bq/kg，238U 为 20 Bq/kg， 232Th 为 200 Bq/kg，而中国煤中这 3 种核素的平均比活度分别为 104 Bq/kg、
33、36 Bq/kg 和 30 Bq/kg。 磷肥的施用：磷酸盐矿物中含有放射性核素 232T、40K、238U 和 226Ra 等，磷肥中 238U 和 226Ra 的比活度分别为 4 000 Bq/kg 和 l 000 Bq/kgP2O5，全球每年消耗的磷肥量相当于 3 000104tP2O5，成为环境中可迁移的 226Ra 最重要的来源之一 。2、基本概念：土壤放射性污染、放射性活度、放射性粒子的能量、放射性的吸收剂量土壤放射性污染：指人类活动排放出的放射性污染物，使土壤放射性水平高于天然本底值或超过国家规定的标准，它和其他污染物一样给人类生存带来了严重威胁。 放射性活度：单位时间内放射出的
34、粒子数(或单位时间内发生的核衰变数目) 。以贝克勒尔(Bq)表示，代表每秒钟有 1 个原子衰变。 放射性粒子的能量：用电子伏(eV)来衡量，1 eV 是使 1 个电子通过 1V 电位的加速电场时所得到的能量，由于放射性粒子的能量大，往往用百万电子伏(MeV)来做能量的计量单位。放射性的吸收剂量:指电离辐射授予某物质单位质量的平均能量，原先用拉德(rad)表示，1radll0-2J/kg，或 1l02erg/g；现在用戈瑞(Gy)表示，lGyJ/kg。吸收剂量亦用有效剂量表示，单位为 Sv第八章1、土壤环境质量评价的概念 土壤环境质量评价是指在研究土壤环境质量变化规律的基础上，按一定的原则、标准
35、和方法，对土壤污染程度进行评定，或是对土壤对人类健康适宜程度进行评定。 或者说，土壤环境质量评价是对土壤环境质量的高低和优劣作出定性或定量的评判。2、土壤环境质量现状评价的方法。 在全面掌握土壤及其环境特征、主要污染物、土壤背景值或本底值等基础资料之后，选择适当的评价因子和评价标准，建立评价方法模式和指数系统，进行调查和统计分析，据此评定土壤环境质量级别。 （一）单因子评价1）分指数法逐一计算土壤中各主要污染物的污染分指数，以确定污染程度。2）以土壤-作物系统污染物累积相关含量计算土壤污染指数法（分级污染指数）（二）多因子评价1） 、叠加型污染综合指数2） 、内梅罗（N. L. Nemerow
36、）综合污染指数3） 、加权综合污染指数 3、土壤环境质量现状调查的内容。（一）资料调查1） 、自然环境特征：如气象、地貌、水文和植被等资料；2） 、土壤及其特征包括：成土母质（成土母岩和成土母质类型） 、土壤类型（土类名称、面积及分布规律，作出类型分布图） 、土壤组成和特征（土壤质地、结构、pH 和 Eh 值等） ；3） 、评价区土地利用及规划设想；4） 、水土侵蚀类型、分布面积和侵蚀模型等；5） 、土壤环境背景值；6） 、当地植物种类、分布和生产情况；7） 、评价区土壤污染源、主要污染物及污染途径的调查。（二）现场实测 现场实测包括布点、采样、确定监测项目等。 布点、采样方法见土壤背景值研究
37、。 监测项目的确定主要考虑土壤主要污染物和由成土因素决定的异常因素。具体监测方法参照环境监测。4、土壤环境质量评价的参数 有机毒物： 重金属及其他无机毒物镉、汞、铬、铅、砷、氰等； 土壤中 pH、全氮量、硝态氮量及全磷量等； 有害微生物：如肠细菌、肠寄生虫卵、破伤风菌、结核菌等； 放射性元素：如 317Cs、90Sr。5、土壤环境质量评价的标准国家颁布的土壤环境质量标准以区域土壤环境背景值作为标准以土壤本底值为评价标准以区域性土壤自然含量为评价标准以土壤对照点含量为评价标准以土壤和作物中污染物质的相关含量为评价标准第九章1、基本概念：土壤修复、物理修复、化学修复、微生物修复、植物修复、原位修复
38、、异位修复土壤修复： 通过技术手段促使受污染的土壤恢复其基本功能和重建生产力的过程。物理修复：指以物理手段为主体的移除、覆盖、稀释、热挥发等污染治理技术。化学修复：指利用外来的、或土壤自身物质之间的、或环境条件变化引起的化学反应来进行污染治理的技术。微生物修复：就是利用微生物的作用将土壤中有害的有机污染物降解为无害的无机物（CO2 和H2O）或者通过生物吸附和生物氧化、还原作用改变有毒元素的存在形态，降低其在环境中的毒性和生态风险的过程。通常简称为生物修复。 植物修复：是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。原位修复:较土壤挖出后再进行修复更
39、为经济有效，对污染物就地处置，使之得以降解和减毒，不需要建设昂贵的地面环境工程基础设施和远程运输，操作维护起来比较简单，还有一个优点就是可以对深层次污染的土壤进行修复。异位修复:处理土壤的位置已发生改变，对污染物异地处置，使之得以降解和减毒。与原位修复技术相比，异位修复技术的环境风险较低，系统处理的预测性高于原位修复。 2、污染土壤的物理修复的主要类型。隔离法 隔离法就是用各种防渗材料，如水泥、粘土、石板、塑料板等，把污染土壤就地与未污染土壤或水体分开，以减少或阻止污染物扩散到其他土壤或水体的方法。 该法应用于污染严重、污染物易于扩散、污染物且可在一段时间后分解的情况下，如较大规模事故性农药污
40、染的土壤。翻土和客土 翻土就是深翻土壤，使聚积在表层的污染物分散到更深的层次，达到稀释的目的。 翻土法适用于土层较深厚的土壤，且要配合增加施肥量，以弥补根层养分的减少。 真空/蒸气抽提(soil vapour extraction)原位土壤蒸气浸提技术 异位土壤蒸气浸提技术 热处理技术(thermal treatment)高温原位加热修复技术低温原位加热修复技术 原位电磁波加热修复技术异位热处理法固化/稳定化(solidification/stabilization玻璃化修复技术 物理分离修复技术电动修复3、污染土壤的化学修复的主要类型。土壤性能改良技术土壤淋洗/萃取技术溶剂浸提技术原位化学氧
41、化修复技术4、有机污染土壤的微生物修复的原理。微生物修复有机物污染土壤的条件： 土壤中存在能够降解或转化污染物的微生物； 绝大部分有机物具有可生物降解性。用于生物修复的微生物菌中有以下三类：土著微生物、外来微生物和基因工程菌。5、微生物修复的主要类型及其原理 自然生物修复(intrinsic bioremediation)是不进行任何工程辅助措施或不调控生态系统，完全依靠自然的生物修复过程，即靠土著微生物发挥作用。 在生物降解速率很低或不能发生时，可采用人工生物修复，通过补充营养盐、电子受体，改善其他限制因子或微生物菌体，促进生物降解。 原位生物修复(in situ bioremediatio
42、n)在污染的原地点进行，采用一定的工程措施，但没有人为移动污染物，不挖出土壤或抽取地下水，采用利用生物通气、生物冲淋等方式进行。 异位生物修复(ex situ bioremediation)是移动污染物到邻近地点或反应器内进行，采用工程措施，挖掘土壤或抽取地下水进行。 反应器型生物修复在反应器内进行，使细菌和污染物充分接触，并确保充足的氧气和营养物供应。 有机物污染土壤的微生物修复技术基于微生物能利用污染物作为碳源和能源，从而达到对污染物的分解和矿化的原理; 基于遗传学和分子生物学的方法改善微生物的降解能力； 基于实验科学手段，创造微生物生长的良好环境条件，使生物修复技术有能力通过这一系列过程
43、有效地消除污染，净化环境，将已被破坏了的生态平衡重新加以恢复。 重金属污染的微生物修复包含两方面的技术，即生物吸附和生物氧化还原。 生物吸附是重金属被活的或死的生物体所吸附的过程； 微生物对重金属的生物积累机理主要表现在胞外络合作用、胞外沉淀作用以及胞内积累 3 种形式。微生物可通过带电荷的细胞表面吸附重金属离子，或通过摄取必要的营养元素主动吸收重金属离子，将重金属离子富集在细胞表面或内部。6、微生物修复的优、缺点微生物修复的优点：微生物降解较为完全，可将一些有机污染物分解为 CO2 和水，可以永久性地消除污染物，无二次污染；处理形式多样，操作相对简单，还可与其他处理技术结合使用，处理复合污染
44、。微生物修复经常以原位方式进行，这样可使对污染位点的干扰或破坏达到最小，可在难以处理的地方(如建筑物下、公路下)进行，在生物修复时场地可以照常用于生产；同时减少了运输费用和人类直接接触污染物的机会；与物理、化学方法相比，费用较低，约为热处理费用的 1/31/5。可处理多种不同的有机污染物和某些重金属，无论污染面积的大小均可施用，并可同时处理受污染的土壤和地下水。缺点：专一性较强，特定的微生物只降解某种或某些特定类型的化学物质，污染物的化学结构稍有变化，同一种微生物的酶就可能不起作用。当污染物溶解性较低或者与土壤腐殖质、粘粒矿物结合较紧时，微生物难以发挥作用。 有一定的浓度限制，当污染物的浓度太
45、低且不足以维持降解微生物的群落时，微生物修复不能很好发挥作用。有些化学品经微生物降解后其产物的毒性和移动性比母体化合物反而增加，因此项目执行时，监测指标包括化学监测项目和微生物监测项目。微生物修复受各种环境因素的影响较大。优点 缺点可在现场进行 不是所有的污染物都可使用，有些 污染物不能使用对位点的破坏达到最小 有些化学品的降解产物毒性和迁移性增强减少运输费用，消除运输隐患 有一定的浓度限制永久性地消除污染 地点特异性强费用低 需增加微生物监测项目可和其他处理技术结合使用 工程前期投入高7、植物修复的的主要类型及其原理(1) 植物萃取技术(phytoextraction) 利用重金属超富集植物
46、(hyperaccumulator)从土壤中吸收重金属，并将其转运到可收割的部位；然后收割植物富集部位，并经过热处理、微生物、物理或化学的处理，减少植物的体积或重量，以达到降低加工、填埋和人工操作费用的目的。(2)植物钝化技术(phytostabilization) 利用特殊植物将污染物钝化/固定，降低其生物有效性及迁移性，使其不能为生物所利用，达到钝化/稳定、隔断、阻止其进入水体和食物链的目的，以减少其对生物和环境的危害。(3)植物挥发(phytovolatization) 植物可以从土壤中吸收污染物并将其转化为气态物质释放到大气中。(4)植物降解(phytodegradation) 利用植
47、物及其根际微生物区系将有机污染物降解，转化为无机物(CO2、H2O)或无毒物质，以减少其对生物与环境的危害(5)植物转化(phytotransformation) 在植物的根部或其他部位通过新陈代谢作用将污染物转化为毒性较小的形态。(6)植物刺激(phytostimulation) 植物的根系分泌物如氨基酸、糖、酶等物质能促进根际土壤微生物的活性和生化反应，有利于污染物的释放和降解。8、植物修复的优缺点植物修复的优点: 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。 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，能使土壤保持良好的结
48、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，有利于生态环境的改善和野生生物的繁衍生境。 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。 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。植物修复的缺点: 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复合污染土壤治理中的应用。 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)需要更长的时间，尤其是与土壤结合紧密的疏水性污染物。 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。植物受病虫害侵染时会影响其修复能力。 9、超积累植物的含义及其特点超积累植物:指能超量吸收重金属并将其运移到地上部的特殊植物，植物叶片或地上部（干重）中含镉达到 100mg/kg，含砷、钴、铜、镍、铅达到 1000mg/kg，含锰、锌达到 10000mg/kg
