【环境课件】环境污染.ppt

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1、（三）植物性营养物 植物性营养物主要指含有氮磷等植物所需营养物的无机、有机化合物，如氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐、磷酸盐和含氮、磷的有机化合物。这些污染物排入水体，特别是流动较缓慢的湖泊、海湾，容易引起水中藻类及其他浮游生物大量繁殖，形成富营养化污染，除了会使自来水处理厂运行困难、造成饮用水的异味外，严重时也会使水中溶解氧下降、鱼类大量死亡，甚至会导致湖泊的干涸灭亡。 （四）重金属 很多重金属对生物有显著毒性，并且能被生物吸收后通过食物链浓缩千万倍，最终进入人体造成慢性中毒或严重疾病。例如，著名的日本水俣病就是由于甲基汞破坏了人的神经系统而引起的；骨痛病则是镉中毒造成骨骼中钙的减少的后果，这2种疾病

2、最终都会导致人的死亡。,不同工业排放废水的性质差异很大，即使是同一种工业，由于原料工艺路线、设备条件、操作管理水平的差异，废水的数量和性质也会不同。一般讲来，工业废水有以下几个特点： （1）废水中污染物浓度大，某些工业废水含有的悬浮固体或有机物浓度是生活污水的几十甚至几百倍； （2）废水成分复杂且不易净化，如工业废水常呈酸性或碱性，废水中常含不同种类的有机物和无机物，有的还重金属、氰化物、多氯联苯、放射性物质等有毒污染物。 （3）带有颜色或异味，如刺激性的气味，或呈现出令人生厌的外观、易产生泡沫，含有油类污染物等； （4）废水水量和水质变化大，因为工业生产一般有着分班进行的特点，废水水量和水质

3、常随时间有变化，工业产品的调整或工业原料的变化，也会造成废水水量和水质的变化； （5）某些工业废水的水温高，甚至有高达40以上。,几种主要的工业废水的水质特点及其所含的污染物,几种主要的工业废水的水质特点及其所含的污染物,近年来难降解合成有机物污染受到广泛注意，这是一种新的有机物污染。它们即使在十分低的含量下也可能对人体健康有直接危害，如致癌、致畸、致突变。 2、重金属污染 重金属随废水排入水体后，大多将沉淀至水底，或与有机物螯合成毒性很强的金属有机物。由于我国对工业含重金属废水的排放控制较早，因此在全国范围内水体重金属污染面积不大。,据世界银行调查资料，与其他收入水平相当的发展中国家相比，我

4、国的安全饮用水供给水平及卫生设施水平是比较高的。因此，与水污染有关的疾病的发病率相对较低。1990年，我国有1.5%的总死亡率和3%的总疾病率与供水及其卫生条件相关。相比之下，与空气污染有关的慢性障碍性呼吸道疾病却占总死亡率的16%和总疾病率的8.5%。应该注意，我国农村由于化肥的广泛使用以及农民收入的提高，农民收集城市粪便用作肥料的习惯已经改变，但城镇中现代化的污水收集和处理系统却远未形成。因此，可能会引起全国范围，特别是北方地区肠道疾病发病率的增加。水污染对于饮用水源的威胁，也必然带来对人体健康的威胁。 对某些污水灌溉区的调查说明，生活在污水灌溉区的农民的发病率要明显比非污水灌溉区的发病率

5、高。对采用不同饮用水源的人群的调查说明，在同一个地区，饮用井水的居民癌症发病率要比饮用池塘水的居民低得多。,废水处理方法的分类及去除对象,废水处理方法的分类及去除对象,第二节大气污染 一个人几天不吃东西还可以活着，但是，几分钟不呼吸就会死亡。空气，就在我们身边，它虽看不见、嗅不到，但人类和一切生物都离不开它。由于世界人口剧增，工业高度发展，加之人们对保护自然生态环境的重要性认识不足，呼吸洁净空气已成了人类的奢望。 在英语中大气污染有两个名词： Air Pollution（空气污染）和Atmosphere Pollution（大气污染）。后者用法比较固定，专指有毒有害化学物质排放到室外空气中所产

6、生的污染问题。而对前者的使用比较混乱，有人将此词仅仅理解为室内空气污染；也有人将其理解为室内和室外空气污染的总称。大气污染的定义起源于对有害影响的观察，也就是说，如果大气污染物达到一定浓度，并持续足够的时间，达到对公众健康、动物、植物、材料、大气特性或环境美学因素产生可以测量的影响，这就是大气污染。这种定义方法在很大程度上是基于习惯的公害概念，现在已有很大延伸。例如，大量能量（如热能）释放进入大气引起不良影响，人类活动导致大气中某些组分变化产生的危害等也归入了大气污染的范畴。,一、污染大气的污染源及污染物有哪些 大气污染源可分为两类：天然源和人为源。天然源系指自然界自行向大气环境排放物质的场所

7、。人为源系指人类的生产活动和生活活动所形成的污染源。前者是自然界所发生火山爆发、地震、台风、森林火灾等自然灾害所造成的。后者是人类活动所排放的有毒有害气体所造成的。由于自然环境所具有的物理、化学和生物机能（自然环境的自净作用），会使自然过程造成的大气污染，经过一定时间后自动消除，使生态平衡自动恢复。一般而言，大气污染主要是人类活动造成的。,大气污染物系指由于人类活动或自然过程排入大气，并对人和环境产生有害影响的物质。 大气污染物的种类很多，按其来源可分为一次污染物和二次污染物。一次污染物系指直接由污染源排放的污染物。而在大气中一次污染物之间或一次污染物与大气的正常成分之间发生化学作用生成的污染

8、物，称为二次污染物，它常比一次污染物对环境和人体的危害更为严重。大气污染物按其存在状态则可分为两大类：气溶胶状污染物（如颗粒物）和气体状态污染物（简称气态污染物）。 下表为一些重要的气态污染物及其人为源。,气态污染物及其人为源,*注：MSO4和MNO3分别表示一般的硫酸盐和硝酸盐。,表 API指数参考对应的空气质量级别,按污染物质的物理状态，可分为固体、液体和气体等形式。其中90以气体形式存在，10以气溶胶形式存在。根据化学性质不同，一般把大气污染物分为以下八类： 1）碳氧化物，主要指 CO和 CO2。 2）氮氧化物，主要指NO和NO2，用NOx表示。 3）硫氧化物，主要指 SO2等，用 SO

9、x表示。 4）碳氢化合物，通常包括醛、酮和HCO化合物。 5）卤素化合物，主要指氟利昂。 6）氧化剂，主要指O3、PAN和过氧化物等。 7）颗粒物及气溶胶。 8）放射性物质。,此外，有的地区还有汞蒸汽、铅蒸汽和石棉等污染。 上述污染物对环境和人类健康的影响是显而易见的。要想减少或消除环境中的污染物，就必须了解污染物的来源和迁移转化规律，以便制订相应的处理措施。下面主要讨论几种具有代表性的污染物的来源、迁移转化和归宿。,二、哪几种大气污染最为典型 （一）煤烟型污染,图 煤燃烧过程的生成物,燃煤产生的二氧化硫在大气中会氧化而生成硫酸雾或硫酸盐气溶胶，是环境酸化的重要前体物，也是大气污染的主要酸性污

10、染物。因此，当一次污染物主要为二氧化硫和煤烟时，二次污染物主要是硫酸雾和硫酸盐气溶胶。在相对湿度比较高、气温比较低、无风或静风的天气条件下，二氧化硫在重金属（如铁、锰）氧化物的催化作用下，易发生氧化作用生成三氧化硫，继而与水蒸气结合形成硫酸雾。硫酸雾是强氧化剂，其毒性比二氧化硫更大。它能使植物组织受到损伤，对人的主要影响是刺激其上呼吸道，附在细微颗粒上时也会影响下呼吸道。一般多发生在冬季，尤以清晨最为严重，有时可连续数日。例如，日本四日市气喘病，就是大气中高浓度的二氧化硫所致。 二氧化硫与大气中的烟尘有协同作用。当大气中二氧化硫浓度为0.21mL/m3，烟尘浓度大于0.3mg/m3时，可使呼吸

11、道疾病发病率增高，慢性病患者的病情迅速恶化，使危害加剧。例如，20世纪50年代的著名公害事件伦敦烟雾事件，以及马斯河谷事件和多诺拉等烟雾事件，都是这种协同作用所造成的危害。,在我国，大气污染主要是由于煤炭的不合理开发和使用造成的。这从我国的能源消费构成可以看出，据统计，在能源消费构成中，煤炭占.72.74%，石油占19.92%,，天然气占2.85%，水电占4.4%。发电厂燃烧的石化燃料主要是石油和煤，在产生热和电力的同时向大气中释放大量硫化物等有害气体和灰尘微粒。另外，大量的机动车辆，各种工业炉、家用炉，每天向大气中排放数以吨计的污染物，严重时可形成覆盖整个城市上空的烟雾层。我国现在每年向大气

12、中排放污染物4300万吨，其中粉尘约2000万吨，二氧化硫约1200-1500万吨，氮氧化物约400万吨。 人类主要是通过燃烧化石燃料，向大气排放大量的二氧化硫。目前全球每年向大气输入约1.5亿吨二氧化硫。其中，排放源主要集中在城市和工业区，造成大面积的严重污染。根据我国历年的资料估算，我国燃烧过程产生的大气污染物约占大气污染物总量的70%，其中燃煤排放量占整个燃烧排放量的96%。燃煤每年向大气中排放有害物质1200-1500万吨，占总排量的89%,；燃煤排放的烟尘占粉尘总排量的61%,；燃煤排放的氮氧化物和一氧化碳分别占同类总排量的67%和71%。,能源的燃烧方式落后，加重了大气污染。我们知

13、道，在我国的工业锅炉中有80%是小锅炉，其热效率低下。民用小火炉热效率更低，且分布广，低空排放，在人口稠密的居民区（特别在冬季）很容易引起大气污染。研究表明，由于民用小锅炉是一种低空污染源，在燃烧同样多的煤炭、排放同样数量的二氧化硫情况下，其对环境危害是高烟囱的60倍。另外，我国能源构成中煤炭比重占70%,以上，生产的煤炭中有89%,用作燃料。煤炭开采、加工以及使用的落后，是造成大气污染的基本原因。当前我国开采的煤炭中，硫分超过2%的高硫煤有1亿吨左右。但煤炭洗选加工的落后，使原煤中的硫不能有效地脱出，硫资源变成了污染源，造成极大的资源浪费。煤炭开采过程中产生的大量矸石，大多未能得到合理利用或

14、及时处理。随意堆积的矸石很容易引起自燃，产生大量的二氧化硫和一氧化碳等有害气体。,表1 不同类型燃煤炉烟尘发生量,酸沉降对水体、森林和土壤具有重要影响，因酸沉降引起的经济损失相当可观。据研究估算，酸沉降对江苏、浙江、安徽、福建、江西、湖北、广东、广西、四川、贵州等11个省、自治区造成的森林生态损失已达510亿元/年左右，造成的农作物经济损失约为43.91亿元/年。酸沉降已成为制约地方经济发展的主要因素之一。削减SO2的排放，控制酸沉降污染的发展，已刻不容缓近年来，被称为“空中死神”的酸雨，已在我国长江以南，特别是华南广大地区频频降临。目前，酸雨区面积已占国土总面积的近50，并正在日益扩大。酸雨

15、是指pH值小于56的雨雪，或其他方式形成的大气降水，如雾、露、霜等，是一种严重的大气污染现象，又称酸性雨或酸性降水。纯净的雨雪降落时，空气中的二氧化碳溶人其中形成碳酸，因而具有弱酸性。空气中二氧化碳的浓度一般约在316ppM左右，这时，降水的pH通常约为5.6。 20世纪50年代以前，世界上降水的pH值一般大于5，少数工业区偶尔降过酸雨。从60年代始，随着工业发展和矿物燃料消耗的增多，一些地区如北欧和北美，降水的pH值降到5以下，并且范围不断扩大。目前，中国南方的酸雨pH值均小于5。 。,大气中不同的酸性物质所形成的各类酸，都对酸雨的形成起作用。这其中，绝大部分是硫酸和硝酸，多数情况下以硫酸为

16、主。硫酸和硝酸是由人为排放的二氧化硫和氮氧化物转化而成的。煤和石油燃烧，以及冶炼金属等释放到大气的二氧化硫，通过化学反应生成硫酸，高温燃烧所生成的一氧化氮，排入大气后大部分转比为二氧化氮，再遇水生成硝酸或亚硝酸。 弱酸性降水可溶解地壳中的矿物质，供动、植物吸收。但如果酸度过高，例如pH值降到5以下，就可能使人类及大自然生态系统受到损害。在土壤盐基饱和度低或上层薄的岩石地区，酸性雨水降落地面后得不到中和，可使土壤、湖泊、河流等酸化。而河湖水体的pH值降到5以下时，鱼的繁殖发育便会受到严重影响。因此，酸化的湖泊、河流中鱼类减少，情况严重的甚至可成为“死湖”。 不仅如此，酸雨抑制土壤中有机物的分解和

17、氮的固定，淋洗与土壤粒子结合的钙、镁、钾等营养元素，使土壤贫瘠化。酸雨伤害植物的新生芽叶，从而影响其生长发育，酸雨腐蚀建筑材料、金属结构、油漆等。酸雨损坏古建筑、雕塑像。酸雨可伤害人的呼吸道系统和皮肤。而作为水源的湖泊和地下水酸化后，由于金属的溶出，可能对饮用者的健康造成更大的危害。,酸雨是陆地生物圈包括人类的天外来敌，通常被冠以“空中死伸”的恶称，然而导致酸雨威胁人类的根源，还是人类自己对环境，尤其是大气的污染。酸雨今后将严重危及水质、土壤、森林和各种构筑物，对于人类来说，这是一场化学战争。 酸雨公害越来越明显。1984年美国政府在一份名为酸雨与大气污染的转移报告中指出，“如果再不采取某些防

18、止大气污染的措施，污染地区猢泊和河流都将彻底死亡。”美国政府的这份报告有着广泛的调查基础，而其调查对象包括东北部的纽约州在内的9个州27个地区。这其中，在调查的17059个湖泊中有9423个受到影响，2993个受到严重危害。此外，在187877公里的河流中，有78488公里已面临危机，39501公里显著受害。 据调查，全国发现酸雨的省、市、区已达20个，在设置的3000多个观测点中，有超过一半的观测站记录到了酸雨。同时，酸雨的危害不仅在城市发生，而且已扩展到农村地区。在南方，酸雨的危害尤为严重，像广州、苏州、南昌、贵阳、重庆、柳州等地，都观测到了酸度相当强的酸雨。在苏州，曾经发生pH值为4的酸

19、雨导致大批西瓜被毁。在重庆，pH值为3酸度相当于柠檬汁的酸雨，使得大片水稻枯死。,酸雨的主要成因之一是大量排放二氧化硫所导致。而目前我国二氧比硫的排放量已退近5000万吨。典型的煤烟型消费，无情的酸雨打击，已使人们借受磨难。重庆的马路边的绿化树，从60年代以来已换过5茬8个树种，但仍然无法抵御污染导致的提前衰老和枯亡。四川宜宾市酸雨频率高达100%，这就意味着在这个城市降落的每一场雨，浇到地面和人身的每一滴雨水，都是可怕的酸雨。据最新统计资料表明，在我国进行的73个城市降水监测结果中，年均为酸雨的城市就占70。 近十年来，广东省几乎每降3场雨，就有2场是酸雨，给全省农业和森林等造成不可估量的损

20、失。为此广东省不得不在全省环保会上提出一系列措施，决心扭转酸雨污染加剧的局面。广东随着经济的快速增长，全省电力工业和建材行业发展迅速。与此同时，全省工业废气和粉尘的排放量也迅速递增，据专家近10年的统计，二者年均递增率分别为15和12。有“雾都”之称的重庆本来湿度就大，酸雨的蔓延和加剧，无疑给重庆带来劫难性的灾害。有关方面曾做过一个比较，由于受酸雨的侵蚀，重庆嘉陵江大桥金属结构的维修周期，只及南京长江大桥的1/5。而另一项调查数据是，重庆市南山上的马尾松死亡率高达60。,随着城市汽车数量的急剧膨胀，我国成都、重庆和北京等地已存在光化学烟雾的潜在危险。1980年8月24日和9月24日，兰州市就曾

21、出现过这种现象，据对当时2501人自觉症状的调查，其中76的人眼睛干涩、流泪、畏光，49%的人感到头晕，37的人感到头痛，36的人引起咳嗽并感到胸闷，26%的人有恶心感，22的人感到咽干和喉痛。 光化学烟雾对健康的危害，主要是对眼睛和呼吸道粘膜的刺激，严重时也刺激人的中枢神经。除此之外，它对儿童肺功能的影响明显超过成人，它可使慢性呼吸系统疾病患者病情恶化，它还能降低能见度，增加交通事故的发生率。近十年来,随着经济的发展和机动车保有量的快速增长,北京、上海、广州和深圳等城市频繁观测到污染相当严重的光化学烟雾现象。虽然我国于20世纪80年代在与具有关联性的光化学污染方面进行了一些研究,但之后大规模

22、的调查和研究基本上处于停滞状态,特别是近来在机动车及其排放不断增长和汽油品质发生重要变化的污染形势下,尚未对其造成的光化学污染及其特征进行深入研究。,图 汽车排放的污染物,正当汽车尾气污染水涨船高的时候，中国的汽车工业的发展也“踩足油门，只争朝夕”。目前，全国已拥有汽车2000多万辆。这个数字看起来似乎并不多，也正因为太少才使国人对汽车消费的“胃口”逐步调起来，何况就是这不多的汽车，所造成的空气污染已经十分严重了。 以北京市为例，汽车的保有量是200万辆，此数字但是东京或洛杉矶的十分之一，但因每部车的排污量比国外同类汽车高几倍，导致北京市的汽车污染与东京和洛杉矶比大体相当。重庆是一座山城，街道

23、狭窄崎岖，每年雾天达3个月以上，是中国著名的雾都。也正因为这种特有的地理条件，使重庆的汽车使用率特别高，污染排放量更大。重庆现有汽车80多万辆，有人估计这些车的废气排放量可以与北京的200万辆不相上下。车辆的剧增、单车排污严重、交通不畅、排放管理不严、维修保养不善，这种种因素的迭加，造成我国汽车排污量呈现连年递增的局面。,在环境意识淡薄的国人面前，便出现了许多荒唐事：例如，诸如大众、福特等名牌车，其生产商在他们国内要忍辱负重、小心翼翼、而又全力以赴地执行本国的控制政策，但当他们把市场推向中国时就可以大松一口气。事实上，目前中国从国外引进的车型中，普遍没有尾气净化装置，即如大名鼎鼎的奥迪轿车，返

24、销德国的那部分必须加装尾气净化装置，而在中国销售的部分则全部无需如此。与这一事实相辅相承的，是我国现行的汽车徘污标准只相当于欧美等国家等60或70年代的水平。毫无疑问，追求方便舒适的生活条件是人类的天性，当然也是我国居民的向往，但挡不住的车的背后，是更难挡大气污染。,全国二氧化硫排放量在2001年仍达1947.8万吨,百分之六十以上的南方城市出现酸雨,酸雨面积约占国土面积的1/3,是世界三大酸雨区之一。酸雨控制区107个城市中有98个城市出现酸雨2,占酸雨控制区城市数的91.6%。酸雨造成的经济损失巨大。机动车尾气污染等问题日渐突出,尾气造成大城市的、臭氧浓度超标,发生光化学烟雾的趋势明显;大

25、多数城市普遍存在总悬浮微粒()超标现象,颗粒物污染极为突出。2001年,开展监测的341个城市中,三级和劣于三级国家空气环境质量的分别占33.4%和33.2%2。表明城市空气质量处于较严重的污染水平。在我国部分城市,由于挥发性有毒有机物()污染导致的癌症与呼吸系统疾病明显增加,对人体健康构成严重威胁。包括大气污染在内的环境污染和生态恶化给我国各方面造成的损失巨大。仅中国环境污染造成的经济损失,国内外学者虽对它占中国的比例估计不一,有的说是4.04%至6.75%,有的说高达10%以上17,18,总之,中国环境污染造成的经济损失是惊人的。,（2）机外净化：机外净化方法主要有后燃法和催化转换法2种。

26、后燃法即让高温废气在排气管中进一步燃烧，从而达到降低排放污染物目的。后燃法主要有加热反应器、二次空气喷射等方法。热反应器及空气注入系统是向排气管内喷射空气，利用排放气体的高温使碳氢化合物、一氧化碳及醛类在富氧的条件下继续燃烧，从而降低碳氢化合物和一氧化碳的排放量。催化转换是在催化剂的作用下，使排放气体中的碳氢化合物、一氧化碳、氮氧化物通过化学反应（燃烧），然后以二氧化碳、水蒸气、氮气的形式进入大气。虽然目前尚不能完全消除有害气体的排放，但已使有害物质的含量大幅度地降低。催化转化技术是目前应用比较广泛，且技术比较成熟的方法。 此外，还可通过控制燃料的蒸发、开发和利用新型低污染车用发动机来减少机动

27、车的污染物排放。,第三节 土壤污染,土壤是地球陆地表面能获得植物收获的疏松表层，是地球上大多数生物生长、发育和繁衍栖息的场所，更是人类生存和发展的基础，是人类工作的对象。同时，人类的生活、生产活动也对土壤本身产生影响，这既包括促进了土壤的形成和发展，也包括使土壤发退化和污染。 土壤污染是全球三大环境要素（大气、水体和土壤）的污染问题之一，也是全世界普遍关注和研究的主要环境问题。土壤污染对环境和人类造成的影响与危害在于它可导致土壤的组成、结构和功能发生变化，进而影响植物的正常生长发育，造成有害物质在植物体内累积，并可通过食物链进入人体，以致危害人体健康。土壤污染的最大特点是，一旦土壤受到污染，特

28、别是受到重金属或有机农药的污染后，其污染物是很难消除的。因此，要特别注意防止重金属等污染物质污染土壤。对于已被污染的土壤，应积极采取有效措施，以避免和消除它可能对动植物和人体带来的有害影响。,一、 土壤污染源及污染物 土壤污染是指人类活动所产生的污染物质通过各种途径进入土壤，其数量超过了土壤的容纳和同化能力，而使土壤的性质、组成及性状等发生变化，并导致土壤的自然功能失调，土壤质量恶化的现象。土壤污染的明显标志是土壤生产力的下降。 （一）土壤污染源 土壤污染物的来源极为广泛，其主要来自工业（城市）废水和固体废物、农药和化肥、牲畜排泄物以及大气沉降等。 1工业（城市）废水和固体废物 在工业（城市）

29、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引起污染。利用工业废渣和城市污泥作为肥料施用于农田时，常常会使土壤受到重金属、无机盐、有机物和病原体的污染。工业废物和城市垃圾的堆放场，往往也是土壤的污染源。,2农药和化肥 现代农业生产大量使用的农药、化肥和除草剂也会造成土壤污染。如有机氯杀虫剂DDT、六六六等在土壤中长期残留，并在生物体内富集。氮、磷等化学肥料，凡未被植物吸收利用的都在根层以下积累或转入地下水，成为潜在的环境污染物。 3牲畜排泄物和生物残体 禽畜饲养场的积肥和屠宰场的废物中含有寄生虫、病原体和病毒，当利用这些废物作肥料时，如果不进行物理和生化处

30、理便会引起土壤或水体污染，并可通过农作物危害人体健康。 4大气沉降物 大气中的SO2、NOx 和颗粒物可通过沉降或降水而进入到农田。如北欧的南部、北美的东北部等地区，雨水酸度增大，引起土壤酸化、土壤盐基饱和度降低。大气层核试验的散落物可造成土壤的放射性污染。 此外，造成土壤污染的还有自然污染源。例如，在含有重金属或放射性元素的矿床附近，由于这些矿床的风化分解作用，也会使周围土壤受到污染。,（二）土壤污染物 凡是进入土壤并影响到土壤的理化性质和组成，而导致土壤的自然功能失调、土壤质量恶化的物质，统称为土壤污染物。土壤污染物的种类繁多，按污染物的性质一般可分为四类：即有机污染物、重金属、放射性元素

31、和病原微生物。 1有机污染物 土壤有机污染物主要是化学农药，目前大量使用的化学农药约有50多种。其中主要包括有机磷农药、有机氯农药、氨基甲酸酯类、苯氧羧酸类、苯酰胺类等。此外，石油、多环芳烃、多氯联苯、甲烷、有害微生物等，也是土壤中常见的有机污染物。 2重金属 使用含有重金属的废水进行灌溉是重金属进入土壤的一个重要途径。重金属进入土壤的另一条途径是随大气沉降落入土壤。重金属主要有Hg、Cd、Cu、Zn、Cr、Pb、As、Ni、Co、Se等。 由于重金属不能被微生物分解，而且可为生物富集，土壤一旦被重金属污染，其自然净化过程和人工治理都是非常困难的。此外，重金属可以被生物富集，因而对人类有较大的

32、潜在危害。,3放射性元素 放射性元素主要来源于大气层核试验的沉降物，以及原子能和平利用过程中所排放的各种废气、废水和废渣。放射性元素主要有Sr、Cs、U等。含有放射性元素的物质不可避免地随自然沉降、雨水冲刷和废弃物的堆放而污染土壤。土壤一旦被放射性物质污染就难以自行消除，只能靠其自然衰变为稳定元素，而消除其放射性。放射性元素也可通过食物链进入人体。 4病原微生物 土壤中的病原微生物，可以直接或间接地影响人体健康。它主要包括病原菌和病毒等。来源于人畜的粪便及用于灌溉的污水（未经处理的生活污水，特别是医院污水）。人类若直接接触含有病原微生物的土壤，可能会对健康带来影响；若食用被土壤污染的蔬菜、水果

33、等则间接受到污染。,二、土壤污染的影响和危害 土壤污染直接会使土壤的组成和理化性质发生变化，破坏土壤的正常功能，并可通过植物的吸收和食物链的积累等过程，进而对人体健康构成危害（图5-5）。土壤污染还会使农作物的产量和质量下降。,（一）土壤污染对植物的影响 当土壤中的污染物含量超过植物的忍耐限度时，会引起植物的吸收和代谢失调；一些污染物在植物体内残留，会影响植物的生长发育，甚至导致遗传变异。 1无机污染物的影响 土壤长期施用酸性肥料或碱性物质会引起土壤pH 的变化，降低土壤肥力，减少作物的产量。 土壤受Cu、Ni、Co、Mn、Zn、As 等元素的污染，能引起植物的生长和发育障碍；而受Cd、Hg、

34、Pb 等元素的污染，一般不引起植物生长发育障碍，但它们能在植物可食部位蓄积。 用含Zn污水灌溉农田，会对农作物特别是小麦的生长产生较大影响，造成小麦出苗不齐、分蘗少、植株矮小、叶片发生萎黄。过量的Zn还会使土壤酶失去活性，细菌数目减少，土壤中的微生物作用减弱。 当土壤中含As量较高时，会阻碍树木的生长，使树木提早落叶、果实萎缩、减产。土壤中存在过量的Cu，也能严重地抑制植物的生长和发育。 当小麦和大豆遭受Cd的毒害时，其生长发育均受到严重影响。实验证明，随着施Cd量的增加，作物体内Cd含量增高，产量降低。,2有机毒物的影响 利用未经处理的含油、酚等有机毒物的污水灌溉农田，会使植物生长发育受到障

35、碍。例如，我国沈阳抚顺灌区曾用未经处理的炼油厂废水灌溉，结果水稻严重矮化。初期症状是叶片披散下垂，叶尖变红；中期症状是抽穗后不能开花受粉，形成空壳，或者根本不抽穗；正常成熟期后仍在继续无效分蘖。植物生长状况同土壤受有机毒物污染程度有关。一般认为水稻矮化现象是石油污水中油、酚等有毒物和其他因素综合作用的结果。 农田在灌溉或施肥过程中，极易受三氯乙醛（植物生长紊乱剂）及其在土壤中转化产物三氯乙酸的污染。三氯乙醛能破坏植物细胞原生质的极性结构和分化功能，使细胞和核的分裂产生紊乱，形成病态组织，阻碍正常生长发育，甚至导致植物死亡。小麦最容易遭受危害，其次是水稻。据研究，每公斤栽培小麦的土壤中三氯乙醛含

36、量不得超过0.3mg。,3土壤生物污染的影响 土壤生物污染是指一个或几个有害的生物种群，从外界环境侵入土壤，大量繁衍，破坏原来的动态平衡，对人体或生态系统产生不良的影响。造成土壤生物污染的污染物主要是未经处理的粪便、垃圾、城市生活污水、饲养场和屠宰场的污物等。其中危险性最大的是传染病医院未经处理的污水和污物。 一些在土壤中长期存活的植物病原体能严重地危害植物，造成农业减产。例如，某些植物致病细菌污染土壤后能引起番茄、茄子、辣椒、马铃薯、烟草等百余种茄科植物的青枯病，能引起果树的细菌性溃疡和根癌病。某些致病真菌污染土壤后能引起大白菜、油菜、芥菜、萝卜、甘蓝、荠菜等100多种蔬菜的根肿病，引起茄子

37、、棉花、黄瓜、西瓜等多种植物的枯萎病，以及小麦、大麦、燕麦、高粱、玉米、谷子的黑穗病等。此外，甘薯茎线虫，黄麻、花生、烟草根结线虫，大豆胞囊线虫，马铃薯线虫等都能经土壤侵入植物根部引起线虫病。广义上讲，上述病虫害都可认为是土壤生物污染所致。,（二）土壤污染物在植物体内的残留 植物从污染土壤中吸收各种污染物质，经过体内的迁移、转化和再分配，有的分解为其他物质，有的部分或全部以残毒形式蓄积在植物体内的各个部位，特别是可食部位，对人体健康构成潜在性危害。 土壤中的污染物主要是以离子形式被植物根系吸收。植物从土壤中吸收污染物的强弱，与土壤的类型、温度、水分、空气等有关，也与污染物在土壤中的数量、种类和

38、植物品种有关。,1重金属在植物体内的残留 植物对重金属吸收的有效性，受重金属在土壤中活动性的影响。一般情况下，土壤中有机质、粘土矿物含量越多，盐基代换量越大，土壤的pH越高，则重金属在土壤中活动性越弱，重金属对植物的有效性越低，也就是植物对重金属的吸收量越小。在上述土壤因素中，最重要的可能是土壤的pH值。例如，在中国水稻区，不同土壤受到相同水平的重金属污染，但水稻籽实中重金属含量按下列次序递增：华北平原碳酸盐潮土（ pH 8.0）远小于东北草甸棕壤（ pH= 6.57.0），后者又远小于华南的红壤和黄壤（pH6.0）。 农作物体内的重金属主要是通过根部从被污染的土壤中吸收的。例如，植物从根部吸

39、收镉之后，各部位的含镉量为根茎叶荚籽粒。 一般根部的含镉量可超过地上部分的两倍。此外，汞、砷也是可以在植物体内残留的重金属。据测定，谷粒的单位容积中汞的含量为谷壳糙米白米；砷对农作物产生毒害作用的最低浓度为3 mg/L。,2农药在植物体内的残留 农药在土壤中受物理、化学和微生物的作用，按照其被分解的难易程度可分为两类：易分解类（如2，4-D和有机磷制剂）和难分解类（如2，4，5-T和有机氯、有机汞制剂等）。难分解的农药成为植物残毒的可能性很大。 植物对农药的吸收率因土壤质地不同而异，其从砂质土壤吸收农药的能力要比从其他粘质土壤中高得多。不同类型农药在吸收率上差异较大，通常农药的溶解度越大，被作

40、物吸收也就越容易。例如，作物对丙体666的吸收率要高于其他农药，因为丙体666的水溶性大。不同种类的植物，对同一种农药中的有毒物质的吸收量也是不同的。例如，对有机氯农药中艾氏剂和狄氏剂的吸收量：洋葱莴笋黄瓜萝卜 胡萝卜。农药在土壤中可以转化为其他有毒物质，如 DDT可转化为 DDD、DDE，它们都能成为植物残毒。一般说来，块根类作物比茎叶类作物吸收量高；油料作物对脂溶性农药如 DDT、DDE等的吸收量比非油料性作物高；水生作物的吸收量比陆生植物高。,3放射性物质在植物体内的残留 放射性物质指重核235铀和239的裂变产物包括72锌到158铕等34种元素，189种放射性同位素。当分析某一种裂变产

41、物的生物学意义时，必须考虑它们的产率、射线能量、物理半衰期、放射性核素的物理形态和化学组成，以及由土壤转移到植物的能力，生物半衰期和有效半衰期等因素。 放射性物质进入土壤后能在土壤中积累，形成潜在的威胁。由核裂变产生的两个重要的长半衰期放射性元素是90锶（半衰期为28a）和137铯（半衰期为30a）。空气中的放射性90锶可被雨水带入土壤中。因此，土壤的含90锶的浓度常与当地的降雨量成正比。137铯在土壤中吸附得更为牢固。有些植物能积累137铯，所以高浓度的放射性137铯能通过这些植物进入人体。,（三）土壤污染对人体健康的影响和危害 1病原体对人体健康的影响 病原体是由土壤生物污染带来的污染物，

42、其中包括肠道致病菌、肠道寄生虫、破伤风杆菌、肉毒杆菌、霉菌和病毒等。病原体能在土壤中生存较长时间，如痢疾杆菌能在土壤中生存22142d，结核杆菌能生存1a左右，蛔虫卵能生存315420d，沙门氏菌能生存3570d。土壤中肠道致病性原虫和蠕虫进入人体主要通过两个途径为：通过食物链经消化道进入人体。例如，人蛔虫、毛首鞭虫等一些线虫的虫卵，在土壤中经几周时间发育后，变成感染性的虫卵通过食物进入人体。穿透皮肤侵入人体。例如，十二指肠钩虫、美洲钩虫和粪类圆线虫等虫卵在温暖潮湿土壤中经过几天孵育变为感染性幼虫，再通过皮肤穿入人体。,传染性细菌和病毒污染土壤后对人体健康的危害更为严重。一般来自粪便和城市生活

43、污水的致病细菌有：沙门氏菌属、芽孢杆菌属、梭菌属、假单胞杆菌属、链球菌属、分枝菌属等。另外，随患病动物的排泄物、分泌物或其尸体进入土壤而传染至人体的还有破伤风、恶性水肿、丹毒等疾病的病原菌。目前，在土壤中已发现有100多种可能引起人类致病的病毒，例如，脊髓灰质炎病毒、人肠细胞病变孤儿病毒、柯萨奇病毒等，其中最危险的是传染性肝炎病毒。 此外，被有机废弃物污染的土壤，往往是蚊蝇孳生和鼠类繁殖的场所，而蚊、蝇和鼠类又是许多传染病的媒介。因此，被有机废弃物污染的土壤，在流行病学上被视为特别危险的物质。 2重金属对人体健康的影响 土壤重金属被植物吸收以后，可通过食物链危害人体健康。例如，1955年日本富

44、山县发生的“镉米”事件，即“痛痛病”事件。其原因是农民长期使用神通川上游铅锌冶炼厂的含镉废水灌溉农田，导致土壤和稻米中的镉含量增加。当人们长期食用这种稻米，使得镉在人体内蓄积，从而引起全身性神经痛、关节痛、骨折，以致死亡。据测定，日本因镉慢性蓄积中毒而致死者体内镉的残毒量：肋骨为 11472g/g，肝为 7051 g/g，肾为 4903g/g。,3放射性物质对人体健康的影响 放射性物质主要是通过食物链经消化道进入人体，其次是经呼吸道进入人体。通过皮肤吸收的可能性很小。该过程受到许多因素的影响，包括放射性核素的理化性质、环境因素（气象、土壤条件）、动植物体内的代谢情况及人们的饮食习惯等。 90锶

45、和137铯是对人体危害较大的长寿命放射性核素。放射性锶的化学性质同元素钙类似，均参与骨组织的生长代谢，并在体内同一部位蓄积。放射性物质进入人体后，可造成内照射损伤，使受害者头昏、疲乏无力、脱发、白细胞减少或增多，发生癌变等。此外，长寿命的放射性核素因衰变周期长，一旦进入人体，其通过放射性裂变，而产生的、射线。将对机体产生持续的照射使机体的一些组织细胞遭受破坏或变异。此过程将持续至放射性核素蜕变成稳定性核素或全部被排出体外为止。,三、土壤污染污染的防治 土壤污染具有隐蔽性，即从开始污染到导致后果有一个长时间、间接、逐步积累的过程，污染物往往通过农作物吸收、再通过食物链进入人体引发人们的健康变化，

46、才能被认识和发现。而且进入土壤的污染物移动速度缓慢，土壤污染和破坏后很难恢复，又往往不易采取大规模的治理措施。所以对于土壤污染，其防止污染比治理污染更具现实意义。土壤污染的防治一般采用以下的措施。,1、 控制和消除土壤污染源 控制和消除土壤污染源是防止污染的根本措施，既控制进入土壤的污染物的数量和速度，使其在土体中自然降解，不致迅速大量地进入土壤，引起土壤污染。主要采取下列措施： （1）控制和消除工业“三废”排放，使之符合排放标准； （2）加强灌区的监测和管理，经常了解污染物的成分、含量及动态，控制污水灌溉量，避免滥用污水灌溉引起土壤污染； （3）合理使用农药与化肥，对残留量高，毒性大的农药，

47、应控制使用范围、使用量和使用次数；大力试制和发展高效、低毒和低残留的农药新品种，探索和推广生物防治作物病虫害的途径，尽可能减少有毒农药的使用；对本身含有有毒物质的化肥品种，使用范围和数量要严控。对硝酸盐和磷酸盐类化肥，要合理施肥，经济用肥，避免过多而造成土壤污染。,2、生物防治 即通过生物降解或吸收而净化土壤。研究分离和培育新的菌种 ，意大利从土壤中分离出的某些菌种，可抽取出酶复合体，能降解2.4.D除草剂，日本研究出土壤中红酵母和蛇皮藓茵，能降解剧毒性聚氯联苯达40和30。此外，某些鼠类和蚯蚓对一些农药也有降解作用。羊齿类铁角蕨属的一种植物，有较强的吸收土壤中重金属的能力，对土壤中镉的吸收率

48、可达10，连种多年，可降低土壤含镉量。应用微生物和其它生物降解各种污染物的处理技术尚需进一步探索。,3、施加抑制剂 轻度污染的土壤施加某些抑制剂，可改变污染物在土壤中的迁移转化方向，促进某些有毒物质的移动，淋洗或转化为难溶物质，而减少作物吸收。常用的控制剂有石灰、碱性磷酸盐等。施用石灰可提高土壤pH值，使镉、铜、锌和汞等形成氢氧化物沉淀。施用石灰石，稻谷含镉量可降低30左右，氢氧化镉的pH值在10以上才能完全沉淀，pH值大于6.5时汞就能形成氢氧化物和磷酸盐沉淀，而钙离子能防止汞离子争夺植物根表面的代换位置，使植物吸收汞明显减少。因此，施用石灰还可以使作物降低对放射性物质的吸收达7080。 碱

49、性磷酸盐可与土壤中的镉作用生成磷酸镉沉淀，在不能引起硫化镉沉淀的弱还原条件下，磷酸镉的形成对清除镉污染具有重要意义。,、控制氧化还原条件 水稻田的氧化还原状况，可控制水稻田中重金属的迁移转化，水稻田在还原条件下产生S2-与Cd2+形成难溶解的CdS沉淀，故灌水可抑制对镉吸收。而干后土壤是氧化状态，S2-被氧化成SO42-，土壤pH值降低，镉可溶入土壤转化为植物易吸收的形态，而促进了对镉的吸收。铜、锌、铅等重金属元素均能与土壤中的H2S，产生硫化物沉淀，都可进行上述反应变化。因此，加强稻田的灌水管理，可有效地减少重金属的危害。 5、增施有机肥，改良砂性土壤 有机胶体和粘土矿物对土壤中重金属和农药有一定的吸附力。因此，增施有机质，改良砂性土壤，能促进土壤对有毒物质的吸附作用，是增加土壤环境容量，提高土壤自净能力的有效措施。,6、改变耕作制、换土和深翻 变革耕作制度，改变土壤环境条件，可消除某些污染物的毒害。DDT和六六六在旱田中降解速度慢、积累明显、残留量大，改水田后DDT降解加快，仅1年左右土壤中残留的DDT已基本消失。所以实行水旱