(完整版)第四章土壤环境化学

● 控制氧化还原条件
在水稻抽穗到成熟期，无机成分大量向穗部转移。淹水可明显地抑制水 稻对镉的吸收，落干则能促进镉的吸收，糙米中镉的含量随之增加。 镉、铜、铅、汞、锌等重金属在pE较低的土壤中均能产生硫化物沉淀， 可有效地减少重金属的危害。但砷与其他金属相反，在pE较低时其活性较大。
● 改良土壤
土壤一旦造成污染，特别是重金属污染，很难从中排除出去 采用排去法、客土法 、深耕法 土壤有机污染的化学修复：用表面活性剂或有机溶剂清洗土壤中 的有机物 生物修复：利用微生物将土壤中有毒有害有机污染物降解为无害 的有机物质(CO2和H2O) 生物修复是治理土壤有机污染的最有效方法。污染土壤的生物修 复效率受污染物性质、土壤微生物生态结构以及土壤性质、环境条 件等影响。研究污染物的生物可降解性、微生物对污染物的降解作 用机理、降解菌的选育与生物工程菌的应用，是提高污染土壤生物 修复效果的关键
如P，P′-DDT脱氯产 物P，P′-DDD可进一 步氧化为P，P′-DDA：
光化学降解 农药在光照下可吸收光辐射进行衰变、降解。光解仅 对少数稳定性较差的农药起明显的作用。由于土壤中农药 的光解多在表层进行，所以光化学降解在农药降解中的贡 献较小。但光解作用使某些农药降解变成易被微生物降解 的中间体，从而加快农药的降解。
例如，氯代烃农药的半衰期约2-5年， 但在淹水的条件下土壤微生物的存在可加 快农药的分解。
实 例
顾宗濂（1986）研究湘江流域农田土壤微生物群体降解林丹 的能力。结果表明，土壤中能以林丹为唯一碳源的细
菌数为平均36×104/g干土，稻田淹水84天，林丹降 解可达98.4%，若不淹水，84天后只降解了43.5%
马拉硫磷 代谢产物为羧酸衍生物
绿色木霉，假单胞菌

• 我国目前氮肥品种主要是碳酸氢铵（碳铵）和尿素，另外还有少量硫铵、 氯化铵等。旱地土壤上，化学肥料施入土壤后，氮损失33.3~73.6%；水 田土壤损失35.7~62.0%。不同的氮肥损失量也各不相同。一般的流失途 径包括以下几种：通过挥发损失约20%左右、淋溶损失10%左右，反硝 化脱氮损失15%左右，地表径流、冲刷和随水流失15%左右，总损失量 达60%左右。
• 6.2.2.2 有机态磷
• 有机磷在总磷中占的比例及其变化范围十分宽，一般地说，有机磷随土 中有机质的含量增加而增加，而表层土又较次层土有机磷含量高，有机 磷在表层土的含量不定。土壤中有机态磷主要有三类（约占总有机磷的 70%左右，其中以植素磷和核酸磷两类为主，还有20~30%左右的有机磷 形态需要进一步查明）：
因为尿素要经过2~3天水解后方转化为铵而被水稻吸收或被土壤胶体吸 附。在有串灌习惯的地区尤为突出。
• 6.1.3.5 地表径流和冲刷 • 指水土流失，不仅土壤中的化肥，连同土壤本身也被剥蚀。在严重的
地区，化肥的损失可达100%。
• 6.1.4 氮污染 • 氮是蛋白质及其他生命物质的基本组分，植物在富氮的土壤中生长，不
有蓝铁矿Fe3(PO4)2·8H2O。
• （3）闭蓄态磷（O-P表示）
• 是由氧化铁胶膜包被着的磷酸盐。如粉红磷铁矿遇到土壤局部pH升高时，
产生下列反应：
Fe(OH) 2H2PO4 + OH-
Fe(OH) 3 + H2PO4-
• 结果释放出固相表面部分的固定磷，同时所形成的无定形Fe(OH)3胶体在 粉红磷铁矿表面形成胶状薄膜，溶解度更远小于粉红磷铁矿，对内部的
– 水溶性有机态氮 主要是一些较简单的游离氨基酸、胺盐及酰胺类化合物， 一般不超过全氮量的5%，这类有机氮化合物不能直接被植物吸收，但很容 易水解放出NH4+，从而成为植物的速效性氮源。

土壤污染修复技术的选择应根据污染物的种类、污染程度、土壤性质和修复目标等因素来确 定。
农业面源污染控制
农业面源污染是指农业生产过 程中由于不合理的管理措施而 导致的污染物排放，如化肥、 农药、畜禽粪便等。
控制农业面源污染的措施包括 优化施肥方式、推广环保型农 业技术、建设生态拦截工程等 。
农业面源污染控制对于保护农 村生态环境、保障农产品安全 和人体健康具有重要意义。
土壤的性质
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土壤质地
指土壤中矿物质颗粒的大小和 比例，影响土壤的透气性、保
水能力和肥力。
土壤结构
指土壤颗粒的排列和连接方式 ，良好的土壤结构有助于保持
水分和空气。
土壤酸碱度
指土壤的酸碱反应，影响土壤 中养分的有效性以及植物的生
长。
土壤肥力
指土壤提供养分的能力，与土 壤有机质、矿物质和微生物活
06 未来展望与挑战
未来研究重点与方向
土壤环境化学过程与机制
深入研究土壤中化学物质的迁移、转化、归 趋等过程，揭示其内在机制。
土壤质量与农产品安全
研究土壤质量与农产品安全的关系，保障食 品安全和人类健康。
土壤污染修复与治理
发展高效、环保的土壤污染修复技术，实现 土壤污染的源头控制和生态恢复。
土壤环境与全球变化
利用和改良提供依据。
03 土壤污染与自净
土壤污染的定义与来源
土壤污染的定义
土壤污染是指人类活动产生的有害物质进入土壤，导致土壤质量下降，影响生 物生长和人体健康的现象。
土壤污染的来源
土壤污染主要来源于工业生产、农业生产、城市垃圾和污水等。工业排放的废 气、废水和废渣，农业生产中使用的化肥、农药，城市垃圾和污水的不合理排 放等，都会导致土壤污染。

简介¾但土壤是自然环境要素的重要组成之一，它是处于岩石圈最外面的一层疏松的部分,具有支持植物和微生物生长繁殖的能力，称作土壤圈。

¾土壤还具有同化和代谢外界进入土壤的物质能力，所以土壤又是保护环境的重要净化剂，这就是土壤的两个重要的功能。

全球范围的土壤环境问题土壤酸化、盐碱化、土壤污染土壤沙漠化（石漠化）陆地植被破坏水土流失土壤环境污染化学研究内容：污染物在土壤中的分布、迁移、转化与归趋的规律，为防治土壤污染奠定理论基础。

我国是世界上荒漠化危害严重的国家之一。

荒漠化土地面积达262.2平方公里，占国土总面积的27.3%，超过全国现有耕地面积的总和。

有60%的贫困县集中在沙区。

目前有400万公顷农田处于沙漠威胁之中。

每年因风沙造成的粮食损失达15 亿吨。

土壤荒漠化我国盐碱化土地达9913万公顷，其中现代化盐渍化土壤3693万公顷，潜在盐渍化土壤1733万公顷。

在现有耕地中，次生盐渍化面积达933万公顷。

由于不适当灌溉等原因，有的地区次生盐渍化面积还在扩大。

土壤盐碱化主要表现在水田潜育化、土壤酸化和养分亏缺。

我国南方地区水田潜育化面积有433万公顷。

据1982年2400个监测点的雨水分析，酸雨频率占44.5%,酸雨遍及我国22个省(市)，受害耕地面积达287 万公顷;全国缺钾土壤面积占耕地面积，由1949年的39%上升到1983年的46%；缺磷土壤占耕地面积，由1957年的27%上升到1983年的70%。

土壤退化水土污染链接1：土壤污染危害严重¾化学农药是指用来杀灭有害生物以及调节植物生长的化学物质。

按照防治对象可以分为杀虫剂、杀菌剂、除草剂、杀螨剂、杀鼠剂、杀线虫剂、植物生长调节剂等¾农药的使用是保证农牧业增产的基本手段。

据联合国粮农组织(FAO)估计，全世界每年因病、虫、草害损失粮食达35%、损失棉花达33.8%。

农药的使用起码可挽回损失30%~40%，其他方法，诸如生物防治、物理防治等都不能代替化学农药，而且未来相当长的时间内，农牧业的生命力，在一定程度上仍将依赖化学农药的广泛使用。