【正文】 污染的系統(tǒng)中，巖石（母質(zhì)）、土壤與植物之間的背景值自然是緊密相關(guān)的。(3) 根據(jù)背景值水平，可以發(fā)現(xiàn)污染物，追蹤污染源。來自土壤的元素，其植株體內(nèi)的分布根 莖葉；而來自大氣的元素（如汞）其在植株體內(nèi)的分布是葉莖根。有了土壤汞背景值濃度及土壤汞與植物汞分布的相關(guān)性，再加上植株汞的分布狀況，足以判斷汞的污染來源于遷移渠道了。(4) 從土壤背景值認識一定區(qū)域的地方病有相當?shù)膶嵱脙r值。(5) 在認識土壤缺素與微量元素肥料的效益分區(qū)以及土壤地理方面都將是最基礎(chǔ)的參考資料。(6) 定時監(jiān)測土壤背景值更是估計污染發(fā)展速度與發(fā)展進程不可缺少的依據(jù)。 第四節(jié) 土壤的環(huán)境容量1. 土壤環(huán)境容量的概念土壤中有害物質(zhì)含量從背景值起到達污染水平（值）之間的濃度范圍。“在生物開始表現(xiàn)出受害癥狀時土壤有害物質(zhì)的濃度稱為臨界濃度或稱土壤達到了污染水平”。 “土壤的污染水平有時以生物體內(nèi)有害物質(zhì)達到衛(wèi)生標準控制的濃度時的土壤濃度作為土壤污染的標準”。 注意以下幾點： （1）以土壤背景值作為污染的下限值。 （2）環(huán)境容量取決于兩方面的條件：一是植物的適應(yīng)能力與吸收量，二是土壤對該物質(zhì)的緩沖量與有效量。 （3）土壤環(huán)境容量不是一個常數(shù)。因此，可以采取措施進行調(diào)控。 （4）土壤的臨界濃度和土壤環(huán)境容量之間并不完全等同。前者重在相對濃度，其數(shù)值是植物的可吸收量，對土壤來說，在理論上接近于常數(shù)；后者重在絕對量，其數(shù)值因土壤不同而有很大差異。2. 土壤環(huán)境容量的確定生物容量法：依生物反應(yīng)或生物吸收污染物的數(shù)量為基礎(chǔ)取得土壤臨界水平來確定。所以，欲取得土壤容量值必須進行生物試驗，而根土比對植物吸收量與植株體內(nèi)濃度是一個決定性因素。 問題：對于同一種作物，以全量計，土壤臨界濃度隨土壤不同而有很大差異，對于陽離子而言，土壤呈酸性的其臨界濃度低，而石灰性土壤臨界濃度較高。因此，土壤一旦酸化后會導(dǎo)致臨界濃度降低，因而土壤環(huán)境容量下降。從保護整個生態(tài)系統(tǒng)出發(fā)，一個區(qū)域的土壤環(huán)境容量確定應(yīng)以最敏感而常見的作物的試驗結(jié)果為基礎(chǔ)。 化學(xué)容量法：以有害物在土壤中達到致害生物（農(nóng)業(yè)上指農(nóng)作物）時的有效濃度為標準來確定土壤容量。 方法：以有效濃度為指標，用全量來計算環(huán)境容量值。 與生物容量法的區(qū)別：前者是總量（不是全量）的概念（不同作物、不同土壤是不一樣的），而化學(xué)容量法以有效濃度為指標的。 實例：（重點掌握） 設(shè)兩種土壤含有有效態(tài)分別為Cr3＋，均導(dǎo)致經(jīng)濟產(chǎn)量下降10％，求Cr3＋的土壤環(huán)境容量。 求解：＋/kg，＋/Kg，,土層厚度為20cm時， 每公頃土壤重量為：66715＝2600（噸）＝106kg 而1mg=106kg 因此，土壤I Cr3＋容量＝240=624kgCr3＋/ha 土壤II Cr3＋容量＝412=1071kgCr3＋/ha （1）土壤質(zhì)量評價基礎(chǔ)（無公害基地）； （2）制定“三廢”農(nóng)田排放標準； （3）確定灌溉水質(zhì)標準； （4）污泥農(nóng)田使用標準； （5）含污染物的農(nóng)用化學(xué)品累計施用量。 實例： 當環(huán)境容量一定的情況下，灌溉水質(zhì)應(yīng)得到什么樣的標準（當然這其中還涉及到其元素在土壤中的殘留量，一般用半衰期表示）：用土壤中的殘留總量達到土壤環(huán)境容量時的關(guān)系式求出水質(zhì)的濃度I（mg/L）。 很顯然，如果環(huán)境容量增加一倍，水質(zhì)標準控制值也可增加一倍（放寬）；另外，如果容量不變，灌溉水量增加一倍，水質(zhì)標準控制值則要相應(yīng)減少一半（嚴格）。 值得注意的是：土壤環(huán)境容量是隨土而異的（？）。不同的土壤上污染衡量標準不同。如果任意采取一種土壤的容量用于另一種容量差異較大的土壤上，勢必造成污染或資源浪費。大容量，高標準（控制嚴格），引起浪費；相反，小容量，低標準，則容易造成污染。 第五章 土壤污染與凈化第一節(jié) 土壤環(huán)境污染概述1. 土壤污染的定義與指標 Definition and Index of SP土壤污染是指進入土壤的污染物超過土壤的自凈能力，而且對土壤、植物和動物造成損害時的狀況。 土壤污染物超過了土壤環(huán)境容量范圍值時就稱該土壤達到污染水平。2. 土壤污染危害與特點 Harm and Character of SP土壤污染危害的特點歸結(jié)起來有以下兩方面： （1）.隱蔽性－土壤對污染物具有富集作用 土壤對污染物的吸附、固定作用，也包括植物吸收與殘留，從而積聚于土壤中。多數(shù)無機污染物特別是金屬和微量元素，都能與土壤有機質(zhì)或礦物質(zhì)相結(jié)合，長久地保存在土壤中。 “土壤的自凈作用”：指土壤對有機的、無機的污染物具有吸附固定作用，使污染物通過土壤減輕了毒害（即其有效濃度較低了）。因此，土壤就相當于“過濾器”，但如果長期廣泛地來處理廢水廢渣，必然會使土壤造成二次污染。這就是說土壤的自凈能力是有限的。 （2）.土壤污染主要時通過它的產(chǎn)品－植物收獲物來表現(xiàn)其危害 土壤是植物生存的環(huán)境，植物要從土壤中得到物質(zhì)供給。其中包括：選擇吸收必需的營養(yǎng)物；被動地甚至被迫地吸收土壤中的有害物質(zhì)，從而危及自身及人蓄（有直接的，也有的是累積性的），取決于植物本身的生理特點及生態(tài)表現(xiàn)。專門利用生物超量吸收來治理污染土壤,如銅、鋅等元素的污染修復(fù)是環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點。 生物發(fā)展盡管可以慢慢地、逐漸地被環(huán)境同化，但事實上植物化學(xué)成分的驟變，是不允許等待生理過程與環(huán)境物質(zhì)間達到相互適應(yīng)的諧和平衡過程的。所以必須要揭開土壤污染的隱蔽性，探索它的真正規(guī)律，以便我們能找到相應(yīng)的對策和治理措施。 （3）.土壤污染修復(fù)的困難性 土壤污染具有不可逆轉(zhuǎn)性。重金屬對土壤的污染基本上是一個不可逆轉(zhuǎn)的過程，許多有機化學(xué)物質(zhì)的污染也需要較長的時間才能降解。例如：被某些重金屬污染的土壤可能要100～200年時間才能恢復(fù)?！?土壤污染很難治理。如果大氣和水體受到污染，切斷污染源之后通過稀釋作用和自凈化作用也有可能使污染問題不斷逆轉(zhuǎn)，但是積累在污染土壤中的難降解污染物則很難靠稀釋作用和自凈化作用來消除掉?！　⊥寥牢廴疽坏┌l(fā)生，僅僅依靠切斷污染源的方法則往往很難恢復(fù)，有時要靠換土、淋洗土壤等方法才能徹底解決，其他治理技術(shù)可能見效較慢。因此，治理污染土壤通常成本較高、治理周期較長。 鑒于土壤污染難于治理，而土壤污染問題的產(chǎn)生又具有明顯的隱蔽性和滯后性等特點，因此土壤污染問題一般都不太容易受到重視，同時要強調(diào)預(yù)防。3. 土壤污染典型實例 Typical Cases of SP(1). 污灌污染型 這是利用各類廢水灌溉農(nóng)田的總稱。在我國污灌有40多年的歷史，%以上。在缺水地區(qū)比較普遍。 污灌的利弊： 利的一面：解決了水分的不足，同時也起著增加土壤有機質(zhì)，改良土壤物理性質(zhì)，提高微生物活性，保證了農(nóng)作物產(chǎn)量。 弊的一面：往往帶來土壤的污染和地下水的污染。 主要污染物有工礦廢水中的汞、鎘、鉛、鉻等重金屬及石油工業(yè)的礦物油、醛類、苯類化合物。一度在140萬公頃污灌面積中有18萬公頃受到污染。污灌除了總稱土壤污染，有時還直接污染農(nóng)作物。，遍及11個省、市，鎘污染區(qū)的人體攝入量有的已超過衛(wèi)生標準（）四倍，局部地區(qū)出現(xiàn)了“骨痛病”的癥狀。，涉及15個省和29個地區(qū)，每年生產(chǎn)“汞米”（）；被鉛污染的農(nóng)田有三個灌區(qū)，面積達533余公頃；被石油廢水等有機污染物污染的面積達1300余公頃。 污灌在農(nóng)業(yè)上起著水源、肥源和污染源的三重作用，必須利用得當。如果利用得當，就可以發(fā)揮效益而盡可能不發(fā)生土壤污染問題，這已為大多數(shù)污灌區(qū)的發(fā)展歷史所證實。事實上，我國污灌的總效益是以正效應(yīng)為主，所以我國的污灌面積仍以較高的速度發(fā)展著，從60年代的4200公頃擴展到八十年代的130多萬公頃，增加了300多倍。目前達到360多萬公頃（全國遭受不同程度污染的農(nóng)田面積已超過1000萬公頃）。 (2). 重金屬污染型 主要是我國南方（湖北、廣東、廣西、湖南、江西），這些地區(qū)是有色金屬之鄉(xiāng)，由于受到高溫多雨及酸性條件的影響，加重了重金屬的活化，從而帶來危害。 雖然危害范圍僅在點源附近或點源所涉及的排水渠的一定距離以內(nèi)，但這類土壤上糧食嚴重超標，不能食用。例如：廣州農(nóng)田受鉻（）、鎘（～）廢水污染，使土壤含鉻350mg/，,而且土壤總鎘隨污灌年限增加而增加。另外象湖南的鉛鋅礦、銅礦和鎢礦，及其它冶煉廠、化工廠等汞、鎘的污染等等。但并非千篇一律，一般鈣質(zhì)土壤較酸性土壤的危害要輕。一般按其來源性質(zhì)進行歸納。在同等水平的污染源條件下，我國北方所表現(xiàn)的重金屬污染問題較南方為輕。 (3). F污染型 主要是含F(xiàn)工業(yè)廢氣對土壤與畜牧業(yè)（牧草生長）的污染。主要是有些地區(qū)如內(nèi)蒙古、甘肅、云南等省含氟工業(yè)對農(nóng)業(yè)土壤與畜牧業(yè)產(chǎn)生污染及危害。如某磷肥廠由于排放氟氣是附近土壤含氟量高達1750－2700mg/kg，比對照區(qū)高3－5倍；麥苗含氟量294－1552mg/kg,比對照區(qū)高4－25倍，一年內(nèi)可造成50－100頭耕牛中毒死亡、危害農(nóng)田近300公頃、糧食50萬公斤。據(jù)研究表明，牧草含氟量與土壤含氟量沒有相關(guān)性，說明土壤污染只是造成土壤污染的部分原因。而且當?shù)赝寥篮康讓痈哂诒韺?，可能為降水淋洗和牧草利用表層的氟有關(guān)。(4). 化肥農(nóng)藥污染型化肥、農(nóng)藥對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的作用很大，但要施用得當，即要合理地控制施用量，注意施用方式與時間，否則不僅對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不利，而且還會對環(huán)境造成污染。 江蘇農(nóng)業(yè)環(huán)境的內(nèi)源污染十分嚴重，主要是由于過量使用（2003年水稻生長季農(nóng)藥施用達8次之多）和低效率施用化肥、農(nóng)藥等投入品以及種植業(yè)、規(guī)?；B(yǎng)殖業(yè)和加工業(yè)廢棄物超標排放造成的污染。20世紀80年代，，（），化肥翻了一番還多。第二節(jié) 土壤污染源和污染物土壤污染源和污染物分類：工業(yè)污染源、農(nóng)業(yè)污染源和生物污染源。也有區(qū)分為：內(nèi)源污染物、外源污染物和過境污染物。根據(jù)污染物的性質(zhì)土壤污染物主要分成兩大類：（1） 無機污染物重金屬：Hg、Cd、Cu、Zn、Cr、Pb、Ni、As、Se 放射性元素：鍶 Sr90 銫 Cs137 其它：氟、酸（酸雨）、鹽、堿（2）有機污染物農(nóng)藥類有機污染物非農(nóng)藥有機污染物（有病源微生物、有機毒物如酚、氰化物、3，4－苯丙蓖、有機性洗滌劑）主要的重金屬污染物類型有Cd、Pb、Cu、Zn、Hg、Cr、Ni、As、Se。其中砷不是重金屬，只是其行為與來源以及危害等都與重金屬相似，故列入同一類討論。 土壤重金屬污染的基本特點： 受pH條件所控制； 受土壤粘粒與有機質(zhì)的吸附作用影響很大； 潛伏期長，一旦危害癥狀出現(xiàn)土壤污染就難以挽回。（1）鎘（Cd）的土壤污染及危害 主要來源：鎘礦和鎘冶煉廠，鎘礦常與鋅礦（Zn）共存。 含量狀況：地殼中為5mg/Kg 土壤背景值：～（一般1mg/Kg） 污染土壤中含量達10mg/Kg 冶煉廠附近的土壤中Cd高達1700mg/Kg 至于Cd危害的機理，有不少學(xué)者進行了研究： ； ； 。 （2）汞（Hg）的土壤污染與危害 主要來源：污灌、燃煤、汞冶煉廠和汞制劑廠的排放，是唯一在常溫下呈液態(tài)和氣態(tài)的有毒金屬。 含量狀況： ～ （～?！? 。 汞的危害：因作物種類和生育期而異。其機理有報道，與根部蛋白質(zhì)結(jié)合造成減產(chǎn)危害，當然也有跟其形態(tài)有關(guān)，分無機態(tài)和有機態(tài)。在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化。人體攝人過量的汞易導(dǎo)致水俁病（前已述）。 ?。?）鉛（pb）的土壤污染及危害 來源：是土壤污染較普遍的元素，主要來自于汽油中防抗劑四乙基鉛。在公路兩側(cè)百米范圍內(nèi)最嚴重。工業(yè)“三廢”的鉛進入土壤。 含量： 土壤平均背景值20～30mg/Kg 是唯一不能劃分含量等級的元素（變幅?。?。 危害：對植物主要是引起葉綠素下降，阻礙呼吸和CO2的同化作用；對動物的危害是積累性中毒。 （4）鉻（Cr）的土壤污染與危害 來源：電鍍、制革的廢水，鉻渣等 含量：地殼中含量200mg/Kg 我國部分地區(qū)土壤背景值60mg/Kg 危害：Cr有兩種價態(tài)： Cr6＋ 和 Cr3＋ 前者活性低，但毒性高； 后者活性高，但毒性低。 兩者可以相互轉(zhuǎn)化。實際應(yīng)用時的測定是以總鉻量計算的。 高濃度Cr6＋阻礙水分和營養(yǎng)物質(zhì)向地上部分輸送，移動性較大，并且能穿透細胞，阻礙對Ca、Mg、P、Fe等元素的吸收，抑制光合作用。對人體影響方面，是蛋白質(zhì)與核酸的沉淀劑，懷疑有致癌作用。 （5）砷（As）的土壤污染與危害 來源：大氣降塵與農(nóng)藥的使用，As2O2（砒霜）是一種劇毒砷化物，使紅血球溶解，破壞正常的生理功能，甚至致癌。 含量：地殼中豐度5mg/Kg 我國部分地區(qū)土壤砷背景值8～10mg/Kg，砂土較低，粘土較高。 危害：也有價態(tài)的變化，其毒性不一樣。As3＋比As5＋的毒性大3倍。 研究表明，砷會破壞葉綠素，抑制土壤的氧化與消化作用以及酶活性。砷通過對人體危害具有自動保護機理即在谷物中的含量尚未達到食品危險臨界濃度界限（1mg/Kg）之前植物體就已經(jīng)受到砷毒害而死亡。