重金属污染ppt课件.ppt

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1、土壤污染,第十章,主要内容,本章重点,一 名词解释：土壤污染 土壤环境容量 土壤自净功能二 论述 重金属在土壤中迁移转化的规律？有机物在土壤中迁移转化的规律？,Initial concepts of soil pollution一 土壤污染的概念,土壤背景值理论上，指未受人类活动影响的土壤本身的化学元素组成和含量。 实际上，土壤背景值只能代表土壤某一发展、演变阶段的一个相对意义上的数值，即严格按照土壤背景值研究方法所获得的尽可能不受或少受人类活动影响的土壤化学元素的原始含量。,土壤背景值研究及其意义 土壤背景值研究是以土壤学特别是土壤分析为主线，涉及多学科，技术要求高的一个系统。具有较严密的结

2、构性、整体性及目的性，对各子系统独有严格的技术质量控制。 土壤背景值在土壤污染评价，污水灌溉(wastewater irrigation)与作物施肥(fertilization)上是不可缺少的依据。 环境质量评价(environmental quality evaluation) 土地资源评价(land resource assessment) 国土规划(territorial planning) 环境医学(environmental medicine) 食品卫生(food hygiene),重要的实用意义,土壤环境容量(soil environment capacity),土壤污染评价,物理

3、自净作用：污染物渗滤、挥发、扩散等化学和物理化学(physical chemistry)自净作用 土壤中污染物经过吸附、配位、沉淀、氧化还原等使其毒性浓度降低的过程。粘粒和有机物是主要载体；酸碱反应和氧化还原反应起重要作用。生物化学净化作用(biochemical purification) 有机污染物在微生物及其酶作用下，通过生物降解，分解为简单无机物而消散的过程。,进入土壤的污染物，在土壤矿物质、有机质和微生物的作用下，经过一系列的物理、化学及生物化学反应过程，降低其浓度或改变其形态，从而消除污染物毒性的现象。,土壤的自净作用,Environmental capacity 环境容量 人类生

4、存和自然生态不受损害前提下，环境所能容纳污染物的最大负荷量。Soil environmental capacity土壤环境容量,土壤环境单元一定时限内遵循环境质量标准，既保证农产品产量和生物学质量，同时也不使环境污染时，土壤所能允许承纳的污染物的最大数量或负荷量。,土壤环境容量,土壤污染的概念,人类活动产生的污染物进入土壤并积累到一定程度，引起土壤质量恶化的现象。,土壤被污染的程度主要决定于进入土壤的污染物的数量、强度和土壤净化能力大小，当进入量超过净化力，就将导致土壤污染(soil contamination)。,人类活动向土壤添加有害物质（“绝对性”定义）以特定参照数据(如土壤背景值加二倍

5、标准差)为临界值来判断，超过此值则认为土壤已被污染；（“相对性”定义）当加入土壤的污染物超过土壤的自净能力，或污染物在土壤中积累量超过基准值，而归生态系统造成了危害，此时认为土壤被污染了。（ “相对性”定义）,土壤污染特性土壤污染的隐蔽性土壤污染的持久性土壤污染的间接有害性,痛痛病,骨痛病病人骨骼严重畸形、剧痛，身长缩短，骨脆易折。患者初发病时，腰、手、脚疼痛，以后疼通逐渐加剧，渐渐变成全身骨痛，行动困难，出现骨萎缩，骨弯曲，骨软化等症状，进而发生自然骨折。病人日夜卧床，不断喊痛，最后在疼痛中死运去，这就是世界著名的骨痛病。经患者尸体解剖，有的患者全身骨折达72处，身长也缩短了30厘米。在此事

6、件中，就诊患者258人，其中死亡者207人。,林德曼效率及污染富集,DDT的生物富集,土壤污染物的来源及危害,土壤污染物来源 天然污染源 人为污染源 工业污染源：工业废气、废水、废渣，农业污染源：化肥、农药生活污染源：城市污泥、垃圾偶尔还有原子武器散落的放射性微粒等。,工业和城市的废水和固体废物： 污水灌溉和污泥作为肥料施用，常使土壤受到重金属、无机盐、有机物和病原体的污染。 工业废物堆放场，往往也是土壤的污染源。 例如1977年美国调查了50个废物堆放场，其中43个堆放场的重金属和有机毒物污染了附近的土壤和地下水。,土壤污染物的来源及危害,农药和化肥： 现代化农业大量施用农药和化肥。有机氯杀

7、虫剂如DDT、六六六等能在土壤中长期残留，并在生物体内富集。 氮、磷等化学肥料，凡未被植物吸收利用和未被根层土壤吸附固定的养分，都在根层以下积累，或转入地下水，成为潜在的环境污染物。土壤侵蚀是使土壤污染范围扩大的一个重要原因。,土壤污染物的来源及危害,牲畜排泄物和生物残体：禽畜饲养场的厩肥和屠宰场的废物，其性质近似人粪尿。利用这些废物作肥料，如果不进行物理和生化处理，则其中的寄生虫、病原菌和病毒等可引起土壤和水域污染，并通过水和农作物危害人群健康。,土壤污染物的来源及危害,大气沉降物：大气中的二氧化硫、氮氧化物和颗粒物，通过沉降和降水而降落到地面。20年来，北欧的南部、北美的东北部等地区，雨水

8、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。放射性散落物中，90Sr、137Cs的半衰期较长，易被土壤吸附，滞留时间也较长。,土壤污染物的来源及危害,土壤污染物的主要种类重金属污染物 (heavy metal pollutant) 重金属主要指汞、镉、铅、铬、铜、锌。类金属砷和非金属氟也包括其中。有机污染物 (organic pollution) 有机农药、三氯乙醛(酸)、矿物油类、表面活性剂、废塑料制品，及工矿企业排放的含有机质的三废。固体废物与放射性污染物(solid waste & radioactive contaminant) 按其来源不同

9、，可分为工业固体废物、农业固体废物，放射性固体废物和城市垃圾四类。,土壤重金属污染,什么是重金属？,化学上跟据金属的密度把金属分成重金属和轻金属，常把密度大于5g/cm3的金属称为重金属。如：金、银、铜、铅、锌、镍、钴、铬、汞、镉等大约45种。从环境污染方面所说的重金属是指：镉、铬、汞、铅、以及类金属砷等生物毒性显著的重金属。对人体毒害最大的有5种：铅、汞、铬、 砷、镉。这些重金属在水中不能被分解，人饮用后毒性放大，与水中的其他毒素结合生成毒性更大的有机物。,2004-2005年世界十大污染城市,重金属对土壤的污染,重金属污染物有镉(Cd)、铬(Cr)、汞(Hg)、砷(As)、铅(Pb)、铜(

10、Cu)、锌(Zn)、镍(Ni)和氟(F)等。 重金属污染物在土壤中的活性小，易于积累，土壤一旦被其污染则极难消除。 镉和砷是极毒的； 汞、铅、镍是中等毒性； 铜、锌的毒性较低。 土壤中的重金属来源主要是“三废”排放。,镉 (cadmium) Cd 损害骨骼肾脏 金属镉无毒性，但镉的化合物毒性极大，属于积蓄型，引起慢性中毒的潜伏期可达1030年之久。长期食用“镉米”的人会患骨痛病，也会引起高血压，以及酶系统、生育力受到影响。 土壤中的镉有水溶性(离子态和络合态CdCl2、CdCO3 及络合物Cd（OH）2)及非水溶性(化学沉淀和难溶络合态)两种，它们随环境条件的变动而互相转化。对作物起危害作用的

11、主要是水溶性镉，旱地CdCO3水田CdS沉淀 酸性条件下，镉化合物的溶解度增大，毒性增强； 碱性条件下，则形成氢氧化镉沉淀。镉可溶于酸，但不溶于碱。 氧化条件下，镉的活性或毒性增强。 镉在土壤中常会与羟基、氯化物形成络合离子而提高活性。 土壤镉污染来源：污水灌溉 磷肥等,镉是银白色有光泽的金属，加热时表面形成棕色的氧化物层。高温下镉与卤素反应激烈，形成卤化镉。也可与硫直接化合，生成硫化镉。镉可溶于酸，但不溶于碱。镉的毒性较大，被镉污染的空气和食物对人体危害严重，日本因镉中毒曾出现“痛痛病”。,镉的相关性质,镉会对呼吸道产生刺激，长期暴露会造成嗅觉丧失症、牙龈黄斑或渐成黄圈，镉化合物不易被肠道吸

12、收，但可经呼吸被体内吸收，积存于肝或肾脏造成危害，尤以对肾脏损害最为明显。还可导致骨质疏松和软化。,镉污染致使大量农田荒废，原本收割稻子的季节，如今只能见到牛羊在田间放养。,我们身边的土壤,我们身边的人,桔子？,茄子,丝瓜,黄瓜,番茄,？,砷 (arsenic)：中国古代炼丹家是砷的最早发现者。据史书记载，约在 317年，中国的炼丹家葛洪用雄黄，松脂，硝石三种物质炼制得到砷。 自然界中主要以硫化物矿形式存在，有雄黄（As4S4）、雌黄（As2S3）等。三氧化二砷在中国古代称为砒霜，中药用。砷的硫化物矿自古以来被用作颜料和杀虫剂、灭鼠药。硫化合物具有强烈毒性，今天砷的拉丁名称 arsenium和

13、元素符号As正是由这一词演变而来。 不溶于水，溶于硝酸和王水，也能溶解于强碱，生成砷酸盐。砷与其化合物被运用在农药、除草剂、杀虫剂与许多种的合金中。 arsenic： “强有力的”，“男子气概”，表示砷化合物在医药中的作用。,砷 (arsenic)， 土壤中的砷多呈砷酸形态，包括砷酸盐(五价)和亚砷酸盐(三价)。无机化合物毒性大于有机砷化合物，三价砷比五价砷毒。 土壤中砷的可给性受pH值的影响很大，在接近中性的情况下，砷的溶解度较低，既可溶于酸，也可溶于碱。土壤中的砷酸和亚砷酸随氧化还原电位的变化而相互转化。 砷对人体毒害作用的潜伏期长，砷有致癌作用。砷中毒使中枢神经系统发生机能紊乱，毛细血管

14、麻痹和肌肉瘫痪等。,土壤砷污染来源：有色金属开采和冶炼、含砷农药、磷肥含砷、工业和化石燃料燃烧等。,砷中毒外在表现,铬 (chrome) 金属铬无毒，Cr3+有毒，Cr6+毒性更大，还有腐蚀性。对皮肤和粘膜表现为强烈的刺激和腐蚀作用，对全身有毒性作用，有致癌、致畸、致突变作用。铬对种子萌发、作物生长也有毒害作用。 有机质可促进对铬的吸附与螯合，同时有助于土壤中Cr6+还原为Cr3+。有机质对Cr6+的还原作用随土壤pH值的升高而减弱。 粘土矿物对铬有较强的吸附作用，对Cr3+的吸附能力为Cr6+的30300倍，且随pH的升高而减弱。 土壤pH值及氧化还原电位均可改变铬的化合物形态。在低Eh值时

15、，Cr6+被还原成Cr3+；而在中性和碱性条件下，Cr3+可以Cr(OH)3 形态沉淀。,土壤Cr污染来源：铬矿开采和冶炼；电镀、鞣革、油漆、印染等企业。,汞 (hydrargyrum)：原意是“液态银”。熔点是最低的，只有-38.87，一种有毒的银白色一价和二价重金属元素，它是常温下唯一的液体金属。天然的硫化汞又称为朱砂，由于具有鲜红的色泽，因而很早就被人们用作红色颜料。,汞 (hydrargyrum)：原意是“液态银”。 无机汞在土壤中的化学沉淀作用很强，因此，无机汞对植物的毒害不很明显。但汞的化合物被还原为金属汞，而以汞蒸气出现时，它就可以自叶面气孔进入植物体。 无机汞化合物在嫌气细菌的

16、作用下，可以转化为有机汞化合物，被植物吸收，增强其对植物的汞污染。汞对作物生长发育的影响主要有抑制光合作用、根系生长和养分吸收、酶的活性、根瘤菌的固氮作用等。 植物根系和叶子均可吸收Hg，比较容易吸收的汞有金属汞、Hg2+、乙基汞和甲基汞。食物链对于汞有极强的富集能力，,土壤汞污染来源：含Hg化学品，污水、污泥、垃圾及含Hg农药等。,水俣病事件-耳聋眼瞎外加精神失常,1953年-1968年，发生在日本熊本县的水俣镇。水俣镇一家氮肥公司在生产氯乙稀和醋酸乙稀时，采取了低成本的汞催化剂工艺，排放到海湾中的废水含有重金属汞，然后汞经过生物化学反应转变成甲基汞，通过食物链富集在鱼虾和贝类体中，人或动物

17、长期食用后就会中毒。1950年，人们开始发现一些奇怪的猫，步态不稳，抽筋麻痹，最后跳入水中溺死，当地人称之为“自杀猫”，“猫跳海”。1953年，该镇发现了一些奇怪的病人，开始时口齿不清，步态不稳，面部痴吴，进而耳聋眼瞎，全身麻木，最后神经失常，身体弯弓惨叫而死。人们将这种病称为“水俣病”。1991年，日本环境厅公布的中毒病人仍有2248人，其中1004人死亡。,水俣事件,铅 (plumbum) 铅对人体神经系统、血液和血管有毒害作用，并对卟啉转变、血红素合成的酶促过程有抑制作用。早期症状为细胞病变。引起慢性中毒后，出现贫血、高血压、生殖能力和智能减退（特别是儿童脑机能减退）等症状。铅急性中毒的

18、症状为便秘，腹绞痛，伸肌麻痹等。 过多的铅抑制或不正常的促进植物体中某些酶的活性，从而影响光合和呼吸作用及对养分的吸收。 中性至碱性条件下形成的Pb3(PO4)2和PbCO3 的溶解度很小，植物难以吸收，故石灰性及碱性土中，铅的污染实际上并不严重。 土壤的粘土矿物及有机质对铅也起强吸附作用，且随土壤pH的增高而增强。,土壤铅污染来源：污水、污泥，工矿企业废弃物、汽车尾气等。,三 重金属元素迁移转化,重金属在土壤中的迁移转化及生态效应均与其存在形态有关；不同形态的重金属，其化学行为以及对植物的危害也不相同。重金属元素大多是变价元素，其存在形态与环境条件有关。土壤是一个复杂的物质体系，性质多变，因

19、而进入土壤中的重金属元素，在不同的土壤条件影响下，可以随之发生形态和性质上的变化，从而产生不同的迁移转化过程。重金属元素迁移转化的影响因素：土壤酸碱度与化学沉淀 土壤的氧化还原性质土壤胶体的吸附作用配位体的络合与螯合作用生物代谢作用,土壤酸碱度与化学沉淀,很多有毒重金属在土壤中是可以形成难溶性化学沉淀的，这与土壤的pH和Eh有关。土壤 pH 值是影响重金属迁移转化的重要因素。 （1）pH值越低其活动度越大，越易于迁移；（2）随着土壤pH值升高，重金属离子的浓度则下降，易形成沉淀物从土壤溶液中析出，即碱性条件下，会降低一些重金属元素(Cu、Zn、Fe等)的溶解度，难被作物吸收。类金属砷例外。（3

20、）通常重金属的硫化物，氢氧化物、碳酸盐、磷酸盐的溶度积较小，重金属离子在土壤中常以上述化合物的沉淀形式存在。（4）土壤的pH值通常在5-8之间，在pH值较高时，许多重金属离子可能形成难溶的氢氧化物。,H 值下降时土壤中重金属就溶解出来，这就是酸性土壤作物受害的原因。在还原性条件下，不少重金属离子以难溶的硫化物形式存在于土壤中。土壤酸碱度直接或间接影响污染物在土壤中的迁移转化：(1)影响重金属等离子的溶解度；(2)影响污染物氧化还原体系的电位；(3)影响土壤胶体对重金属离子等的吸附。土壤酸化的直接后果是铝离子增多，致使植物生长受到影响，还能从土壤胶体中置换出其他它碱性阳离子，使之遭受淋溶损失，而

21、加速土壤酸化、淋溶。,土壤酸碱度与化学沉淀,土壤的氧化还原性质,土壤氧化还原条件的变化，对重金属元素的价态变化起重要作用。土壤中氧化剂主要有游离氧、NO3-离子和高价金属离子(Fe()、Mn()、V()、Ti()等。还原剂有土壤有机质、低价金属离子及在厌氧条件下的分解产物。在高氧化环境中，如Cr等具有氧化还原性质的重金属常呈氧化态，形成可溶性铬酸盐等具有极强的迁移能力，而铁、锰相反，形成高价难溶性沉淀，迁移能力很低。,水稻田是氧化还原电位很低的特殊土壤:当水田灌满水时，由于水的遮蔽效应形成了还原性环境，有机物厌氧分解产生H2S ，当施用硫酸铵肥料时， 硫还原细菌的作用使 SO42- 还原产生大

22、量的H2S。因此镉主要以CdS形式存在，抑制Cd2+的迁移，难以被植物所吸收。当排水时，造成氧化淋溶环境， S2-氧化成SO42-，引起pH降低，镉溶解在土壤中，易被植物吸收。,土壤的氧化还原性质,土壤胶体的吸附作用,金属离子浓度高，吸附交换为主，浓度低，络合螯合作用为主。金属离子被土壤胶体所吸附，是它从液相转入固相的重要途径。一般情况下，重金属进入土壤后，可被土壤胶体吸附，经过老化过程，转变为不可逆的凝胶，不易进入土壤溶液，移动性小，不易被水淋溶，也不易被微生物所降解；从而暂时退出生物小循环，不致形成食物的污染。胶体的吸附，特别是有机胶体的吸附，在很大程度上决定着土壤中重金属的分布和富集，是

23、土壤污染累积的重要原因。,土壤胶体对重金属的吸附能力,土壤胶体对重金属的吸附能力与金属离子的性质及胶体的种类有关。同一类的土壤胶体对阳离子的吸附与阳离子的价态有关。阳离子价态越高，电荷越多，土壤胶体与阳离子的静电作用也越强，吸引力越大，结合强度越大；而价态相同离子的水合半径小，吸附能力强。还与土壤的胶体性质有关：矿物类型，化学组成，阳离子交换量，比表面积等有关。土壤有机胶体属无定形胶体，比表面积大，吸附容量可达 150 700 毫克当量/100克土。对金属离子的吸附顺序是：Pb Cu Cd Zn Hg,土壤中重金属的络合螯合作用,重金属离子的浓度较低时，主要是以络离子的形式存在。络合作用可以改

24、变重金属氢氧化物的溶解度，使元素迁移。对几种重金属离子的研究表明（1）羟基与重金属络合作用可大大提高重金属氢氧化物的溶解度；（2）氯络合作用可提高难溶重金属化合物的溶解度，同时可减弱土壤胶体对重金属的吸附；（3）有机螯合物对金属迁移的影响取决于所形成的螯合物是难溶的还是易溶的。以Hg为例，土壤表层中的Hg主要以Hg(OH)20 或 HgCl2为主，而在 Cl- 高的盐碱土中则以 HgCl42- 为主。,生物代谢作用,土壤中微生物通过烷基化、去烷基化、氧化、还原、配位和沉淀作用，转化重金属，影响其迁移能力和生物有效性。如：细菌、放线菌的汞还原酶使Hg2还原成零价汞Cd通过与微生物或它们的代谢产物

25、生成配合物而被土壤固定重金属在土壤中富集，通过生物放大作用，进入生态系统，代谢中重金属可在微生物作用下转化成毒性更大的金属有机化合物。由此可见，重金属易被土壤吸持并积累，植物和其他生物能吸收、累积重金属。,重金属对人体的伤害：汞：食入后直接沉入肝脏，对大脑神精、视力破坏极大。铬：会造成四肢麻木，精神异常。砷：会使皮肤色素沉着，导致异常角质化。镉：破坏骨钙，肾功能失调，导致高血压，引起心脑血管疾病。铅：直接伤害人的脑细胞，特别是胎儿的神经板，可造成先天大脑沟回浅，智力低下；对老年人造成痴呆、脑死亡等。,重金属对人体的伤害常见的有： 铅：伤害人的脑细胞，致癌致突变等。汞：食入后直接沉入肝脏，对大脑

26、 神精 视力破坏及大。天然水每升水中含0。01毫克，就会强烈中毒。铬：会造成四肢麻木，精神异常。砷：会使皮肤色素沉着，导致异常角质化。镉：导致高血压，引起心脑血管疾病；破坏骨钙，引起肾功能失调。氟：轻者氟斑牙、氟化骨症；重者骨密度过硬、易骨折。铅：是重金属污染中毒性较大的一种，一但进入人体很难排除。直接伤害人的脑细胞，特别是胎儿的神精板，可造成先天大脑沟回浅，智力低下；对老年人造成痴呆、脑死亡等。,有机污染物,农药的种类： 1.按主要防治对象： 杀虫剂（接触性、内吸性）、杀螨剂、杀菌剂、除草剂、杀线虫剂、灭鼠剂、植物生长调节剂,2. 按化合物类型： 无机农药： 硫制剂 汞制剂 砷制剂 有机农药

27、 有机氯剂（1）滴滴涕 （2）林丹 有机磷剂 有机氮剂,有机氯农药含有一个或几个苯环的氯代衍生物，主要用作杀虫剂。化学性质稳定，高残留，不易分解高生物富集（1） DDT20世纪70年代前最常用的杀虫剂。挥发性小，不溶于水，易溶于有机溶剂，190摄氏度才分解。,致癌、致畸、致突变 寂静的春天 斯德哥尔摩公约：DDT、艾氏剂、氯丹、狄氏剂、异狄氏剂、七氯、灭蚁灵、毒杀芬。,有机氯农药,（2）林丹 含丙体六六六在99%以上的成为林丹。易溶于水，碱性条件下易于分解。在土壤中残效期较其他有机氯农业短，容易分解消失，减轻了在土壤中的残留和对环境的污染。,有机磷农药：,对硫磷（1605）,比有机氯农药易于降

28、解，环境污染及危害没有有机氯农药大。世界有机磷农药占农药生产量的一半以上，我国占一半以上大部分是磷酸的酯类和酰胺类化合物。,磷酸酯：敌敌畏硫代磷酸酯：对硫磷，乐果磷酸酯和硫代磷酸酯类：敌百虫磷酰胺和硫代磷酸酯类,一、农药在自然界的环境行为,施于土壤的化学农药，有的化学性质稳定，存留时间长，大量而持续使用农药，使其不断在土壤中累积，到一定程度便会影响作物的产量和质量，而成为污染物质。农药还可以通过各种途径，挥发、扩散、径流、淋溶移动而转入大气、水体和生物体中，造成其他环境要素的污染，通过食物链对人体产生危害。 因此，了解农药在土壤中的迁移转化规律以及土壤对有毒化学农药的净化作用，对于预测其变化趋

29、势及控制土壤的农药污染都具有重大意义。,农 药,挥发到空气,太阳光解,土 壤,物理化学吸附,扩散移动,淋 洗,降 解,太阳辐射和紫外光解,化学降解,微生物降解,在一定条件起净化和解毒作用,污染地下水,农药在土壤中的迁移转化,土 壤,农作物,大 气,地表水,农药施用,藻类浮游动物,农产品（粮、油、果、菜、烟、茶）,畜 禽,肉蛋油乳,水鸟,鱼虾蟹螺贝,人 体,饲料,漂浮,用食,用食,用食,用食,用饮,降落,降落,挥发扩散,根系吸收,残体植物,溉灌,失流土水,牧放,饲喂,吸入,）图移迁中界然自在药农（,二、土壤中农药的迁移转化,(1)土壤胶体对化学农药的吸附作用(2)化学农药在土壤的挥发和扩散 (3

30、)化学农药在土壤中的降解(4)化学农药在土壤环境中的残留性及危害,(1)土壤对化学农药的吸附,控制农药环境行为的主要因素：即吸附、迁移和降解。进入土壤的农药首先被土壤吸咐，后又被植物吸收。土壤胶体的吸附作用影响着农药在土壤的固、液、气三相中的分配，是影响土壤中农药迁移转化及毒性的重要因素之一。土壤对农药的吸附主要是离子交换吸附较重要。吸附作用使一部分农药滞留在土壤中，并对农药的迁移和降解过程产生很大的影响。土壤的吸附能力愈大，农药的有效性愈低，净化效果就愈好。,(2)离子交换吸附：指带负电土壤组分与呈正离子状态的农药通过静电引力相吸引。化学农药按其化学性质，可分为离子型和非离子型农药。离子型农

31、药进入土壤后，一般解离为阳离子，可被带负电荷的有机胶体或无机胶体吸附。土壤pH对农药的吸附有一定的影响。,(2)化学农药在土壤中的挥发和扩散气迁移,因土壤疏松多孔，一些污染物挥发或呈气体状态，另一些污染物溶解于水中或被吸附于固体颗粒上。它们在土壤孔隙中随空气和水分的运动而挥发、扩散、稀释和浓集，以致迁出土体。农药的挥发性使它通过土壤孔道散失。这一过程与土壤温度、含水量及土壤孔隙的大小、数量和分布情况有关。,影响农药挥发的主要因素：,农药（物理化学性质、浓度、扩散速率） 有机磷农药易挥发，有机氯农药较差。农药蒸汽压越高、水溶解度越小，挥发速率越快。土壤（含水量、吸附性） 如，颗粒状的农药撒到干土

32、表面上，几小时内几乎无损失；而将其喷雾时，雾滴复干的10分钟内，损失达20%。环境（温度、气流速度）等 温度升高，有机物的蒸汽密度升高，总的效应是扩散系数增大，如林丹的扩散系数随温度的升高而呈指数增大。,液迁移：淋溶作用。,农药在水和土壤之间的吸附解吸或分配的综合行为。,(3)化学农药在土壤中的降解,降解作用是农药消失的主要途径，是土壤净化功能的重要表现。化学农药在各种化学、生物化学作用下逐渐分解，最后转化为无机化合物的过程，称为化学农药的降解。可分为：光化学降解、化学降解、生物降解三种方式。,（1）光化学降解,许多农药在太阳紫外线的作用下发生光分解、光氧化、光水解或光异构化，使其分子结构发生

33、改变，毒性降低或消失。农药对光的敏感程度是决定其在土壤中的残留期长短的重要因素。 结论：不同农药的相对光解速率相差很大；有机磷 氨基甲酸脂 三均氮类农药 有机氯 拟除虫菊类 规律：-CH3 -CH2CH3、非芳香族有机磷 芳香族有机磷,（1）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。例如，除草快经光化学降解可生成盐酸甲胺：,（2）化学降解,农业土壤是一个湿润并具有一定透气性的环境，化学农药在此条件下可能发生氧化和水解反应（最为重要），或由于渍水等嫌气条件而发生一系列还原性反应。吸附催化反应（成为某些农药的主要降解途径）土壤系统中某些水解反应受

34、黏土的催化作用，可能比相应的水体中要快。 如有机磷酯杀虫剂的水解：,水解产物比母体更易于生物降解,（3）生物降解,微生物、非脊椎动物、植物代谢降解。土壤中的微生物对有机农药的降解也起着十分重要的作用，也是土壤中农药降解的主要途径。生物降解：土壤中种类繁多的生物，特别是数量巨大的微生物群落，对农药降解的贡献最大。已经证实，有许多细菌、真菌和放线菌能降解一种乃至数种农药。各种微生物还能对农药降解起协同作用。土壤中其他生物如蚯蚓等无脊髓动物对农药的代谢作用亦不容忽视。还有一些农药在被吸收到植物体内后代谢降解。对农药有降解能力的微生物有细菌、放线菌、真菌等。绝大多数为有机化合物，易为土壤土壤微生物、土

35、壤酶所分解，主要通过脱氯作用、 氧化还原作用、脱烷基作用、苯环破裂作用、水解作用等使分子简单化。,水解作用：,许多无机酸酯类农药(对硫磷、马拉硫磷)和苯酰胺类农药在微生物作用下，酰胺和酯键易发生水解作用：,脱氯作用,许多有机氯农药可在微生物作用下脱氯，如P，P-DDT脱氯转变成P，P-DDD；又如林丹(-666)经梭状芽孢杆菌和大肠杆菌作用，脱氯成为氯苯和苯：,环破裂作用：,许多细菌和真菌能使芳香环破裂，这是环状有机物在土壤中降解的重要步骤。如2，4D在无色杆菌作用下发生苯环破裂：,脱烷基作用：,烷基与N、O或S原子连接的农药容易在微生物作用下进行脱烷基降解。,烷基是烷烃分子中少掉一个氢原子而

36、成的烃基,氧化作用：,氧化是微生物降解农药的重要酶促反应，有多种形式，如羟基化、脱烷基、-氧化、脱羧基、醚键开裂、环氧化、氧化偶联、芳环或杂环开裂等。,还原作用：,某些农药在厌气条件下发生还原作用，如在厌气条件下氟乐灵中的硝基被还原为胺基。,微生物转化农药的方式,去毒作用 矿化或不能完全矿化只部分降解，甚至经共代谢作用除去个别基团也可以变有毒为无毒。 活化作用 经微生物作用变无毒为有毒，或使毒性加剧：,南京林小姐，婚前进美容院美肤，一开始皮肤变白了，而且比婴儿皮肤还嫩，但她渐渐又出现了视力模糊、记忆力减退、腿疼等症状，检查发现，她的尿汞含量是正常值的9倍，她从美容院带来的“美白霜”中，汞含量超

37、出国家标准3万多倍。日照可使皮肤底层细胞中的黑色素沉积，保护体内深层细胞不被灼伤。而汞，是“黑色素细胞的毒药”，因能杀死黑色素细胞，而会被添加到美白产品中。 美白是全世界的难题，目前还没有任何添加剂能既安全又快速地达到美白的目的，所谓的“7日美白”、“5日美白”，其实就是利用了汞的快速漂白作用。,凶宅里有重金属的鬼影世界上有20多座“幽灵出没”的凶宅。传说印度“凶宅”里的人在死去的时候，会撕破衣服，抓烂皮肉，声嘶力竭地呼叫着一个“古老的神灵”的名字。埃及有幢“一战”时英军的兵营。当年英国士兵入住3个月后，接连有人出现身体颤抖、牙齿脱落、双目失明症状，最后全身扭曲一团，在强烈的抽搐中，悲惨地嘶叫

38、着死去。当地人认为，“凶因”是因为居住者触犯了安眠于兵营附近墓中的法老。,欧美科学家不信邪，对“凶宅”进行了长达数十年的考察，终于发现：“凶宅”多与不良地质因素有关，如，印度“凶宅”附近有一家水银温度计厂；而埃及兵营的地下水，已被法老墓室内壁涂刷的蓝色灰层所污染，蓝灰中含有汞和钴。别以为“凶宅”离你我挺远。我国1995年全国燃煤共向大气排放汞量为213.8吨；生活消费所排放的汞量为19.05吨；其中工业排放量最大,共排185.5吨！,为什么汞、镉、铅、铬以及类金属砷等，可以让人体中毒？因为镉与钙具有类似的原子半径，进入人体后，会和钙发生竞争，进而取钙而代之。钙离子作为细胞内的信使，维持着细胞内

39、各种代谢活动的正常进行，而镉进入细胞，替钙发出信号，扰乱了细胞正常的生理活动，诱导细胞凋亡。在研究中还发现，重金属还能使细胞中活性氧升高，损伤了DNA，同时还启动了线粒体信号通路，诱导细胞凋亡。不同的重金属，危害不同的靶器官，如，镉主要损伤骨骼、肾脏、生殖等组织器官，而汞则与神经细胞亲和。因为汞和神经细胞亲和，所以血液中的金属汞可以顺利地通过脑血屏障，进入脑组织，损害神经细胞。印度凶宅中的居民之所以会狂躁发疯，胡言乱语，原因就在于此。,很多类食物可解重金属毒1.维生素C、E，抗氧化类食物，这类食物可以降低重金属产生的活性氧对DNA的损伤。2. 第二类是牛奶、豆浆等高蛋白类食物，牛奶中的蛋白质和重金属螯合后，形成“重金属蛋白复合物”，将重金属排出体外。3. 还有来自于食物的膳食纤维，膳食纤维中含有多种活性基根，可以和重金属螯合后，将其排出体外。4. 茶叶中的茶多酚可以将重金属离子紧紧抓住，将其排出，但因其也富含重金属，所以千万不要喝隔夜茶。5. 很多重金属会储存于脑组织中。所以，鸡头、鱼头、鸭头、鹅头等不宜多吃。而且，小鸡、小鱼比大鸡、大鱼安全。民谚有“10年鸡头赛砒霜”之说。,