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1、环境科学概论第六章环境污染及防治技术学习辅导材料之二一、 内容提要（一）土壤污染与控制1、土壤组成及其性质（1）土壤环境就是指位于陆地地表的土壤圈层。（2）土壤剖面结构土壤是由腐殖质表层(A层)、淀积层（B层）、母质层（C层）和风化层（D层）构成的。（3）土壤的组成 土壤矿物质的组成 ：原生矿物质：岩石经过物理风化作用被破碎形成的碎屑，其原来的化学组成没有改变；次生矿物质：原生矿物质经过化学风化后形成的新矿物，其化学组成和晶体结构均有所改变。 土壤化学组成：氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁八大元素含量约占96以上，与岩石中各元素的含量相似。 土壤机械组成指不同大小颗粒（沙砾、粉粒、黏粒）的相对含
2、量。 土壤有机质 土壤生物 土壤溶液来源主要有：大气降水、降雪、地表径流、灌溉、地下水。 土壤空气来源于大气、生物化学反应和化学反应产生的气体（4）土壤的性质 吸附性对有机污染物（如有机磷和有机氯农药）和无机污染物（如Hg2+、Pb2+、Cu2+、Cd2+等重金属离子）有较强的吸附能力或离子交换吸附能力。 酸碱性 氧化-还原性 （5）土壤环境元素背景值 土壤环境元素背景值简称土壤环境背景值，是指未受或很少受人类活动特别是人为污染影响的土壤化学元素的自然含量。（6）土壤环境容量 所谓土壤环境容量是在人类生存和自然生态不致受害的前提下，土壤环境所能容纳的污染物的最大负荷量。2、土壤环境污染及其特点
3、（1）土壤环境污染 是指人类活动产生的污染物通过不同途径进入土壤并积累到一定程度，引起土壤质量恶化的现象。（2）土壤污染的特点 隐蔽性和潜伏性 不可逆性和长期性（3）土壤污染的类型按照土壤污染源和污染物进入土壤的途径，土壤污染可分为以下几种类型： 水质污染型即利用工业废水、城市生活污水和受污染的地表水进行灌溉而导致的土壤污染。 大气污染型即大气污染物通过干、湿沉降过程而导致的土壤污染。 固体废物污染型主要是工矿排出的废渣、污泥和城市垃圾在地表堆放或处置过程中通过扩散、降水淋溶、地表径流等方式直接或间接地造成的土壤污染。属点源型土壤污染 农业污染型是指农业生产中因长期施用化肥、农药、垃圾堆肥和污
4、泥而造成的土壤污染。属于面源污染 综合污染型由多种污染源和多种污染途径同时造成的土壤污染。（4）土壤污染物质 化学物质类：有机污染物主要是农药、酚、氰化物、石油有机洗涤剂、塑料薄膜等。无机污染物主要包括重金属、酸、碱和盐类等污染物。 放射性物质 生物污染物主要来源是未经处理的人畜粪便、垃圾、污泥以及用于灌溉的污水（5）土壤污染程度的量化指标 土壤污染程度的确定是以土壤环境背景值、植物和土壤生物的生态效应、土壤环境效应、土壤环境基准或环境标准等为重要依据的。3、污染物在土壤环境中的迁移转化过程（1）物理过程 土壤是一个多相的疏松多孔体系，污染物质在土壤中可发生挥发、扩散、稀释和浓集等反应，从而降
5、低其在土壤中的浓度。（2） 化学过程：溶解和沉淀 、配合整合作用 、中和作用 （3） 物理化学过程：吸附与解吸、氧化-还原作用 （4）生物过程 土壤环境中的生物迁移转化主要表现为两个方面： 一是高等绿色植物和土壤生物对生命必需元素的选择性吸收； 二是绿色高等植物和土壤生物对污染元素和化合物的被动吸收。4、重金属对土壤的污染（1）土壤重金属污染 是指由人类活动使重金属在土壤中的累积量明显高于土壤环境背景值，致使土壤环境质量下降和生态恶化的现象。 备受人们关注的是毒害性较大的Hg、Cd、Pb、Cr、As的污染。（2）土壤重金属污染的共同特征： 主要集中于土壤表层； 进入土壤之后常发生价态变化； 影
6、响土壤微生物活性； 基本为永久性的（影响）污染。 5、化学农药对土壤的污染（1）主要农药类型 按其性质可分为杀虫、杀菌、除草、杀蜗、杀鼠、杀线虫剂以及植物生长调节剂和土壤处理剂等。 按其化学成分可分为有机氯、有机磷、有机汞、有机砷、氨基甲酸酯类等。（2）化学农药在土壤环境中的迁移转化 农药在土壤中迁移转化主要有通过挥发随空气迁移、经淋溶随水扩散迁移、被土壤中微生物降解和被土壤吸附而残留于土壤中等途径。6、污染土壤的防治与修复（1）控制和消除土壤污染源 控制和消除工业“三废”的排放 加强污灌区土壤质量的监测与管理 合理施用化肥和农药 改良土壤提高土壤净化能力（2）采取措施修复核污染的土壤 物理改
7、良法重金属污染物大多富集于地表或耕作层内，采用排土(挖去污染土层)、客土(用非污染客土覆盖于污染土上)法 化学改良法 通过向土壤施加化学抑制剂可以改变有毒物质在土壤中的迁移方向，使其被淋洗或转化为难溶性物质以减少被作物吸收的机会。 改变耕作制度 生物改良措施利用生物的吸收转化来消除土壤中的污染物（二）固体废弃物及处置技术1、概述（1）固体废弃物 固体废物亦称废物，是指人类在生产、加工、流通、消费以及生活等过程中利用完其使用价值后丢弃的固体状或泥浆状的物质，它包括从废水、废气中分离出来的固体颗粒。（2）固体废物的特点 污染的特殊性固体废物既是大气、水体和土壤污染的“终态”，又是这些环境污染的”源
8、头”。 资源性从充分利用自然资源的观点来看，所有被称为“废物”的物质，都是有价值的自然资源，应该通过各种方法和途径使之得到充分利用。（3）固体废物的分类 我国新制定的固体废物污染环境防冶法中将固体废物分为工业固体废物(废渣)和城市生活垃圾两类。（4）固体废物对环境的危害 侵占土地，破坏地貌和植被 污染土壤 污染水体 污染大气（5）固体废物处置原则 “三化”原则，即无害化、减量化、资源化。2、固体废弃物预处理技术 主要处理技术包括压实、破碎、分选、脱水与干燥。3、固体废弃物资源化处理技术（1）热化学处理方法 常用的热化学处理技术上要有焚烧、热解、湿式氧化技术等（2）焚烧 焚烧法是对固体废物高温分
9、解和深度氧化的综合处理过程,是对可燃性固体废物进行破坏的一种无害化处理方法，也是有机物的深度氧化过程。 适合焚烧的废物主要是那些不适于安全填埋或不可再循环利用的有毒废物 优点：可以回收利用固体废物燃烧产生的热能；大幅度地减少可燃性废物的体积(一般可减少8090)；彻底消除有害细菌和病毒，破坏有毒废物，使其最终成为化学性质稳定的无害化灰渣。 缺点：只能处理含可燃物成分较高的固体废物，否则必须添加助燃剂，使运行费用提高；而且易造成二次污染，特别容易产生二噁英；为减少二次污染，要求焚烧设施必须配置控制污染的设备，这又进一步提高设备的投资和处理成本。（3）热解 有机物在高温（5001000）缺氧条件时
10、会发生裂解，转化为分子量较小的组分。（4）湿式氧化技术 湿式氧化法又称湿式燃烧法，适用于有水存在的有机物料。（2）生物处理 生物处理技术是利用微生物对有机固体废物的分解作用。 目前应用比较广泛的有：堆肥化、沼气化、废纤维素糖化、生物浸出等（3）堆肥化处理 堆肥是依靠自然界广泛分布的细菌、放线菌、真菌等微生物，人为地促进可生物降解的有机物向稳定的腐殖质转化的生化过程。 堆肥化的产物称作堆肥，是一种土壤改良肥料（4）厌氧消化法沼气化处理 在完全隔绝氧气的条件下，利用多种厌氧菌的生物转化作用使废物中可生物降解的有机物分解为稳定的无毒物质，同时获得以甲烷为主的沼气，是一种比较清洁的能源，而沼气液、沼气
11、碴又是理想的有机肥料。4、固体废弃物最终处置技术 固体废物处置可分为海洋处置和陆地处置两大类（1）海洋处置 主要分为海洋倾倒和远洋焚烧两种处置方法。 海洋倾倒是利用海洋的巨大环境容量，将废物直接投入海洋的处置方法。 远洋焚烧利用焚烧船将固体废物运至远洋处置区进行船上焚烧的处置方法。（2）陆地处置 陆地处置主要包括土地耕作，土地填埋以及深井灌注几种。 土地填埋按法律可分为卫生填埋和安全填埋5、危险废弃物处理 物理处理法：磁选、干燥、蒸馏、洗提、吸收、吸附、膜工艺和冷冻等； 化学处理法：中和、沉淀、氧化还原、水解等； 生物处理法：生物降解、生物吸附等； 固化和包胶法等 危险废物的最终处置技术主要有
12、焚烧和安全填埋。（三）噪声、热、电磁污染及防治技术1、噪声污染及防治（1）环境噪声的特征 具有局限性和分散性：即环境噪声影响范围上的局限性和环境噪声源分布上的分散性，噪声源往往不是单一的。 噪声污染还具有暂时性：噪声对环境的影响不积累、也不持久，声源停止发生，噪声即消失。（2）噪声源及分类 向外辐射声音的振动物体称为声源。 噪声源可分为自然噪声源和人为噪声源两大类。 人为噪声按声源发生的场所，一般分为交通噪声、工业噪声、建筑施工噪声和社会生活噪声。（3）噪声的危害 对人们的正常生活和工作的影响 损伤听力 干扰睡眠和正常交谈 引起疾病 杀伤动物 破坏建筑物（4）噪声的控制技术 噪声在传播过程中有
13、三个要素，即声源、传播途径和接受者。控制噪声必须考虑这三个因素。 声源控制：改进机械设计；改进生产工艺；提高加工精度和装配质量；加强行政管理。 传播途径控制：闹静分开，增大距离；改变方向. 设置屏障：在噪声源和接收者之间设置声音传播装置，可有效防止噪声的传播，达到控制噪声的目的。设置屏障，除用林带、砖墙、土坡、山岗外，主要指采用声学控制方法。主要包括：吸声、隔声、消声 吸声即利用吸声材科或吸声构造来吸收声能的方法。 隔声隔声就是在声源和接收者之间设置一道重量大、气密性好的材料，把声音传播的空间分成互不相通的两部分。 消声消声是指利用消声器来降低空气噪声传播的一种方法。按其结构分为三类：阻性消声
14、器、抗性消声器、小孔多孔消声器。 隔振隔振的主要方法也是在振动源与结构之间装设减振器。 减振阻尼材料在金属薄板上凃一层阻尼材料，亦可达到减振降噪的效果。 个人防护当在声源和传播途径上控制噪声难以达到标准时，往往需要采取个人防护措施。目前最常用的方法是佩带护耳器2、电磁辐射污染及其防治（1）电磁辐射的概念 电磁辐射就是变化的电场和磁场交替产生，由近且远以一定的速度在空气间的传播过程，在物理学中称为电磁波。 电磁辐射强度超过人体所能承受的或仪器设备所允许的限度时就构成电磁辐射污染，简称电磁污染。 按波长可将电磁波分为长波、中波、中短波、短波、超短波和微波等波段。 电磁波的波长越短频率越高，辐射源输出的功率就越大，传播的距离就越近，受障碍的影响就越小，对人的影响就越大。（2）电磁辐射污染的危害 不同频段的电磁辐射，在大强度和长时间作用下，会对人体产生危害。 电磁辐射的泄露和输出对周围的设备会产生严重干扰 射频辐射对易燃易爆物品、火箭导弹等存在潜在的危险性。（3）电磁辐射污染的种类 电磁辐射污染包括天然源和人为源。 天然源由自然现象所引起，大气中发生电离作用导致电荷的积累，引起的放电现象。 人工源可分为工频场源和射频场源。 工频场源以大功率输电线路产生的电磁污染为主。 射频场源主要是由无线电或射频设备工作过程产生的电磁感应与电磁辐射所引起的
