土壤修复课件.ppt

土壤修复课件.ppt

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一、土壤环境与污染二、污染土壤与修复孙铁珩院士（沈阳应用生态所研究员）第一部分土壤环境与污染土壤污染与修复研究是当今环境科学新的生长点之一，土壤污染与修复研究是当今环境科学新的生长点之一，倍受国内外环境科技工作者的重视。

倍受国内外环境科技工作者的重视。

与大气、水体相比，与大气、水体相比，土壤是土壤是一个复杂的物理、化学与一个复杂的物理、化学与生物的复合环境介质，是一个重要的生态剖面，许多环境生物的复合环境介质，是一个重要的生态剖面，许多环境化学、环境生物、环境毒理的规律与机制，可以通过土壤化学、环境生物、环境毒理的规律与机制，可以通过土壤生态剖面加以观察、研究。

生态剖面加以观察、研究。

污染土壤污染土壤污染底泥污染底泥土壤污染的控制与治理成为重要的科学问题。

土壤污染的控制与治理成为重要的科学问题。

11、背景与需求、背景与需求成为主要污染源成为主要污染源成为二次污染库成为二次污染库科学问题我国农药、化肥和重金属污染农产品的问题我国农药、化肥和重金属污染农产品的问题我国农药、化肥和重金属污染农产品的问题我国农药、化肥和重金属污染农产品的问题是限制我国农产品出口的主要瓶颈。

是限制我国农产品出口的主要瓶颈。

是限制我国农产品出口的主要瓶颈。

是限制我国农产品出口的主要瓶颈。

减少与消除高毒农药的危害，减少与消除高毒农药的危害，减少与消除高毒农药的危害，减少与消除高毒农药的危害，已成为我国农业环境亟待解决的重要问题。

已成为我国农业环境亟待解决的重要问题。

已成为我国农业环境亟待解决的重要问题。

已成为我国农业环境亟待解决的重要问题。

污灌、污泥等造成的土壤污染，污灌、污泥等造成的土壤污染，污灌、污泥等造成的土壤污染，污灌、污泥等造成的土壤污染，还将长时期影响农作物的生长和农产品的品质。

还将长时期影响农作物的生长和农产品的品质。

还将长时期影响农作物的生长和农产品的品质。

还将长时期影响农作物的生长和农产品的品质。

国家需求土壤污染与修复研究是中国进入是中国进入WTO、保证农产品安全、推动农村生态环境、保证农产品安全、推动农村生态环境保护和全面建设小康社会的国家战略需求。

保护和全面建设小康社会的国家战略需求。

生态系统的基本单元，具有生态系统的基本单元，具有SWP系统的整体性系统的整体性人类活动的主要资源，具有人类活动的主要资源，具有质量、数量的双重性质量、数量的双重性2、对土壤环境的基本认识、对土壤环境的基本认识土壤具有三个基本特征肥肥力力质质量量环环境境质质量量健健康康质质量量内内涵涵安全生产安全生产土土壤壤质质量量保证最大生产力保证最大生产力最佳生物学质量最佳生物学质量不引发二次环境污染不引发二次环境污染自然体、环境介质，具有自然体、环境介质，具有多功能性多功能性q承接污染物的载体承接污染物的载体q净化污染物的活体净化污染物的活体0负负荷荷0容容量量0功功能能0强强度度1、系统之间、系统之间2、研究过程、研究过程3、污染效应污染效应4、干扰因素、干扰因素与大气环境、水环境不同与大气环境、水环境不同理论体系、化学形态、迁移理论体系、化学形态、迁移转化、恢复治理机制不同转化、恢复治理机制不同同一作物同一作物,对不同污染物的生物对不同污染物的生物效应、吸收累积、释放机制不同效应、吸收累积、释放机制不同土壤肥力、养分含量、土壤质地、机土壤肥力、养分含量、土壤质地、机械组成械组成,对污染物毒性影响程度不同对污染物毒性影响程度不同2-1土壤污染基本特征发生的隐蔽性发生的隐蔽性形成的复杂性形成的复杂性恢复的长期性恢复的长期性毒性的缓效性毒性的缓效性诊断的特殊性诊断的特殊性土土壤壤污污染染的的特特点点环境土壤学研究的目的环境土壤学研究的目的认识认识利用利用调控调控土壤肥力的培育土壤肥力的培育土壤污染的防治土壤污染的防治土壤净化功能的利用土壤净化功能的利用污染土壤的清洁污染土壤的清洁农林土壤学农林土壤学环境土壤学环境土壤学以提高农业生物生产力为以提高农业生物生产力为目的的土壤肥力和资源研究目的的土壤肥力和资源研究以提高土壤三质量为目的以提高土壤三质量为目的（肥力、健康、环境肥力、健康、环境）土壤生态过程研究土壤生态过程研究污染发生机制研究污染发生机制研究土壤功能、容量研究土壤功能、容量研究2-2环境土壤学的发展历程环境土壤学的发展历程50年代年代:

土地资源开发利用土地资源开发利用提高生产研究提高生产研究60年代年代:

水土保持，盐碱地改良水土保持，盐碱地改良土地环境资源保护研究土地环境资源保护研究污水灌田，施用农药污水灌田，施用农药土地环境污染研究土地环境污染研究70年代年代:

区域性区域性土壤环境评价及污染土壤环境评价及污染综合防治研究综合防治研究80年代年代:

土壤环境背景容量及基准土壤环境背景容量及基准土壤土壤-植物系统植物系统净化功能及其应用研究净化功能及其应用研究90年代年代:

土地植物系统污染生物地球化学土地植物系统污染生物地球化学长期定位研究长期定位研究无公害农业及绿色食品生产技术无公害农业及绿色食品生产技术应用技术研究应用技术研究流域及湖泊水污染治理关键技术流域及湖泊水污染治理关键技术33、土壤环境与土壤污染研究回顾、土壤环境与土壤污染研究回顾2000：

土壤污染生态过程与生态安全：

土壤污染生态过程与生态安全资资源源调调查查质质量量评评价价污污染染防防治治规规律律研研究究机机制制研研究究实用技术研究实用技术研究3-13-1土壤环境与土壤污染土壤环境与土壤污染-学科发展历程学科发展历程58年污水灌溉在主要城市郊区兴起年污水灌溉在主要城市郊区兴起推动灌溉事业，促进北方水稻农作发展推动灌溉事业，促进北方水稻农作发展N肥过剩，贪青倒伏，作物受害，土壤毒化肥过剩，贪青倒伏，作物受害，土壤毒化土壤毒化土壤毒化诊断指标诊断指标确立确立N肥定额肥定额防止徒长倒伏防止徒长倒伏增施矿质肥料增施矿质肥料调整作物调整作物Si/N营养营养比比3-2土壤环境与土壤污染研究事例土壤环境与土壤污染研究事例污灌污灌污染物在土壤污染物在土壤-植物系统植物系统迁移迁移-分布分布土壤土壤-地下水地下水污染污染污水灌溉研究污水灌溉研究作物污染及残留作物污染及残留与毒性研究与毒性研究灌区人体灌区人体健康调查健康调查土壤环境质量评价评价方法及其指标体系区域性区域性土壤环境土壤环境重重点点污污灌灌区区石石油油化化工工区区工工矿矿开开发发区区污污染染起起始始值值污污染染标标准准单单项项指指标标综综合合指指标标3-3区域土壤环境研究区域土壤环境研究意义意义土壤环境质量与污染评价土壤环境质量与污染评价制定土壤环境容量与土壤环境质量标准制定土壤环境容量与土壤环境质量标准土壤污染清洁技术土地利用与土地管理土壤污染清洁技术土地利用与土地管理成果成果1973-1977年年北京、南京、广东等重点地区北京、南京、广东等重点地区土壤、水体及生物背景值试点研究实验土壤、水体及生物背景值试点研究实验1979年年13个省市主要农业土壤和主要作物个省市主要农业土壤和主要作物9种元素背景值调查种元素背景值调查1986年年29省市土壤背景值调查省市土壤背景值调查3-4土土壤壤环环境境背背景景意义意义v制定土壤环境标准制定土壤环境标准v污染物排放、污泥和污水的农业利用污染物排放、污泥和污水的农业利用v区域污染物管理与控制区域污染物管理与控制成果成果v敏感作物盆栽生物试验敏感作物盆栽生物试验v土壤微生物生态及土壤酶活性土壤微生物生态及土壤酶活性v同位素示踪技术同位素示踪技术v田间物质平衡田间物质平衡v土壤净化功能土壤净化功能3-5土土壤壤环环境境容容量量污染地点污染地点：

沈阳市张士灌区沈阳市张士灌区污染原因污染原因：

含镉工业污水灌田：

含镉工业污水灌田污染面积污染面积：

2800ha污染状态污染状态：

土壤含镉：

土壤含镉5-10mg/kg土土稻米耔实镉稻米耔实镉0.4-1.0mg/kg米米3-6镉镉土污污染染及及防防治治镉土污染治理镉土污染治理客土法客土法深耕深耕换土换土农作法农作法排排水晒田水晒田淹淹水厌氧水厌氧化学法改良化学法改良施用石灰磷肥施用石灰磷肥及其它改良剂及其它改良剂生物法改良生物法改良作物吸收富集作物吸收富集木本净化木本净化3-7镉土污染治理研究成果镉土污染治理研究成果利用土壤利用土壤-植物系统生物、化学、物理的净化功能植物系统生物、化学、物理的净化功能通过科学设计和有效地进行管理通过科学设计和有效地进行管理对污水中对污水中N、P资源加以利用资源加以利用对可降解污染物加以净化对可降解污染物加以净化实现无害化、资源化的生态工程技术实现无害化、资源化的生态工程技术适合国情适合国情投资少，运行费用低投资少，运行费用低可回收再生水资源可回收再生水资源3-8污水生态工程土地处理污水生态工程土地处理土壤环境污染现状的描述土壤环境污染现状的描述污染危害的调查和污染点的评价及风险分析污染危害的调查和污染点的评价及风险分析土壤污染生态过程及其微观机理研究土壤污染生态过程及其微观机理研究土壤生态毒理学诊断土壤生态毒理学诊断污染土壤生态过程污染土壤生态过程4、污染物的生态过程研究复合污染条件下，常用农药与石油及其化工产品等有机复合污染条件下，常用农药与石油及其化工产品等有机污染物在土壤中的迁移动态研究，探讨污染物的最适污染物在土壤中的迁移动态研究，探讨污染物的最适降解条件降解条件污染物在土壤中的降解过程及其影响因素，确立其微污染物在土壤中的降解过程及其影响因素，确立其微生物降解的最佳条件生物降解的最佳条件污染物在土壤中的固定污染物在土壤中的固定-再释放机制及预测再释放机制及预测耐污植物对污染物的吸收能力耐污植物对污染物的吸收能力污染胁迫条件下，土著微生物群落的变化规律污染胁迫条件下，土著微生物群落的变化规律农作物连作条件下，土壤生物污染的发生过程农作物连作条件下，土壤生物污染的发生过程重点有机、无机污染物的土壤生态过程区域比较研究重点有机、无机污染物的土壤生态过程区域比较研究研究内容研究内容平衡研究平衡研究迁移迁移降解降解吸附与解析吸附与解析植物吸收积累植物吸收积累挥发过程挥发过程供试化学品供试化学品多多环环芳烃类芳烃类有机氯类有机氯类与与农农药药杂杂环环化合物化合物离子型有离子型有机化合物机化合物菲菲荧蒽荧蒽苯并芘苯并芘1,2,4-三氯苯三氯苯邻苯二甲酸二丁酯邻苯二甲酸二丁酯邻苯二甲酸二异辛酯邻苯二甲酸二异辛酯多效唑多效唑西玛津西玛津直链烷基直链烷基苯磺酸钠苯磺酸钠效应研究效应研究对宏观系统的影响对宏观系统的影响对微观系统的影响对微观系统的影响生物量生物量生生物多物多样性样性生物学生物学质质量量对植物形态对植物形态学上的影响学上的影响对土壤微生物对土壤微生物土壤酶的影响土壤酶的影响转化研究转化研究有机污染物本体（有机污染物本体（A）在陆地生态系统中向在陆地生态系统中向其代谢及合成物（其代谢及合成物（B,C,D.）的转化过程的转化过程物理、化学、生物过程及其动力学过程。

物理、化学、生物过程及其动力学过程。

转化过程中的发生条件及其影响因素。

转化过程中的发生条件及其影响因素。

典型污染土壤的成因典型污染土壤的成因分析与生态风险预测分析与生态风险预测土壤生态毒理学土壤生态毒理学标准实验方法标准实验方法土壤生态毒理学土壤生态毒理学指标体系测指标体系测生物毒性生物毒性指标体系指标体系土壤生物污染的诊断土壤生物污染的诊断与评价指标体系与评价指标体系污染土壤清洁标准污染土壤清洁标准土壤环境标准土壤环境标准土壤生态毒理学诊断与安全预土壤生态毒理学诊断与安全预警系统的建立及其验证警系统的建立及其验证土壤生态毒理学诊断土壤生态毒理学诊断污污染染生生态态化化学学过过程程土土壤壤污污染染发发生生机机制制土土壤壤污污染染早早期期诊诊断断土土壤壤污污染染过过程程调调控控土土壤壤污污染染系系统统监监测测污污染染生生态态毒毒理理过过程程生态过程研究生态过程研究5、需要加强的重要研