环境土壤学复习资料

土壤环境学复习资料

一、名词解释

1.持久性有机污染物：一组具有毒性、持久性，并易于在生物体内富集的有机化合物；他们能进行长距离的迁移和沉积，且对源头附近或远方环境与人体产生危害。

2.电动力学技术：向土壤施加直流电场，在电解、电迁移、扩散、电渗透、电泳等作用的共同作用下，使土壤溶液中的离子向电极附近富集从而被除去的技术。

3.多环芳烃：两个以上的苯环连接在一起的化合物，根据苯环的连接方式可分为：联苯类、多苯代脂肪烃和稠环芳香烃三类。

4.多氯联苯(PCBs)：是一类以联苯为原料在金属催化剂作用下、高温氯化生成的氯代芳烃。

5.非点源污染：狭义：各种没有固定排放口或地点的环境污染。广义：难于按点污染源管理的污染源的统称。

6.反硝化作用：又称生物脱氮作用，是指在嫌气条件下，NO3－在反硝化细菌作用下还原为NO、N2O、N2的过程。

7.根际降解作用：就是指土壤中的有机污染物通过根际微生物的活动而被降解的过程，是一个植物辅助并促进的降解过程，是一种就地的生物降解作用。

8.化学定时炸弹：环境的延缓效应及其危害。指在一系列因素的影响下，使长期储存于土壤中的化学物质活化，而导致突然爆发的灾害性效应。

9.激发效应：土壤中加入新鲜有机物质会促进土壤原有有机质的降解。

10.磷的闭蓄机制：有效P被难溶性化合物包被。

11.生物固磷：土壤水溶性无机磷因植物和微生物的吸收而转化为难效或缓效的有机磷。当土壤有机质的碳磷比<200:1，不大可能产生磷的生物固定。

12.生物质炭：在厌氧或者绝氧的条件下对生物质进行热解，产生的含碳丰富的固体物质。

13.替代种植技术：利用农业经济作物及其他产业代替罂粟及所有可制成毒品原料的作物，即用有益的经济作物替代有害经济作物。

14.碳负效应：CO2通过光合作用固定在生物质中，生物质分解释放CO2，生物质炭间接阻止了生物质的分解过程，使碳以一种稳定的形式储存起来，阻止碳向大气的再释放。

15.土壤环境背景值：指未受或少受人类活动（特别是人为污染）影响的土壤环境本身的化学元素组成及含量（是相对稳定的数值，但不是不变的）。

16.土壤环境基准值：（土壤临界含量）是土壤所能容纳污染物的最大浓度，是决定土壤负载容量的关键因子。

17.土壤环境容量：（土壤负载容量）一定环境单元和一定时限内，土壤遵循环境质量标准，既能保证土壤质量，又不产生次生污染时所能容纳的污染物的最大负荷量。

18.土壤环境质量：土壤环境因子对人类及陆地生物的生存和繁衍的适宜程度。

19.土壤淋洗技术：指在淋洗剂的作用下，将土壤污染物颗粒去除的一种修复技术，包括原位淋洗技术和异位淋洗技术。

20.土壤生物污染：指一个或几个有害的生物种群，从外界环境侵入土壤并大量繁衍，破坏原来的动态平衡，对人类健康和土壤生态系统造成不良影响。

21.土壤污染：污染物通过各种途径进入土壤，其数量和速度超过了土壤的容纳量和净化能力而使土壤的性质、组成和性状等发生改变，破坏土壤的自然生态平衡并导致土壤的自然功能失调、性质恶化的现象。

22.土壤自净：在自然因素作用下，通过自身作用，使污染物在环境中的数量浓度或形态发生变化，活性、毒性降低的过程。

23.土壤重金属污染：重金属在土壤积累量超过植物需要和容忍程度并表现出受毒害症状或植物生长虽未受伤害，但收获中某金属含量超标而引起人畜伤害的情况。

24.稳定化技术：通过物理或化学的作用以固定土壤污染物的一组技术。固化技术指向土壤添加粘结剂而引起石块状固体形成的过程。

25.污染土壤的稀释作用：通过深翻或是新增土壤、拌匀原本受污染的土壤，使污染物的浓度降低到临界值以下，以达到稀释的目的。将污染物含量低的清洁土壤混合于污染土壤以降低土壤污染物的含量。

26.污染元素的交互作用：在一定条件下两个以上元素或化合物的结合效应小于、等于或大于他们各自的效应之和，即所谓颉抗、加和或者协同作用。

27.硒的生物甲基化：通过微生物的硒的甲基化过程，土壤中的有毒无机态硒转化为无毒的挥发态硒（二甲基硒），消除土壤硒污染。

28.有机污染物的光解：有机污染物分子在光的作用下，将光能直接或间接转化到分子键，使分子变成激发态而裂解或转化的现象。

29.有机污染物的光解作用：光解作用包括：光氧化、光还原、光水解、光分子重排和光异构化作用类型。

30.有机污染物的挥发：有机污染物以分子的形式从土壤散发到大气中的现象。

31.有机污染物的老化：随土壤与有机污染物接触时间的延长，土壤中有机污染物的可提取性和生物可利用性下降的过程，可以认为是对有机污染物生物效应与时间变化的表现、总体的描述，它包括了导致可提取性和生物可利用性下降的所有过程。

32.有机污染物的水解作用：有机污染物官能团能团与水的OH-之间的交换反应，生成毒性低或易挥发的水解产物。

33.有机-中性化技术：是指将有机改良与中性化技术结合在一起的治理酸度重金属污染土壤的技术。

34.阳离子交换量：在一定的pH值条件下，是指每千克干土所吸附的全部交换性阳离子的厘摩尔数，以cmol(+)/kg表示。

35.优先污染物：在众多污染物中筛选出潜在危害最大的的化合物作为优先研究和控制的对象，俗称污染物的“黑名单”。

36.重金属的化学吸附：又称重金属的专性吸附，在进行的过程中有吸热或者放热现象，常发生在吸附剂的专性位置上。

37.重金属的可提取态：按照规定的方法和步骤由土壤中所提取的重金属的浓度。

38.植物提取修复：植物提取修复是采用超积累植物将土壤中某种过量的元素或化合物大量地转移到植株体内( 特别是地上部) 从而修复土壤的技术。

39.植物稳定化作用：利用植物来固定和沉淀土壤中的有毒金属，以降低其生物有效性，并防止其进入食物链和地下水，从而减少对环境和人类的危害。

二、问答题

1.何谓植物提取修复技术？试述影响植物提取技术修复速率的限制因素及解决方式。

植物提取修复是采用超积累植物将土壤中某种过量的元素或化合物大量地转移到植株体内( 特别是地上部) 从而修复土壤的技术。

限制因素：①目前发现的超富集植物所能累积的元素大多较单一，而土壤污染通常是多元素的复合污染；②超富集植物生长缓慢、生物量低、生长周期长，因此从土壤中提取的污染物总量低；③目前发现的超富集植物几乎都是野生植物，人们对其农艺性状、病虫害防治、育种潜力以及生理学等方面的了解有限，难以优化栽培和培育；④超富集植物的根系比较浅，只能吸收浅层土壤中的污染物，对较深层土壤中的污染物则无能为力。

（突破：创新性修复技术的开发与应用；发展快速原位检测技术；发展联合修复技术）

2.简述降低土壤氟生物有效性的途径。

降低土壤氟的有效性可以降低氟的生物效应，降低土壤氟的有效途径有：①降低土壤的ph值可以降低氟的毒性：酸性土壤中的F-易与Fe3+、Al3+等生成稳定的络合物，降低氟的有效性；②使用磷肥可以减缓受F污染的土壤的毒性；③植物体内的氟含量与铝、钠成正相关、与钙成负相关；④土壤全氟的含量与土壤的有机质含量呈正相关关系：有机质含量低的土壤，团粒结构缺乏，水溶性氟淋溶强烈，氟易进入深层土壤和地下水；⑤粘土中氟的含量与粘粒呈正相关关系。

3.简述农田土壤N2O排放的影响因素。

所有影响硝化及反硝化作用的物理、化学和生物因素都将影响土壤N2O的排放量，包括：土壤通气性、土壤水分含量、土壤氮素有效性、氮肥使用、土壤pH、土壤有机质、作物种类及土壤温度等。

4.简述土壤重金属的来源及其危害。

来源：大气降尘、污水灌溉、工业固体废弃物的不当堆置、矿业活动、农药和化肥等

危害：①土壤重金属会影响到土壤中氮、磷和钾的保持与供应，从而影响土壤肥力。②土壤重金属污染会降低有机物质的微生物转化效率，同时会对土壤中的酶起到抑制的作用。③生长在重金属污染的土地上的作物，可通过食物链等方式进入人体，从而危害到人体健康。

5.简述土壤重金属污染特征。

①形态多变：多处于周期表过渡区，多有变价；随Eh、Ph、配位体不同，常有不同价态、化合态和结合态；形态不同，有效性和毒性也不同；②易累积、难降解。

6.简述土壤中磷素的迁移转化与地表水富营养化之间关系。

磷是大多数淡水水体中藻类生长的主要限制因子。磷在控制水体富营养化中首先是它的浓度，一般认为水体中磷的浓度达到0.02mg/l 时即可能产生富营养化。磷通过地表径流，土壤侵蚀及渗透淋溶等途径进入水体，使水体中含量增多，富营养化。

7.简述土壤-植物硒行为特征？

1）酸性土壤和富含有机质的土壤中，硒化物和硒—硫化物占优势，这些化合物迁移能力较弱，因此较难被植物吸收利用；2）在排水良好的矿质土壤中，pH 接近中性，硒主要以亚硒酸盐形式存在，其碱性金属化合物是可溶的，但亚硒酸铁是不溶的；此外，亚硒酸盐容易被铁的氢氧化物和氧化物固定，因此仅有少量

硒被植物吸收利用；3）在碱性和氧化条件下的土壤，硒酸盐含量高，易于溶解且不易被含铁氧化物固定，因此易于被植物吸收利用。

8.简述有机污染物在土壤中的吸附行为和特征。

土壤对有机质的吸着包括吸附和吸收，当无法区分两者的时候统称为吸附，吸附是土壤固相与有机污染物之间相互作用的主要过程。吸附包括：物理吸附、化学吸附、离子交换；依据吸附的机制还可分为阳离子型有机污染物吸附、基性有机污染物吸附、酸性有机污染物吸附、螯合有机污染物吸附、非离子型和非极性分子吸附。

9.简述影响植物吸收土壤有机污染的因素。

①土壤性质：a.质地粘重的土壤会减少植物对有机污染物的吸收；b.有机质含量高的土壤会减少植物对有机污染物的吸收；c.含水量高、土壤吸附能力下降，促进对农药的吸收。②植物性质：a.脂肪含量：脂肪含量上升的植物积累PAHS的能力强；b.根系特征：须根系植物吸收PAHS的能力大于直根系；c.植物种类：不同植物种类吸收能力不同。③污染物性质:a.植物对有机污染物的吸收与污染物的性质，与KOW（正辛醇/水分配系数）b.RCF值随亲脂性的降低而降低，即亲脂性越高越易被吸收。

10.简述重金属的植物效应及其影响因素。

重金属的植物效应：进入土壤的重金属可以溶解于土壤溶液中，吸附于胶体表面，闭蓄于土壤矿物之内，与土壤中其他化合物产生沉淀，这些都影响到植物的吸收与积累。影响因素：①重金属的浓度；②氧化还原电位、pH和CEC；③土壤质地；④共存离子的影响。

11.农产品中硝酸盐积累受哪些因素影响。

①蔬菜种类：易大量积累硝酸盐的作物：十字花科、葫芦科，器官分配：根>茎叶>果实；②肥料品种：a.与化学氮肥用量呈正相关，有机肥可减少硝酸盐累积量b.铵态氮多，作物硝酸盐含量低c.磷肥充足可限制硝酸盐累积d.氮钾肥共施，促氮转变为蛋白质；③氮肥用量及时间：a.作物硝酸盐含量与施肥量呈正相关，b.施氮法：重基肥轻追肥；收获时间：收获期推迟，可降低蔬菜硝酸盐含量；⑤环境因素（水分、温度、关照）：多雨/干燥-多雨交替季节利于蔬菜硝酸盐的累积；一定范围内硝酸盐含量与温度呈负相关。

12.请列举土壤环境中常见有机污染物的来源、分布特征与主要危害。

有机污染物来源分布主要危害

有机农药杀虫剂、除草剂等化学药剂土壤、空气有毒，比较长的残

效期

多环芳烃类天然来源：细菌、藻类合成物

人为来源（主）：炼油、工厂废

水等

广泛致癌物质

多氯联苯（PCBs）

主要：颗粒沉降

少量：污泥、填埋场的渗漏、农

药等

土壤（主

要）、空气

对人体的病变和

癌变有诱导作用

二噁英焚烧、化工生产、农药使用、污

泥、大气沉降、化工废物

全球性污

染物质，存

在于各种

环境介质

中

毒性、致癌、致畸、

致突变

石油类人为源：石油钻探、开采、运输、

加工储存、废弃物、污水灌溉等

自然源：石油溢流土壤、地下

水

引起恶心、头晕、

晕眩

药物与个人护理品(PPCPs) 药品直接或间接排放、污水、污

泥和粪便，垃圾渗滤液

大气、水和

土壤中均

有残留

引起微生物选择

压力和抗药性

13.试分析农业面源污染的发生机理、特征及其控制。

农业面源污染是指在农业生产活动中，农田中的泥沙、营养盐、农药及其他污染物，在降水或灌溉过程中，通过农田地表径流、农田排水和地下渗漏，进入水体而形成的面源污染。发生机理：农田土壤中的化肥、农药及其他污染物质通过降水和灌溉，从农田排水、地表径流、地下渗漏，造成土壤、大气、水体污染。特征：①分散性和隐蔽性（危害要经较长时间才表现，不易察觉；污染发生的位置不易识别）；②随机性和不确定性；③广泛性和不易监测性。控制：①大力推广测土配方，提高化肥有效利用；②推广农作物病虫害绿色防控技术；③农田废弃物收集处理；④加强宣传引导；⑤技术更新；⑥按农产品质量安全标准化管理。

14.试分析设施菜地连作生产障碍的成因与表现。

设施菜地的连作障碍导致生产不可持续、环境问题严重。成因：农业生产上过量的化肥、农药投入、复种指数高及长期连作导致。表现：土传病害、根结线虫等连作障碍突出；土壤盐渍化、酸化，土壤质量恶劣等问题致大棚废弃；养分供应不平衡致蔬菜品质下降，农产品安全受质疑；地下水硝酸盐污染。

15.试分析生物质炭的性质及其对土壤环境功能的影响。

①生物质炭含有大量植物所需的营养元素，可以促进土壤养分的循环和植物的生长；②生物质炭一般呈碱性，施用生物质炭可以降低土壤的酸度和有毒元素如铝和重金属对植物的毒性；③生物质炭表面含有丰富的含氧官能团，施用后可以提高土壤的阳离子交换量；④生物质炭具有高度的孔隙结构，可以增加土壤的孔隙度和保水能力，降低土壤容重，有利植物根系生长。

16.试述设施菜地退化土壤阻控与资源高效利用的途径与策略。

①设施菜地根结线虫的阻控策略：物理防治：致死温度55℃-热处理（热水浇灌、蒸汽处理）、太阳能高温覆膜消毒处理；化学防治：毒害线虫-如化学试剂（福尔马林、40%甲醛溶液；溴甲烷、三氯硝基甲烷、硝基氯仿等），但有残留；栽培管理：切断线虫寄主与非寄主植物进行轮作、休闲处理，甜玉米、苏丹草填闲、筒篙、蓖麻与番茄间作；厌氧条件：如淹水；

生物防治：破坏线虫自身结构，抑制线虫繁殖，如：采用细菌真菌等生物防治手段，抗性品种及种植诱捕作物。②改变种植模式可有效削减连作障碍；③设施菜地填闲植物的选择与优化；④根层调控与养分管理：根层土壤养分浓度、根层土壤养分相对比例、根层土壤养分形态、适宜的根层环境、根系与水肥供应空间匹配。

17.试述污泥土壤利用的分险。

①重金属：a.使土壤重金属含量增加，加重土壤重金属污染;b.使重金属的形态在土壤中更稳定;c.使重金属向地下水和植物迁移；②N、P：污泥中含有大量NP 营养元素如不能被植物及时吸收，会污染水体和地下水；③盐分：盐分过高会破坏养分间的平衡，抑制植物对养分的吸收，对植物根系的伤害；④病原菌：未经处理的污泥中含有较多的病微生物和寄生虫卵，会加速植物的病害传播；⑤有机

物污染物：某些工业废水中可能含有聚氯二酚，多环芳烃等有毒有机质，可能产生危害。

18.土壤中氟的主要化学行为有哪些特点。

①沉淀—溶解平衡：存在于土壤中游离态F离子可与钙、铝、铁、镁等离子发生沉淀作用，当土壤条件改变，沉淀可逆；②配位—解离平衡：土壤中的F离子可与铝、铁离子等形成配合物；③吸附—解吸平衡：土壤中的F离子可被土壤中的铁铝氧化物、黏粒矿物和有机大分子吸附而失去活性。

19.土壤中甲烷是如何产生的？稻田土壤甲烷排放通量受哪些因素影响？

产生条件：一是厌氧条件，即丰富的水分，二是碳源，即丰富的有机质。产生途径：复杂有机物质被各类细菌转化为简单的产甲烷前体（乙酸、氢气、CO2、甲酸）a.在专性矿质化学营养产甲烷菌的参与下，以氢气或有机分子做H供体还原CO2或直接利用甲酸和CO形成甲烷b.在甲基营养产甲烷菌参与下，对含甲基化合物（乙酸）的脱甲基作用。

影响：①土壤水分管理②土壤性质：a.土壤Eh：产甲烷临界起始Eh值：-140~-160mv b.土壤PH与温度：PH适应范围在6-8之间，最适为7左右，多数产甲烷菌在30℃以上较为活跃，最佳为34.5℃ c.土壤母质与类型：甲烷产生量：花岗岩水稻土>第四纪红土>玄武岩，泥炭土>冲击土>火山灰土 d.土壤质地-通透性与OM分解速率：甲烷产生量：质地越粘，甲烷排放量越小③施肥：a.施用有机肥-为产甲烷菌提供基质，加速土壤淹水后Eh下降：菜饼、麦秆>牛厩肥>猪厩肥；秸秆-稻草还田方式：均匀混施>表面覆盖b.施用化肥：有机无机混施可减少单施有机肥下的高甲烷排放；④水稻植株生长及品种：a.水稻通气组织是甲烷由土壤向大气排放的最主要途径 b.杂交水稻的产甲烷菌数比常规稻田高1-2数量级

20.土壤中重金属形态一般分为几种？目前关于重金属形态的操控定义存在哪些不足。

形态：水溶态、交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态、残留态

不足：①提取步骤多、费时；②试剂的有限选择性；③已释出的金属可在各形态间再分配；④结果重现性差；⑤可比性差，只有类似方法及性质相似的样品才具有可比性。

21.我国目前肥料使用中存在哪些问题？如何控制施肥所引起的污染？

存在的问题：①盲目过量施肥，肥料利用率普遍低下；②施肥结构不合理，养分施用不平衡；③地区间施肥不平衡；④有机物料收集利用率低下。

肥料污染的控制措施与防治对策：①加强对肥料的监督管理，从肥料质量上遏制污染②经济合理施肥，严防过量施肥③NPK肥配合施用④化肥与有机肥配合施用⑤推行施肥新技术，提高肥料利用率⑥优化肥料品种结构，研制新型无污染肥料，开发化肥新品种⑦加强水肥管理，实施挖水灌溉⑧培育高产高效低累积硝酸盐的蔬菜品种⑨保护生态环境，防止水土流失。

22.污染土壤的原位修复和异位修复各有什么优缺点？试分析之。

①原位修复技术：指在不经搅动、挖掘的情况下，通过向污染土壤中补充氧气、营养物质或接种微生物对污染物就地进行处理，以达到污染去除效果的技术。

优点：对土壤结构和肥力的破坏小，需要进一步处理和弃置的残余物少；不需要复杂的设备，处理费用相对较低；由于被处理的土壤不需要搬运，对周围环境影响和生态风险较小。缺点：对处理过程产生的废气和废水的控制比较困

难。

②异位修复技术：是将受污染土壤、沉积物移动到另外的位置，采用生物和工程手短进行处理，使污染物降解，恢复污染土壤原有的功能的技术。优点：对处理过程的条件控制比较好；与污染物的接触较好；易控制处理过程产生的废气和废物的排放。缺点：在处理之前要挖土和运输，会影响处理过的土壤的再利用，费用一般较高。

23.有机污染物在土壤环境中迁移转化的主要过程及其影响因素？

有机物污染物在土壤中的迁移以挥发和淋溶为主。①挥发：是指有机污染物以分子的形式扩散到土表至大气的过程。影响因素：有机质的性质、土壤的吸附特性、土壤的湿度、气流速度、温度。②淋溶：有机污染物随水通过均匀土壤介质垂直剖面向下运动是污染物在水-土壤颗粒之间的吸附-解离或分配的过程。影响因素：土壤的性质、土壤的孔隙度、有机质的含量、土壤的吸附特性等。