环境土壤学.pdf

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书籍描述

内容简介
本书结合土壤学经典内容如土壤的基本物理、化学和生物学性质,从土壤环境基本问题和污染物种类、特点及其运移出发,论述土壤环境体系中污染的产生和对其进行治理的原理;重点阐述了土壤环境污染及其修复的国内外主流技术,分析各修复技术的特点、原理、适用污染物和土壤类型,并选择国内外典型案例对各修复技术的现场适用性和应用情况进行评价。
本书具有较强的知识性、系统性和实用性,可作为高等学校环境科学与工程及相关专业的本科生、研究生教材,也可作为相关专业领域科研人员、工程技术人员和管理人员的参考资料。

编辑推荐
随着近年土壤环境体系理论研究与实践的快速发展,以环境学、土壤学、生态学、生物化学与地球化学等多学科交叉为特色的环境土壤学研究内容也不断丰富和外延,对于土壤环境体系中污染物的防控和环境风险的综合管理与治理提出了全新的要求。
《环境土壤学》(第二版)共分基础理论和实验两部分,基础理论部分在原书系统论述环境土壤学的产生、发展和学科体系的基础上,针对目前国际尤其是近几年中国关于污染场地管理、监测、风险评价和修复技术的导则与规范快速更新的特点,结合近年污染土壤修复技术特别是现场应用技术比例和种类的改变与不同种类修复技术联用增多等发展趋势,对污染土壤修复技术体系、污染土壤管理体系、污染土壤环境风险评价与控制体系等进行补充和更新。实验部分则在原书土壤基本物理、化学与生物学性质测定,土壤有机与重金属分析实验分类基础之上,根据目前各高校和单位着重培养创新性、复合型人才的需求,归纳并补充建立起土壤环境基本性质测定、土壤污染物检测、污染土壤修复模拟等多层次、综合性环境土壤学实验体系。
《环境土壤学》(第二版),与原版相比,除了内容的修订外,还加入了土壤质地发展历史及其变革、土壤溶质构成体系及其来源、土壤环境法律法规新进展、污染土壤绿色修复理念及其体系构成等重点内容,使环境土壤学的体系更为完善和反映新的学科研究成果。

作者简介
贾建丽:中国矿业大学(北京),副教授,长期从事污染场地环境风险评价与控制、环境微生物学与分子生态学等方面的研究工作,从事土壤环境、生态学等方面的教学工作,获2008年环境保护科学技术奖一等奖、北京市科学技术奖三等奖,共发表论文20余篇,国家发明专利1项,实用新型专利1项,合作出版专著1部(第二作者)。

目录
第一章绪论1
第一节土壤环境特点及其功能1
一、土壤环境1
二、土壤环境特点1
三、土壤圈与其他圈层的关系2
四、土壤环境功能3
第二节土壤质量及土壤环境问题3
一、土壤质量3
二、土壤环境问题5
第三节环境土壤学的发展与研究内容6
一、环境土壤学的产生与发展6
二、环境土壤学的研究内容7
三、环境土壤学的研究热点与趋势8
思考题8
第二章土壤组成与基本性质9
第一节土壤生态系统的组成及其环境生态意义9
一、土壤矿物质10
二、土壤有机质12
三、土壤水溶液19
四、土壤气体22
五、土壤生物24
第二节土壤性质27
一、土壤物理性质27
二、土壤化学性质34
三、土壤生物学性质39
第三节土壤的形成42
一、形成因素43
二、土壤形成过程45
思考题46
第三章土壤污染及其特点48
第一节土壤污染概述48
一、土壤污染定义48
二、土壤污染来源50
三、土壤污染的产生与去向52
第二节土壤污染特点与危害53
一、土壤污染的特点53
二、土壤污染的危害54
第三节土壤主要污染物及其特点56
第四节土壤重金属污染57
一、土壤重金属污染来源58
二、土壤主要重金属种类60
三、土壤重金属污染特点61
四、土壤重金属污染危害62
第五节土壤有机污染物63
一、农药64
二、多环芳烃68
三、石油烃69
四、持久性有机污染物72
第六节土壤放射性污染74
一、土壤放射性污染来源74
二、土壤放射性污染特点75
三、土壤放射性污染危害76
思考题77
第四章土壤典型污染物的迁移转化78
第一节土壤环境中物质的运移78
一、土壤溶质运移现象78
二、土壤溶质运移机理78
三、土壤溶质运移模型81
第二节土壤重金属污染物的迁移转化82
一、重金属在土壤中的迁移转化规律82
二、典型重金属在土壤中的迁移转化86
第三节土壤中有机污染物的迁移转化89
一、有机污染物在土壤中的迁移转化89
二、典型有机污染物在土壤中的迁移转化90
思考题94
第五章土壤环境法律法规体系与污染土壤风险评估95
第一节土壤环境法律法规体系95
一、国外土壤环境法律法规体系95
二、中国土壤环境法律法规体系99
第二节土壤污染诊断104
一、土壤污染诊断主要方法104
二、土壤污染生态毒理学诊断方法105
三、土壤污染生态毒理学诊断研究进展109
第三节污染土壤风险评估110
一、污染土壤风险评估概念与发展110
二、污染土壤风险评估类型112
三、土壤环境质量评估法113
四、人体健康风险评估法115
五、生态风险评估法124
思考题127
第六章污染土壤修复技术128
第一节污染土壤修复概念与分类128
第二节物理修复技术130
一、物理分离技术130
二、翻土与客土技术131
三、土壤蒸气浸提修复技术131
四、固化/填埋技术134
五、热解吸修复技术136
第三节化学修复技术140
一、化学改良技术140
二、化学氧化技术142
三、化学还原与还原脱氯修复技术144
四、化学淋洗技术146
五、溶剂浸提技术147
六、电动修复技术149
第四节生物修复技术152
一、微生物修复技术153
二、植物修复技术164
三、动物修复技术169
第五节修复技术集成172
一、物理化学联合修复技术172
二、植物微生物联合修复技术172
三、微生物植物动物联合修复技术172
四、物化(物理化学)生物修复技术集成172
五、修复技术集成应用案例173
第六节各修复技术的综合比较175
第七节我国的污染土壤修复实践176
思考题176
第七章污染场地环境管理177
第一节概述177
第二节污染场地环境管理及其主要流程178
一、污染场地筛选与登记179
二、污染场地调查179
三、污染场地风险评价与修复目标确定180
四、污染场地修复技术选择与实施182
五、污染场地修复效果评价185
第三节我国污染场地环境管理现状及其面临的机遇与挑战186
一、我国污染场地管理现状186
二、我国污染场地管理面临的机遇和挑战188
思考题189
实验部分190
实验一土壤样品的采集与制备190
一、实验目的与意义190
二、所需材料190
三、步骤190
实验二土壤粒径测定与质地分析192
一、实验目的与意义192
二、仪器设备与所需材料193
三、步骤193
实验三土壤含水率测定193
一、实验目的与意义193
二、所需仪器与设备194
三、测定步骤194
四、计算194
五、记录格式194
六、注意事项195
实验四土壤有机质的测定195
一、实验目的和意义195
二、实验原理195
三、主要仪器及试剂配制195
四、操作方法与实验步骤196
五、计算196
六、注意事项196
七、土壤有机质含量参考指标197
实验五土壤腐殖质的测定197
一、实验目的与意义197
二、方法原理197
三、所需仪器与材料198
四、试剂198
五、操作步骤198
六、结果计算199
七、注意事项199
实验六土壤pH值的测定199
一、实验目的与意义199
二、实验原理200
三、仪器设备与试剂配制200
四、实验步骤200
五、注意事项200
实验七土壤微生物数量测定201
一、实验目的与意义201
二、实验仪器与材料201
三、试剂配制202
四、实验步骤202
五、计算202
实验八土壤微生物FDA活性的测定203
一、实验目的与意义203
二、实验仪器与材料203
三、试剂配制204
四、实验步骤204
实验九土壤重金属含量测定205
一、实验目的与意义205
二、实验仪器与材料205
三、实验步骤205
实验十土壤有机污染物含量测定207
一、实验目的与意义207
二、实验仪器与材料207
三、实验步骤207
四、结果计算208
参考文献214

序言
前言
2014年4月,环境保护部联合国土资源部发布《全国土壤污染状况调查公报》使土壤污染及其控制进一步成为环境与生态领域的热门方向,土壤环境中物质的迁移、转化和污染土壤的修复等土壤环境研究成为热点内容。土壤植物体系和土壤地下水体系中污染物的迁移转化和生物毒性受到物质特性、土壤环境的微域变异性、土地资源利用方式和未来规划等多方面的影响,使其环境风险和对人体健康的危害表现出复杂性和不确定性,因此,对污染土壤体系内的物质迁移转化、污染土壤环境风险管理和污染土壤绿色可持续修复等均提出了较高的要求。
随着近年土壤环境体系理论研究与实践的快速发展,以环境学、土壤学、生态学、生物化学与地球化学等多学科交叉为特色的环境土壤学研究内容也不断丰富和外延,对于土壤环境体系中污染物的防控和环境风险的综合管理与治理提出了全新的要求。在从事与环境土壤学相关的教学和科研过程中,笔者一直关注和追踪相关学科的发展动态与前沿,根据课堂教学和各方面的建议和意见,认真总结、分析和补充完善,以本次再版为契机,在原版的基础上针对目前污染场地管理的最新研究成果和相关的法律法规新进展,对原书进行了修订和必要的扩充,以使其在我国飞速发展的土壤环境领域研究过程中更好地发挥培养研究生力军、提供污染土壤修复技术和管理模式参考、训练环境土壤学实验与实践技能等方面的作用。
本书共分基础理论和实验两部分,基础理论部分在原书系统论述环境土壤学的产生、发展和学科体系的基础上,针对目前国际尤其是近几年中国关于污染场地管理、监测、风险评价和修复技术的导则与规范快速更新的特点,结合近年污染土壤修复技术特别是现场应用技术比例和种类的改变与不同种类修复技术联用增多等发展趋势,对污染土壤修复技术体系、污染土壤管理体系、污染土壤环境风险评价与控制体系等进行补充和更新。实验部分则在原书土壤基本物理、化学与生物学性质测定,土壤有机与重金属分析实验分类基础之上,根据目前各高校和单位着重培养创新性、复合型人才的需求,归纳并补充建立起土壤环境基本性质测定、土壤污染物检测、污染土壤修复模拟等多层次、综合性环境土壤学实验体系。
本书具有较强的知识性、系统性和实用性,可供环境科学与工程及相关专业的本科生和研究生作教材使用,亦可供相关专业领域如环境管理、风险评价和土壤修复等技术和管理人员参考使用。
本书主要由贾建丽、于妍、张凯编著,另外,参加本书编著及材料整理的还有赵丽娜、王冰冰、史少贺、李小军、娄满君、赵燊炜、胡磊等,在此表示感谢。
鉴于时间和水平所限,本书疏漏及不足之外在所难免,敬请读者批评指正。

编著者
2016年2月


第一版前言
目前,世界范围的土壤环境污染等问题造成了越来越多的经济损失,同时引发一定的社会问题,受到环境工作者的广泛关注并开展了一系列的研究工作。然而,由于土壤介质的非均质各向异性等造成其物质迁移、转化特点等,与其他环境子系统如水环境和大气环境相比有很大差异,因此土壤环境问题有较强的隐蔽性与潜伏性,会造成更大的危害。鉴于土壤污染的危害及土地资源的重要性,土壤环境问题及其治理已成为环境、资源、生态等相关领域的重要研究课题,其中涉及的科学与技术问题也是方兴未艾。
环境土壤学作为环境科学的重要组成部分,其研究内容和相关规律、定律等涉及环境化学、生态学、土壤学、化工原理等相关内容,具有较强的综合性和学科交叉性。对于目前土壤环境问题的成因、危害及其防控体系进行全面、系统的研究,对于土壤环境的可持续发展具有重要的意义。
本书分为基础理论和实验两部分,基础理论部分系统论述环境土壤学的产生、发展和学科体系,土壤的基本构成与物理、化学和生物学性质,土壤污染的产生、危害与相关标准,土壤环境体系的典型污染物及其危害,污染土壤修复技术体系,并对污染场地环境管理进行论述。实验部分则包括土壤基本物理、化学与生物学性质测定,土壤有机与无机污染物分析实验。
本书主要由贾建丽、于妍和王晨编著,另外,参加本书编著及整理材料的还有赵丽娜、张岳、彭娟、王海文、房增强等。
由于时间和水平所限,本书疏漏和不足之处在所难免,敬请读者批评指正。

编著者
2012年3月

文摘
版权页:



(六)土壤有机质的作用及其环境生态意义
1.土壤有机质的作用
(1)植物营养的主要来源有机质含有极为丰富的氮、磷、钾和微量元素,可为植物生长提供营养元素。有机质分解后产生的二氧化碳是供给植物光合作用的原料,是生态系统初级生产力的基础。
(2)刺激根系的生长 腐殖质物质可在很稀的浓度(10—6~10—3)下以分子态进入到植物体,可刺激根系的发育,促进植物对营养物质的吸收。
(3)改善土壤的物理状况促进土壤团粒结构的形成,是良好的土壤胶结剂。
(4)具有高度保水、保肥能力 腐殖质是一种土壤胶体,有巨大的比表面积,有巨大的吸收代换能力。黏土颗粒的吸水率为50%~60%,而腐殖质的吸水率为soo%~600%,是目前土壤改良中常用的保水、保肥剂。
(5)具有络合作用腐殖质能和磷、铁、铝离子形成络合物或螯合物,避免难溶性磷酸盐的沉淀,提高有效养分的数量。另外,腐殖质还可通过络合,螯合等作用对重金属进行固定,在土壤和底泥等介质的修复中近年得到了应用。
(6)促进微生物的活动 为微生物提供营养物质。
(7)提高土壤温度的作用有机质为暗色物质,一般是棕色到黑褐色,吸热能力强,可改善土壤热状况。
2.土壤有机质的环境生态意义
基础土壤学中重点关注土壤有机质在土壤肥力保持及其影响等方面的作用,而环境土壤学则更看重土壤有机质的生态与环境效应。

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