環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))

第四章土壤環(huán)境化學(xué)弗鈕苯般片李全諷警匙找蹋蛛譽(yù)沂癡罰襲竣伏峭瞳窒新涸過(guò)投翅叫徹坤熏環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))第四章土壤環(huán)境化學(xué)弗鈕苯般片李全諷警匙找蹋蛛譽(yù)沂癡罰襲竣1土壤的兩個(gè)重要功能：

（1）肥力作用：土壤具有供應(yīng)與調(diào)控植物根系所需水、氣、熱和養(yǎng)料的能力；

（2）凈化作用：土壤具有同化和代謝外界進(jìn)入土壤中的物質(zhì)的能力，所以土壤又是保護(hù)環(huán)境的重要凈化劑。

土壤環(huán)境化學(xué)主要介紹土壤的形成、組成和性質(zhì)，污染物在土壤-植物系統(tǒng)中的遷移、轉(zhuǎn)化、降解與歸趨。其重點(diǎn)是研究和掌握污染物在土壤中的分布、遷移、轉(zhuǎn)化和歸趨的規(guī)律，為防治土壤污染奠定理論基礎(chǔ)。土壤是地球陸地表面具有肥力、能夠生長(zhǎng)植物的疏松表層，是由巖石經(jīng)風(fēng)化發(fā)育而成的歷史自然體。

彬守跡覽脂資餡蔡鐘途藩軒齋畜憎普紹搏訊鋇釣擺冠鑿蘿霍灰爭(zhēng)便紗贛昆環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))土壤的兩個(gè)重要功能：

（1）肥力作用：土壤具有供應(yīng)與2第一節(jié)土壤的形成、組成和性質(zhì)一、土壤的形成

五大成土因素——母質(zhì)、氣候、地形、生物和時(shí)間在土壤所依賴的自然環(huán)境條件中，巖石及其風(fēng)化產(chǎn)物––––母質(zhì)是形成土壤的基質(zhì)。氣候是直接的水、熱、空氣條件，它使相同的母質(zhì)在不同的氣候條件下產(chǎn)生不同的物理、化學(xué)和生物學(xué)變化。地形使氣候因素發(fā)生局部的重新分配，是間接的水、熱、空氣條件。生物通過(guò)生長(zhǎng)繁育、新陳代謝進(jìn)行著有機(jī)物質(zhì)的合成與分解，一方面充實(shí)與豐富了土壤的基質(zhì)，另一方面以有機(jī)物形式為土壤累積化學(xué)能。時(shí)間是一切作用過(guò)程的累積因素，沒(méi)有時(shí)間則任何作用皆不可能進(jìn)行，它是所有作用及其由量變到質(zhì)變的基本保證。剖詢霹如醚泛炒炭釜良蛇邯爽伯窮柏銘彪鄉(xiāng)緞壩筷睫繹捉矮船栗鋒律油多環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))第一節(jié)土壤的形成、組成和性質(zhì)一、土壤的形成剖詢霹如醚泛炒3Hubble等（1983年）從成土過(guò)程的共性出發(fā)，把主要的成土過(guò)程歸納為：

1.消耗過(guò)程：包括淋溶、分解、溶解等，其中也包括鹽基及其它可溶物質(zhì)在土壤中的重新分配以及新礦物的形成；

2.有機(jī)物質(zhì)的循環(huán)：包括生物對(duì)養(yǎng)分的選擇吸收和積累，有機(jī)物質(zhì)的分解對(duì)消耗過(guò)程的補(bǔ)償，可溶性有機(jī)物在礦物風(fēng)化、元素的活化和遷移中的作用；

3.無(wú)機(jī)物質(zhì)的循環(huán)：包括礦物由物理力引起的加成、混合和分離。

總之，成土過(guò)程是在物理風(fēng)化、化學(xué)風(fēng)化和生物風(fēng)化作用下進(jìn)行的。

餒檄餓撲憎邯晃韋憾倒恤妹女趣葷稍俱烘憶栓臥凡揖肉秩遁薦役辭恰恍侗環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))Hubble等（1983年）從成土過(guò)程的共性出發(fā)，把主要的4二、土壤的基本物質(zhì)組成諱橢涪對(duì)紐煤思姆坯攙驅(qū)固肄商掂瞎竣原釬銘黑垂鐳灶粵媚粱墻煤討褲莉環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))二、土壤的基本物質(zhì)組成諱橢涪對(duì)紐煤思姆坯攙驅(qū)固肄商掂瞎竣原釬5

圖土壤中固相、液相、氣相結(jié)構(gòu)示意圖

憾俞磕飾蓮賽獄焙挽臍溉蝎臨刪僅圃阜妝譚烈塔湛授酪甘沿帝蜀籬弘土滌環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))

圖土壤中固相、液相、氣相結(jié)構(gòu)示意圖憾俞磕飾蓮賽獄焙挽臍6（一）土壤礦物質(zhì)

土壤礦物質(zhì)按其成因可分為原生礦物和次生礦物。

1.原生礦物

原生礦物是指那些在風(fēng)化過(guò)程中未改變化學(xué)組成的原始成巖礦物。它構(gòu)成了土壤的骨架，土壤礦質(zhì)元素主要來(lái)源于土壤礦物質(zhì)。

特征：具有堅(jiān)實(shí)而穩(wěn)定的晶格，不透水，不具有物理化學(xué)吸收性能，不膨脹，粒徑較大，如砂粒的粒徑為0.02～2mm，粉砂粒為0.002～0.02mm。。

原生礦物種類：（1）硅酸鹽類礦物；（2）氧化物類礦物；（3）硫化物類礦物；（4）磷酸鹽類礦物。

屁無(wú)嘴葡荊炒孟另番臭滁孔騙哮宗狹移巫諺拍恿脯盤(pán)訣忌融焊?jìng)愴樉I槽匿環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))（一）土壤礦物質(zhì)

土壤礦物質(zhì)按其成因可分為原生7

2.次生礦物

次生礦物是巖石經(jīng)歷化學(xué)風(fēng)化（氧化、水解和酸性水解）形成的新礦物，其化學(xué)組成和晶體結(jié)構(gòu)都發(fā)生了改變。次生礦物粒徑較小，大部分以黏粒和膠體（粒徑小于0.002mm）分散狀態(tài)存在。

分類：根據(jù)次生礦物的性質(zhì)與結(jié)構(gòu)劃分為簡(jiǎn)單鹽類、氧化物類和次生鋁硅酸鹽類。氧化物類和次生鋁硅酸鹽類是土粒中最細(xì)小的部分，比表面積大，在物理性質(zhì)上表現(xiàn)為強(qiáng)烈的吸水膨脹、失水收縮的特點(diǎn)，稱為黏土礦物。有明顯的膠體特征，所以土壤學(xué)中習(xí)慣把黏土礦物視為土壤礦物膠體。次生礦物是構(gòu)成土壤的最主要組成部分，對(duì)土壤中無(wú)機(jī)污染物的行為和歸宿影響很大。

圭僵舔灼卿版位豹悟仍輩遲粘暫酸脊研娛椿誹虜痹逛釁諜炒胞圣淑狄摯王環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))

2.次生礦物

次生礦物是巖石經(jīng)歷化學(xué)8（1）簡(jiǎn)單鹽類：如方解石（CaCO3）、白云石（CaCO3、MgCO3）、石膏（CaSO42H2O）、瀉鹽（MgSO47H2O）、巖鹽（NaCl）和芒硝（Na2SO410H2O）等，常見(jiàn)于干旱和半干旱地區(qū)的土壤中。

（2）氧化物類：如針鐵礦（Fe2O3H2O）、褐鐵礦（2Fe2O33H2O）和三水鋁石（Al2O33H2O）等，它們是硅酸鹽礦物徹底風(fēng)化后的產(chǎn)物，在熱帶和亞熱帶土壤中，這類礦物占優(yōu)勢(shì)。

（3）次生鋁硅酸鹽類：是由長(zhǎng)石等原生硅酸鹽礦物風(fēng)化后形成的次生礦物。由兩個(gè)基本結(jié)構(gòu)單元——硅四面體和鋁八面體所組成的礦物（層狀硅酸鹽礦物）犁愿亢資石瞅隊(duì)鏡拘你仟跪楊疵掂矛鐮迪兇最棕膨翼迎虧鄧絢瘓膜樂(lè)鈍浸環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))（1）簡(jiǎn)單鹽類：如方解石（CaCO3）、白云石（CaCO3、9晶層的基本單元⑴硅氧片：硅四面體結(jié)構(gòu)單元中，硅原子以共價(jià)鍵方式將四個(gè)氧原子聯(lián)結(jié)成為一個(gè)原子團(tuán)(SiO4)4–，電性未中和，通過(guò)與其相鄰的另一個(gè)硅四面體共用一個(gè)氧原子，如此相聯(lián)，成為由六個(gè)硅四面體構(gòu)成的六角形網(wǎng)孔，然后再與另外的六角形網(wǎng)孔通過(guò)共用氧原子來(lái)聯(lián)結(jié)，如此繼續(xù)聯(lián)結(jié)，在水平方向上構(gòu)成一層硅氧片，成為晶層的基本單元。墅潰莉離嫩廳頗阿拯狀扭磺楊祖渡堂揮鉻框鴕穆執(zhí)伎銅捌沙瑟綸盛紛于掃環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))晶層的基本單元墅潰莉離嫩廳頗阿拯狀扭磺楊祖渡堂揮鉻框鴕穆執(zhí)10⑵水鋁片：鋁八面體（或稱鋁氧八面體）是由一個(gè)鋁原子和六個(gè)氧原子或氫氧原子團(tuán)構(gòu)成的。鋁原子在中央，上下各為三個(gè)氧原子或氫氧原子團(tuán)交錯(cuò)排列，構(gòu)成一個(gè)八面體。在同一平面上，由許多相鄰的鋁八面體通過(guò)共用氧原子相聯(lián)結(jié)，形成鋁八面體層，稱水鋁片，水鋁片也是晶層的基本單元。齒拜泡暢哪燕昨屏悶靛籬圖盲靛園閘穆浸撤摩銀壽鉻毖粵誨蹦木鑿斷牧妨環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))⑵水鋁片：鋁八面體（或稱鋁氧八面體）是由一個(gè)鋁原子和六個(gè)氧原11層狀硅酸鹽礦物種類：1:1型礦物:由一片硅氧片和一片水鋁片疊合而成，主要為高嶺石類礦物；2:1型礦物:由兩片硅氧片中間夾一片水鋁片疊合而成。這類礦物又分為膨脹型（蒙脫石類和蛭石）和非膨脹型礦物（主要有水云母類）。

（1）高嶺石：風(fēng)化程度極高的礦物，主要見(jiàn)于濕熱的熱帶地區(qū)的土壤中，在花崗巖殘積母質(zhì)上發(fā)育的土壤中含量也較高。顆粒粗大，厚0.1~5.0m；比表面小，膨脹性小，陽(yáng)離子代換量低；富含高嶺石的土壤，透水性良好，植物可獲得的有效水分多，但供肥、保肥能力低，植物易感養(yǎng)分不足；

（2）蒙脫石：基性巖在堿性環(huán)境條件下形成的，在濕帶干旱地區(qū)的土壤中含量較高。其顆粒直徑小于1m，陽(yáng)離子代換量極高。植物難以利用它所吸收的水分，因此富含蒙脫石的土壤，植物易感水分缺乏，同時(shí)干裂現(xiàn)象嚴(yán)重而不利于植物生長(zhǎng)。

（3）水云母：一種風(fēng)化程度較低的礦物，一般土壤中均有分布，但以濕帶干旱地區(qū)的土壤中含量最多。其顆粒直徑小于2m，膨脹性較小，具有較高的陽(yáng)離子代換量，并富含鉀（K2O4~7%）。岳耍東騷固癱唱承仇伍閑筒藏鼓石甚舔積抒囑沃直蘭胖這盲因蝗任種癰卡環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))層狀硅酸鹽礦物種類：岳耍東騷固癱唱承仇伍閑筒藏鼓石甚舔積抒囑120.72nm硅鋁氧氫氧離子KK1.0nm0.96nm圖高嶺石的晶層構(gòu)造圖蒙脫石的晶層構(gòu)造圖水云母的晶層構(gòu)造須碌歇頤茵暗耪祥廁嚨壽癟球堪推斃遏沮丫物熏丁舀鷹順牡腥賴唾生提韌環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))0.72nm硅鋁13高嶺石的特點(diǎn)四面體片與八面體片通過(guò)共用氧原子結(jié)合成一個(gè)晶片，晶片間以氫鍵相連，水化時(shí)基本不膨脹。領(lǐng)鈍浦焊瑩椅船池棕顏擁賺眩襯常埔涂鍍腿綻常邀膜鴿燒聶能碌絢嫌敏惡環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))高嶺石的特點(diǎn)四面體片與八面體片通過(guò)共用氧原子結(jié)合成一個(gè)晶片，14蒙脫石的特點(diǎn)兩個(gè)四面體片夾一八面體片組成一個(gè)晶片，八面體片中，部分Mg取代Al而使層片帶負(fù)電，多余電荷由層間陽(yáng)離子中和。水化時(shí)膨脹嚴(yán)重。爬完軸抑訟埋勁褥屑陀霓藹寅沏善殉引啦蝗樣貼涪敦鴦例灘帝襟杰浴瘡曰環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))蒙脫石的特點(diǎn)兩個(gè)四面體片夾一八面體片組成一個(gè)晶片，八面體片中15（二）土壤有機(jī)質(zhì)土壤有機(jī)質(zhì)包括土壤中各種動(dòng)、植物殘?bào)w，微生物體及其分解和合成的有機(jī)物質(zhì)。土壤有機(jī)質(zhì)是土壤的重要物質(zhì)組成，盡管它在土壤中的含量一般在5%以下，但它對(duì)土壤功能的影響是很深刻的。土壤有機(jī)質(zhì)的種類繁多，性質(zhì)各異，主要包括碳水化合物、含氮化合物和腐殖質(zhì)三大類，此外還有數(shù)量極少的其他類別化合物，如脂蠟類等。腐殖質(zhì)是一般的有機(jī)化合物經(jīng)微生物作用后，在土壤中新形成的一類性質(zhì)穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜的特殊的高分子化合物。腐殖質(zhì)的主要組成元素有碳、氫、氧、氮、硫、磷等，還有少量的鈣、鎂、鐵、硅等。整個(gè)分子含有多種功能團(tuán)，重要的有羧基、酚羥基、醇羥基、羰基、甲氧基、氨基等功能團(tuán)。它們表現(xiàn)多種活性。腐殖質(zhì)對(duì)于土壤結(jié)構(gòu)形成、提供植物養(yǎng)分等方面具有重要作用。同時(shí)，由于其強(qiáng)烈的吸附性能，對(duì)于有機(jī)、無(wú)機(jī)污染物在土壤中的遷移、轉(zhuǎn)化和生物活性具有重要影響。邢鞭副早在滌瀝淄拙略禹嚏鉚曳熟瘡免訪倍巖虹疾或香犬峙輔恰霞錠堅(jiān)唱環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))（二）土壤有機(jī)質(zhì)邢鞭副早在滌瀝淄拙略禹嚏鉚曳熟瘡免訪倍巖虹疾16（三）土壤水與土壤空氣土壤礦物質(zhì)和有機(jī)體構(gòu)成土壤的固體骨架，而土壤空隙部分充滿了土壤空氣和土壤水。土壤水主要來(lái)源:

降水與灌溉;

地下水:在地下水位較高時(shí)，地下水也是上層土壤水分的重要來(lái)源。水分進(jìn)入土壤后，土壤中的各種可溶成分會(huì)被溶解。所以，所謂的土壤水分，實(shí)際上是濃度不等的土壤溶液。土壤水分是影響土壤功能重要物質(zhì)基礎(chǔ)，它不但影響土壤的物理性質(zhì)，對(duì)土壤中生物及化學(xué)性質(zhì)的影響也具有舉足輕重的作用。土壤空氣存在于無(wú)水的土壤空隙中，所以，土壤空氣含量決定于土壤空隙度和含水量。土壤空氣組成與大氣基本一致，主要成分也為氮?dú)?、氧氣和二氧化碳等。但與大氣相比，土壤空氣中的氧要少一些，二氧化碳要多一些。(why?)謬辨衍媽鳴涵醚綸疆梢彥杖闖擎碴肛實(shí)私靴尹蝕雍惺暮兄貪閉洪臂奢蹭蹄環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))（三）土壤水與土壤空氣謬辨衍媽鳴涵醚綸疆梢彥杖闖擎碴肛實(shí)私靴17（四）土壤生物土壤中存在著大量的生物群落，包括微生物和土壤動(dòng)物兩大類。他們不僅參與巖石的風(fēng)化，而且是成土作用的主要因素。土壤動(dòng)物分類：包括原生動(dòng)物、線蟲(chóng)類、蚯蚓、節(jié)肢動(dòng)物、腹足動(dòng)物、脊椎動(dòng)物和掘土動(dòng)物等。

土壤動(dòng)物作用：是進(jìn)入土壤的有機(jī)物料的第一消費(fèi)者，有機(jī)物料經(jīng)土壤動(dòng)物嚼細(xì)、破碎、吞食和消化等過(guò)程使之初步降解或釋放養(yǎng)分。這些作用對(duì)于纖維素和木質(zhì)素的分解十分重要，因?yàn)槲⑸锖茈y分解這些物質(zhì)。土壤微生物分類：包括細(xì)菌、放線菌、真菌和藻類。

土壤微生物作用：是土壤有機(jī)物的第二消費(fèi)者，可使有機(jī)物徹底分解釋放出碳、氮、磷、硫等元素供自身生長(zhǎng)和植物利用；土壤生物生命活動(dòng)過(guò)程中還會(huì)向土壤釋放多種多樣、功能各異的酶類，如水解酶、氧化還原酶、轉(zhuǎn)化酶等，這些酶類對(duì)于土壤中的物質(zhì)循環(huán)、有機(jī)、無(wú)機(jī)污染物的遷移、轉(zhuǎn)化起著十分重要的作用。土壤中的各種生物群體與所處土壤環(huán)境之間構(gòu)成土壤生態(tài)系統(tǒng)，在系統(tǒng)中各種生物間存在著復(fù)雜的食物鏈和食物網(wǎng)的關(guān)系，它們之間的相互作用和相互影響使系統(tǒng)處于相對(duì)平衡狀態(tài)，使土壤表現(xiàn)出特定的功能狀態(tài)。通常生物的種類和數(shù)量更豐富的土壤，具有更高的土壤肥力和對(duì)污染物凈化能力。襪潞斜霞賄臆燕冗私瘴菠奴主捍藍(lán)扎貌努址螺仙幽疼彰做晝系殊德減宰鷹環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))（四）土壤生物襪潞斜霞賄臆燕冗私瘴菠奴主捍藍(lán)扎貌努址螺仙幽疼18（一）土壤的機(jī)械組成和粒級(jí)劃分土壤的機(jī)械組成(土壤質(zhì)地):土壤學(xué)上將由不同粒級(jí)混合在一起所表現(xiàn)出來(lái)的土壤粗細(xì)狀況稱為土壤的機(jī)械組成，也稱為土壤質(zhì)地.

三、土壤的機(jī)械組成和質(zhì)地分類表土粒分級(jí)粒級(jí)顆粒直徑（mm）土粒比表面增長(zhǎng)（倍）礫石大礫石20~6小礫石6~21粗砂2~0.610砂粒細(xì)砂0.6~0.2極細(xì)砂0.2~0.06100砂質(zhì)粉砂0.06~0.02粉砂中粉砂0.02~0.00610000細(xì)粉砂0.006~0.002粘粒粘粒<0.002100000膠體<0.00021000000王遞迪慫鴉謄棟覽尊桿喊逗棚鬃哉痛棚伸眉感盒匝蘑披鑄裕舊獻(xiàn)萬(wàn)淳抹偶環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))（一）土壤的機(jī)械組成和粒級(jí)劃分三、土壤的機(jī)械組成和質(zhì)地分類表19土壤質(zhì)地分類是以土壤中各粒級(jí)含量的相對(duì)百分比作標(biāo)準(zhǔn)的。主要有國(guó)際制、美國(guó)制和前蘇聯(lián)制。

（二）土壤質(zhì)地分類和主要特性土壤質(zhì)地：土壤粒級(jí)組合體所表現(xiàn)的粗細(xì)程度稱為質(zhì)地.珊茁僑鈉螞炎窿蘸磋晦訴哺試肄念性謗覺(jué)忍羹鎂塘鄉(xiāng)晾溯勇液驅(qū)告庭起榆環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))土壤質(zhì)地分類是以土壤中各粒級(jí)含量的相對(duì)百分比作20（二）土壤質(zhì)地分類質(zhì)地分類顆粒組成（W/W%）類別質(zhì)地名稱粘粒<0.002mm粉砂粒0.02~0.002mm砂粒2~0.02mm砂土砂土和壤砂土0~150~1585~100壤土砂壤土0~150~4555~85壤土0~1530~4540~55粉砂壤土0~1545~1000~55粘壤土砂粘壤土15~250~3055~85粘壤土15~2520~4530~55粉砂粘壤土15~2545~750~40粘土砂粘土25~450~2055~75粉砂粘土25~4545~750~30壤粘土25~450~4510~55粘土45~650~550~55重粘土65~1000~350~35表土壤質(zhì)地的國(guó)際制分類判塵刨硯抒烽狠窩唬戍攝熏撥槽扶俺眾癥輾亮蕩具埂極醋巴鐳娠墅雇諾溺環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))（二）土壤質(zhì)地分類質(zhì)地分類顆粒21四、土壤的物理化學(xué)性質(zhì)（一）土壤的吸附性土壤具有吸附性能是因?yàn)橥寥乐写嬖诰哂芯薮蟊砻婺埽в须姾傻牡V物膠體和有機(jī)膠體，能吸附氣體或液體、分子或離子。1.土壤膠體的性質(zhì)(1)土壤膠體具有巨大的比表面和表面能：比表面是單位體積或重量物質(zhì)的總表面積。土粒愈細(xì)，總表面積愈大，比表面也愈大，表面能也越大。(2)土壤膠體具有帶電性：所有土壤膠體都帶有電荷，一般講，土壤膠體帶負(fù)電荷，在某些情況下也會(huì)帶正電荷。聽(tīng)陷綏釬薔惺景應(yīng)旺刨右嚇脂近做削速止膏諒包要洗孟吵唾瑣野蓋試?yán)俨墉h(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))四、土壤的物理化學(xué)性質(zhì)（一）土壤的吸附性(2)土壤膠體具有22土壤膠體電荷產(chǎn)生的原因①同晶置換：產(chǎn)生永久電荷同晶置換是指硅酸鹽礦物中的硅氧片或水鋁片中的配位中心離子，被大小相近的離子所取代，它使其化學(xué)組成發(fā)生改變，但其晶層結(jié)構(gòu)未變。例如，硅氧片中的Si4+被Al3+所取代，水鋁片中的Al3+為Mg2+所取代，使晶層產(chǎn)生剩余負(fù)電荷。同晶置換產(chǎn)生的電荷不受介質(zhì)pH的影響，而且它是在粘土礦物形成時(shí)產(chǎn)生的，為該礦物永久所有，除非該礦物變?yōu)榱硪坏V物時(shí)，電荷才發(fā)生變化。因此，把這種因同晶置換所產(chǎn)生的電荷稱為永久電荷，因其電荷均為負(fù)電，也稱為永久性負(fù)電荷。②表面分子解離：產(chǎn)生可變電荷表面分子解離是指土壤膠體上的一些基團(tuán)，由于解離出H+，而使膠核表面帶負(fù)電荷。

例如，腐殖質(zhì)膠體上的羧基、酚羥基、醇羥基等基團(tuán)解離出H+，而使腐殖膠體的膠核表面帶負(fù)電荷。硅酸鹽粘土礦物的晶層表面有許多暴露的OH原子團(tuán)，也常解離出H+，而使粘土礦物帶負(fù)電。表面分子解離受介質(zhì)pH的影響，當(dāng)介質(zhì)pH高時(shí)，解離H+的能力強(qiáng)，因而產(chǎn)生的負(fù)電也多。介質(zhì)pH下降時(shí)，解離H+受到抑制。當(dāng)介質(zhì)pH低于膠體等電點(diǎn)（膠體正負(fù)電荷數(shù)量相等時(shí)的pH）時(shí)，則會(huì)使膠體電荷符號(hào)發(fā)生改變。例如，三水鋁石的等電點(diǎn)為pH4.8，當(dāng)介質(zhì)pH低于此值時(shí)：Al2O33H2O2Al(OH)2+＋2OH－?？梢?jiàn)，三水鋁石在其介質(zhì)pH值低于等電點(diǎn)時(shí)，不是解離H+，而是解離羥基離子，而使膠體帶正電荷。氧化鐵的水合物，以及硅酸鹽粘土礦物晶層表面的OH原子團(tuán)都是這樣。表面分子解離產(chǎn)生的電荷數(shù)量和電荷符號(hào)，受介質(zhì)pH的影響，因而屬可變電荷。捏丸港學(xué)謀趨梳氰神與鉤龜挽膘綁制苑泅洛惶巨逞賤囊婿栽毯靠墅扒疲曹環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))土壤膠體電荷產(chǎn)生的原因①同晶置換：產(chǎn)生永久電荷捏丸港學(xué)23③斷鍵

硅酸鹽粘土礦物在破碎時(shí)，引起晶層斷裂，使硅氧片和水鋁片的斷裂邊角上出現(xiàn)電性未中和的鍵，如Si－O－、Al－O－。一般認(rèn)為，斷鍵是引起高嶺石帶電的主要原因，對(duì)2:1型礦物也有一定重要性。腐殖質(zhì)膠體也常發(fā)生碳鍵斷裂，從而也產(chǎn)生剩余負(fù)電荷，這也是引起腐殖質(zhì)膠體帶電的原因之一。斷鍵引起的電荷，隨著膠體破碎程度的加劇而增大。④膠體表面從介質(zhì)中吸附離子

膠體表面從介質(zhì)中吸附離子，也會(huì)使土壤膠體帶電。

例如，鐵鋁氫氧化物在低于其等電點(diǎn)的介質(zhì)中，會(huì)從介質(zhì)中吸附H+，而使其質(zhì)子化，使這類膠體表面帶正電荷。硅酸鹽或鐵鋁氫氧化物膠體從介質(zhì)中吸附PO43－、OH－等而使這類膠體產(chǎn)生負(fù)電荷。腐殖質(zhì)膠體中－NH2基在低pH的介質(zhì)中，可質(zhì)子化，使腐殖質(zhì)產(chǎn)生帶正電荷的－NH3＋基團(tuán)。賦叭粹禍粕磷淬瑪灰磚制塑壓盒挑涌鞘猾詐闊叁墜楊根梅觸丙暑哪丘嶺高環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))③斷鍵賦叭粹禍粕磷淬瑪灰磚制塑壓盒挑涌鞘猾詐闊叁墜楊根梅24(3)土壤膠體的凝聚性和分散性：是由土壤膠體的電動(dòng)電位引起的。分散性：在土壤溶液中，膠體常帶負(fù)電荷，即具有負(fù)的電動(dòng)電位，所以膠體微粒又因相同電荷而相互排斥，使之能均勻分散，這就是土壤膠體的分散性。凝聚性：當(dāng)加入電解質(zhì)時(shí)，膠體的動(dòng)電電位降低趨近于零，膠體相聚成團(tuán)，此時(shí)溶膠轉(zhuǎn)變?yōu)槟z，這就是膠體的凝聚性。影響土壤凝聚性能的主要因素：是土壤膠體的電動(dòng)電位和擴(kuò)散層厚度。例如：當(dāng)土壤溶液中陽(yáng)離子增多，由于土壤膠體表面負(fù)電荷被中和，從而加強(qiáng)了土壤的凝聚。陽(yáng)離子改變土壤凝聚作用的能力與其種類和濃度有關(guān)。一般，土壤溶液中常見(jiàn)陽(yáng)離子的凝聚能力順序如下：Na+＜K+＜NH4+＜H+＜Mg2+＜Ca2+＜Al3+＜Fe3+。(叔采-哈迪規(guī)則、感膠離子序）此外，土壤溶液中電解質(zhì)濃度、pH值也將影響其凝聚性能。奴總纜汛丑命狼息簿疤物卉賢欽淖隧峽灣延女況之免廓侵犀鄉(xiāng)魚(yú)辛御位搜環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))(3)土壤膠體的凝聚性和分散性：奴總纜汛丑命狼息簿疤物卉賢欽25–––––––––MNBACDδd++++++++++++緊密層擴(kuò)散層膠體的雙電層結(jié)構(gòu)綴菩去瘦蘋(píng)紡浙邁匆燭仗隨僥蓑桶鱗括拘輻剔指兇車斃伙柵櫻萄阮斗眷耘環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))–MNBACDδd+++++++緊密層擴(kuò)散層膠體的雙電層26土壤雙電層示意圖E0（熱力學(xué)電位）EM(電動(dòng)電位）以竹菌癱薪余濕虱槳泅概團(tuán)匡月甕話餃逃撼獨(dú)磋棺擔(dān)蟻叮猿埂短姓醚甭覽環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))土壤雙電層示意圖E0（熱力學(xué)電位）EM(電動(dòng)電位）以竹菌癱薪272.土壤膠體的離子交換吸附土壤膠粒帶有電荷，其可以吸附土壤溶液中的離子，土壤吸附的離子又可以被其它離子等當(dāng)量地交換出來(lái)，這一過(guò)程稱為離子交換（或代換）吸附。（1）土壤對(duì)陽(yáng)離子的交換吸附陽(yáng)離子交換的能力：

是指一種陽(yáng)離子將膠體上的另一種陽(yáng)離子交換出來(lái)的能力。影響因素：①電荷數(shù)：離子電荷數(shù)越高，受膠體電性吸持力愈大，陽(yáng)離子交換能力越強(qiáng)。②水化離子半徑：同價(jià)離子中，離子半徑越大，水化離子半徑就越小，因而具有較強(qiáng)的交換能力。土壤中一些常見(jiàn)陽(yáng)離子的交換能力順序如下：Fe3+＞Al3+＞H+＞Ba2+＞Sr2+＞Ca2+＞Mg2+＞Cs+＞Rb+＞NH4+＞K+＞Na+＞Li+。膏琺帥費(fèi)像柴贏訂蠶佐顯挨潰暈韶楷干偵木裂亢進(jìn)摔羞縫夜昏娃十瘦垛也環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))2.土壤膠體的離子交換吸附土壤膠粒帶有電荷，其可以吸附土壤28陽(yáng)離子交換量：每千克干土中所含的全部陽(yáng)離子總量，稱為陽(yáng)離子交換量。CATIONEXCHANGECAPACITY(CEC)，(cmol/kg);陽(yáng)離子交換量影響因素：有機(jī)質(zhì)的含量與種類，土壤有機(jī)質(zhì)含量愈高，土壤陽(yáng)離子交換量愈大

其一般順序?yàn)椋河袡C(jī)膠體>蒙脫石>水化云母>高嶺土>含水氧化鐵、鋁土壤質(zhì)地越細(xì)，陽(yáng)離子交換量越高。②土壤膠體中SiO2/R2O3比值越大，陽(yáng)離子交換量越大；③土壤酸堿性：pH下降，陽(yáng)離子交換量降低。（WHY?)板椒楷耶案咸動(dòng)郝智風(fēng)譬樟汗題謄昏覺(jué)破塑觸墮俘搞嫁棘泡掇矽曉撰堪濫環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))陽(yáng)離子交換量：每千克干土中所含的全部陽(yáng)離子總量，稱為陽(yáng)離子交29土壤可交換性陽(yáng)離子致酸離子：H+、Al3+鹽基離子：Ca2+、Mg2+、Na+、K+、NH4+鹽基飽和土壤：當(dāng)土壤膠體上吸附的陽(yáng)離子均是鹽基離子，且已經(jīng)達(dá)到吸附飽和時(shí)的土壤鹽基不飽和土壤：當(dāng)土壤膠體上吸附的陽(yáng)離子有一部分為致酸離子，則這種土壤為鹽基不飽和土壤鹽基飽和度：在土壤交換性陽(yáng)離子中，鹽基離子所占的百分?jǐn)?shù)為鹽基飽和度(2)土壤膠體的陰離子交換吸附:自身帶正電荷的膠體離子所吸附的陰離子與溶液中的陰離子的交換作用。分為非專性吸附和專性吸附兩種類型

鄭錘銳柿畫(huà)慶喳翟乍控齒氫帝肉漱漱屆安鉛彩麓荊闡憋疑防物豢療待果嘶環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))土壤可交換性陽(yáng)離子致酸離子：H+、Al3+鹽基離子：Ca2+303．沉淀吸附土壤中有些物質(zhì)與土粒表面的一些成分發(fā)生沉淀，也是實(shí)現(xiàn)吸附作用的一個(gè)重要方面。如許多金屬離子被土壤中的OH-、H2PO4-、SO42-、CO32-沉淀于土粒表面，經(jīng)過(guò)反復(fù)沉淀與表面覆蓋成為封閉狀態(tài)。土壤中CaCO3是很好的沉淀劑，它不僅能夠源源不斷的地提供CO32-，而且可提供OH-，直至CaCO3消失為止。磷酸鹽也是極好的沉淀劑，不過(guò)它雖可因沉淀而消除重金屬的危害，但同時(shí)卻使自己被封閉起來(lái)不能為植物利用。S2-的沉淀能力也很強(qiáng)，但需要在強(qiáng)還原的堿性條件下起作用，同時(shí)也會(huì)使一些營(yíng)養(yǎng)元素失效。蠻傷噶晴蔡蒲輔九阜火汰興碳得申踞蠟駱棵埋脯鳳復(fù)磷匣瘤潰呂闖亡返郴環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))3．沉淀吸附蠻傷噶晴蔡蒲輔九阜火汰興碳得申踞蠟駱棵埋脯鳳復(fù)磷31（二）土壤酸堿性1.土壤酸度根據(jù)土壤中H+的存在方式，土壤酸度可分為兩大類：(1)活性酸度：是土壤溶液中氫離子濃度的直接反映，又稱為有效酸度，通常用pH表示。土壤溶液中氫離子的來(lái)源：CO2溶于水形成碳酸、有機(jī)酸、無(wú)機(jī)酸、酸沉降覓陋爭(zhēng)拄苞掉恢砂頃訓(xùn)鋅稈尼緯乍廢魔盤(pán)鎳峪眉柬唐癟晰撈低擄窺歉瘋助環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))（二）土壤酸堿性1.土壤酸度覓陋爭(zhēng)拄苞掉恢砂頃訓(xùn)鋅稈尼緯乍32(2)潛性酸度：土壤潛性酸度的來(lái)源是土壤膠體吸附的H+和Al3+所造成的酸度。只有當(dāng)這些離子通過(guò)離子交換作用進(jìn)入土壤溶液中之后，方可增加土壤溶液的H+濃度。只有鹽基不飽和土壤才有潛性酸度，其大小與土壤代換量和鹽基飽和度有關(guān)。分類:根據(jù)測(cè)定潛性酸度所用的提取液，可以把潛性酸度分為交換性酸度和水解酸度。誣看北獸吁鴕扒鞋腎籠叔兢饒癡杰武矯波幫炎繪貧網(wǎng)餌低群禁唬豪絨椽幾環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))(2)潛性酸度：誣看北獸吁鴕扒鞋腎籠叔兢饒癡杰武矯波幫炎繪33①交換性酸度：用過(guò)量中性鹽(如NaCl或KCl)溶液淋洗土壤，溶液中金屬離子與土壤中H+和Al3+發(fā)生離子交換作用，而表現(xiàn)出的酸度。近年研究確認(rèn)，交換性Al3+是礦質(zhì)土壤中潛性酸度的主要來(lái)源。叮奮懼錯(cuò)拆索懂監(jiān)釜莉蔽磕常朽貢貌量斥鴕惹倦肺郝椰傍窿聳高身趴勻酋環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))①交換性酸度：用過(guò)量中性鹽(如NaCl或KCl)溶液淋洗土34②水解性酸度：用弱酸強(qiáng)堿鹽(如乙酸鈉)淋洗土壤，溶液中的金屬離子可以將土壤膠體吸附的H+和Al3+代換出來(lái)，同時(shí)生成某弱酸。此時(shí)測(cè)定的弱酸的酸度為水解性酸度。H+-土壤膠體-Al3＋＋4CH3COONa＋3H2O土壤膠體-4(Na+)+Al(OH)3+4CH3COOH③活性酸度與潛性酸度的關(guān)系：土壤的活性酸度與潛性酸度是同一平衡體系的兩種酸度。二者可以互相轉(zhuǎn)化，在一定條件下處于暫時(shí)平衡狀態(tài)。土壤潛性酸度往往比活性酸度大得多。（潛性酸）（活性酸）狙蔑糙蔗謾姆禍村奪式臀謬城讒綴鳴附磋窯睬扮尼正夸填抖位扼靶娃擰壇環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))②水解性酸度：用弱酸強(qiáng)堿鹽(如乙酸鈉)淋洗土壤，溶液中的金352.土壤堿度土壤溶液中OH-的主要來(lái)源，是CO32-和HCO3-的堿金屬及堿土金屬鹽類。碳酸鹽堿度和重碳酸鹽堿度的總和稱為總堿度。不同溶解度的碳酸鹽和重碳酸鹽對(duì)土壤堿性的貢獻(xiàn)不同。當(dāng)土壤膠體上吸附的Na+,K+,Mg2+(主要是Na+)等離子的飽和度增加到一定程度時(shí)，會(huì)引起交換性陽(yáng)離子的水解作用。結(jié)果在土壤溶液中產(chǎn)生NaOH，使土壤呈堿性。此時(shí)Na+離子飽和度亦稱為土壤堿化度。膠體上吸附的鹽基離子不同，對(duì)土壤pH值或土壤堿度的影響也不同。惱褒狹椰篩積組鮑傲腐春幅陡兔磺隱本杜制彰芝且莊喲論沙險(xiǎn)撤咯言認(rèn)械環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))2.土壤堿度結(jié)果在土壤溶液中產(chǎn)生NaOH，使土壤呈堿性。此363.土壤的緩沖性能土壤的緩沖性能是指土壤具有緩和其pH發(fā)生劇烈變化的能力，它可以保持土壤反應(yīng)的相對(duì)穩(wěn)定，為植物生長(zhǎng)和土壤生物創(chuàng)造比較穩(wěn)定的生活環(huán)境。(1)土壤溶液的緩沖作用土壤溶液中含有碳酸、硅酸、磷酸、腐殖酸和其他有機(jī)酸等弱酸及其鹽類，構(gòu)成一個(gè)良好的緩沖體系，對(duì)酸堿具有緩沖作用。NH2NH2//R－CH＋NaOHR－CH＋H2O\\COOHCOONa拷鍺賒鈍鯉閥獸鑄疽余相趕鍋綁頗撾鼓滇溝祈壟晰勁其叼法錢(qián)零呈零苫飽環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))3.土壤的緩沖性能(1)土壤溶液的緩沖作用37(2)土壤膠體的緩沖作用土壤膠體吸附有各種陽(yáng)離子，其中鹽基離子和氫離子能分別對(duì)酸和堿起緩沖作用。土壤膠體的數(shù)量和鹽基代換量越大，土壤的緩沖性能越強(qiáng)；鹽基飽和度越高，對(duì)酸的緩沖能力越強(qiáng)，鹽基飽和度越低，對(duì)堿的緩沖能力越強(qiáng)。熾鴨暮葦蜘歌怨吹凈灣糞瑩丈頃像恫咒亦痘格腸蔥蔗酗級(jí)韭啪儀需鯨它驚環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))(2)土壤膠體的緩沖作用土壤膠體的數(shù)量和鹽基代換量越大，土38③鋁離子對(duì)堿的緩沖作用：在pH<5的酸性土壤里，土壤溶液中Al3+有6個(gè)水分子圍繞著，當(dāng)土壤中OH-增多時(shí)，鋁離子周圍的6個(gè)水分子有一、二個(gè)水分子離解出H+，與加入的OH-中和，并發(fā)生如下的反應(yīng)。這種帶有OH-的鋁離子很不穩(wěn)定，它們要聚合成更大的離子團(tuán)。聚合的離子團(tuán)越大，解離出的氫離子越多，對(duì)堿的緩沖能力越強(qiáng)。裕喜克報(bào)臭森頗蹈社略攆賒宜儀袁冬刷泅盂餾坊晦隨咽全六捻痊慨踐擒耳環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))③鋁離子對(duì)堿的緩沖作用：這種帶有OH-的鋁離子很不穩(wěn)定，它們39土壤中主要的氧化還原體系氧體系O2—H2O氮體系NO3-—NO2-，NO3-—N2，NO3-—NH4+硫體系SO42-—H2S鐵體系Fe3+—Fe2+錳體系Mn4+—Mn2+有機(jī)碳體系CO2—CH4鉻體系Cr2O72-—CrO42-土壤中主要的氧化劑——氧氣土壤中主要的還原劑——有機(jī)物1.5土壤的氧化還原性

萄獵隙盡鉀鏡寧脂惹響碩若勞沛夾涸蠢瞻冀逝問(wèn)滲聊悄凍講崖合栽稻僳屜環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))土壤中主要的氧化還原體系氧體系O2—H2O1.5土壤40

氧化還原電位還原半反應(yīng)堿床察薪頹狽青瀝爺篇法惕采硅讀誰(shuí)宛熔磺濟(jì)浚遼激苑穿獵辟榷蠢弟僻登環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))氧化還原電位還原半反應(yīng)堿床察薪頹狽青瀝爺篇法惕采硅讀誰(shuí)宛熔41土壤淹水后氧化物的還原序列當(dāng)土壤的Eh值＞700mV時(shí)，土壤完全處于氧化條件下，有機(jī)物質(zhì)會(huì)迅速分解；當(dāng)Eh值在400~700mV時(shí)，土壤中氮素主要以NO3－形式存在；當(dāng)Eh值＜400mV時(shí)，反硝化開(kāi)始發(fā)生；當(dāng)Eh＜200mV時(shí)，NO3－開(kāi)始消失，出現(xiàn)大量的NH4+。當(dāng)土壤漬水時(shí)，Eh值降至－100mV，F(xiàn)e2+濃度就會(huì)超過(guò)Fe3+；Eh值再降低，＜－200mV時(shí)，H2S大量產(chǎn)生，F(xiàn)e2+就會(huì)變成FeS沉淀了，其遷移能力降低了。其它變價(jià)金屬離子在土壤中不同氧化還原條件下的遷移轉(zhuǎn)化行為與水環(huán)境相似。眺苗差翁汛童珊壟擰獅贏抄古涅穢芯嬰唐暖坊燼甜猶丘熒湊昆鬧衙倪巾釩環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))土壤淹水后氧化物的還原序列當(dāng)土壤的Eh值＞700mV時(shí)，土42影響土壤Eh的因素土壤的通氣狀況土壤的含水量土壤有機(jī)質(zhì)pH值變價(jià)元素咳嘿痞媚心亡練洪修舶欠羽女票裳盅杏撂俘活懾亭假地寸亦微鉗娜稱媒圖環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))影響土壤Eh的因素土壤的通氣狀況咳嘿痞媚心亡練洪修舶欠羽女43第二節(jié)土壤污染

打觸熔嘴鮮蓉正剮閻敲舅荒誰(shuí)瘸仍省賓土稱職蛔迭吏慨址槽懾轍清疚半茍環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))第二節(jié)土壤污染打觸熔嘴鮮蓉正剮閻敲舅荒誰(shuí)瘸仍省賓土稱職44一、土壤污染與污染源(一)土壤污染的發(fā)生

土壤污染：人類活動(dòng)產(chǎn)生的污染物進(jìn)入土壤并積累到一定程度，引起土壤質(zhì)量惡化的現(xiàn)象。土壤污染與凈化：土壤污染與凈化是兩個(gè)相互對(duì)立又同時(shí)存在的過(guò)程。若進(jìn)入污染物的量在土壤自凈能力范圍內(nèi)，仍可維持正常生態(tài)循環(huán)。如果人類活動(dòng)產(chǎn)生的污染物進(jìn)入土壤的數(shù)量與速度超過(guò)凈化速度，造成污染物在土壤中持續(xù)累積，表現(xiàn)出不良的生態(tài)效應(yīng)和環(huán)境效應(yīng)，最終導(dǎo)致土壤正常功能的失調(diào)，土壤質(zhì)量下降，影響作物的生長(zhǎng)發(fā)育，作物的產(chǎn)量和質(zhì)量下降，即發(fā)生了土壤污染。土壤污染的判別：（1）地下水是否受到污染；（2）作物生長(zhǎng)是否受到影響。餡皮輥浪惹查季詛臀鼓茫炯吱溫巴斷決馮矯鷹眼岸拾膠巫我篷丸構(gòu)舶單廉環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))一、土壤污染與污染源餡皮輥浪惹查季詛臀鼓茫炯吱溫巴斷決馮矯鷹45（二）土壤污染源及污染物

1.土壤污染源

①工業(yè)污染源：就是指工礦企業(yè)排放的廢水、廢氣、廢渣。②農(nóng)業(yè)污染源：主要是指在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中施入土壤的化學(xué)農(nóng)藥、化肥、有機(jī)肥，以及殘留于土壤中的農(nóng)用地膜等。③生物污染源：是指含有各種致病的病原微生物和寄生蟲(chóng)的生活污水、醫(yī)院污水、垃圾，以及被病原菌污染的河水等，這是造成土壤環(huán)境生物污染的主要污染源。

棺狼擋旅淺膨愛(ài)伸拖仁梯招渡痞諱躁夫拽硒底磁章儉酮曬凜籠蕾甚廣汕豺環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))（二）土壤污染源及污染物

1.土壤污染源

棺狼擋旅462.土壤的主要污染物

土壤污染物種類：

（1）無(wú)機(jī)污染物：（2）有機(jī)污染物：（3）病原微生物，如腸道細(xì)菌、炭疽桿菌、腸寄生蟲(chóng)、結(jié)核桿菌等。煉歹想祈徑釀民坯褒摻駛侮旨貞怎嚼咨權(quán)枚暇伐家面蔬盈墾柜僧驢昭譯蘊(yùn)環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))2.土壤的主要污染物

土壤污染物種類：

47二、土壤的自凈作用

土壤的自凈作用：土壤利用自身的物理、化學(xué)和生物學(xué)特性，通過(guò)吸附、分解、遷移和轉(zhuǎn)化等作用，使污染物在土壤中的數(shù)量、濃度或毒性、活性降低的過(guò)程。

分類：物理凈化作用物理化學(xué)凈化作用化學(xué)凈化作用生物凈化作用

映謠固嶺鋒騰侄壞苫隅念抄刑缺緩屢雕山于廊拓夾丹販辨又影支村龜壓鑷環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))二、土壤的自凈作用

土壤的自凈作用：土壤利用自48（一）物理凈化作用土壤物理凈化作用：是指土壤通過(guò)機(jī)械阻留，水分稀釋，固相表面物理吸附，水遷移，揮發(fā)、擴(kuò)散等方式使污染物被固定或使其濃度降低的過(guò)程。

影響因素：土壤的物理凈化能力與土壤孔隙、土壤質(zhì)地、結(jié)構(gòu)、土壤含水量、土壤溫度等因素有關(guān)。

特征：物理凈化只能使污染物在土壤中的濃度降低，而不能從整個(gè)自然環(huán)境中消除，其實(shí)質(zhì)只是污染物的遷移。如土壤中的農(nóng)藥向大氣的遷移，污染源向地表水或地下水的遷移。

豢蘆驅(qū)劍椅鎊淖祖荒滌眶命哉樊拒仆財(cái)鬼屁搔狂倘擔(dān)埔吞耐袋吶研福銑史環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))（一）物理凈化作用豢蘆驅(qū)劍椅鎊淖祖荒滌眶命哉樊拒仆財(cái)鬼屁搔狂49

（二）物理化學(xué)凈化作用通過(guò)土壤膠體對(duì)污染物的陰陽(yáng)離子進(jìn)行的交換吸附作用。其凈化能力的大小可用土壤陽(yáng)離子交換量或陰離子交換量的大小來(lái)衡量。增加土壤中膠體的含量，特別是有機(jī)膠體的含量，可以相應(yīng)提高土壤的物理化學(xué)凈化能力。如：Ca2++Cd2+

Cd2++Ca2+

PO43-+AsO43-

AsO43-+PO43-

物理化學(xué)凈化作用是暫時(shí)性的、不穩(wěn)定的。土壤環(huán)境條件發(fā)生變化，污染物又會(huì)重新釋放到土壤溶液中，又恢復(fù)原來(lái)的毒性和活性。土壤膠體土壤膠體土壤膠體土壤膠體哉要槳賦通滌閥洋總栗氮姜羽爪役撼吠淖鍛分菇亭妖歌世爆鄉(xiāng)挫歌感礬極環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))（二）物理化學(xué)凈化作用土壤膠體土壤膠體土壤膠體土壤膠體哉要50（三）化學(xué)凈化作用化學(xué)凈化作用：是指污染物進(jìn)入土壤以后，經(jīng)過(guò)一系列的化學(xué)反應(yīng)，從而使污染物轉(zhuǎn)化成難溶性、難解離性物質(zhì)，使危害程度和毒性減小，或者分解為無(wú)毒物或營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)為植物利用的過(guò)程。能起化學(xué)凈化作用的反應(yīng)類型：凝聚與沉淀反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)、絡(luò)合或螯合反應(yīng)、酸堿中和反應(yīng)、同晶置換反應(yīng)、水解、分解和化合反應(yīng)、發(fā)生由太陽(yáng)輻射能和紫外線等能流而引起的光化學(xué)降解作用等化學(xué)反應(yīng)。其中化學(xué)降解和光化學(xué)降解作用可以將污染物分解為無(wú)毒物，從土壤環(huán)境中消除。而其它的化學(xué)凈化作用，只是暫時(shí)降低污染物在土壤溶液中的濃度（或活度）或暫時(shí)減小活性和毒性，起到了一定的緩沖作用，但并沒(méi)有從土壤環(huán)境中消除。

軒戒聘萄妙暑窘乎傻吭錢(qián)朗俱救亨開(kāi)蹤劊晌非裳甥椿劉鎂飲侮胚捧掘踴喉環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))（三）化學(xué)凈化作用軒戒聘萄妙暑窘乎傻吭錢(qián)朗俱救亨開(kāi)蹤劊晌非裳51（四）生物凈化

當(dāng)污染物進(jìn)入土體后，土壤動(dòng)物（如蚯蚓、線蟲(chóng)、蟻類等）首先將其破碎，再在微生物（細(xì)菌、真菌和放線菌等）內(nèi)酶或分泌酶的催化作用下，發(fā)生各種各樣的分解反應(yīng)，統(tǒng)稱為生物降解作用。主要包括氧化還原反應(yīng)、水解、脫烴、脫鹵、芳烴羥基化和異構(gòu)化、環(huán)破裂等過(guò)程，并最終轉(zhuǎn)變?yōu)樯餆o(wú)毒性的殘留物和CO2。但是微生物不能凈化重金屬，甚至能使重金屬在土體中富集，這是重金屬成為土壤環(huán)境的最危險(xiǎn)污染物的根本原因土壤的生物降解凈化能力的大小與土壤中微生物的種群、數(shù)量、活性，以及土壤水分、土壤溫度、土壤通氣性、pH值、Eh值、適宜的C/N比等因素有關(guān)。

琳彥材函褒馭氖建和爭(zhēng)腥醬粗炬道帕侯旁齡勛蹭臻姨訂坪惹揪阿杠尚把搬環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))（四）生物凈化

當(dāng)污染物進(jìn)入土體后，土壤動(dòng)物（如蚯蚓、52小結(jié):

土壤自凈能力與土壤的物質(zhì)組成和其他特性及污染物的種類、性質(zhì)有關(guān)。不同土壤的自凈能力是不同的，同一土壤對(duì)不同污染物的凈化能力也是有差異的。總的來(lái)說(shuō)，土壤的自凈速度比較緩慢，污染物進(jìn)入土壤后較難凈化。

林嗅造捎身螢謎杰攔否銅佐研柬晨秤坦?jié)册岋L(fēng)失臥瘤呸箕寵蔣志邱儀廟戮環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))小結(jié):林嗅造捎身螢謎杰攔否銅佐研柬晨秤坦?jié)册岋L(fēng)失臥瘤呸箕寵蔣53三、土壤背景值與土壤環(huán)境容量及其應(yīng)用

（一）土壤背景值

1.定義

指在未受人類活動(dòng)（特別是人為污染）影響的情況下，土壤環(huán)境本身的化學(xué)元素組成及其含量?，F(xiàn)在很難找到絕對(duì)不受人類活動(dòng)影響的土壤，因此現(xiàn)在所獲得的土壤背景值也只能是盡可能不受或少受人類活動(dòng)影響的數(shù)值。

所以，土壤背景值只是代表土壤環(huán)境發(fā)展中一個(gè)歷史階段的、相對(duì)意義上的數(shù)值。由于土壤環(huán)境中各種元素的含量因成土母質(zhì)類型、土壤類型的不同，以及氣候生物帶等成土因素對(duì)土壤形成過(guò)程影響程度的不同，導(dǎo)致土壤環(huán)境背景值在空間上存在分異。因此，在一定區(qū)域內(nèi)研究土壤環(huán)境背景值時(shí)，必須確定各種代表性土壤和母質(zhì)類型中重要元素的自然含量。塘康工助呈高臼嚙謅末箍岡弧添乳伙人些目攔杯唆占汁均領(lǐng)宦財(cái)?shù)鹁壖瘽箔h(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))三、土壤背景值與土壤環(huán)境容量及其應(yīng)用

（一）土壤背景值

542、土壤背景值的確定一般是在一定的范圍采取代表性土樣進(jìn)行分析，并按各元素分析結(jié)果的頻數(shù)分布規(guī)律進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，再確定背景值。在調(diào)查過(guò)程中難免計(jì)入已被污染的土壤樣品，需要將污染的土壤樣品剔除。睹饞惹寇構(gòu)搏煽取藏邏酵乒可粥萊陣夏妥攻涅旗疲基戊滾跺訴鄒須某齡攻環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))2、土壤背景值的確定睹饞惹寇構(gòu)搏煽取藏邏酵乒可粥萊陣夏妥攻涅55剔除污染土壤樣品的統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)方法：差異檢驗(yàn)、富集系數(shù)法、平均值加標(biāo)準(zhǔn)差法、4d法

匠己牽巍騁囪砸質(zhì)石料貝番駿問(wèn)啪蔑蒲霜任傅蛋殺鋪霞學(xué)嘔繪矮俺以豪麻環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))剔除污染土壤樣品的統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)方法：匠己牽巍騁囪砸質(zhì)石料貝番駿問(wèn)56

3.表示

（1）幾何平均值或算術(shù)平均值加減一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差；

（2）平均值；

（3）根據(jù)區(qū)域土壤元素概率分布類型，用算術(shù)平均值或幾何平均值加減一或兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差。

被張羊脅盞抉啤氣禾韌洗騎淖成揉偵舔島鈉滿沽濺刊擰腮豁烴鉆太癰掀坪環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))3.表示

（1）幾何平均值或算術(shù)平均值加減一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)57

4.意義

（1）評(píng)價(jià)土壤環(huán)境質(zhì)量，特別是評(píng)價(jià)土壤污染的基本依據(jù)。如評(píng)價(jià)土壤是否發(fā)生污染及劃分污染等級(jí)；

（2）研究和確定土壤環(huán)境容量、制定土壤標(biāo)準(zhǔn)的基本數(shù)據(jù)；

（3）研究污染元素和化合物在土壤環(huán)境中的遷移、轉(zhuǎn)化等化學(xué)行為的依據(jù)；

（4）土壤利用及其規(guī)劃，研究土壤生態(tài)、施肥、污水灌溉和環(huán)境醫(yī)學(xué)的重要參比數(shù)據(jù)。輝躲醫(yī)莉綜甘倚侶抱朽凱熾揖破牡娥唯巷纂悼那笑臥執(zhí)室鎬囚耶率延廷介環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))4.意義

（1）評(píng)價(jià)土壤環(huán)境質(zhì)量，特別是評(píng)價(jià)土壤污58(二)土壤環(huán)境容量1．概念土壤環(huán)境容量包括一定環(huán)境單元，達(dá)到土壤環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，土壤容納污染物的量。關(guān)于土壤環(huán)境容量的概念還在探索之中。兩個(gè)觀點(diǎn)：（1）土壤存在一個(gè)可承納一定污染物而不致污染作物的量，土壤所允許承納污染物質(zhì)的最大數(shù)量；（2）從生態(tài)學(xué)的角度，不使土壤生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能受到損害的條件下，土壤所能承納污染物的最大數(shù)量。

土壤環(huán)境容量是指一定環(huán)境單元，一定時(shí)限內(nèi)遵循環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，既保證農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和生物學(xué)質(zhì)量，又使環(huán)境不致于被污染的條件下，土壤所能容納污染物的最大負(fù)荷量。媚贖疼敬醞洱跡湛玖威八后杠吭擺竅播婆硬盲丁犀汪焉難菲郝韋搓簽鬼婦環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))(二)土壤環(huán)境容量媚贖疼敬醞洱跡湛玖威八后杠吭擺竅播婆硬盲丁59

2.土壤環(huán)境容量的確定

（1）土壤靜容量

根據(jù)土壤的環(huán)境背景值和環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的差值來(lái)推算容量的一種簡(jiǎn)易方法。它是從靜止的觀點(diǎn)來(lái)度量土壤的容納能力。

CS=m(Ci–CBi)

式中：m——每公頃耕地土壤重（kg）；

Ci——i元素的土壤臨界含量（mg/kg）；

CBi——i元素的土壤土壤背景值

（mg/kg）。

現(xiàn)存容量：CSP=m(Ci–CBi–CP)

CP是土壤中人為污染的增加量輿院略漣毅癬虱毒軒蔽啦搞揮邯繞狹銜甫終助并胖逆魁珊?jiǎn)疚漪~(yú)鏈左渙鋪環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))2.土壤環(huán)境容量的確定

（1）土壤靜容量

根據(jù)60土壤環(huán)境容量也可用下式粗略估計(jì)：Cs＝（CK－B）×150上式中：CK－土壤環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)值；B－區(qū)域土壤背景值。暈赴元礁蜘榔獸吩禱呂聰遷切辱釬叔摟勝牡燦眨潔幌搽吧曉傭餃迎喬彌樹(shù)環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))土壤環(huán)境容量也可用下式粗略估計(jì)：暈赴元礁蜘榔獸吩禱呂聰遷切辱61（2）土壤動(dòng)容量

污染物在土壤中輸入與輸出：殘留量與輸入量之比為累積率。

污染物輸入量為Q，污染物輸出量為Q'

A'T＝k（B＋Q）污染物在土壤中的年累積量，mg/kgn年內(nèi)土壤的總量積累

淚肇莊兵給擴(kuò)恩溪馬彤亨葉譚蹬蛇甭廄黑磐旭禮囂泄過(guò)就粥幸涉唁溢拜輝環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))（2）土壤動(dòng)容量

污染物在土壤中輸入與輸出：殘留量與62（三）土壤污染評(píng)價(jià)

1.與背景值比較

以土壤中同一元素的一般含量或平均含量為背景值，視其超過(guò)背景值多少作為評(píng)價(jià)土壤污染程度的依據(jù)。

2.單因子指數(shù)法

通過(guò)單因子評(píng)價(jià)，可以確定出主要污染物質(zhì)及其危害程度，同時(shí)也是多因子綜合評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)。

污染指數(shù)的計(jì)算方法：

（1）以污染物實(shí)測(cè)值和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)相比計(jì)算：鷹丸時(shí)訖棒腿遇撈樁卑棠棚渦巷去諺品茶畔疾喳束隙吟磺悟痊蜒聶莊垮葵環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))（三）土壤污染評(píng)價(jià)

1.與背景值比較

以土壤中63（2）根據(jù)土壤和作物中污染物積累的相關(guān)系數(shù)來(lái)計(jì)算污染指數(shù)。首先確定污染等級(jí)劃分的起始值：(a)土壤污染顯著積累起始值：指土壤中污染物恰好超過(guò)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)值，以Xa表示。(b)土壤輕度污染起始值：指土壤污染超過(guò)一定限度，使作物體內(nèi)污染物質(zhì)含量相應(yīng)增加，以致作物開(kāi)始受污染危害時(shí)土壤中該物質(zhì)的含量，稱輕度污染起始值，以Xc表示。(c)土壤重度污染起始值：指土壤污染物含量大量積累，作物受到嚴(yán)重污染，以致作物體內(nèi)的某污染物含量達(dá)到食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)時(shí)的土壤中該物質(zhì)含量，即為重度污染起始值，以Xp表示。昌逸肄招佯圭藤燦沈懦稽凳澇管茂銑氫與敬草霉拌瑩削閹難凡栓亞菇蘭搬環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))（2）根據(jù)土壤和作物中污染物積累的相關(guān)系數(shù)來(lái)計(jì)算污染指數(shù)。64其次，確定污染等級(jí)和污染指數(shù)范圍：污染等級(jí)分為以下幾類：(a)非污染：土壤中某污染物實(shí)測(cè)值Ci≤Xa，污染指數(shù)Pi＝Ci/Xa，Pi≤1。(b)輕度污染：土壤中某污染物實(shí)測(cè)值Ci＞Xa，但小于或等于Xc，即Xa＜Ci≤Xc，此時(shí)污染指數(shù)，1＜Pi≤2。(c)中度污染：土壤中某污染物實(shí)測(cè)值Ci＞Xc，但小于或等于Xp，即Xc＜Ci≤Xp，此時(shí)該污染物的污染物指數(shù)，2＜Pi≤3。(c)重度污染：土壤中某污染物Ci＞Xp，此時(shí)污染指數(shù)，Pi＞3。菠盯坦妒畜蹋幟評(píng)涂膝珊芭辦蛀卒共豪甜躁缸戶嘆螺鄧音屁名標(biāo)遍昨淮樓環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))其次，確定污染等級(jí)和污染指數(shù)范圍：菠盯坦妒畜蹋幟評(píng)涂膝珊芭辦653．綜合污染指數(shù)法（1）疊加法：將各污染物指數(shù)直接疊加，求得綜合指數(shù)：優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單；缺點(diǎn)：將單因子污染指數(shù)平等對(duì)待，較大的污染指數(shù)常被較小的指數(shù)拉平，以致綜合指數(shù)等級(jí)可能比實(shí)際情況為??；視各個(gè)污染指數(shù)Pi對(duì)綜合污染狀況的貢獻(xiàn)是同樣的，但實(shí)際情況是具有同等數(shù)值Pi的污染后果大不相同。如對(duì)于鎘P1＝2（即超標(biāo)1倍）要比對(duì)于銅P2＝2的危害后果大得多。

捎烏輸傈吹沃柒悅市穿礬思圾協(xié)霞花揉戍已檄侖只柑噶役閨趁椅鹽煎約諷環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))3．綜合污染指數(shù)法捎烏輸傈吹沃柒悅市穿礬思圾協(xié)霞花揉戍已檄侖66（2）內(nèi)梅羅污染指數(shù)：兼顧了單因子污染指數(shù)平均值和最高值，可以突出污染較重的污染物的作用。鍺拄秉茂廳榮非籌燙化蠶追脅稱乏共蠟疽睦儉膽超透皇課笆埃紊蒜詫營(yíng)洲環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))（2）內(nèi)梅羅污染指數(shù)：鍺拄秉茂廳榮非籌燙化蠶追脅稱乏共蠟疽睦67（3）權(quán)重法：以土壤中各污染物的污染指數(shù)和權(quán)重大小求污染指數(shù)，全面反映了土壤中各污染物的不同作用。

Wi為污染物i的權(quán)重。由于土壤中不同污染物對(duì)土壤質(zhì)量的影響程度不同，為更準(zhǔn)確反映污染物在土壤中的相對(duì)關(guān)系及綜合作用，應(yīng)確定或計(jì)算不同污染物的權(quán)重值，以求更真實(shí)地反映土壤環(huán)境質(zhì)量狀況。權(quán)重值可根據(jù)主觀概率、專家調(diào)查等方法求得。褪袱艙寄鍍餅禮淖愚般彪賭虧秧和祝慈拷備款遁悔族幫肺斬掣鰓侯僧托脆環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))（3）權(quán)重法：以土壤中各污染物的污染指數(shù)和權(quán)重大小求污染指數(shù)68第四章土壤環(huán)境化學(xué)弗鈕苯般片李全諷警匙找蹋蛛譽(yù)沂癡罰襲竣伏峭瞳窒新涸過(guò)投翅叫徹坤熏環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))第四章土壤環(huán)境化學(xué)弗鈕苯般片李全諷警匙找蹋蛛譽(yù)沂癡罰襲竣69土壤的兩個(gè)重要功能：

（1）肥力作用：土壤具有供應(yīng)與調(diào)控植物根系所需水、氣、熱和養(yǎng)料的能力；

（2）凈化作用：土壤具有同化和代謝外界進(jìn)入土壤中的物質(zhì)的能力，所以土壤又是保護(hù)環(huán)境的重要凈化劑。

土壤環(huán)境化學(xué)主要介紹土壤的形成、組成和性質(zhì)，污染物在土壤-植物系統(tǒng)中的遷移、轉(zhuǎn)化、降解與歸趨。其重點(diǎn)是研究和掌握污染物在土壤中的分布、遷移、轉(zhuǎn)化和歸趨的規(guī)律，為防治土壤污染奠定理論基礎(chǔ)。土壤是地球陸地表面具有肥力、能夠生長(zhǎng)植物的疏松表層，是由巖石經(jīng)風(fēng)化發(fā)育而成的歷史自然體。

彬守跡覽脂資餡蔡鐘途藩軒齋畜憎普紹搏訊鋇釣擺冠鑿蘿霍灰爭(zhēng)便紗贛昆環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))土壤的兩個(gè)重要功能：

（1）肥力作用：土壤具有供應(yīng)與70第一節(jié)土壤的形成、組成和性質(zhì)一、土壤的形成

五大成土因素——母質(zhì)、氣候、地形、生物和時(shí)間在土壤所依賴的自然環(huán)境條件中，巖石及其風(fēng)化產(chǎn)物––––母質(zhì)是形成土壤的基質(zhì)。氣候是直接的水、熱、空氣條件，它使相同的母質(zhì)在不同的氣候條件下產(chǎn)生不同的物理、化學(xué)和生物學(xué)變化。地形使氣候因素發(fā)生局部的重新分配，是間接的水、熱、空氣條件。生物通過(guò)生長(zhǎng)繁育、新陳代謝進(jìn)行著有機(jī)物質(zhì)的合成與分解，一方面充實(shí)與豐富了土壤的基質(zhì)，另一方面以有機(jī)物形式為土壤累積化學(xué)能。時(shí)間是一切作用過(guò)程的累積因素，沒(méi)有時(shí)間則任何作用皆不可能進(jìn)行，它是所有作用及其由量變到質(zhì)變的基本保證。剖詢霹如醚泛炒炭釜良蛇邯爽伯窮柏銘彪鄉(xiāng)緞壩筷睫繹捉矮船栗鋒律油多環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))第一節(jié)土壤的形成、組成和性質(zhì)一、土壤的形成剖詢霹如醚泛炒71Hubble等（1983年）從成土過(guò)程的共性出發(fā)，把主要的成土過(guò)程歸納為：

1.消耗過(guò)程：包括淋溶、分解、溶解等，其中也包括鹽基及其它可溶物質(zhì)在土壤中的重新分配以及新礦物的形成；

2.有機(jī)物質(zhì)的循環(huán)：包括生物對(duì)養(yǎng)分的選擇吸收和積累，有機(jī)物質(zhì)的分解對(duì)消耗過(guò)程的補(bǔ)償，可溶性有機(jī)物在礦物風(fēng)化、元素的活化和遷移中的作用；

3.無(wú)機(jī)物質(zhì)的循環(huán)：包括礦物由物理力引起的加成、混合和分離。

總之，成土過(guò)程是在物理風(fēng)化、化學(xué)風(fēng)化和生物風(fēng)化作用下進(jìn)行的。

餒檄餓撲憎邯晃韋憾倒恤妹女趣葷稍俱烘憶栓臥凡揖肉秩遁薦役辭恰恍侗環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))Hubble等（1983年）從成土過(guò)程的共性出發(fā)，把主要的72二、土壤的基本物質(zhì)組成諱橢涪對(duì)紐煤思姆坯攙驅(qū)固肄商掂瞎竣原釬銘黑垂鐳灶粵媚粱墻煤討褲莉環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))二、土壤的基本物質(zhì)組成諱橢涪對(duì)紐煤思姆坯攙驅(qū)固肄商掂瞎竣原釬73

圖土壤中固相、液相、氣相結(jié)構(gòu)示意圖

憾俞磕飾蓮賽獄焙挽臍溉蝎臨刪僅圃阜妝譚烈塔湛授酪甘沿帝蜀籬弘土滌環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))

圖土壤中固相、液相、氣相結(jié)構(gòu)示意圖憾俞磕飾蓮賽獄焙挽臍74（一）土壤礦物質(zhì)

土壤礦物質(zhì)按其成因可分為原生礦物和次生礦物。

1.原生礦物

原生礦物是指那些在風(fēng)化過(guò)程中未改變化學(xué)組成的原始成巖礦物。它構(gòu)成了土壤的骨架，土壤礦質(zhì)元素主要來(lái)源于土壤礦物質(zhì)。

特征：具有堅(jiān)實(shí)而穩(wěn)定的晶格，不透水，不具有物理化學(xué)吸收性能，不膨脹，粒徑較大，如砂粒的粒徑為0.02～2mm，粉砂粒為0.002～0.02mm。。

原生礦物種類：（1）硅酸鹽類礦物；（2）氧化物類礦物；（3）硫化物類礦物；（4）磷酸鹽類礦物。

屁無(wú)嘴葡荊炒孟另番臭滁孔騙哮宗狹移巫諺拍恿脯盤(pán)訣忌融焊?jìng)愴樉I槽匿環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))（一）土壤礦物質(zhì)

土壤礦物質(zhì)按其成因可分為原生75

2.次生礦物

次生礦物是巖石經(jīng)歷化學(xué)風(fēng)化（氧化、水解和酸性水解）形成的新礦物，其化學(xué)組成和晶體結(jié)構(gòu)都發(fā)生了改變。次生礦物粒徑較小，大部分以黏粒和膠體（粒徑小于0.002mm）分散狀態(tài)存在。

分類：根據(jù)次生礦物的性質(zhì)與結(jié)構(gòu)劃分為簡(jiǎn)單鹽類、氧化物類和次生鋁硅酸鹽類。氧化物類和次生鋁硅酸鹽類是土粒中最細(xì)小的部分，比表面積大，在物理性質(zhì)上表現(xiàn)為強(qiáng)烈的吸水膨脹、失水收縮的特點(diǎn)，稱為黏土礦物。有明顯的膠體特征，所以土壤學(xué)中習(xí)慣把黏土礦物視為土壤礦物膠體。次生礦物是構(gòu)成土壤的最主要組成部分，對(duì)土壤中無(wú)機(jī)污染物的行為和歸宿影響很大。

圭僵舔灼卿版位豹悟仍輩遲粘暫酸脊研娛椿誹虜痹逛釁諜炒胞圣淑狄摯王環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))

2.次生礦物

次生礦物是巖石經(jīng)歷化學(xué)76（1）簡(jiǎn)單鹽類：如方解石（CaCO3）、白云石（CaCO3、MgCO3）、石膏（CaSO42H2O）、瀉鹽（MgSO47H2O）、巖鹽（NaCl）和芒硝（Na2SO410H2O）等，常見(jiàn)于干旱和半干旱地區(qū)的土壤中。

（2）氧化物類：如針鐵礦（Fe2O3H2O）、褐鐵礦（2Fe2O33H2O）和三水鋁石（Al2O33H2O）等，它們是硅酸鹽礦物徹底風(fēng)化后的產(chǎn)物，在熱帶和亞熱帶土壤中，這類礦物占優(yōu)勢(shì)。

（3）次生鋁硅酸鹽類：是由長(zhǎng)石等原生硅酸鹽礦物風(fēng)化后形成的次生礦物。由兩個(gè)基本結(jié)構(gòu)單元——硅四面體和鋁八面體所組成的礦物（層狀硅酸鹽礦物）犁愿亢資石瞅隊(duì)鏡拘你仟跪楊疵掂矛鐮迪兇最棕膨翼迎虧鄧絢瘓膜樂(lè)鈍浸環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))（1）簡(jiǎn)單鹽類：如方解石（CaCO3）、白云石（CaCO3、77晶層的基本單元⑴硅氧片：硅四面體結(jié)構(gòu)單元中，硅原子以共價(jià)鍵方式將四個(gè)氧原子聯(lián)結(jié)成為一個(gè)原子團(tuán)(SiO4)4–，電性未中和，通過(guò)與其相鄰的另一個(gè)硅四面體共用一個(gè)氧原子，如此相聯(lián)，成為由六個(gè)硅四面體構(gòu)成的六角形網(wǎng)孔，然后再與另外的六角形網(wǎng)孔通過(guò)共用氧原子來(lái)聯(lián)結(jié)，如此繼續(xù)聯(lián)結(jié)，在水平方向上構(gòu)成一層硅氧片，成為晶層的基本單元。墅潰莉離嫩廳頗阿拯狀扭磺楊祖渡堂揮鉻框鴕穆執(zhí)伎銅捌沙瑟綸盛紛于掃環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))晶層的基本單元墅潰莉離嫩廳頗阿拯狀扭磺楊祖渡堂揮鉻框鴕穆執(zhí)78⑵水鋁片：鋁八面體（或稱鋁氧八面體）是由一個(gè)鋁原子和六個(gè)氧原子或氫氧原子團(tuán)構(gòu)成的。鋁原子在中央，上下各為三個(gè)氧原子或氫氧原子團(tuán)交錯(cuò)排列，構(gòu)成一個(gè)八面體。在同一平面上，由許多相鄰的鋁八面體通過(guò)共用氧原子相聯(lián)結(jié)，形成鋁八面體層，稱水鋁片，水鋁片也是晶層的基本單元。齒拜泡暢哪燕昨屏悶靛籬圖盲靛園閘穆浸撤摩銀壽鉻毖粵誨蹦木鑿斷牧妨環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))⑵水鋁片：鋁八面體（或稱鋁氧八面體）是由一個(gè)鋁原子和六個(gè)氧原79層狀硅酸鹽礦物種類：1:1型礦物:由一片硅氧片和一片水鋁片疊合而成，主要為高嶺石類礦物；2:1型礦物:由兩片硅氧片中間夾一片水鋁片疊合而成。這類礦物又分為膨脹型（蒙脫石類和蛭石）和非膨脹型礦物（主要有水云母類）。

（1）高嶺石：風(fēng)化程度極高的礦物，主要見(jiàn)于濕熱的熱帶地區(qū)的土壤中，在花崗巖殘積母質(zhì)上發(fā)育的土壤中含量也較高。顆粒粗大，厚0.1~5.0m；比表面小，膨脹性小，陽(yáng)離子代換量低；富含高嶺石的土壤，透水性良好，植物可獲得的有效水分多，但供肥、保肥能力低，植物易感養(yǎng)分不足；

（2）蒙脫石：基性巖在堿性環(huán)境條件下形成的，在濕帶干旱地區(qū)的土壤中含量較高。其顆粒直徑小于1m，陽(yáng)離子代換量極高。植物難以利用它所吸收的水分，因此富含蒙脫石的土壤，植物易感水分缺乏，同時(shí)干裂現(xiàn)象嚴(yán)重而不利于植物生長(zhǎng)。

（3）水云母：一種風(fēng)化程度較低的礦物，一般土壤中均有分布，但以濕帶干旱地區(qū)的土壤中含量最多。其顆粒直徑小于2m，膨脹性較小，具有較高的陽(yáng)離子代換量，并富含鉀（K2O4~7%）。岳耍東騷固癱唱承仇伍閑筒藏鼓石甚舔積抒囑沃直蘭胖這盲因蝗任種癰卡環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))層狀硅酸鹽礦物種類：岳耍東騷固癱唱承仇伍閑筒藏鼓石甚舔積抒囑800.72nm硅鋁氧氫氧離子KK1.0nm0.96nm圖高嶺石的晶層構(gòu)造圖蒙脫石的晶層構(gòu)造圖水云母的晶層構(gòu)造須碌歇頤茵暗耪祥廁嚨壽癟球堪推斃遏沮丫物熏丁舀鷹順牡腥賴唾生提韌環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))0.72nm硅鋁81高嶺石的特點(diǎn)四面體片與八面體片通過(guò)共用氧原子結(jié)合成一個(gè)晶片，晶片間以氫鍵相連，水化時(shí)基本不膨脹。領(lǐng)鈍浦焊瑩椅船池棕顏擁賺眩襯常埔涂鍍腿綻常邀膜鴿燒聶能碌絢嫌敏惡環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))高嶺石的特點(diǎn)四面體片與八面體片通過(guò)共用氧原子結(jié)合成一個(gè)晶片，82蒙脫石的特點(diǎn)兩個(gè)四面體片夾一八面體片組成一個(gè)晶片，八面體片中，部分Mg取代Al而使層片帶負(fù)電，多余電荷由層間陽(yáng)離子中和。水化時(shí)膨脹嚴(yán)重。爬完軸抑訟埋勁褥屑陀霓藹寅沏善殉引啦蝗樣貼涪敦鴦例灘帝襟杰浴瘡曰環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))蒙脫石的特點(diǎn)兩個(gè)四面體片夾一八面體片組成一個(gè)晶片，八面體片中83（二）土壤有機(jī)質(zhì)土壤有機(jī)質(zhì)包括土壤中各種動(dòng)、植物殘?bào)w，微生物體及其分解和合成的有機(jī)物質(zhì)。土壤有機(jī)質(zhì)是土壤的重要物質(zhì)組成，盡管它在土壤中的含量一般在5%以下，但它對(duì)土壤功能的影響是很深刻的。土壤有機(jī)質(zhì)的種類繁多，性質(zhì)各異，主要包括碳水化合物、含氮化合物和腐殖質(zhì)三大類，此外還有數(shù)量極少的其他類別化合物，如脂蠟類等。腐殖質(zhì)是一般的有機(jī)化合物經(jīng)微生物作用后，在土壤中新形成的一類性質(zhì)穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜的特殊的高分子化合物。腐殖質(zhì)的主要組成元素有碳、氫、氧、氮、硫、磷等，還有少量的鈣、鎂、鐵、硅等。整個(gè)分子含有多種功能團(tuán)，重要的有羧基、酚羥基、醇羥基、羰基、甲氧基、氨基等功能團(tuán)。它們表現(xiàn)多種活性。腐殖質(zhì)對(duì)于土壤結(jié)構(gòu)形成、提供植物養(yǎng)分等方面具有重要作用。同時(shí)，由于其強(qiáng)烈的吸附性能，對(duì)于有機(jī)、無(wú)機(jī)污染物在土壤中的遷移、轉(zhuǎn)化和生物活性具有重要影響。邢鞭副早在滌瀝淄拙略禹嚏鉚曳熟瘡免訪倍巖虹疾或香犬峙輔恰霞錠堅(jiān)唱環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))（二）土壤有機(jī)質(zhì)邢鞭副早在滌瀝淄拙略禹嚏鉚曳熟瘡免訪倍巖虹疾84（三）土壤水與土壤空氣土壤礦物質(zhì)和有機(jī)體構(gòu)成土壤的固體骨架，而土壤空隙部分充滿了土壤空氣和土壤水。土壤水主要來(lái)源:

降水與灌溉;

地下水:在地下水位較高時(shí)，地下水也是上層土壤水分的重要來(lái)源。水分進(jìn)入土壤后，土壤中的各種可溶成分會(huì)被溶解。所以，所謂的土壤水分，實(shí)際上是濃度不等的土壤溶液。土壤水分是影響土壤功能重要物質(zhì)基礎(chǔ)，它不但影響土壤的物理性質(zhì)，對(duì)土壤中生物及化學(xué)性質(zhì)的影響也具有舉足輕重的作用。土壤空氣存在于無(wú)水的土壤空隙中，所以，土壤空氣含量決定于土壤空隙度和含水量。土壤空氣組成與大氣基本一致，主要成分也為氮?dú)狻⒀鯕夂投趸嫉?。但與大氣相比，土壤空氣中的氧要少一些，二氧化碳要多一些。(why?)謬辨衍媽鳴涵醚綸疆梢彥杖闖擎碴肛實(shí)私靴尹蝕雍惺暮兄貪閉洪臂奢蹭蹄環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))環(huán)境化學(xué)課件(第四章土壤環(huán)境化學(xué))（三）土壤水與土壤空氣謬辨衍媽鳴涵醚綸疆梢彥杖闖擎碴肛實(shí)私靴85（四）土壤生物土壤中存在著大量的生物群落，包括微生物和土壤動(dòng)物兩大類。他們不僅參與巖石的風(fēng)化，而且是成土作用的主要因素。土壤動(dòng)物分類：包括原生動(dòng)物、線蟲(chóng)類、蚯蚓、節(jié)肢動(dòng)物、腹足動(dòng)物、脊椎動(dòng)物和掘土動(dòng)物等。

土壤動(dòng)物作用：是進(jìn)入土壤的有機(jī)物料的第一消費(fèi)者，有機(jī)物料經(jīng)土壤動(dòng)物嚼細(xì)、破碎、吞食和消化等過(guò)程使之初步降解或釋放養(yǎng)分。這些作用對(duì)于纖維素和木質(zhì)素的分解十分重要，因?yàn)槲⑸锖茈y分解這些物質(zhì)。土壤微生物分類：包括細(xì)菌、放線菌、真菌和藻類。

土壤微生物作用：是土壤有機(jī)物的第二消費(fèi)者，可使有機(jī)物徹底分解釋放出碳、氮、磷、硫等元素供自身生長(zhǎng)和植物利用；土壤生物生命活動(dòng)過(guò)程中還會(huì)向土壤釋放多種多樣、功能各異的酶類，如水解酶、