環(huán)境化學(xué)要點歸納及2014年試題_第1頁
環(huán)境化學(xué)要點歸納及2014年試題_第2頁
環(huán)境化學(xué)要點歸納及2014年試題_第3頁
環(huán)境化學(xué)要點歸納及2014年試題_第4頁
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文檔簡介

1、中山大學(xué)化學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院2010級環(huán)境化學(xué)知識要點歸納(注:用熒光黃標(biāo)示出來的內(nèi)容請師弟師妹們認(rèn)真看哦你們懂的!紅色為2012年試題,紫色為2014年試題)環(huán)境化學(xué):研究潛在有害化學(xué)物質(zhì)在環(huán)境介質(zhì)中的存在、行為、效應(yīng)(生態(tài)效應(yīng)、人體健康效應(yīng)及其它環(huán)境效應(yīng))以及減少或消除其產(chǎn)生的科學(xué)。環(huán)境化學(xué)研究內(nèi)容:1、查明潛在有害化學(xué)物質(zhì)在環(huán)境中的存在;2、對潛在有害化學(xué)物質(zhì)溯本求源,查明潛在有害化學(xué)物質(zhì)在環(huán)境介質(zhì)中和不同環(huán)境介質(zhì)間的遷移轉(zhuǎn)化和歸宿;3、查明潛在有害化學(xué)物質(zhì)對環(huán)境和人體健康發(fā)生作用的途徑、方式、程度和風(fēng)險;4、探索緩解或消除有害化學(xué)物質(zhì)已造成的影響或防止可能造成的影響的方法和途徑。環(huán)境化學(xué)

2、研究趨勢:1、開展對主要元素,尤其是生命必需元素的生物地球化學(xué)循環(huán)和主要循環(huán)之間的相互作用,人類活動對循環(huán)產(chǎn)生的干擾和影響,以及對循環(huán)有重大影響的因素的研究;2、重視化學(xué)品安全評價;3、全球變化研究,涉及臭氧層耗損、全球變暖、海平面上升等次級環(huán)境效應(yīng)或更高級環(huán)境效應(yīng)研究;4、污染控制化學(xué)研究,“污染預(yù)防”、“清潔生產(chǎn)”、“零排入”。生物地球化學(xué)循環(huán):在地球表層生物圈中,生物有機體經(jīng)由生命活動,從其生存環(huán)境的介質(zhì)中吸取元素及其化合物(常稱礦物質(zhì)),通過生物化學(xué)作用轉(zhuǎn)化為生命物質(zhì),同時排泄部分物質(zhì)返回環(huán)境,并在其死亡之后又被分解成為元素或化合物(亦稱礦物質(zhì))返回環(huán)境介質(zhì)中。這一循環(huán)往復(fù)的過程。地球

3、化學(xué)循環(huán):地球表面和地球內(nèi)部各種元素在不同物理化學(xué)條件下周期性變化的化學(xué)過程。環(huán)境:與體系有關(guān)的周圍客觀事物的總和。體系指被研究的對象,即中心事物。構(gòu)成環(huán)境的四個自然圈層包括土壤圈、巖石圈、大氣圈和水圈。自然環(huán)境:人類賴以生存、生活和生產(chǎn)所必需的自然條件和自然資源的總稱。直接或間接影響到人類的一切自然形成的物質(zhì)、能量和自然現(xiàn)象的總體,簡稱為環(huán)境。自然環(huán)境由地球環(huán)境和外圍空間環(huán)境組成。社會環(huán)境:人類社會制度等上層建筑條件,包括社會的經(jīng)濟基礎(chǔ)、城鄉(xiāng)結(jié)構(gòu)以及同各種社會制度相適應(yīng)的政治、經(jīng)濟、法律、宗教、藝術(shù)、哲學(xué)的觀念與機構(gòu)等。環(huán)境要素(環(huán)境基質(zhì)):構(gòu)成人類環(huán)境整體的各個獨立的、性質(zhì)不同的而又服從整

4、體演化規(guī)律的基本物質(zhì)組分。包括自然環(huán)境要素和人工環(huán)境要素。環(huán)境問題:作為中心事物的人類與作為周圍事物的環(huán)境之間的矛盾。環(huán)境破壞:又稱生態(tài)破壞,是指人類的社會活動產(chǎn)生的有關(guān)環(huán)境效應(yīng)導(dǎo)致環(huán)境結(jié)構(gòu)域功能的變化,對人類的生存與發(fā)展產(chǎn)生不利影響。環(huán)境污染:有害物質(zhì)或因子進入環(huán)境,在環(huán)境中擴散、遷移、轉(zhuǎn)化,使環(huán)境系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能發(fā)生變化,對人類或其他生物的正常生存和發(fā)展產(chǎn)生不利影響的現(xiàn)象。環(huán)境污染物:(進入環(huán)境后)使環(huán)境的正常組成和性質(zhì)發(fā)生直接或間接變化的物質(zhì)。主要由人類的生產(chǎn)和生活活動產(chǎn)生。優(yōu)先控制污染物:USEPA基于有毒化學(xué)物的毒性、自然降解的可能性及在水體中出現(xiàn)的概率等因素,從7萬余種有機化學(xué)物中

5、篩選出65類,129種優(yōu)先控制的污染物名單。污染物質(zhì)在環(huán)境中的三大轉(zhuǎn)化途徑:化學(xué)轉(zhuǎn)化、光化學(xué)轉(zhuǎn)化、生物轉(zhuǎn)化。環(huán)境效應(yīng):自然過程或人類的生產(chǎn)和生活活動會對環(huán)境造成污染和破壞,從而導(dǎo)致環(huán)境系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生變化。按環(huán)境變化的性質(zhì),可劃分為環(huán)境物理效應(yīng)(由物理作用引起,如噪聲、地面沉降、熱島效應(yīng)、溫室效應(yīng))、環(huán)境化學(xué)效應(yīng)(在各種環(huán)境因素影響下,物之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的環(huán)境效應(yīng),如土壤酸堿化、湖泊酸化、地下水硬度升高、光化學(xué)煙霧)和環(huán)境生物效應(yīng)(環(huán)境因素變化導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)變異而產(chǎn)生的后果,如干旱、風(fēng)沙、畸形和癌癥)。環(huán)境質(zhì)量:在一個具體的環(huán)境內(nèi),環(huán)境的總體或環(huán)境的某些要素,對人群的生存和繁衍以及經(jīng)濟發(fā)

6、展的適宜程度,反映人群具體要求而形成的對環(huán)境評定的一種概念。環(huán)境干擾:人類活動所排出的能量進入環(huán)境,達到一定的程度,產(chǎn)生對人類不良影響的現(xiàn)象。如噪聲,振動,電磁波干擾,熱干擾。環(huán)境學(xué):研究環(huán)境結(jié)構(gòu)與狀態(tài)的運動變化規(guī)律及其與人類社會活動之間的關(guān)系,研究人類社會與環(huán)境之間協(xié)同演化、持續(xù)發(fā)展的規(guī)律和具體途徑的科學(xué)。環(huán)境本底值(環(huán)境背景值):環(huán)境要素在未受污染影響的情況下,其化學(xué)元素的正常含量以及環(huán)境中能量分布的正常值。可恢復(fù)性毒害:生物體經(jīng)治療或休養(yǎng),毒害作用隨時間消逝,生理狀態(tài)恢復(fù)正常。不可恢復(fù)性毒害:毒害作用不隨時間消逝的永久性傷害。與傷害程度、時間以及作用部位有關(guān)。系統(tǒng)性毒性:毒性物質(zhì)進入生物

7、體后,因為體內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)的輸送,可能使產(chǎn)生作用的部位與最初接觸毒物的部位不同。局域性毒性:發(fā)生毒害作用的部位與接觸點相符。暴露:化學(xué)物質(zhì)與生物體接觸,進入體內(nèi)的過程。生物體暴露的途徑有吸入、食入、皮膚接觸與注射。生物體暴露的形式有急性(少于24h,以一次高劑量的暴露為主)、亞急性(少于1個月,多次暴露)、亞慢性(1-3個月,多次暴露)、慢性(多于3個月,多次暴露)。劑量:生物體單位體重所接受的物質(zhì)的量,等于物質(zhì)質(zhì)量/生物體體重,單位mg/kg。劑量是決定物質(zhì)是否對生物體產(chǎn)生作用的最重要因素。劑量-反應(yīng)關(guān)系曲線:以死亡率為縱軸、劑量為橫軸的關(guān)系圖,常呈S形狀。無作用值:在實驗結(jié)果中不會產(chǎn)生作用的最

8、高劑量。最低作用值:會產(chǎn)生作用的最低劑量。閾值:生物體可以接受某一劑量的毒性物質(zhì)而不至于產(chǎn)生毒性的限量值(即生物體接受高于此劑量的物質(zhì)時才會產(chǎn)生作用)。閾劑量:在長期暴露毒物下,會引起機體受損害的最低劑量。半致死劑量值(LD50):在毒性試驗中造成50%實驗動物死亡所需要的劑量。ED:有效劑量。適用于所有反應(yīng),較常用于非毒害或有益的作用。TD:毒性劑量。產(chǎn)生毒性作用的劑量。藥物/毒物動力學(xué):研究物質(zhì)進入生物體內(nèi)所經(jīng)歷的過程。包括吸收、分布、排除(代謝)等作用。毒物的聯(lián)合作用:協(xié)同作用(兩種毒物單獨作用的死亡率分別為M1和M2,則其協(xié)同死亡率為M M1+M2)、相加作用(M= M1+M2)、獨立

9、作用(M= M1+M2-M1M2)、拮抗作用(M2)、拮抗作用(1+12)。水體自凈:受污染水體由于物理、化學(xué)、生物等方面的作用,水體污染物質(zhì)濃度降低的過程。包括物理過程(沉淀、稀釋、混合等)、化學(xué)/物理化學(xué)過程(氧化還原、分解化合、吸附凝聚等)、生物化學(xué)過程(同時發(fā)生/相互影響)。水體物理自凈:由稀釋、擴散、混合、揮發(fā)和沉淀等物理作用,使水體污染物質(zhì)濃度降低的自凈過程。水體化學(xué)自凈:水體中的污染物質(zhì)通過氧化還原、酸堿反應(yīng)、分解合成、吸附凝聚(屬物理化學(xué)作用)等過程,使其存在形態(tài)發(fā)生變化及濃度降低的水體自凈過程。水體生物自凈:由于生物吸收、降解作用而使污染物濃度降低或消失的水體自凈過程。水環(huán)境

10、容量(水體自凈容量):水體的自凈能力是有限的,如果排入水體的污染物數(shù)量超過某一界限時,將造成水體的永久性污染。此界限即為水環(huán)境容量。腐殖質(zhì):動、植物殘體通過生物、非生物的降解、縮合等作用形成的天然弱陰性高分子電解質(zhì),是自然環(huán)境中廣泛存在的一類天然有機大分子物質(zhì)。結(jié)構(gòu)特點有苯環(huán)、羧基、醇基和酚基。在較高pH(堿)或離子強度較低時趨向于溶解,在較低pH(酸)或較高濃度金屬陽離子共存時趨向于沉淀或凝聚。腐殖酸:溶于稀堿液不溶于酸部分,分子量由數(shù)千到數(shù)萬。富里酸:溶于酸又可溶于堿的部分,分子量由數(shù)百到數(shù)千。腐黑物:不能被酸和堿提取的部分。 天然水體中主要的膠體物質(zhì):黏土礦物、水合氧化物、腐殖質(zhì)。凝聚:

11、由電介質(zhì)促成的凝集。絮凝:由聚合物促成的聚集。黏土礦物:在原生礦物風(fēng)化過程中形成,其成分是鋁、硅酸鹽,具有片狀晶體構(gòu)造。膠體的特點:巨大的比表面、表面能且?guī)щ姾?,能強烈地吸附各種分子和離子。膠體的吸附作用是重金屬從水中轉(zhuǎn)入固相的主要途徑。水體中膠體顆粒的吸附作用類型:表面吸附、離子交換吸附、專屬吸附。表面吸附:吸附劑和吸附質(zhì)之間通過分子間力所產(chǎn)生的吸附,這種吸附源于膠體具有巨大的比表面和表面能。離子交換吸附(極性吸附):膠體對介質(zhì)中各種離子的吸附。水體中大部分膠體帶負(fù)電荷,在吸附過程中,膠體每吸附一部分陽離子,同時也放出等摩爾電荷的其他陽離子。這種現(xiàn)象的發(fā)生與膠體微粒帶電荷有關(guān),是一種物理化學(xué)

12、吸附。專屬吸附:除化學(xué)鍵的作用外,尚有加強的憎水鍵和范德華力的吸附作用。不但可使表面改變電荷,而且可使離子化合物吸附在同號電荷的表面上?;瘜W(xué)吸附:吸附劑和吸附質(zhì)之間發(fā)生化學(xué)作用。由于化學(xué)鍵力引起的吸附。是一吸熱過程,具有選擇性。吸附只能形成單分子吸附層,吸附劑和吸附質(zhì)之間吸附作用較強,難解吸。顆粒物中金屬離子的釋放:鹽濃度升高、氧化還原條件的變化、降低pH值、增加水中配合劑的含量。黏土礦物對重金屬的吸附:離子交換吸附機制、重金屬離子水解奪取礦物微粒表面羥基形成配合物。水合金屬氧化物對重金屬的吸附:重金屬離子在顆粒表面發(fā)生配位化合作用。腐殖質(zhì)對重金屬離子的吸附:螯合作用、離子交換作用。吸附量(G

13、):在一定條件下吸附達到平衡時,單位質(zhì)量吸附劑所吸附的吸附物的量,表示吸附劑的吸附能力。吸附等溫線:在恒溫等條件下,吸附量與吸附物平衡濃度c的關(guān)系曲線。吸附等溫式:在恒溫等條件下,反映吸附量與吸附物平衡濃度c關(guān)系的數(shù)學(xué)方程式。包括Freundlich等溫式(Q = k c 1/n,k為表示吸附強度的常數(shù),n介于01)和Langmuir等溫式Q = Q0 c/(A + c),式中 Q為吸附量,Q0為飽和吸附量,c為被吸附物的平衡濃度,A為半飽和吸附量時吸附物的平衡濃度。吸附速率:單位時間內(nèi)吸附于吸附劑上的吸附物濃度。單位為mg/Lh。膠體顆粒凝聚方式:壓縮雙電層凝聚:由于水體中電解質(zhì)濃度增大而離

14、子強度升高,壓縮擴散層,使顆粒相互吸引結(jié)合凝聚。專屬吸附凝聚:膠體顆粒專屬吸附異電的離子化合態(tài),降低表面電位,即產(chǎn)生電中和現(xiàn)象,使顆粒脫穩(wěn)而凝聚。可出現(xiàn)超荷狀況,使膠體顆粒改變電荷符號后,又趨于穩(wěn)定分散狀況。膠體相互凝聚:兩種電荷符號相反的膠體相互中和而凝聚,或者其中一種荷電很低而相互凝聚,都屬于異體凝聚。“邊對面”絮凝:粘土礦物顆粒形狀呈板狀,其板面帶負(fù)電而邊緣帶正電,粘土礦物邊與面之間可由靜電引力結(jié)合,但結(jié)合力較弱,具可逆性,可生成松散的絮凝體。同時存在“邊對邊”、“面對面”的結(jié)合,構(gòu)成水體中粘土顆粒自然絮凝。第二極小值絮凝:在一般情況下,位能綜合曲線上的第二極小值較微弱,不足以發(fā)生顆粒間

15、的結(jié)合,但若顆粒較粗或在某一維方向上較長,則可能產(chǎn)生較深的第二極小值,使顆粒相互聚集。第二極小值絮凝屬于較遠(yuǎn)距離的接觸,顆粒本身并未完全脫穩(wěn),因而比較松散,具有可逆性。聚合物黏結(jié)架橋絮凝:膠體微粒吸附高分子電解質(zhì)而凝聚,屬于專屬吸附類型,主要為異電中和作用。聚合物具有鏈狀分子,可以同時吸附在若干個膠體微粒上,在微粒之間架橋粘結(jié),使其聚集成團。無機高分子的絮凝:無機高分子化合物的絮凝遠(yuǎn)低于有機高分子,除對膠體顆粒有專屬吸附電中和作用外,也可結(jié)合起來在較近距離起粘結(jié)架橋作用。絮團卷掃絮凝:已發(fā)生凝聚或絮凝的聚集體絮團物,在運動中以其巨大表面吸附卷帶膠體微粒,生成更大絮團,使體系失去穩(wěn)定而沉降。顆粒

16、層吸附絮凝:水溶液透過顆粒層過濾時,由于顆粒表面的吸附作用,使水體中膠體顆粒相互接近而發(fā)生凝聚或絮凝。生物絮凝:藻類、細(xì)菌等微小生物在水中也具有膠體性質(zhì),帶電荷,可發(fā)生凝聚。pE-pH圖:pE除與氧化態(tài)和還原態(tài)濃度有關(guān)外,受體系pH影響,可用pE-pH 圖來表示,可顯示水體中各形態(tài)的穩(wěn)定范圍及邊界線。天然水的pE隨水中溶解氧的減少而降低,因而表層水呈氧化性環(huán)境,深層水及底泥呈還原性環(huán)境,同時天然水的pE隨其pH減小而增大。正常水中起決定電位作用的物質(zhì)是溶解氧,厭氧水體中決定電位的物質(zhì)是有機物。砷可能存在的形態(tài):H3AsO3、H2AsO3-、H3AsO4、H2AsO4-、HAsO42-,最主要的

17、是以H2AsO4-和HAsO42-五價形態(tài)存在。pH l2.5堿性水體,還可能存在AsO43-,甚至HAsO32-及AsO33-形態(tài)。 耗氧有機物:動、植物殘體和生活污水及某些工業(yè)廢水中的碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)等易分解的有機物。有毒有害有機污染物:具有生物累積性和毒性的有機化合物,如多氯聯(lián)苯、農(nóng)藥和PAHs等。耗氧有機物和有毒有害污染物共稱為水體中的有機污染物。有機污染物一般通過吸附作用、揮發(fā)作用、水解作用、光解作用、生物富集和生物降解作用等過程進行遷移轉(zhuǎn)化。有機污染物降解:較高分子量的有機物分解成較小分子量的物質(zhì),最后降解成簡單化合物(如CO2和H2O)的過程。有機物的降解過程包括化學(xué)降解

18、、生物降解(最重要)和光化學(xué)降解。有機污染物化學(xué)降解:氧化(有機物分子加氧或脫氫)、還原(有機物分子加氫或脫氧)、水解。有機污染物生物化學(xué)降解:有機物在微生物的催化作用下發(fā)生降解的反應(yīng)??煞譃樗猓ㄔ谒饷傅淖饔孟屡c水發(fā)生的反應(yīng))、氧化(有機物在水體中的生物氧化降解,可被生物同化,提供生物碳源和能量;另一部分則被生物活動所產(chǎn)生的酶催化分解)和還原(在厭氧條件下,由于微生物的作用發(fā)生脫氧加氫的反應(yīng))反應(yīng)。絕大多數(shù)有機物因此而分解成簡單化合物。有機污染物光化學(xué)降解:有機物在紫外光或可見光作用下所進行的化學(xué)反應(yīng)。可在氣、液、固相中進行。好氧微生物:在氧氣存在下分解有機物的微生物。厭氧微生物:在缺氧條

19、件下分解有機物的微生物。水體中有機物的揮發(fā)作用:有機物質(zhì)從水體中溶解態(tài)轉(zhuǎn)入氣相的重要遷移過程。水體中有機物的揮發(fā)速率依賴于有機物的性質(zhì)和水體的特征。分配系數(shù)Kp:當(dāng)有機物濃度很低時,有機物在水與顆粒物(沉積物或生物種群等)之間的分配,可用分配系數(shù)Kp來表示。Kp = Cs /Cw。式中Cs 、Cw分別為有機物在顆粒物中和水中的平衡質(zhì)量濃度。生物濃縮因子(BCF)KB:有機物在生物體內(nèi)濃度與水體中該有機物濃度之比。定義同生物濃縮系數(shù)(BCF)。標(biāo)化分配系數(shù):以有機碳為基礎(chǔ)表示的分配系數(shù),在類型各異組分復(fù)雜的沉積物或土壤之間表征吸著的常數(shù)。KOC = KP /wOC,式中wOC為水體沉積物或顆粒物

20、中有機碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。辛醇-水分配系數(shù)KOW:化學(xué)物質(zhì)在辛醇中質(zhì)量和在水中質(zhì)量的比例。預(yù)測性模式(機理型模式):根據(jù)毒害有機物未排入各式各樣水體之前預(yù)測其在水體環(huán)境中濃度的時空分布及通過各種遷移轉(zhuǎn)化過程后的歸趨。表征化合物固有性質(zhì)的參數(shù),如:有機化合物的溶解度、蒸氣壓、辛醇-水分配系數(shù)、消光系數(shù)等;表征環(huán)境特征所測量的參數(shù),如:水流量、流速、pH值、水溫、風(fēng)速、細(xì)菌總數(shù)和光強等。有機污染物在水體中的遷移轉(zhuǎn)化過程:負(fù)載過程(輸入過程)、形態(tài)過程、遷移過程、轉(zhuǎn)化過程、生物累積過程。負(fù)載過程:如污水排放、大氣沉降以及陸地徑流引入水體的過程。形態(tài)過程:如酸堿平衡(有機酸堿以中性態(tài)或離子態(tài)存在的分?jǐn)?shù))、吸

21、附作用(疏水有機物吸附在懸浮物上,由于懸浮物的遷移而影響它們以后的歸趨)。遷移過程:如沉淀-溶解作用(污染物的溶解度范圍可限制污染物在遷移、轉(zhuǎn)化過程中的可利用性或?qū)嵸|(zhì)上改變其遷移速率)、對流作用(水力流動可遷移溶解的或者被懸浮物吸附的污染物進入或排出特定的水生生態(tài)系統(tǒng))、揮發(fā)作用(有機污染物從水體進入大氣而減少其在水中的濃度)、沉積作用(污染物被吸附沉積于水體底部或從底部沉積物中解吸,改變其在水中濃度)。轉(zhuǎn)化過程:如生物降解作用(微生物代謝污染物并在代謝過程中改變其毒性)、光解作用(污染物對光的吸收有可能導(dǎo)致對影響其毒性的化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生)、水解作用(化合物與水作用通常生成較小、簡單的有機產(chǎn)物)

22、、氧化還原作用(對于有機污染物中幾乎所有重要的氧化還原反應(yīng)都是由微生物催化的)。生物累積過程:如生物濃縮作用(通過可能手段如魚鰓的吸附作用,將有機污染物攝取至生物體)、生物放大作用(高營養(yǎng)級生物以消耗攝取有機毒物進入生物體的低營養(yǎng)級生物為食物,使生物體中有機毒物的濃度隨營養(yǎng)級的提高而逐步增大)。土壤圈:土壤是自然環(huán)境要素的重要組成之一,處于巖石圈最外一層的疏松部分,具有支持植物和微生物生長繁殖的能力,被稱為土壤圈。土壤圈處于大氣圈、巖石圈、水圈和生物圈之間的過渡地帶,是聯(lián)系有機界和無機界的中心環(huán)節(jié)。土壤是獨立的歷史自然體,有其自身的生成發(fā)展過程。但在其發(fā)展過程中,又受人類勞動深刻的影響,土壤是

23、生物、氣候、母巖、地形、時間和人類生產(chǎn)活動等成土因素綜合作用下的產(chǎn)物。土壤的組成:土壤由固、液、氣相物質(zhì)組成,固相指土壤礦物質(zhì)(原生礦物和次生礦物質(zhì))和土壤有機質(zhì)(主要來源分為非腐殖物質(zhì)、腐殖質(zhì)),兩者占土壤總量的9095%。液相指土壤水分及其可溶物,兩者合稱為土壤溶液。氣相指土壤空氣。土壤中有數(shù)量眾多的細(xì)菌和微生物,一般作為土壤有機物,視為土壤固相物質(zhì),因此,土壤是一個以固相為主的非均質(zhì)多相體。土壤的顯著特點是具有隱蔽性、潛在性和不可逆性。土壤環(huán)境機能:培育植物、推動物質(zhì)循環(huán)、保存水資源、防止災(zāi)害(洪水,荒漠化)、自凈能力(具有極大比表面和催化活性,土壤中水、空氣、微生物等都能使污染物降解)

24、。土壤退化過程:風(fēng)和水侵蝕作用(土壤流失)、受納酸雨或過度使用氨氮肥料(土壤酸化)、灌溉水含過多鹽分或深度風(fēng)化作用(土壤鹽堿化)、干旱(土壤板結(jié)、龜裂、結(jié)構(gòu)單元破壞,甚至荒漠化)、水澇(營養(yǎng)物浸出、流失)、污染(土壤有毒物質(zhì)積累)。土壤剖面之覆蓋層A0:根據(jù)枯枝落葉的腐爛分解情況,可進一步分AOO層(未曾分解的枯枝落葉層)和AO層(半分解的枯枝落葉層,有機殘體已經(jīng)部分分解,并有少量腐殖質(zhì)積累,肉眼已難辨別原來有機殘體的形態(tài))兩個亞層。土壤剖面之淋溶層A:淋溶層中生物(包括高等植物、微生物和動物)活動最為強烈,進行有機質(zhì)的轉(zhuǎn)化和積累作用,形成一個顏色較暗,具有粒狀和團粒狀結(jié)構(gòu)的層次,可分為A1(

25、腐殖質(zhì)層,接近地表處所形成的礦質(zhì)土層,以腐殖質(zhì)的積累為主要特征。腐殖質(zhì)包裹著土?;蛲翂K,使該層顏色常較下層土層深暗)、A2(灰化層,受強烈的淋溶,易溶物質(zhì)淋失,難溶物質(zhì)如鐵或鋁以及粘粒等也發(fā)生下移,滯留最難移動、抗風(fēng)化最強的石英)、A3(過渡層,主要性質(zhì)與A層相同,又具有B層某些性質(zhì))亞層,即通稱為“表土”。土壤剖面之淀積層B:沉積自上層淋溶下來的有機物、鹽類和黏土顆粒類物質(zhì),質(zhì)地常粘重,具有柱狀或棱柱狀結(jié)構(gòu),比較緊實,顏色一般為棕色或紅棕色。B層可分為B1(向A層過渡層,多似B層)、B2(棕色至紅棕色的沉積層)和B3(向C層過渡層)等3亞層。土壤剖面之母質(zhì)層C:巖石風(fēng)化物的殘積物或運積物,未

26、受成土作用的影響??赡艹霈F(xiàn)Cc(CaCO3聚積層)、Cs(CaSO4聚積層)和CT(潛育層,又名灰黏層)等特殊層次。土壤剖面之基巖D:未風(fēng)化。土壤礦物質(zhì):土壤主要組成部分之一,一般占土壤固體物質(zhì)總重量的90%以上,主要來源于成土母質(zhì)(主要是由成土母質(zhì)繼承和演變而來)。原生礦物:巖石受到程度不同的物理風(fēng)化而未經(jīng)化學(xué)風(fēng)化的碎屑物,其原來的化學(xué)組成和結(jié)晶構(gòu)造都沒有改變。土壤中原生礦物種類和含量隨母質(zhì)類型、風(fēng)化強度和成土過程不同而存在差異。土壤中最主要的原生礦物包括硅酸鹽類礦物、氧化物類礦物、硫化物類礦物和磷酸鹽類礦物。次生礦物:由原生礦物經(jīng)風(fēng)化后重新形成的新礦物,其化學(xué)組成和構(gòu)造都有所改變而不同于原

27、來的原生礦物。土壤中的次生礦物顆粒小,具有膠體的性質(zhì)。土壤中次生礦物的種類多,通常分為簡單鹽類、三氧化物類和次生鋁硅酸鹽類。土壤中的水分:吸著水(由于土粒表面有很強的粘附力,土壤顆粒吸附著數(shù)層水分子,不移動,最內(nèi)層的水分子呈結(jié)晶狀態(tài),對植物無效)和內(nèi)聚水(又叫毛管水,與吸著水相比較,具較高的能量水平,較易移動)。土壤中的水膜(包括吸著水和內(nèi)聚水)大約有1520水分子膜厚,靠外側(cè)的三分之二的水膜,構(gòu)成植物生長的主要水源。土壤中的空氣:土壤孔隙存在的氣體混合物,以O(shè)2、N2、CO2及水汽等為主要成分;土壤進行生物化學(xué)作用產(chǎn)生的氣體(如H2S、NH3、NO2、CO等); 醇類、酸類以及其它揮發(fā)性物質(zhì)

28、(通過揮發(fā)作用進入土壤)。土壤空氣與大氣的差異性:土壤空氣不連續(xù)性;土壤空氣水量高;土壤空氣CO2含量高。粒組(粒級):土壤礦物質(zhì)以大小不同的顆粒狀態(tài)存在,按粒徑的大小將土粒分為若干組,同組土粒的成分和性質(zhì)基本一致,組間則有明顯差異。土壤質(zhì)地(土壤機械組成):由不同的粒級混合在一起所表現(xiàn)的土壤粗細(xì)狀況。土壤質(zhì)地分類是以土壤中各粒級含量的相對百分比為標(biāo)準(zhǔn)。土壤質(zhì)地在一定程度上反映土壤礦物組成和化學(xué)組成,同時土壤顆粒大小與土壤的物理性質(zhì)有密切關(guān)系,并且影響土壤孔隙狀況。對土壤水分、空氣、熱量的運動和養(yǎng)分轉(zhuǎn)化均有影響。土壤膠體性質(zhì):吸附性(巨大的比表面和表面能);雙電層結(jié)構(gòu)(內(nèi)部微粒核一般帶負(fù)電,又

29、稱決定電位層,其外部由于電性吸引而形成一正離子層,又稱反離子層,合稱雙電層);凝聚性(為減少表面能,膠體具有互相吸引、凝聚的趨勢)。離子交換(代換):在土壤膠體雙電層的擴散層中,補償離子可以和溶液中相同電荷的離子以離子價為依據(jù)作等價交換。包括陽離子交換吸附作用(帶負(fù)電荷的膠體吸附的陽離子與溶液中陽離子的交換作用)和陰離子交換吸附作用(帶正電荷的膠體吸附的陰離子與溶液中陰離子的交換作用)。鹽基飽和土壤:當(dāng)土壤膠體上吸附的陽離子均為鹽基離子,且已達到吸附飽和時的土壤。鹽基不飽和土壤:土壤膠體上吸附的陽離子一部分為致酸離子的土壤。土壤鹽基飽和度:在土壤交換性陽離子中鹽基離子所占的百分?jǐn)?shù)。與土壤母質(zhì)和氣候等因素有關(guān)。土壤酸度:活性酸度或有效酸度(土壤中H+濃度的直接反映,通常用pH表示)、潛性酸度(只有鹽基不飽和土壤才有,來源于土壤膠體吸附的可代換性H+和Al3+,吸附狀態(tài)不顯酸性)。潛性酸度又分為代換性酸度(用過量中性鹽如NaCl或KCl溶液淋洗土壤,溶液中金屬離子與土壤中H+和A13+發(fā)生離子交換作用所表現(xiàn)的酸度)和水解性酸度(用弱酸強堿鹽如醋酸鈉淋洗土壤,溶液中金屬離子可以代換土壤膠體吸附的H+和A13+,同時生成某弱酸如醋酸)。水解性酸度一般比代換性酸度高。土壤堿化度:Na+離子飽和度。土壤溶液OH-來源于CO32-和HCO3-的堿金屬

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