土壤化學(xué)詞條(蔣新、周東美、徐仁扣等)

1、01 總論土壤 soil土壤學(xué) soil science發(fā)生土壤學(xué) pedology耕作土壤學(xué) edaphology土壤地理學(xué) soil geography土壤物理學(xué) soil physicals土壤化學(xué) soil chemistry （蔣新、徐仁扣、周東美 主編寫）土壤生物化學(xué) soil biochemistry土壤礦物學(xué) soil mineralogy農(nóng)業(yè)化學(xué) agrochemistry土壤分析化學(xué) soil analytical chemistry土壤生物學(xué) soil biology土壤微生物學(xué) soil microbiology土壤生態(tài)學(xué) soil ecology土壤微形態(tài)學(xué) soil

2、 micromorphology土壤資源 soil resources土壤區(qū)劃 soil regionalization土壤肥力 soil fertility土壤管理 soil management土壤利用 soil utilization土壤改良 soil amelioration, soil improvement土壤侵蝕學(xué) soil erosion水土保持 soil and water conservation農(nóng)業(yè)化學(xué)分析 agrochemistry analysis土壤信息系統(tǒng) soil information system, SIS土壤遙感 soil remote sensing04

3、 土壤化學(xué)土壤礦物化學(xué) soil mineral chemistry（蔣新負責此部分詞條的編寫，75個詞條 ）土壤腐殖質(zhì)化學(xué) soil humus chemistry土壤物理化學(xué) soil physical chemistry土壤膠體化學(xué) soil colloid chemistry土壤表面化學(xué) soil surface chemistry土壤電化學(xué) soil electrochemistry土壤溶液化學(xué) soil solution chemistry土壤養(yǎng)分化學(xué) soil nutrient chemistry土壤污染化學(xué) soil pollution chemistry土壤礦物 soil m

4、ineral土壤原生礦物 soil primary mineral石英長石1 / 124云母土壤次生礦物 soil secondary mineral層狀硅酸鹽 phyllosilicate單元晶層 unit layer四面體片 tetrahedral sheet八面體片 octahedral sheet二八面體片 dioctahedral sheet三八面體片 trioctahedral sheet底面間距 basal spacing同晶置換 isomorphous substitution嵌插作用 intercalation1: 1型礦物 1:1 type mineral高嶺石 kaoli

5、nite埃絡(luò)石 halloysite2: 1型礦物 2:1 type mineral蒙皂石 smectite蒙脫石 montmorillonite貝得石 beidellite綠脫石 nontronite蛭石 vermiculite水云母 hydromica綠泥石 chlorite伊利石 illite氧化物礦物 oxide mineral氧化鐵 iron oxide游離氧化鐵 free iron oxide無定形氧化鐵 (酸性草酸銨提取態(tài)鐵) acid-oxalate-extractable iron針鐵礦 goethite赤鐵礦 hematite磁鐵礦 magnetite水鐵礦 ferrihy

6、drite纖鐵礦 lepidocrocite氧化鋁 aluminum oxide活性鋁(酸性草酸鹽提取態(tài)鋁)acid-oxalate-extractable aluminium; active aluminium三水鋁石 gibbsite一水軟鋁石 boehmite羥基鋁間層 hydroxyl-aluminum interlayer氧化錳 manganese oxide鈉水錳礦 birnessite軟錳礦 pyrolusite水錳礦 manganite氧化硅 silica oxide活性硅 acid-oxalate-extractable silicon; active silica蛋白石 o

7、pal氧化鈦 titanium oxide水鋁英石 allophane伊毛縞石 imogolite黏土礦物 clay mineral黏粒礦物 clay-sized mineral結(jié)晶礦物 crystalline mineral非晶物質(zhì) noncrystalline material過渡礦物 intergradient mineral礦物風化 mineral weathering礦物風化序列 weathering sequence of mineral斷鍵 broken bond脫鉀作用 depotassication楔形帶 wedge zone形位效應(yīng) steric effect諧溶 cong

8、ruent dissolution 不諧溶 incongruent dissolution嵌插作用 intercalation土壤膠體 soil colloid（徐仁扣負責此部分詞條的編寫， 58個詞條）土壤膠體類型 type of soil colloid土壤有機膠體 soil organic colloid土壤礦質(zhì)膠體 soil mineral solloid有機礦質(zhì)復(fù)合體 organo-mineral complex土壤酸膠體 soil acidoid土壤堿膠體 soil basoid疊膠 tactoid兩性膠體 ampholytoid土壤膠體動電現(xiàn)象擴散雙電層 diffuse doub

9、le layer; DDL反荷離子 counter ionZeta 電位(動電電位) zeta potential; kinetic potential動電電荷密度 electrokinetic charge density等電點 isoelectric point電泳 electrophoresis電滲 electroosmosis流動電位 streaming potential沉降電位 sedimentation potential土壤膠體穩(wěn)定性 soil colloid stability膠體分散 colloidal dispersion膠體絮凝 colloidal flocculati

10、on; colloidal coagulation層間膨脹 interlayer swelling土壤膠體粘度 viscosity of soil colloid臨界電位 critical potential土壤黏粒 soil clay鈣質(zhì)黏粒 calcium clay鈉質(zhì)黏粒 sodium clay氫鋁質(zhì)黏粒 H-Al-clay土壤表面性質(zhì) soil surface properties表面類型 surface type硅氧烷表面 siloxane surface水合氧化物表面 hydrous oxide surface層間表面 interlayer surface羥基表面 hydroxyl

11、 surface恒電荷表面 constant charge surface恒電位表面 constant potential surface決定電位離子potential-determining ion表面羥基 surface hydroxyl硅烷醇基 silanol group鋁醇基 aluminol group鐵醇基 ferrol group羥基化作用 hydroxylation質(zhì)子化作用 protonation表面電荷 surface charge永久電荷 permanent charge結(jié)構(gòu)電荷 structure charge固有電荷 intrinsic charge可變電荷 vari

12、able charge質(zhì)子電荷 proton charge正電荷 positive charge負電荷 negative charge表面電荷密度 surface charge density電荷零點 zero point of charge凈電荷零點 point of zero net charge鹽效應(yīng)零點 point of zero salt effect土粒電荷 soil particle charge比表面 specific area離子交換 ion exchange（周東美負責此部分詞條編寫，33個詞條 ）唐南平衡 Donnan equilibrium唐南方程 Donnan equ

13、ation比例定律 ratio law陽離子交換 cation exchange陽離子交換量 cation exchange capacity, CEC有效陽離子交換量 effective cation exchange capacity, ECEC可交換陽離子 exchangeable cation交換性鹽基 exchangeable base陽離子交換位 cation echange site層間交換位 interlayer exchange site鹽基飽和度 base saturation percentage交換性陽離子百分率 exchangeable cation percenta

14、ge, ECP互補離子complementary ion選擇性系數(shù) selectivity coefficient 陰離子交換 anion exchange陰離子交換量 anion exchange capacity土壤吸附性能 soil adsorptive properties電性吸附 electrostatic adsorption非專性吸附 nonspecific adsorption負吸附negative adsorption專性吸附 specific adsorption配位體交換 ligand exchange表面絡(luò)合物 surface complex內(nèi)圈絡(luò)合物 innersph

15、ere complex外圈絡(luò)合物 outersphere complex優(yōu)先吸附 preference adsorption競爭吸附competitive adsorption 吸附方程 adsorption equation分子吸附 molecular adsorption解吸 desorption吸附態(tài)離子 adsorbed ion吸附等溫線 adsorption isotherm土壤酸度 soil acidity（徐仁扣負責此部分詞條的編寫，56個詞條 ）土壤pH soil pH極限pH ultimate pH土壤活性酸度 soil active acidity土壤潛性酸度 soil p

16、otential acidity土壤殘留酸度 soil residual acidity土壤交換性酸度 soil echangeable acidity土壤交換性氫 exchangeable H+土壤交換性鋁 exchangeable Al土壤鹽置換性酸 salt-replaceable acid of soil土壤水解性酸度 soil hydrolytic acidity土壤水侵液酸 water-extractable acid of soil土壤鹽侵液酸 salt-extractable acid of soil土壤表面酸度 soil surface acidity土壤石灰位 lime p

17、otential石灰需要量 lime requirement鋁聚合作用 aluminum polymerization土壤酸化 soil acidification土壤酸化敏感性 soil acidification sensitivity臨界負荷 critical load鋁毒 aluminum toxicity錳毒 manganese toxicity堿中和容量 base-neutralization capacity酸飽和度 acid saturation土壤緩沖性 soil buffering土壤緩沖容量 soil buffer capacity, buffer power土壤緩沖物質(zhì)

18、 soil buffer compounds土壤堿化作用 alkalinization土壤堿度 soil alkalinity土壤鈉質(zhì)化作用 sodication堿化度(交換性鈉百分率) exchangeable sodium percentage, ESP鈉吸附比 sodium adsorption ratio; SAR鈉交換比 exchangeable sodium ratio; ESR土壤殘留堿度 soil residual alkalinity酸中和容量acid-neutralization capacity土壤酸堿平衡 soil acid-base equilibrium土壤反應(yīng) s

19、oil reaction土壤酸堿性分級 soil acid-base class強酸性土壤 strong acid soil酸性土壤 acid soil中性土壤 neutral soil堿性土壤alkaline soil強堿性土壤 strong alkaline soil石灰性土 calcareous soil土壤鹽 soil salt土壤含鹽量 soil salt content土壤鹽漬度 soil salinity土壤可溶鹽 soil soluble salt土壤電導(dǎo) soil electrical conductance電導(dǎo)率 electrical conductivity電導(dǎo)率儀 el

20、ectrical conductivity meter電導(dǎo)率傳感器 electrical conductivity sensor土壤溶液電導(dǎo)率 electrical conductivity of soil solution離子電導(dǎo) ionic conductivity膠粒電導(dǎo) colloidal conductivity表面電導(dǎo) surface conductivity電導(dǎo)Wien效應(yīng) Wien effect土壤氧化還原 soil redox; soil oxidation-reduction（周東美負責此部分詞條編寫，15個詞條 ）土壤氧化還原體系 soil redox system土壤氧

21、化還原電位 soil redox potential，EhPe值 pe土壤氧化還原狀況 soil redox status氧化還原緩沖性 redox poising氧化還原耦 redox couple氧化作用 oxidation氧化劑 (電子受體) oxidising agent; electron acceptor還原作用 reduction順序還原作用 sequential reduction還原劑 (電子供體) reducing agent; electron donor有機還原性物質(zhì) organic reducing substances好氧條件 aerobic condition厭氧

22、條件 anaerobic condition土壤有機質(zhì) soil organic matter（蔣新負責此部分詞條的編寫， 32個詞條）土壤重組有機質(zhì) soil organic matter heavy fraction土壤輕組有機質(zhì) soil organic matter mineral-free light fraction土壤有機碳 soil organic carbon; SOC土壤黑炭 soil charcoal土壤有機氮 soil organic nitrogen土壤有機磷 soil organic phosphorus腐殖物質(zhì) humic substances; humic ma

23、terials腐敏酸 humic acid富啡酸 fulvic acids胡敏素 humin腐殖化作用 humification腐殖化程度 humification degree可溶性有機質(zhì) dissolved organic matter可溶性有機炭 dissolved organic matter化學(xué)需氧量chemical oxygen denmnd; COD生化需氧量biochemical oxygen demand: biological oxygen demand; BOD熱力學(xué)土壤體系 thermodynamic soil system吉布斯自由能 Gibbs free energ

24、y土壤化學(xué)反應(yīng)動力學(xué) kinetics of chemical reaction in soils離子交換動力學(xué) kinetics of ion exchange化學(xué)風化動力學(xué) kinetics of chemical weathering氧化還原動力學(xué) kinetics of oxidation-reduction吸附動力學(xué) adsorption kinetics活化能 activation energy反應(yīng)級數(shù) reaction order零級反應(yīng) zero-order reaction準一級反應(yīng) pseudo first-order reaction一級反應(yīng) first-order re

25、action二級反應(yīng) second-order reaction動力學(xué)方程 kinetic equation反應(yīng)速率常數(shù) reaction rate constant土壤溶液 soil solution（周東美負責此部分詞條的編寫，60個詞條 ）離子 ion離子半徑 ion radius離子水合 ion hydration水合數(shù) hydration number水合半徑 hydration radius水合能 hydration energy水合熱 hydration heat離子氛(離子霧) ionic atmosphere離子活度ion activity活度系數(shù) activity coef

26、ficient離子對ion pair離子強度 ionic strength電解質(zhì)electrolyte土壤溶液化學(xué)平衡 chemical equilibrium in soil solution沉淀-溶解平衡 equilibrium of precipitation and dissolution溶解 dissolution沉淀 precipitation共沉淀 coprecipitation溶度積solubility product; Ksp絡(luò)合-離解平衡 equilibrium of complexation and dissociation配位體 ligand配位化合物 coordina

27、tion compound配位數(shù) coordination number中心離子 central ion絡(luò)合物 complex絡(luò)合反應(yīng) complexation單核絡(luò)合物 mononuclear complex多核絡(luò)合物 polynuclear complex螯合物 chelate螯合反應(yīng) chelation絡(luò)合物穩(wěn)定常數(shù) stability constant of complex質(zhì)量作用定律 law of mass-action土壤浸提液 soil extractant土壤浸出液 soil extract土壤飽和浸出液 soil saturation extract化學(xué)位 chemical

28、potential養(yǎng)分位 nutrient potential鉀位 potassium potential磷位 phosphate potential石灰位 lime potential土壤化學(xué)固定 soil chemical fixation鉀固定 potassium fixation銨固定 ammonium fixation磷固定 phosphate fixation擴散 diffusion擴散系數(shù) diffusion coefficient淋溶 leaching穿透曲線 breakthrough curve滲漏液 leachate電化學(xué)方法 electrochemical method電

29、位法 potentiometric method離子選擇性電極 ion-selective electrode參比電極 reference electrode液接電位 liquid junction potential懸液效應(yīng) suspension effect電位滴定potentiometric titration電導(dǎo)法 conductometric method伏安法 voltammetric method土壤測試 soil test化學(xué)反硝化作用 chemical denitrification(共330條)4. 土壤化學(xué)土壤礦物化學(xué) soil mineral chemistry 研究各

30、種土壤礦物的化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)性質(zhì)及其轉(zhuǎn)化的學(xué)科。土壤礦物是指巖石圈中的化學(xué)元素的原子或離子通過各種地質(zhì)作用形成，在一定條件下相對穩(wěn)定的自然產(chǎn)物。土壤礦物絕大部分為結(jié)晶質(zhì)的單質(zhì)或化合物，具有比較固定的化學(xué)成分和晶體構(gòu)造，表現(xiàn)出一定的幾何形態(tài)和物理化學(xué)性質(zhì)。當巖石處在其形成的環(huán)境條件下時，它一般非常穩(wěn)定。可是一旦環(huán)境條件發(fā)生變化，為了在新的條件下達到平衡，巖石必然發(fā)生相應(yīng)的變化。根據(jù)外界因素對巖石作用的性質(zhì)，可以將風化作用區(qū)分為物理風化和化學(xué)風化。原生礦物經(jīng)過風化作用以后，以各種形式的風化產(chǎn)物如可溶鹽、粘土礦物或殘存的原生礦物等形式留存在土壤中。土壤礦物組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)對土壤物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)以及微

31、生物學(xué)性質(zhì)均有深刻的影響。土壤腐殖質(zhì)化學(xué) soil humus chemistry 研究土壤腐殖質(zhì)的物質(zhì)組成、分子結(jié)構(gòu)、大小和化學(xué)性質(zhì)的學(xué)科。土壤腐殖質(zhì)是通過有機質(zhì)的腐殖化過程而產(chǎn)生的土壤中特有的有機物。腐殖質(zhì)是性質(zhì)相對穩(wěn)定而結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜的有機化合物。土壤腐殖質(zhì)主要由C、H、O、N、S等元素組成，此外還含有少量的Ca、Mg、Fe、Si等灰分元素。腐殖質(zhì)的含碳量約為55%60%，含氮量約為3%6%。腐殖質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，它們屬于大分子聚合物，以芳香核為主體，其主要功能團包括酚羥基、羧基和甲氧基及含氮的環(huán)狀化合物等。腐殖質(zhì)分子的功能團性質(zhì)決定了其化學(xué)性質(zhì)非?；顫姡瑥亩憩F(xiàn)出極強的離子交換性、絡(luò)

32、合作用、緩沖作用、氧化-還原性、膠體特性以及生物活性等。腐殖質(zhì)的這些性質(zhì)都與形成腐殖物質(zhì)分子的功能團性質(zhì)密切相關(guān)。土壤物理化學(xué) soil physical chemistry 采用物理化學(xué)原理和方法研究土壤中的基本化學(xué)過程（包括化學(xué)組成和性質(zhì)、土壤礦物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、土壤膠體性質(zhì)以及土壤化學(xué)反應(yīng)等過程）、物理過程（包括土壤物理性質(zhì)以及水、氣和熱的運動和調(diào)控機理）和規(guī)律的科學(xué)。研究內(nèi)容同時包括化學(xué)因素對土壤物理過程的影響、土壤中化學(xué)反應(yīng)的平衡狀態(tài)及其動力學(xué)現(xiàn)象以及土壤固相、液相和氣相之間的相互作用及其化學(xué)反應(yīng)對土壤物理化學(xué)性質(zhì)和水土環(huán)境的影響以及管理應(yīng)用。例如，土壤固相反應(yīng)影響土壤溶液中溶質(zhì)的組成或大

33、小，土壤水分的存在、溶液的離子組成或大小以及可形成酸的氣體的存在又影響著固相反應(yīng)速率的大小；土壤微生物的種類和數(shù)量影響土壤氣體的組成和大小，改變了土壤的環(huán)境條件，促進了土壤中許多生物化學(xué)反應(yīng)的進行，土壤物理條件例如三相組成比例的變化同樣也影響著土壤生物化學(xué)反應(yīng)的進程，控制著化學(xué)反應(yīng)的種類。土壤膠體化學(xué) soil colloid chemistry 研究土壤中有機膠體和無機膠體及其復(fù)合體的物質(zhì)結(jié)構(gòu)、電荷特性、膠體的穩(wěn)定性、脹縮性、流變性等問題的學(xué)科。土壤中的化學(xué)反應(yīng)主要發(fā)生在土壤膠體表面與土壤溶液之間的界面或與之相鄰的溶液中。礦物晶體晶格中離子的同晶置換和土壤膠體表面所暴露羥基質(zhì)子的離解或締合能

34、使土壤膠體表面產(chǎn)生電荷。土壤膠體的表面電荷是土壤具有一系列化學(xué)、物理化學(xué)以及電化學(xué)性質(zhì)的根本原因。膠體吸附離子的數(shù)量的多少取決于膠體表面的電荷數(shù)量，而電荷密度則影響著土壤對這些離子的吸附強度。土壤膠體的表面性質(zhì)、反應(yīng)活性及能量等都呈現(xiàn)出顯著不同。依據(jù)表面不同，土壤膠體表面分為外表面和內(nèi)表面。根據(jù)活性基團的不同，土壤膠體表面大致可分為硅氧烷型表面、水合氧化物型表面和有機物表面。土壤表面化學(xué) soil surface chemistry 研究土壤的多相體系之間的表面特征、表面性質(zhì)和表面上發(fā)生的化學(xué)、物理化學(xué)反應(yīng)過程以及規(guī)律的學(xué)科，是土壤膠體化學(xué)的重要分支。在土壤體系中存在固液界面、固氣界面、固固界

35、面以及液氣界面，其中由于土壤膠體所帶電荷能影響土壤體系中的電子、質(zhì)子以及離子的行為，是土壤界面具有一系列物理化學(xué)過程的根本原因。土壤表面電荷數(shù)量決定土壤所能吸附的離子數(shù)量，而有土壤表面電荷數(shù)量與土壤表面積所確定的表面電荷密度，則影響著對這些離子的吸附強度。土壤電化學(xué) soil electrochemistry 研究土壤中帶電質(zhì)點之間的相互作用及其化學(xué)表現(xiàn)的科學(xué)，是土壤學(xué)科中的一個基礎(chǔ)學(xué)科分支。通過研究可以揭示土壤中的化學(xué)現(xiàn)象的本質(zhì)，為土壤發(fā)生、土壤發(fā)生、土壤肥力的定向培育和合理施肥提供理論依據(jù)。其指導(dǎo)思想是以土壤膠體電荷為基礎(chǔ)，以帶電膠粒與粒子之間的相互作用為中心，從土壤中的粒子活度、杜南平衡

36、、土壤中的離子吸附、土壤膠體的電動性質(zhì)、電導(dǎo)和土壤中粒子的擴散等方面闡明土壤膠粒與離子之間的相互作用以及土壤中電子的傳遞。土壤溶液化學(xué) soil solution chemistry 研究土壤溶液的化學(xué)組成、性質(zhì)和反應(yīng)的理論學(xué)科，包括土壤溶液中離子的來源、含量、形態(tài)及轉(zhuǎn)化等。土壤溶液由水、溶解物及膠體物質(zhì)組成。在自然條件下，當土壤礦物與水接觸時就會發(fā)生溶解或沉淀反應(yīng)，同時土壤膠體也會對土壤溶液中的離子發(fā)生吸附或解吸作用。當不同的物質(zhì)在溶液中混合溶解時，化學(xué)變化就會發(fā)生。當正向反應(yīng)速率與逆向反應(yīng)速率相等時，化學(xué)反應(yīng)就達到動態(tài)平衡狀態(tài)。如土壤溶液中的硅、鋁、鐵單體或聚合物，由于活性強，易同土壤其他

37、組分反應(yīng)，也易在相互之間或同其他金屬離子產(chǎn)生溶液反應(yīng)。從而對土壤形成、質(zhì)量演化、礦物穩(wěn)定、物質(zhì)循環(huán)、植物營養(yǎng)及污染元素的轉(zhuǎn)化和有效性等產(chǎn)生不同程度的影響。土壤養(yǎng)分化學(xué) soil nutrient chemistry 研究養(yǎng)分的來源、含量、組成、形態(tài)與轉(zhuǎn)化，生物有效性的科學(xué)。土壤養(yǎng)分是植物生長發(fā)育必需的、主要通過土壤來提供的營養(yǎng)元素，是土壤肥力的物質(zhì)基礎(chǔ)。土壤中能直接或經(jīng)轉(zhuǎn)化后被植物根系吸收的礦質(zhì)營養(yǎng)成分，包括氮(N)、磷(P)、鉀(K)、鈣(Ca)、鎂 (Mg)、硫(S)、鐵(Fe)、硼(B)、鉬(Mo)、鋅(Zn)、錳(Mn)、銅(Cu)和氯(Cl)等13種元素。在自然土壤中，養(yǎng)分主要來源于

38、土壤礦物質(zhì)和土壤有機質(zhì)；在耕作土壤中，還來源于施肥和灌溉。土壤中養(yǎng)分存在的化學(xué)形態(tài)分為：水溶態(tài)、交換態(tài)、礦物態(tài)和有機態(tài)，并且它們之間相互轉(zhuǎn)化。根據(jù)植物對營養(yǎng)元素吸收利用的難易程度，分為速效性養(yǎng)分和遲效性養(yǎng)分。一般來說，速效養(yǎng)分僅占很少部分，不足全量的1%，應(yīng)該注意的是速效養(yǎng)分和遲效養(yǎng)分的劃分是相對的，二者總處于動態(tài)平衡之中。土壤污染化學(xué) soil pollution chemistry 主要研究土壤污染物的來源、分布、遷移、形態(tài)/轉(zhuǎn)化、反應(yīng)、歸宿及其對生物，特別是對農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，對人類生活質(zhì)量和健康以及生態(tài)的影響。它的研究目的是為環(huán)境質(zhì)量評價、分析監(jiān)測和控制治理等方面的工作提供依據(jù)。

39、根據(jù)來源大致分為：農(nóng)業(yè)污染、固體廢棄物污染、大氣污染和水污染等。污染物種類有無機污染物（重金屬、放射性元素和有害無機化合物等）和有機污染物（有機農(nóng)藥、酚等有害有機化合物）。污染物進入土壤后，往往與土壤組分相發(fā)生物理、化學(xué)和生物作用，通過稀釋、擴散、遷移等作用降低污染物濃度；發(fā)生酸堿反應(yīng)、沉淀反應(yīng)、配位反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)，改變污染物的形態(tài)和毒性；污染物在膠體表面發(fā)生吸附或凝聚而被固持；某些污染物被生物，微生物降解、吸收、轉(zhuǎn)化。土壤對污染物有一定的緩沖能力和自凈能力。當土壤中含有害物質(zhì)過多，超過土壤的自凈能力，就會引起土壤的組成、結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生變化，微生物活動受到抑制，有害物質(zhì)或其分解產(chǎn)物在土壤中

40、逐漸積累，影響農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量，威脅人類的健康和生存。為了控制和消除土壤的污染，首先要控制和消除土壤污染源，加強對工業(yè)“三廢”的治理，合理施用化肥和農(nóng)藥，同時還要采取防治措施，治理土壤污染。土壤礦物 soil mineral 土壤中具有特征結(jié)構(gòu)和一定化學(xué)式的各種天然無機固體物質(zhì)。土壤礦物的種類、粒度和豐度隨母質(zhì)起源、土壤類型、剖面層次和結(jié)構(gòu)而異，是各種成土因素綜合作用的結(jié)果，也反應(yīng)了土壤生成發(fā)育的整個地球化學(xué)過程和剖面內(nèi)微環(huán)境的差異。巖石在風化作用和成土過程中不斷改變自己的礦物成分和結(jié)構(gòu)，逐步向地表條件下穩(wěn)定的礦物轉(zhuǎn)變，同時釋放出一些元素。這些元素在遷移過程中有些可以通過吸著、離子交換或凝聚

41、而成為次生礦物成分，有些可以進入生物循環(huán)，其余則轉(zhuǎn)入地表水和地下水。因此土壤礦物的起源可歸為三種途徑：繼承自母巖或母質(zhì)；由原生礦物轉(zhuǎn)變而成；從溶液中新生。土壤礦物的類型按物質(zhì)結(jié)構(gòu)是否具有長程規(guī)則性，可將土壤礦物分為晶質(zhì)和非晶質(zhì)；按化學(xué)成分劃分，有硅酸鹽、磷酸鹽、碳酸鹽、硫酸鹽、氯化物、硫化物、氧化物和氫氧化物；按成因可分為原生礦物和次生礦物；按其性質(zhì)不同可分為粘土礦物和非粘土礦物。土壤原生礦物 soil primary mineral 直接來自巖漿巖或變質(zhì)巖風化后殘留礦物，是構(gòu)成土壤砂粒和粉粒的主要組分。巖漿實質(zhì)上相當于熔融狀態(tài)的硅酸鹽，其成分中氧、硅、鋁、鐵、鈣、鎂、鈉、鉀八種元素約占98.

42、6%，冷卻后成為巖漿巖。熔點最高的鈣長石首先結(jié)晶，隨著溫度降低，結(jié)晶出的斜長石中鈉長石組分逐漸增多。冷卻后期，巖漿中鉀和氧化硅的含量越積越多，于是結(jié)晶出鉀長石、白云母和石英。造巖礦物大多是硅酸鹽，一個Si4+與四角的四個O2-組成的硅氧四面體SiO44-是硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)中最穩(wěn)定的基本單元。它們不僅構(gòu)成土壤的骨骼，改善土壤的物理性質(zhì)，而且蘊藏著生物必需的各種礦物營養(yǎng)元素和微量元素。由于它們受蝕變作用較小，因而仍保存著結(jié)晶度高、顆粒粗和性質(zhì)穩(wěn)定的特點。石英 石英主要成分是二氧化硅，純凈的石英無色透明，玻璃光澤。石英族礦物由硅和氧兩種元素組成，硅氧四面體聯(lián)結(jié)成架狀結(jié)構(gòu)，其中有4個氧配在硅的四周，每個

43、氧分別屬于2個硅（SiO2）。由于形成時的溫度和壓力不同，硅氧四面體排列方式有別，產(chǎn)生一系列同質(zhì)多象變體。常含有少量雜質(zhì)成分如Al2O3、CaO、MgO等，為半透明或不透明的晶體，一般乳白色，質(zhì)地堅硬。石英是一種物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)均十分穩(wěn)定的礦產(chǎn)資源，晶體屬三方晶系的氧化物礦物，即低溫石英（-石英），是石英族礦物中分布最廣的一個礦物種。廣義的石英還包括高溫石英（-石英）。石英的用途很廣，無裂隙、無缺陷的水晶單晶用作壓電材料，來制造石英諧振器和濾波器。一般石英可以作為玻璃原料，紫色、粉色的石英和瑪瑙還可作雕刻工藝美術(shù)的原料。長石 長石分兩大類堿性長石和斜長石，它是一類含鈣、鈉和鉀的鋁硅酸鹽類礦物

44、，為地殼中最常見的礦物。長石的基本結(jié)構(gòu)單位是四面體，它由4個氧原子圍繞一個硅原子或鋁原子而構(gòu)成。每一個這樣的四面體都和另一個四面體共用一個氧原子，形成一種三維的骨架。四面體內(nèi)的硅有1/4或半數(shù)被鋁置換，產(chǎn)生負電荷。長石晶體多數(shù)呈板狀或沿某一結(jié)晶軸延伸的板柱狀。雙晶現(xiàn)象十分普遍，雙晶律多達20多種。常見的有鈉長石律、曼尼巴律、巴溫諾律、卡斯巴律、肖鈉長石律雙晶。它們分別存在于三斜晶體或單斜與三斜晶體中。長石常見乳白色，但常因含有雜質(zhì)而被染成黃、褐、淺紅、深灰等色，有的還可具有美麗的變彩或暈色。富含鉀或鈉的長石主要用于陶瓷工業(yè)、玻璃工業(yè)及搪瓷工業(yè)；含有銣和銫等稀有元素的長石可作為提取這些元素的礦物

45、原料；色澤美麗的長石可作為裝飾石料和寶石的材料。云母 云母屬于2:1型層狀硅酸鹽結(jié)構(gòu)，即兩片四面體中間夾著一片八面體，具有連續(xù)層狀硅氧四面體構(gòu)造。主要包括：白云母、黑云母、金云母和鋰云母等。云母是分布最廣的造巖礦物，鉀、鋁、鎂 、鐵 、鋰等層狀結(jié)構(gòu)鋁硅酸鹽的總稱。通常呈假六方或菱形的板狀、片狀、柱狀晶形。顏色隨化學(xué)成分的變化而異，主要隨Fe含量的增多而變深 。白云母無色 透 明或呈淺色 ；黑云母為黑至深褐、暗綠等色；金云母呈黃色、棕色、綠色或無色；鋰云母呈淡紫色、玫 瑰紅色至灰色。莫氏硬度一般23.5，比重 2.73.5。白云母和金云母具有良好的電絕緣性和不導(dǎo)熱、抗酸、抗堿和耐壓性能、物理化學(xué)

46、性能穩(wěn)定，因而被廣泛用來制作電子、電器工業(yè)的絕緣材料具有良好的隔熱性、彈性和韌性。土壤次生礦物 soil secondary mineral 由原生礦物經(jīng)風化后轉(zhuǎn)變或重新形成的新礦物，其化學(xué)組成和構(gòu)造都經(jīng)過改變而不同于原生礦物，如水鋁英石、伊毛縞石、埃洛石和蒙皂石等，其具有較大表面能的各種氧化物凝膠逐步趨向于結(jié)構(gòu)有序化而相繼形成次生礦物。其穩(wěn)定結(jié)構(gòu)取決于晶體結(jié)構(gòu)和環(huán)境條件。按其化學(xué)成分和結(jié)晶狀況，可分為4中主要類型層狀硅酸鹽，由氧化硅和氧化鋁及少量雜質(zhì)組成，具有層狀晶體結(jié)構(gòu)的硅酸鹽類礦物。氧化物，主要是氧化硅、氧化鐵、氧化鋁、氧化錳和氧化鈦等，礦物成分比較單純、晶體結(jié)構(gòu)比較簡單，且有相當一部分

47、是以非晶質(zhì)狀態(tài)存在，即土壤中無定形物質(zhì)。難溶鹽，除層狀硅酸鹽和氧化物外的其他難溶性礦物，如碳酸鹽、磷酸鹽和硫化物等?？扇茺}，一般為鉀、鈉、鈣、鎂的氯化物、硝酸鹽、重碳酸鹽和硫酸鹽等。層狀硅酸鹽 phyllosilicate 具有層狀晶體結(jié)構(gòu)和片狀晶型的硅酸鹽礦物，其基本結(jié)構(gòu)單元是硅氧四面體與鋁氧八面體。硅氧四面體以其底部的三個氧，分別與其相鄰的三個四面體以共角頂氧的方式相連，這樣向兩度空間延伸，形成上、下面具有六角形網(wǎng)孔的硅氧四面體片。底面的六個氧相互挨得緊些，構(gòu)成網(wǎng)孔大小與氧的大小相近且不帶電；頂端的六個氧相互離得開些，并帶負電荷。鋁（鎂）氧（氫氧）八面體片中鋁（鎂）離子周圍等距離地配上六個

48、氧（氫氧），三個在上，三個在下，相互錯開作最緊密堆積。相鄰的兩個八面體通過共棱邊的兩個OH相連形成八面體片。在層狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽礦物中，礦物晶體的形態(tài)一般都呈二向延展的板狀、片狀的外形，并具有一組平行于硅氧骨干層方向的完全解理。在晶體光學(xué)性質(zhì)上，極大多數(shù)礦物呈一軸晶或二軸晶負光性，并具正延性。雙折射率大。當?shù)V物的化學(xué)組成中具有過渡元素離子時，多色性和吸收性都十分顯著。單元晶層 unit layer 層狀硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)中由四面體片和八面體片結(jié)合而成的單一層狀結(jié)構(gòu)體。層狀硅酸鹽礦物單元晶層中，四面體片與八面體片的結(jié)合可以是1:1型或2:1型。1:1型層狀硅酸鹽礦物的單元晶層有上下兩個不同的層面，一個是

49、硅氧四面體片底部具有復(fù)三角網(wǎng)孔的氧原子面，另一個是八面體片底部的氫氧原子面。單元晶層之間通過氫鍵連接。其理想的單位晶胞化學(xué)式為Al(Si4O10)(OH)8。 2:1型層狀硅酸鹽礦物的單元晶層由兩片硅氧四面體片中間夾一片鋁（鎂）氧八面體組合而成，兩片四面體片的頂端氧都朝向中間的八面體片。單元晶層的上下兩面均為四面體片底部具有復(fù)三角網(wǎng)孔的氧原子，單元晶層之間通過靜電或范德華鍵結(jié)合，其理想的單位晶胞化學(xué)式為Al4(Si8O20)(OH)4或Mg6(Si8O20)(OH)4。四面體片 tetrahedral sheet 由四面體晶胞連接形成的晶片，是層狀硅酸硅礦物晶層結(jié)構(gòu)中的基本晶片之一。一般情況下

50、四面體晶胞是由硅離子等距離地配上四個比它大得多的氧離子構(gòu)成。每個硅氧四面體晶胞中的三個氧位于同一平面上，另一個氧處于頂端，這四個氧各帶一個負電荷。在層狀結(jié)構(gòu)中，各個硅氧四面體晶胞都分布在同一個平面內(nèi)，每個四面體晶胞底部的三個氧分別與相鄰的三個硅氧四面體晶胞共用，在二維平面上連接形成無限延展的硅氧片，只剩下頂端的氧仍然帶負電荷，四面體片通?？捎胣Si4O104-表示，片厚約0.46 nm。頂端的氧所帶多余的負電荷，能同陽離子結(jié)合成為硅酸鹽。通常情況下四面體片不帶電荷，但四面體片晶胞中的Si4+被Al3+同晶置換后會使四面體片帶上永久負電荷。八面體片 octahedral sheet 由八面體晶胞

51、連接形成的晶片，是層狀硅酸鹽晶層結(jié)構(gòu)中的基本晶片之一。Mg2+、Al3+與氧（氫氧）均可以形成六配位的八面體結(jié)構(gòu)，因此八面體片又稱為水鎂片或水鋁片。八面體晶胞中鋁（鎂）離子周圍等距離地配上六個氧（氫氧），三個在上，三個在下，相互錯開作最緊密的堆積。相鄰的兩個八面體晶胞通過共棱邊的兩個OH相連形成八面體片。八面體片通?？杀硎緸閚 Al4(OH)12或n Mg6(OH)12，片厚約0.5 nm。八面體片中的Al和Mg可被Fe3+、Fe2+、Cr3+、Ni2+、Zn2+等置換，可能帶上永久正電荷。根據(jù)晶胞中陽離子的不同，八面體片又可分為二八面體片和三八面體片，是層狀硅酸鹽礦物分類中亞族的分類依據(jù)。二

52、八面體片 dioctahedral sheet 八面體片結(jié)構(gòu)類型之一。當八面體片中的陽離子為三價陽離子如Al3+、Fe3+時，為平衡電荷，陽離子只能占據(jù)八面體孔隙2/3位置，留下1/3的空位。這種八面體晶片被稱為二八面體片，其典型代表為水鋁片。如高嶺石、蒙脫石等礦物晶層中的八面體片就是二八面體片。三八面體片 trioctahedral sheet 八面體片結(jié)構(gòu)類型之一。八面體片中的陽離子為二價離子如Mg2+、Fe2+時，為平衡電荷，八面體孔隙中心位置全部被陽離子占據(jù)。這種八面體晶片被稱為三八面體片，其典型代表為水鎂片。如滑石、皂石以及黑云母等礦物晶層中的八面體片就是三八面體片。底面間距 bas

53、al spacing 又稱基面間距或晶層間距，通常采用d(001)表示。在層狀硅酸鹽礦物晶體結(jié)構(gòu)中單元晶層的基底平面與相鄰平行單元晶層的對應(yīng)平面之間，連同層間物質(zhì)在內(nèi)的垂直距離。對層狀硅酸鹽礦物而言，其大小范圍在0.52 nm之間，如高嶺石底面間距為0.72 nm，蒙脫石底面間距為1.01.7 nm，并可能隨著溫度、水分的變化以及風化的物理化學(xué)過程而發(fā)生膨脹或收縮現(xiàn)象。同晶置換 isomorphous substitution 礦物形成過程晶胞中的元素被性質(zhì)相近的其他元素替換而不破壞晶體結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象。土壤硅酸鹽礦物是由硅氧四面體層和鋁氧八面體層交錯疊合而成的晶型結(jié)構(gòu)。由于四面體晶胞中的Si和八面

54、體晶胞中的Al和Mg都可以由性質(zhì)相似大小相近的其他陽離子替代，并保持了原來的晶體結(jié)構(gòu)。四面體片中的Si可被Al3+和Fe3+置換；八面體片中的Al和Mg可被Fe3+、Fe2+、Cr3+、Ni2+、Zn2+等置換。離子大小越相近同晶置換越容易發(fā)生，大小相差15%時一般不能發(fā)生，電價相同的離子容易發(fā)生置換，但電價不是必要條件。當?shù)蛢r陽離子同晶置換了高價陽離子時產(chǎn)生了剩余負電荷，為達到電荷平衡，礦物晶層間常吸附陽離子。陽離子同晶置換的數(shù)量會影響晶層表面電荷量的多少，而同晶置換的部位是發(fā)生在四面體上還是八面體上則會影響晶層表面電荷的強度。同晶置換不僅導(dǎo)致晶片上電荷的不平衡，而且改變了四面體或八面體的大

55、小，使整個結(jié)構(gòu)發(fā)生畸變，因此同晶置換是影響礦物性質(zhì)的主要因素之一。嵌插作用 intercalation 外來分子插入黏土礦物層間的過程。嵌插作用幾乎發(fā)生在所有的黏土礦物中，嵌插反應(yīng)特指在層狀化合物片層之間插入中性分子如H2O、烷基胺、其它有機溶劑等的過程。與離子交換反應(yīng)的共同點是均不破壞黏土礦物骨架結(jié)構(gòu)，區(qū)別是離子交換反應(yīng)伴隨著層間離子的遷出，而嵌插作用僅是中性分子的遷入。嵌入的中性分子可能會與層間離子作用，最終以離子形式存在。如嵌入的H2O與H+作用，以H3O+的形式存在。而一般的烷基胺嵌入到層間以后均以銨鹽的形式存在。最早發(fā)現(xiàn)的嵌插作用是石墨的陽極膨脹現(xiàn)象。黏土礦物層間距會隨著嵌入分子的大

56、小而相應(yīng)發(fā)生改變，一般來說，嵌入分子越大，層間距擴大越多。嵌插作用與嵌入物質(zhì)種類、濃度和黏土礦物層間電荷密度密切相關(guān)，其電荷密度越低，越有利于嵌入反應(yīng)的進行。1: 1型礦物 1:1 type mineral 單元晶層中硅氧四面體和八面體片結(jié)合的比例為1:1的層狀硅酸鹽礦物。其晶層平面有一面是氧組成的六方網(wǎng)，另一面是緊密排列的氫氧原子。主要包括高嶺和蛇紋石兩族。高嶺石 kaolinite 屬于1:1型二八面體層狀硅酸鹽礦物，其單位化學(xué)式為Al2Si2O5(OH)4。高嶺石沒有或很少有同晶置換，層電荷幾乎為零，永久電荷極少，負電荷主要來源于結(jié)構(gòu)邊緣的斷鍵或曝露在表面的羥基的解離。層間為氫鍵緊密聯(lián)結(jié)，層間沒有水分子和陽離子，層間距固定，d(001)約為0.72 nm。礦物顆粒較大，呈六角形片狀，比表面小，約730 m2g-1，以外表面為主，陽離子交換量很低，約為215 cmolkg-1。高嶺石在土壤中的分布很廣，是濕熱氣候條件下紅壤、磚紅壤的主要粘土礦物。埃絡(luò)石 halloysite 屬于1:1型二八面體層狀硅酸鹽礦物，單位化學(xué)式為Al2Si2O5(OH)4.2H2O，其