環(huán)境化學土壤環(huán)境化學課件

第四章土壤環(huán)境化學

第一節(jié)土壤的組成與性質第二節(jié)污染物在土壤—植物體系中的遷移及其機制第三節(jié)土壤中農(nóng)藥的遷移轉化第四章土壤環(huán)境化學

第一節(jié)土壤的組成與性質一、土壤組成二、土壤的粒級分組與質地分組三、土壤吸附性四、土壤酸堿性五、土壤的氧化還原性一、土壤組成

土壤是由固體、液體和氣體三相共同組成的多相體系，它們的相對含量因時因地而異。典型土壤隨深度呈現(xiàn)不同的層次(如圖4—2)一、土壤組成

1.土壤礦物質2.土壤有機質3.土壤水分4.土壤中的空氣1.土壤礦物質土壤礦物質是巖石經(jīng)過物理風化和化學風化形成的。按其成因類型分類：原生礦物—經(jīng)過物理風化而未經(jīng)化學風化的碎屑物，其原來的化學組成和結晶構造都沒有改變；次生礦物—它們大多數(shù)是由原生礦物經(jīng)化學風化后形成的新礦物，其化學組成和晶體結構都有所改變。巖石化學風化主要分為三個歷程，即氧化、水解和酸性水解。氧化水解1.土壤礦物質(2)次生礦物：土壤中次生礦物的種類很多，不同的土壤所含的次生礦物的種類和數(shù)量也不盡相同。通常根據(jù)其性質與結構可分為三類：簡單鹽類、三氧化物類和次生鋁硅酸鹽類(2)次生礦物：

①簡單鹽類：如方解石(CaCO3)、白云石[Ca、Mg(CO3)2]、石膏(CaSO4·2H2O)等，它們都是原生礦物經(jīng)化學風化后的最終產(chǎn)物，結晶構造也較簡單，常見于干旱和半干旱地區(qū)的土壤中。②三氧化物類：如針鐵礦(Fe2O3·H2O)、褐鐵礦(2Fe2O3·3H2O)、三水鋁石(Al2O3·3H2O)等，它們是硅酸鹽礦物徹底風化后的產(chǎn)物，結晶構造較簡單，常見于濕熱的熱帶和亞熱帶地區(qū)土壤中，特別是基性巖(玄武巖、安山巖、石灰?guī)r)上發(fā)育的土壤中含量最多。③次生硅酸鹽類：這類礦物在土壤中普遍存在，種類很多，是由長石等原生硅酸鹽礦物風化后形成。它們是構成土壤的主要成分，故又稱為粘土礦物或粘粒礦物。分為三大類，即伊利石、蒙脫石和高嶺石。一、土壤組成2.土壤有機質

土壤有機質是土壤中含碳有機化合物的總稱。一般占固相總重量的10％以下，卻是土壤的重要組成部分，是土壤形成的主要標志，對土壤性質有很大的影響。土壤有機質主要來源于動植物和微生物殘體。非腐殖物質—組成有機體的各種有機化合物，如蛋白質、糖類、樹脂、有機酸等；

腐殖質—特殊有機化合物，它不屬于有機化學中現(xiàn)有的任何一類，它包括腐殖酸、富里酸和腐黑物等一、土壤組成3．土壤水分

土壤水分是土壤的重要組成部分，主要來自大氣降水和灌溉。地下水和空氣中水蒸氣遇冷凝成為土壤水分。

土壤顆粒表面的吸附力和微細孔隙的毛細管力，可將—部分水保持住。不同土壤保持水分的能力不同。砂土由于土質疏松，孔隙大、水分容易滲漏流失；粘土土質細密，孔隙小．水分不容易滲漏流失。氣候條件對土壤水分含量影響也很大。土壤水分并非純水，土壤中各種成分和污染物溶解形成的溶液，即十壤溶液。因此土壤水分既是植物養(yǎng)分的主要來源，也是進人土壤的各種污染物向其他環(huán)境團層(如水團、生物團等)遷移的媒介。一、土壤組成4.土壤中的空氣

土壤空氣組成與大氣基本相似，主要成分都是N2、O2和CO2。差異：①土壤空氣存在于相互隔離的土壤孔隙中，是一個不連續(xù)的體系；②在O2和CO2含量上有很大的差異。土壤空氣中CO2含量比大氣中高得多。氧的含量低于大氣。土壤空氣中還含有少量還原性氣體，如CH4、H2S、H2、NH3等。如果是被污染的土壤，其空氣中還可能存在污染物。

二、土壤的粒級分組與質地分組

2.各粒級的主要礦物成分和理化特性

由于各種礦物抵抗風化的能力不同，它們經(jīng)受風化后，在各粒級中分布的多少也不相同。石英抗風化的能力很強，故常以粗的土粒存在，云母、角閃石等易于風化，故多以較細的土粒存在。礦物的粒級不同，其化學成分有較大的差異。在較細粒級中，鈣、鎂、磷、鉀等元素含量增加。一般地說，土粒越細，所含養(yǎng)分越多，反之，則越少。

(3)粘粒：主要是次生礦物，粒徑小于0.001mm。含粘粒多的土壤，營養(yǎng)元素含量豐富，團聚能力較強，有良好的保水保肥能力，但土壤的通氣和透水性較差。

(4)粉粒：也稱作粉砂、面砂，是原生礦物與次生礦物的混合體，原生礦物有云母、長石、角閃石等，其中白云母較多；次生礦物有次生石英、高嶺石、含水氧化鐵、鋁，其中次生石英較多。粒徑為0.05—0.005mm。在黃土中含量較多。粉砂粒的物理及化學性狀介于砂粒與粘粒之間。團聚、膠結性差，分散性強。保水保肥能力較好。二、土壤的粒級分組與質地分組

3．土壤質地分類及其特性土壤質地：由不同的粒級混合在一起，所表現(xiàn)出來的土壤粗細狀況，也稱