第四章土壤环境化学

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1、环境化学教案第四章土壤环境化学第一节土壤的组成与性质教学目的与要求：(1)了解土壤的组成；(2)掌握土壤的粒级分组和质地分组。教学重点、难点：土壤的粒级分组和质地分组。教学方法及师生互动设计：教学方法：讲授法；师生互动设计：提问：土壤的组成有哪些？讨论：土壤不同的质地分组有什么异同？课堂练习、作业：叙述我国土壤的粒级分组和质地分组分别是什么？本次课教学内容小结：土壤环境尽管就在我们周围，但是我们要很好的了解它是比较复杂的，这缘于土壤本身的复杂性。我们这节课从土壤的组成着手，再谈到土壤的粒级分组和质地分组，然后又对照不同的分类方法，其目的是为了以后的学习有

2、个大概的认识。教学内容（讲稿）简介：土壤圈的位置；两大功能：农业生产的基础，净化剂。全球范围的土壤环境问题：1、酸化，碱化，污染；2、沙漠化（石漠化）；3、植被破坏；4、水土流失。一、土壤的组成1、土壤由固体、液体和气体组成：15环境化学教案土壤固体相（土壤矿物质、土壤有机质）孔隙液相（水分－溶液）气相（空气）空气20～30%；矿物质45%；水20～30%；有机体5%1、土壤矿物质土壤矿物质是岩石经过物理和化学风化的产物，主要元素O、Si,Al、Fe、C、Ca、K、Na、Mg、Ti、N、S、P等。（1）原生矿物各种岩石受到程度不同的物理风化而来，未经化学

3、风化的产物，化学组成和晶体结构没有改变。主要种类有：硅酸盐类：长石KAlSi3O8云母K(Si3Al)Al2O10(OH)2辉石(Mg,Fe)SiO3角闪石(Mg,Fe)7(Si4O11)2(OH)2橄榄石(Mg,Fe)2SiO4等。特点：大多不稳定，易风化。氧化类：石英SiO2金红石TiO2赤铁矿Fe2O3特点：相当稳定，不易风化。硫化物类：黄铁矿、白铁矿FeS2特点：极易风化，是土壤中硫元素主要来源。磷酸盐类：氟磷石Ca5(PO4)3F氯磷灰石Ca(PO4)3Cl特点：易风化，是土壤中氟元素的主要来源。例如：橄榄石的风化历程：15环境化学教案（1）次

4、生矿物由原生矿物经化学风化后而转化形成新矿物，化学组成和晶体结构都有许改变。简单盐类：方解石CaCO3白云石（Ca,Mg）(CO3)2石膏CaSO4.2H2O泻盐：MgSO4.7H2O岩盐NaCl芒硝Na2SO4.10H2O三氧化物类：针铁矿Fe2O3.H2O褐铁矿2Fe2O3.3H2O冰钻石Al2O3.3H2O次生硅酸盐类：伊利石Al0.66(OH)Si4O10特点：粒径小于2μm，风化程度较低，膨胀性较小，富含钾（K2O），具有较高的阳离子代换量，晶格中的硅、铝原子可发生同晶取代，但不显著。蒙脱石Al2(OH)2Si4O10特点：粒径小于1μm，阳离

5、子代换量极高，晶格中的硅、铝原子易发生同晶取代；但它吸收的水分植物难以利用，不利于植物的生长。高岭石Al2(OH)4SiO5特点：粒径较大，为0.1－5.0μm，膨胀性小，阳离子代换量也低，极少发生同晶取代。透水性好但保肥能力低。(3)土壤有机质一般占固体质量的10％以下。①非腐殖质不含N的有机化合物，如树脂、脂肪；含N的有机化合物，如蛋白质；灰分物质，植物体燃烧后的残余物质。②腐殖质动植物残体在微生物作用下转变成难以分解的高分子有机化合物。2、土壤水分土壤中含水量约2.4×1023m3，不及水圈，含水总量的0.02%毛细水潜水矿物结合水等形式存在土壤水

6、分的意义：土壤水分既是植物营养物的来源，也是污染物向其他圈层迁移的媒介15环境化学教案土壤水分存在的形式：土壤颗粒表面有很强的粘附力，土壤颗粒吸附的水分称吸着数层水分子，几乎不移动，结构与冰相似，不被植物吸收，对植物无效。超过颗粒吸引力范围以外的水分子借内聚力（水分子间的氢键）被保持在水膜中，外层的膜状水称内聚水或毛细管水，是植物生长的主要水源。1、土壤空气以O2、NH3H2CH4NO2CO等。特性：不连续性，存在于土粒间隙之间；湿度更高；O2少，CO2多，有机质腐烂分解；大气土壤O221%(v/v)15%CO20.03%几%有还原性气体（H2S、NH3

7、、H2、CH4）、厌氧细菌和污染物等存在。二、土壤的粒级分组与质地分组1、土壤矿物质的粒级划分15环境化学教案2、粒级的主要矿物成分和理化特性石块和石砾：岩石碎块；沙砾：原生矿物；粘粒：次生矿物；粉粒：混合体3.土壤质地分类和主要特性由不同的粒级混合在一起所表现出来的土壤粗细状况，称为土壤质地（或土壤机械组成）。土壤质地分类是以土壤中各粒级含量的相对百分比作标准的。主要有国际制、美国制和前苏联制。15环境化学教案三、土壤的吸附性教学目的与要求：(1)了解土壤胶体的性质；(2)掌握土壤胶体的吸附过程及吸附本质；(3)理解阳离子交换量概念；15环境化学教案(

8、1)掌握基盐饱和度概念。教学重点、难点：(1)土壤胶体的吸附过程及吸附本质；(2