土壤环境化学

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1、环境化学应用化学刘亚4.土壤环境化学°土壤——陆地表面具有肥力并能生长植物的疏松表层物质。4.1土壤环境概述°土壤圈——处于大气圈、水圈、岩石圈及生物圈的交界地带。一、土壤的功能二、土壤的形成积累氮素养料°支持植物和微生物生长繁殖风化生长绿色植物°同化和代谢外界进入土壤的物质，是保护岩石土壤母质土壤环境的重要净化剂。微生物分解残骸形成腐殖质•物理风化•生物风化坚硬的岩石由大•化学风化生物物理和生物快变成细小颗粒化学成分和晶体结化学作用，化学成分和晶构发生变化体结构不变1三、土壤的组成°土壤是由固、液、气三相物质组成的疏松多孔体，固相物质之

2、间，存在着空隙，空隙中存在着水分和空气。°固相：矿物颗粒、有机质、土壤微生物。°液相（土壤溶液）：土壤水分+可溶性物质。°气相（土壤空气）（一）土壤矿物质15~35%°土壤矿物约占土壤固体总质量的90%以上，犹如土壤骨架，支撑着生长在土壤上的植物，是植物养料的重要来源。15~35%°土壤矿物的化学组成38%12%（容积百分比）土壤矿物质原生矿物次生矿物物理风化产生化学风化产生2原生矿物次生矿物颗粒大小>0.002mm<0.002mm大部分以胶体分散状态存在次生矿物营养成分少丰富吸附能力差强吸水能力差强膨胀性无有含水氧化物粘土矿物（无定形）

3、（有晶型）粘性无有次生矿物是土壤中最活跃的部分！！粘土矿物铝常被取代低价态金属离子取代，如Mg2+硅常被Al3+，Fe3+取代°由硅氧四面体和铝氧八面体组成。根据排列方式分成三类。（二）有机质土壤生物°土壤有机质——土壤中含碳有机物的总称，是土°土壤微生物：即细菌、放线菌、真菌和藻类。。壤形成的主要标志，土壤肥力的表现。°土壤微动物：原生动物、蠕虫、节肢动物。土壤有机质°土壤动物：两栖类、爬行类和哺乳类。土壤生物主导了土壤有机质转化的基本过程，又是土壤有机质的重要来源。活体非活体植物根系土壤生物非腐殖质腐殖质3非腐殖质和腐殖质（三）土壤水

4、分°非腐殖质：动植物残体、蛋白质、糖类、纤维素、°土壤水分既是植物营养物的来源，也是污染物向树脂、有机磷、有机氮、有机酸等，约占10-其他圈层迁移的媒介。20%。°土壤的保水作用：由于土壤表面的吸附力和微细°腐殖质：由生物遗体经微生物降解转化而成，占空隙中的毛细管力，把水保持住。70-90%。吸着水几乎不移动，不被植物吸收；毛细管水，是植物生长的主要水源。°土壤溶液：含有无机胶体、有机胶体、无机盐类、有机化合物、配合物、溶解气体等。（四）土壤空气四、土壤的性质（教材205页）特性：（一）物理性质°不连续，存在于土粒间隙之间。温度°湿度较高

5、含水量（湿度）含水量适宜时能达到100%相对湿度。紧实度（孔隙状况）°O2含量较少，CO2含量较高。土壤颗粒的大小：土粒大小不同，物理化学性质CO2的浓度：0.15~0.65%，甚至高达5%。和肥力特征差别很大。由不同的粒径混合在一起土壤空气的组成要在一定范围内才能适宜植物生长。表现出来的土壤粗细状况叫做土壤质地。壤土是理想的土壤质地4阳离子交换吸附（二）吸附交换性土壤胶体微粒带负电荷，表面可吸附阳离子，可与土壤溶液中另一些阳离子发生交换。°土壤中的无机胶体、有机胶体、有机-无机复合胶体具有很强的吸附性能。Na+2+2++°离子交换吸附：

6、土壤胶体Na++Ca土壤胶体=Ca+2Na土壤胶体扩散层中的补偿离子，可以和溶液中相常见阳离子的交换能力的顺序：同电荷的离子以离子价为依据作等价交换，称离Fe3+＞Al3+＞H+＞Ca2+＞Mg2+＞NH4+＞K+＞Na+>Li+。子交换（或代换）作用，包括阳离子交换吸附和阴离子交换吸附。不同种类的胶体的阳离子交换量顺序：有机胶体>蒙脱石>水化云母>高岭土>水合氧化铁、铝阴离子交换吸附°阳离子交换量（CationExchangeCapacity°带正电荷的胶体吸附的阴离子与土壤溶液中的阴CEC）——每千克土中阳离子的总含量，是表示离子交换

7、，但总的来说阴离子交换吸附量较小。土壤吸附性质的重要指标。吸附顺序：F->CO2->柠檬酸根>PO3->HCO->HBO->244323Ac->SCN->SO2->Cl->NO-43（三）酸碱性及缓冲能力°离子交换吸附使土壤胶体成为离子态营养物质的储库。°活性酸度土壤溶液中氢离子浓度的直接反映出来的酸度，问题1：为什么农业上施用的化肥主要是N、通常用pH表示。P、K肥？我国土壤溶液的pH为4.5~8.5，由南向北增加。问题2：为什么化肥中的N用铵态氮而不是硝酸盐？5°潜性酸度°土壤的缓冲能力是由土壤胶体吸附的可代换性H+、Al3+离子造成

8、的。-土壤溶液的缓冲作用H+、Al3+致酸离子只有通过离子交换作用产生H+离土壤溶液中含有碳酸、硅酸、磷酸、腐殖酸和其子才显示酸性，因此称潜性酸度。它有机酸及其盐类，构成很好的缓冲体系。特别某