第4章 土壤环境化学ppt课件.ppt

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1、典型土壤随深度呈现不同的层次第四章土壤环境化学Chapter4.SoilEnvironmentalChemistry主要内容土壤的组成和性质土壤的污染与修复土壤的组成土壤的粒级与质地土壤的吸附性土壤的酸碱性土壤的氧化还原性重金属的污染与修复有机污染与修复土壤环境化学土壤圈层是地表环境系统中各种变化最为复杂，最为频繁的地带，在环境系统中起稳定与缓冲的作用。土壤中农药污染物土壤的层次结构图2.自然土壤的综合剖面图(南京大学等合编，1980)A00A0A1A2A3B1B2B3CCCSGD土壤层覆盖层(A0)淋溶层(A)淀积层(

2、B)母质层(C)基岩(D)疏松的枯枝落叶层，未经分解暗色半分解有机质层暗色的腐殖层灰白色的灰化层向B层过渡层，多似A层向A层过渡层，多似B层棕色至红棕色的淀积层向C层过渡层CaCO3聚集层CaSO4聚集层潜育层(灰粘层)可能出现的特殊层次1.土壤的组成和性质1.土壤的组成和性质1.1土壤的组成土壤固相土壤液相土壤气相(35%V)土壤矿物质(90%)土壤有机质(1-10%)原生矿物质(90%)次生矿物图1.土壤中固、液、气相结构图（自S.F.Manahan,1984）排入地下水根须土粒上的吸附水土粒土壤空隙被水饱和的土壤

3、原生矿物：各种岩石(主要是岩浆岩)受到程度不同的物理风化而未经化学风化而形成的物质，其原来的化学组成和结晶构造都没有改变；1.土壤的组成和性质1.1.1土壤矿物质土壤矿物质是岩石经物理风化和化学风化形成的。按其成因类型可以将土壤矿物质分为两类：原生矿物和次生矿物。次生矿物：原生矿物经化学风化后形成的新矿物，其化学组成和晶体结构都有所改变。成土母质的风化-土壤的形成1.土壤的组成和性质石英、长石类、云母类、辉石、角闪石、橄榄石、赤铁矿、磁铁矿、磷灰石、黄铁矿……1.土壤的组成和性质原生矿物次生矿物简单盐类(方解石、白云

4、石、石膏、泻盐等)、三氧化物类（针铁矿、褐铁矿）、次生铝硅酸盐（伊利石、蒙脱石、高岭石）类……化学风化：氧化、水解和酸性水解。次生硅酸盐粘土矿物的类型和性质硅四面体四面体片1.土壤的组成和性质次生硅酸盐粘土矿物的类型和性质铝八面体八面体片1.土壤的组成和性质高岭石的特点四面体片与八面体片通过共用氧原子结合成一个晶片，晶片间以氢键相连，水化时基本不膨胀。1.土壤的组成和性质蒙脱石的特点两个四面体片夹一八面体片组成一个晶片，八面体片中，部分Mg取代Al而使层片带负电，多余电荷由层间阳离子中和。水化时膨胀严重。1.土壤的

5、组成和性质其他2:1型矿物根据同晶置换与层间结合不同可分为叶蜡石——范德华力连结蒙脱石——Mg-Al，钠作为补偿离子蛭石——Al-Si，Mg、Fe-Al，水合镁离子作为补偿离子伊利石——钾离子作为补偿离子水云母——云母中钾离子下降，以其他水合离子作为补偿1.土壤的组成和性质1.1.2土壤有机质土壤有机质是土壤中含碳有机化合物的总称(<10%)。组成有机体的各种有机化合物腐殖质1.土壤的组成和性质腐黑物(Humin)：不溶于有机溶剂、稀酸和稀碱液的有机高分子化合物。腐殖酸(Humicacid)：溶于稀碱，但不溶于稀酸的棕

6、至褐色的天然有机高分子化合物。富里酸(Fulvicacid)：土壤中既能溶于稀碱又能溶于稀酸的黄棕色天然有机高分子化合物。分子大小：腐黑物>腐殖酸>富里酸1.1.3土壤水分主要来自于大气降水、地下水和灌溉。不同土壤的保水能力不同；土壤水分实际上是土壤溶液。1.土壤的组成和性质土壤溶液的形成是土壤三相成分间进行物质和能量交换的结果。土壤溶液浓度和成分随土壤种类、使用情况和环境条件的不同而有很大变异。除盐碱土和刚施过化肥的土壤外，土壤溶液浓度一般约在0.1％～0.4％之间。（a）溶解性气体CO2>O2>N2（b）无机盐离子（

7、c）无机胶体Fe、Al金属水合氧化物（d）可溶性有机物腐殖酸、有机酸、可溶性糖类、蛋白质及其衍生物等（e）配合物类如铁和铝的有机配合物等。1.1.4土壤空气土壤空气组成与大气类似，主要成分都是N2、O2和CO2。差异是：①土壤空气是不连续的，存在于土粒空隙之间；②有更高的湿度；③由于有机物腐烂，使土壤空气中O2含量较少，而CO2浓度显著增加（比大气中CO2浓度大8～300倍），但二者之和约为总量的21％（体积），与大气情况相近；④土壤空气中还含有少量还原性气体，如CH4、H2S、H2等，在某些情况下还可能产生PH3、CS2

8、等气体，这些都是厌氧性微生物活动的产物，对植物生长有害。1.土壤的组成和性质表土壤空气与大气组成比较（%）1.2土壤的粒级分组与质地分组1.2.1土壤矿物质的粒级划分表1.国际制、前苏联和美国制土粒分级标准国际制前苏联制美国制粒级名称粒径(mm)粒级名称粒径(mm)粒级名称粒径(mm)砾石>2石块>3