环境化学 大气 水 土壤 环境ppt课件.ppt

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1、第四章土壤环境化学(SoilEnvironmentalChemistry)本章重点：１、土壤的组成与性质；２、污染物质在土壤—植物体系中的迁移和它的作用机制；３、主要农药在土壤中的迁移、转化和归趋。土壤是自然环境要素的重要组成之一，它是处于岩石圈最外面的一层疏松的部分,具有支持植物和微生物生长繁殖的能力，称作土壤圈。土壤还具有同化和代谢外界进入土壤的物质能力，所以土壤又是保护环境的重要净化剂，这就是土壤的两个重要的功能。全球范围的土壤环境问题(EnvironmentalProbleminSoil)土壤酸化、盐碱化、土壤污染土壤沙漠化（石漠化）陆地植

2、被破坏水土流失第一节土壤的组成和性质一、土壤组成(SoilConstitution)固相（土壤矿物质、土壤有机质）液相（水分及水溶物）气相（空气）土壤中固、液、气相结构图典型土壤随深度呈现不同的层次覆盖层（A0)淋溶层(A)淀积层(B)母质层(C)基岩(D)1．土壤矿物质(MineralsinSoil)土壤矿物质是岩石经过物理风化和化学风化形成的。按成因类型分类：原生矿物次生矿物各种岩石受到程度不同的物理风化而未经化学风化的碎屑物，其原来的化学组成和结晶构造都没有改变。大多数是由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。2．

3、土壤有机质(SoilOrganicMatter，SOM)土壤有机质是土壤形成的主要标志，土壤肥力的表现，土壤中含碳有机物的总称。活体（根系、土壤中的生物）细菌、藻类和原生动物等非腐殖质非活体腐殖质3．土壤水分(WaterinSoil)土壤水分的意义：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。土壤水分存在的形式：土壤颗粒吸附的水分称吸着水，几乎不移动，不被植物吸收。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。4．土壤空气(AtmosphereinSoil)特性：(1)不连续性，存在于土粒间隙之间；(2)湿度更高；(3)O

4、2少，CO2多，有机质腐烂分解；大气土壤O221%(v/v)15%CO20.03%几%(4)有还原性气体（H2S、NH3、H2、CH4）、厌氧细菌和污染物等存在。二、土壤的粒级及其理化性质(SizeClassificationofSoil)不同粒径的土壤矿物质颗粒（即土粒），其性质和成分都不一样。人们常按粒径的大小将土粒分为若干组，称为粒组或粒级，同组土粒的成分和性质基本一致，组间则有明显差异。１、土壤矿物质的粒级划分(SizeClassificationofMineralsinSoil)２、各粒级的主要矿物成分和理化特性由于各种矿物抵抗风化的能力

5、不同，它们经受风化后，在各粒级中分布的多少也不相同。矿物的粒级不同，其化学成分有较大的差异。３、土壤质地分类及其特性(QualityClassificationofSoilandCharacteristic)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）。三、土壤吸附性(SoilAdsorption)1．土壤胶体的性质（直径1-100nm）（１）土壤胶体具有极大的比表面积和表面能比表面：单位重量（或体积）物质的表面积。一定体积的物质被分割时，随着颗粒数的增多，比表面也显著地增大。蒙脱石比表面积最大（600-800m2

6、/g）高岭石最小（7-30m2/g）有机胶体比表面积也大（～700m2/g）胶体表面分子与内部分子所处的状态不同，受到内外部两种不同的引力，因而具有多余的自由能即表面能，这是土壤胶体具有吸附作用的主要原因。比表面积愈大，表面能愈大，胶体的吸附性愈大。（２）土壤胶体的电性(ColloidsofSoil)土壤胶体微粒内部一般带负电荷，形成一个负离子层（决定电位离子层），其外部由于电性吸引而形成一个正离子层（反离子层或扩散层），即合称双电层。（３）土壤胶体的凝聚性和分散性由于胶体的比表面和表面能都很大，为减小表面能，胶体具有相互吸引、凝聚的趋势，这就是胶

7、体的凝聚性。由于土壤胶体微粒带负电荷，胶体粒子相互排斥，具有分散性，负电荷越多，负的电动电位越高，相互排斥力越强，分散性也越强；土壤胶体的凝聚性主要取决于其电动电位的大小和扩散层的厚度；此外，土壤溶液中的电解质和pH值也有影响。常见阳离子凝聚力的强弱顺序：2、土壤胶体的离子交换吸附离子交换（或代换）：土壤胶体扩散层中的补偿离子，可以和溶液中相同电荷的离子以离子价为依据作等价交换。离子交换作用包括阳离子交换吸附和阴离子交换吸附。（1）土壤胶体的阳离子交换吸附（可逆过程）(CationExchangeAdsorption)土壤胶体阳离子交换吸附过程以离

8、子价为依据进行等价交换，且受质量作用定律支配。影响阳离子交换吸附的因素：阳离子(电荷数,离子半径,水化程度)土壤（胶体,颗