上海大学考研环境化学第四章课件.ppt

第四章 土壤环境化学 ? 参考书目 环境化学 戴树桂 主编 高等教育出版社 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。 土壤酸化、盐碱化、土壤污染 土壤沙漠化（石漠化） 陆地植被破坏 水土流失 我国的沙漠和沙漠化土地已达153.3万km2，占全国土地面积的15.9%，其中沙漠化土地达33.4万km2。上世纪80年代后沙漠化面积扩大了一倍，沙漠化地区主要集中在西部、华北和内蒙东部的一条连续的弧形地带。卫星云图上发现，中国西部风沙线正大举向东入侵。 在沙漠化的过程中人为破坏的因素是最大的危害，由于不适当的开荒造成了内蒙、黑龙江、吉林、宁夏等地区沙漠化面积达26400km2。同样由于天然植被的破坏，新疆、内蒙、甘肃等土地沙漠化的面积达22600 km2。原来著名的科尔沁草原和额尔多斯草原不得不更名为科尔沁沙地和毛乌素沙地。 在沙漠化过程中水土流失也很严重，目前我国水土流失的面积已达150万km2，每年土壤流失量达50亿吨，养分流失量相当于四、五千吨化肥。 土壤盐碱化面积扩大，我国盐碱化土壤面积达100万平方公里左右； 土壤污染物质来源广泛，包括城市废水和固体废弃物；农药和化肥；生物残体和排泄物；大气沉降物等。 摘自《环境污染与控制》化学工业出版社 第一节 土壤的组成和性质 一、土壤的组成 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） （图4－1）  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。 原生矿物 土壤中原先存在的岩石颗粒，受到不同程度物理和化学风化后形成的硅酸盐（石英、长石、云母等），氧化物（SiO2 、Al2O3、 TiO2、 Fe2O3），硫化物 (FeS)，磷酸盐如氟磷灰石Ca5(PO4)3F等。 次生矿物： 由原生矿物化学风化后形成，具有胶 体性质，为无机胶体或粘粒，可分为： 简单盐类 方解石、白云石（CaCO3 MgCO3）、 石膏（CaSO4）、泻盐（MgSO4）、水氯 镁石（MgCl2）、芒硝（Na2SO4）等 水合氧化物 Fe2O3·H2O、Al2O3.3H2O以及游离硅酸等 次生硅酸盐 伊利石、蒙脱石、高岭石等 [Al4 Si8 O20(OH)4] 为伊利石的风化产物 特点：粒径小于1μm，阳离子代换量 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。 [Al4Si4O10(OH)8] 是风化程度极高的矿物 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。 请比较三类土壤矿物质的特性！ 2．土壤有机质 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 (Soil Organic Matter，SOM)，包括： 活体（根系、土壤中的生物） 细菌、藻类和原生动物等 非活体 非腐殖质（动植物残体、蛋白质、糖 类、纤维素、树脂、有机磷、有机氮、有 机酸等，约占10%） 腐殖质（土壤中特有的有机物，由植 物经微生物降解转化而成，不属于有机化 学中现有的任何一类，占85-90%） 3．土壤水分 土壤溶质包括：无机胶体、有机胶体、无机盐类、有机化合物、配合物、溶解气体 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： 土壤颗粒表面有很强的粘附力，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 特性：不连续性，存在于土粒间隙之间； 湿度更高； O2