精选课件第4章 土壤环境化学2011.ppt

第四章 土壤环境化学 Lithosphere 思 考 题 1.土壤有哪些组分？ 2.什么是盐基饱和度？比较土壤阳、阴离子交换吸附的主要作用原理与特点？ 3.什么是土壤的活性酸度和潜性酸度？ 4.举例说明土壤的缓冲作用。 5.影响土壤中农药扩散的因素。 土壤圈不仅与大气圈、水圈、生物圈之间进行着物质和能量交换，而且对环境的自净能力和容量有着重大贡献。 本章主要内容 土壤的组成与性质（土壤组成、粒级分组与质地分组、吸附性、酸碱性、氧化还原） 土壤污染 污染物在土壤－植物体系中的迁移及其机制 土壤中农药的迁移转化 氮、磷肥料在土壤环境中的迁移 第一节 土壤的组成与性质 ★ 1.1.1土壤矿物质 （2）次生矿物： 1.1.2土壤有机质 1.1.3 土壤水分 1.1.4 土壤中的空气 ?土壤空气与大气组成有较大的差别 （1）土壤空气是一个不连续的体系 。 （2）CO2含量一般远比在大气中高，氧的含量则低于大气。造成这种差别的原因是土壤中植物根系的呼吸作用、微生物活动中有机物的降解及合成时消耗其中的O2，放出CO2。 （3）土壤空气一般比大气含有较高的水量。土壤含水量适宜时，相对湿度接近100%。 （4）除此之外，由于土壤空气经常被水汽所饱和，在通气不良情况下，厌氧细菌活动产生的少量还原性气体如CH4、H2S、H2也积累在土壤空气中。? 1.2土壤的粒级分组与质地分组 1.2.2各粒级的主要矿物成分和理化特性 1.2.3 土壤质地分类及其特性 定义：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）。 依据：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。 分类方法：国际制、美国制和前苏联制。 国际制和美国制均采用三级分类法，即按砂粒、粉砂粒、粘粒三种粒级的百分数，划分为砂土、壤土、粘壤土和粘土四类十二级。 ★ 1.3 土壤吸附性 （3）土壤胶体的凝聚性和分散性： 凝聚性：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，这就是胶体的凝聚性。 分散性：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。 影响因素：土壤胶体的电动电位和扩散层厚度及土壤溶液中电解质浓度、pH值影响土壤凝聚性能。 ★1.3.2土壤胶体的离子交换吸附 1.4 土壤酸碱性 ★1.4.1土壤酸度 （3）活性酸度与潜性酸度的关系 1.4.2土壤碱度 ★1.4.3土壤的缓冲性能 还原态 元素 氧化态 CH4 C CO2 NH3、N2、NO N NO2-、 NO3- H2S S SO42- PH3 P PO43- Fe2+ Fe Fe3+ 土壤中氧化、还原物质组成复杂，因此以实际测量的土壤氧化还原电位来衡量土壤的氧化还原性。 Eh 300 mV，氧体系起主要作用，土壤处于氧化状态； Eh 300 mV，土壤有机质起主要作用，还原状态； 旱地 Eh 大致为400-700 mV； 水田 Eh 大致为300-200mV。 （1）土壤通气情况 （2）pH值：受氧体系支配，pH下降则Eh上升 （3）有机质状况：有机质分解时形成大量还原性物质 （4）无机物状况：还原性或氧化性物质的含量 （5）根系代谢所分泌的有机酸的Redox Eh 200-700mV时，养分供应正常; Eh 700mV, 有机质被氧化，迅速分解，养分贫乏; Eh 400-700mV时, 氮素以NO3-存在; Eh 400mV, 反硝化发生; Eh 200mV, NO3-消失，出现大量NH4+; Eh -200mV, H2S产生; 重金属的生态效应与其形态密切相关。在土壤合沉积物中，可交换态易于被吸收，其次是碳酸盐结合态，再次是Fe/Mn氧化物结合态，而与硫化物和有机质结合的重金属活性较差，残渣态不能被生物利用。 二、重金属在土壤－植物体系中迁移 重金属在土壤—植物中的迁移转化机制非常复 杂，影响因素很多，主要有 1、土壤理化性质 土壤的理化性质主要通过影响重金属在土壤中存在形 态而影响重金属的生物