第五章 土壤化学性质.ppt

第一节 土壤胶体 一、土壤胶体的概念和种类 土壤胶体的概念： 土壤中颗粒直径或至少一个方向2微米的固体组分,包括矿质胶体、有机胶体和有机无机复合胶体，是影响土壤其他化学性质和肥力的物质基础。 3.粘土矿物类型 　　　高岭石类粘土矿物，主要是外表面而无内表面，阳离子吸着于外表面上，容易解吸，有效性高； 　　　蒙脱石类粘土矿物既有强大的外表面，又有内表面，吸着的阳离子有效性低于高岭石。 　　　水云母类粘土矿物由于硅层的晶穴对阳离子K+或NH4+产生固定作用，降低其有效性。 　 4.阳离子专性吸收 　　铁、铝、锰等氧化物及其水合物引起阳离子专性吸附后导致阳离子有效性降低。 5.土壤pH和离子强度 　　通过影响可变电荷性质和阳离子价态等来改变阳离子的吸附和有效性。 2.影响阳离子专性吸附的主要因素 （1）pH 金属离子水解和专性吸附反应均释放H+，pH升高有利于反应进行。 （2）土壤胶体类型 对阳离子专性吸附的土壤胶体主要是氧化物。其中非晶质的氧化锰＞氧化铝＞氧化铁。 非晶质＞结晶质 　（3）有机配位体的存在 三、阳离子专性吸附 1.阳离子专性吸附的机理（了解：自学） 3.阳离子专性吸附的实际意义 （1）对多种微量重金属离子的富集作用 在红壤、黄壤的铁锰结核中，Zn、Co、Ni、Ti、Cu、V等都有富集。 其中Zn、Co、Ni与锰含量呈正相关，而Ti、Cu、V、Mo与铁含量呈正相关。 在地球化学探矿上有实用价值。 （2）控制土壤溶液中重金属离子的浓度 通过专性吸附和解吸，控制土壤溶液中Zn、Cu、Co、Mo等微量重金属离子的浓度。 从而控制其生物有效性和生物毒性。 被Pb污染的土壤中加入氧化锰，可抑制植物对Pb的吸收，降低毒害。 （3）净化与污染作用 土壤氧化物胶体对重金属污染离子的专性吸附固定，对水体起一定的净化作用。 对植物从土壤溶液吸收和积累这些金属离子起一定的缓冲、调节作用。 给土壤带来潜在的污染危险。 * * §5-1 土壤胶体 §5-2 土壤溶液 §5-3 土壤胶体对阳离子的吸附与交换 §5-4 土壤胶体对阴离子的吸附与交换 §5-5 土壤酸碱性 §5-6 土壤氧化还原反应 第五章 土壤化学性质 土壤胶体的种类: 土壤无机胶体 1.层状铝硅酸盐粘土矿物（2：1型和1：1型等粘土矿物） 2.氧化物及其水合物 土壤有机胶体 主要是腐殖质及其各种组分，此外还有少量的蛋白质或氨基酸，多肽，多糖类化合物的细分散状态，具胶体特性。 土壤有机无机复合体 有机胶体与矿质胶体通过表面分子缩合、阳离子桥接及氢键等作用连结在一起的复合体，称有机矿质复合体。 二、土壤胶体的表面 （一）土壤胶体表面类型 按表面位置： 内表面——膨胀性粘土矿物的层间表面和腐殖质分子聚集体内部的表面，其表面反应为缓慢的渗入过程。 外表面——黏土矿物、氧化物和腐殖质分子暴露在外的表面，表面反应迅速。 2:1型 硅酸盐矿物，由硅层和铝层按2:1型重叠而成的。这类粘土矿物晶架的两个面均为硅氧烷型。 1:1型粘土矿物(单位晶层由一层硅氧片和一层铝氧片构成)有两种表面： 硅氧烷型表面，由硅直接连结一个氧构成的，是非极性疏水表面； 羟基化表面（水合氧化物表面），是由金属离子连结一个OH构成的，是亲水表面。 按表面的化学结构特点：1.硅氧烷型表面——硅氧片的表面 2.羟基化表面(R－OH)（水合氧化物型表面） M(金属离子)—OH，铝醇Al—OH，铁醇Fe—OH，硅醇Si—OH等。水铝（镁）片，铁、铝氧化物及硅片边角断键。极性的亲水表面。 3.有机物表面：腐质物质为主的表面 [ 羧基(-COOH)、羟基(-OH)、醌基(=O)、醛基(-CHO)、甲氧基(-OCH3)和氨基(-NH2) ] 可离解H+离子或缔合H+离子而使表面带电荷。 二、土壤胶体的性质 (一)土壤胶体巨大的表面积(m2/g) 比表面(SSA)：单位质量土壤或土壤胶体所拥有的表面积,单位为m2/kg 或m2/g ,可作为评价土壤表面活性的一项指标。 物体颗粒愈细小，表面积愈大。 土粒直径(mm) 总表面积(cm2) 比面(cm2/cm3) 10 　　 3.14