HX土壤环境化学.pptVIP

一、土壤组成 土壤是由固体、液体和气体三相共同组成的多相体系，它们的相对含量因时因地而异。 土壤固相: 是由土壤矿物质和土壤有机质组成。 土壤液相： 是指土壤中水分及其水溶物。 土壤气相：土壤孔隙的空气。 1.土壤矿物质 土壤矿物质是岩石经过物理风化和化学风化形成的。土壤矿物质分为两类： 原生矿物： 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。 次生矿物： 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。 （1）原生矿物： 主要有石英、长石类、云母类、辉石、角闪石、橄榄石、赤铁矿、磁铁矿、磷灰石、黄铁矿等。 石英、长石类、云母类、辉石、角闪石前五种最常见。 土壤中1～0.001mm的砂和粉砂几乎全部是原生矿物。 岩石化学风化主要分为三个历程： 氧化、水解和酸性水解。 氧 化：以橄榄石为例，其化学组成为（Mg、Fe）SiO4，其中Fe(Ⅱ)可氧化为Fe(Ⅲ)。 2（Mg、Fe）SiO4（S）＋ 1/2O2(g) + 5H2O→Fe2O3·3H2O(S) + Mg2SiO4(S) + H4SiO4(aq) 水 解： 2(Mg、Fe）SiO4（S）＋4H2O → 2Mg2+(aq)+OH-(aq)+ Fe2 SiO4(S)+ H4SiO4(aq) 酸性水解： （Mg、Fe）SiO4（S）＋4H＋（aq）→2Mg2+(aq)+ Fe2+(aq)+ H4SiO4(aq) 风化反应释放出来的Fe2＋、Mg2+等离子，一部分被植物吸收；一部分则随水迁移，最后进入海洋，Fe2O3·3H2O形成新矿；SiO44-也可与某些阳离子形成新矿。 土壤中最主要的原生矿物有四类： 硅酸盐类矿物、氧化物类矿物、硫化物类矿物和磷酸盐类矿物。 其中硅酸盐类矿物占岩浆岩重量的80％以上。 （2）次生矿物： 分为三类：简单盐类、三氧化物类和次生铝硅酸盐类。 ①、简单盐类： 方解石(CaCO3)、白云石[Ca、Mg(CO3)2]、石膏(CaSO4·2H2O)、泻盐(MgSO4·7H2O)、岩盐(NaCl)、芒硝(Na2SO4·10H2O)、水氯镁石(MgCl·6H2O)等。易淋溶流失，一般土壤中较少。 ②、三氧化物类： 如针铁矿(Fe2O3·H2O)、褐铁矿(2Fe2O3·3H2O)、三水铝石(A12O3·3H2O)等，它们是硅酸盐矿物彻底风化后的产物，结晶构造较简单，常见于湿热的热带和亚热带地区土壤中。 ③、次生硅酸盐类： 分为三大类：伊利石、蒙脱石和高岭石。 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。 一般占固相总重量的10%以下，却是土壤的重要组成部分，是土壤形成的主要标志，对土壤性质有很大的影响。 来 源： 土壤有机质主要来源于动植物和微生物残体。 可以分为两大类： 一类是组成有机体的各种有机化合物，称为非腐殖物质。如蛋白质、糖类、树脂、有机酸等； 另一类是称为腐殖质的特殊有机化合物，它包括腐殖酸、富里酸和腐黑物等。 3．土壤水分 土壤水分是土壤的重要组成部分。 来 源： 主要来自大气降水和灌溉。 水进入土壤以后，由于土壤颗粒表面的吸附力和微细孔隙的毛细管力，可将一部分水保持住。 不同土壤保持水分的能力不同： 砂土由于土质疏松，孔隙大，水分容易渗漏流失； 粘土土质细密，孔隙小，水分不容易渗漏流失。 4．土壤中的空气 主要成分都是N2、O2和CO2。其差异是： ①、土壤空气存在于相互隔离的土壤孔隙中，是一个不连续的体系；②、在O2和CO2含量上有很大的差异。 土壤空气中CO2含量比大气中高得多。 大气中CO2含量为0.02%-0.03％，而土壤空气中CO2含量一般为0.15%-0.65％，甚至高达5％，这主要由于生物呼吸作用和有机物分解产生。 氧的含量低于大气。 土壤空气中还含有少量还原性气体，如CH4 、H2S、H2、NH3等。 二、土壤的粒级分组与质地分组 1.土壤矿物质的粒级划分 2.各粒级的主要矿物成分和理化特性 矿物的粒级不同，其化学成分有较大的差异。 在较细粒级中，钙、镁、磷、钾等元素增加。 一般来说，土粒越细，所含养分越多；越粗，所含养分越少。 由于土粒大小不同，矿物成分和化学组