环境化学(第四章土壤环境化学第一节).ppt

第三章 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 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） 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、i,Al、 Fe、C、Ca、K、Na、Mg、Ti、N、S、P等。 原生矿物 岩石化学风化的过程 次生矿物： 次生矿物： 伊利石 分子式： [(OH)4Ky(AI4Fe4Mg4Mg6)(Si8-yAl9)O20] 特点： 粒径小于2μm，风化程度较低，膨胀性较小，富含钾（K2O），具有较高的阳离子代换量，晶格中的硅、铝原子可发生同晶取代，但不显著。 分子式： [Al4Si8O20(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 2．土壤有机质 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。 3．土壤水分 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少，CO2多，有机质腐烂分解； 大气 土壤 O2 21% (v/v) 15% CO2 0.03% 几% 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 兰州地区黄土的粒级分类 组成 粒子级别 (%) 粘粒 clay (0.002mm) 27.4 粉砂粒 silt (0.02-0.002mm) 53.85 砂粒 sand(2-0.02mm) 18.75 属于粘土类粉质粘土 三、土壤的吸附性 1．土壤胶体的性质（直径1-100nm） 土壤胶体具有极大的比表面积和表面能 蒙脱石比表面积最大（600-800 m2/g） 高岭石最小（7-30 m2/g），有机胶体比表 面积也大（-700 m2/g） 三、土壤的吸附性 三、土壤的吸附性 三、土壤的吸附性 三、土壤的吸附性 三、土壤的吸附性 2 土壤胶体的离子交换吸附 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，称离子交换（或代换）作用，包括阳离子交换吸附和阴离子交换吸附。 2 土壤胶体的离子交换吸附 土壤质地越细，阳离子交换量越高； 土壤胶体中SiO2/R2O3比值越大，阳离 子交换量越高； pH值下降，阳离子交换量降低。 吸附能力很弱的阴离子Cl-、NO3-、NO2- 等，只有在极酸性的溶液中才被吸附。 吸附顺序： F- C2O42- 柠檬酸根 PO43- HCO3- H2BO3- Ac- SCN- SO42- Cl- NO3- 四、土壤的酸碱性 1. 土壤酸度 根据土壤中H+存在的形式，土壤酸度可分为两类： 活性酸度 activity acidity（有效酸度） 土壤溶液中氢离子浓度的直接反映出来的酸度，通常用pH表示（通常描述土壤性质时表示作土壤pH值 ）。 潜性酸度 potential acidity 是由土壤胶体吸附的可代换性H+、Al3+离子造成的。H+、Al3+致酸离子只有通过离子交换作用产生H+离子才显示酸性，因此称潜性酸度。 根据测定潜性酸度的提取液不同，可分为： 代换性酸度 水解性酸度 （NaAc + H2O →