环境化学课件 土壤环境化学.ppt

第四章 土壤环境化学 第一节 土壤的组成与性质 第二节 污染物在土壤—植物体系中的迁移及其机制 第三节 土壤中农药的迁移转化 第四章 土壤环境化学 第一节 土壤的组成与性质 一、土壤组成 二、土壤的粒级分组与质地分组 三、土壤吸附性 四、土壤酸碱性 五、土壤的氧化还原性 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。 典型土壤随深度呈现不同的层次(如图4—2) 一、土壤组成 1. 土壤矿物质 2. 土壤有机质 3. 土壤水分 4. 土壤中的空气 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。 按其成因类型分类： 原生矿物 — 经过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 — 它们大多数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. 土壤矿物质 （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。其中前五种最常见。 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。 岩石化学风化主要分为三个历程，即氧化、水解和酸性水解。 氧化 水解 1. 土壤矿物质 (2)次生矿物：土壤中次生矿物的种类很多，不同的土壤所含的次生矿物的种类和数量也不尽相同。 通常根据其性质与结构可分为三类：简单盐类、三氧化物类和次生铝硅酸盐类 (2) 次生矿物： ①简单盐类：如方解石(CaCO3)、白云石[Ca、Mg(CO3)2]、石膏(CaSO4·2H2O)等，它们都是原生矿物经化学风化后的最终产物，结晶构造也较简单，常见于干旱和半干旱地区的土壤中。 ②三氧化物类：如针铁矿(Fe2O3·H2O)、褐铁矿(2Fe2O3·3H2O)、三水铝石(Al2O3·3H2O)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，特别是基性岩(玄武岩、安山岩、石灰岩)上发育的土壤中含量最多。 ③次生硅酸盐类：这类矿物在土壤中普遍存在，种类很多，是由长石等原生硅酸盐矿物风化后形成。它们是构成土壤的主要成分，故又称为粘土矿物或粘粒矿物。分为三大类，即伊利石、蒙脱石和高岭石。 一、土壤组成 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。 土壤有机质主要来源于动植物和微生物残体。非腐殖物质 —组成有机体的各种有机化合物，如蛋白质、糖类、树脂、有机酸等； 腐殖质 — 特殊有机化合物，它不属于有机化学中现有的任何一类，它包括腐殖酸、富里酸和腐黑物等 一、土壤组成 3．土壤水分 土壤水分是土壤的重要组成部分，主要来自大气降水和灌溉。地下水和空气中水蒸气遇冷凝成为土壤水分。 土壤颗粒表面的吸附力和微细孔隙的毛细管力，可将—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。 气候条件对土壤水分含量影响也很大。 土壤水分并非纯水，土壤中各种成分和污染物溶解形成的溶液，即十壤溶液。因此土壤水分既是植物养分的主要来源，也是进人土壤的各种污染物向其他环境团层(如水团、生物团等)迁移的媒介。 一、土壤组成 4. 土壤中的空气 土壤空气组成与大气基本相似，主要成分都是N2、O2和CO2。 差异：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。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。如果是被污染的土壤，其空气中还可能存在污染物。 二、土壤的粒级分组与质地分组 1. 土壤矿物质的粒级划分 二、土壤的粒级分组与质地分组 2. 各粒级的主要矿物成分和理化特性 由于各种矿物抵抗风化的能力不同，它们经受风