第四章土壤的环境污染与防治.ppt

第四章 土壤环境污染与防治 第一节 土壤形成、组成和作用 第二节 土壤的污染与退化 第三节 土壤污染防治与修复 一、土壤的形成 岩 石 氧和硅为岩石的主要成分，两者占其组成的75%以上，其中氧占约一半，而作为植物所需要的营养元素不仅含量少，而且都以难溶化合物的形态封闭在坚硬的岩石中，处于分散状态，故此需经历一个质变过程，亦即岩石的破碎分解，直至形成母质。 岩石的风化 风化作用 物理风化 化学风化 生物风化 物理风化 岩石受物理因素作用而逐渐崩解破碎的过程 特点：只能引起岩石形状、大小的变化，而不能改变其矿物组成与化学成分。 成因：地球表面温度的变化；冰冻的挤压；风；冰川等自然动力的磨蚀；植物根系的穿插。 化学风化 岩石受化学因素作用而引起的破坏过程。 特点：不仅是已破碎的岩石进一步变细，同时使岩石发生矿物组成和化学成分的改变，产生新的物质。 成因：溶解；水化作用；水解作用；氧化作用。 岩石在生物的作用下引起的破坏过程。 成因：机械破碎；生物化学作用。 地质大循环：岩石?风化产物?岩石 生物小循环：无机养分?生物?无机养分 土壤的形成是上述两个循环相互作用的结果 土壤的形成是成土过程与风化作用交织在一起，同时进行的。 成土过程的主要影响因素 母质 构成土壤矿物质的基本材料 提供植物必需的养料元素 气候 影响土壤中的物理、化学、生物作用的方向 与进程 生物 只有在母质的基础上出现了生物之后，土壤才能形成 地形 影响热量及水的重新分配；影响母质的分配 时间 时间越长，土壤性质的变化越大 二、土壤的物质组成 岩石中含有约3000余种矿物，但与土壤有关的不过数十种，按其起源分为原生矿物和次生矿物。 次生硅酸盐粘土矿物的类型和性质 次生硅酸盐粘土矿物的类型和性质 高岭石的特点 蒙脱石的特点 来源：各种动植物、微生物残体及人畜粪便。 类型： 非腐殖物质：碳水化合物；有机酸；木质素等。 腐殖质：结构复杂，是微生物作用下形成的性质稳定的新的高分子化合物。其形成分两个阶段：首先产生构成腐殖质主要成分的原始材料；将上述原始材料通过缩合与聚合作用，形成腐殖质的单体分子。一般占有机质的85%~90%。 不同生态系统下土壤有机质的含量 腐殖质的分子结构 土壤腐殖质的作用 土壤养分的重要来源 促进土壤养分有效化 形成土壤结构 吸附污染物，减轻污染 其它 土壤水 主要来自降水，同时还有灌溉水和地下水。 形态分为固态水、液态水和气态水 液态水：吸湿水、膜状水、毛管水、重力水。 土壤空气 二氧化碳高于大气十到数百倍，氧气仅占十分之一左右。 三、土壤的结构和环境特性 土壤的结构 形态结构 土壤的环境特性 酸碱性（pH值） 缓冲性 氧化还原状况 土壤胶体 矿物质是以粗细不同的颗粒形式存在的，即通常说的土壤颗粒。 按粒径大小，土粒分为石砾、沙粒、粉粒和粘粒。 土粒的大小与土壤矿物成分土壤化学成分密切相关。 粘粒以上主要由各种原生矿物组成，以石英最多，还有长石、云母等原生硅酸盐矿物；粘粒中原生矿物很少，基本上为次生矿物。 土壤中的矿物质颗粒，在大多数情况下不是以单粒状态存在，而是互相粘聚或者被胶结成大小、形状、性质不同的土片、土块、土团甚至团聚体。 结构类型：块状及棱块状，柱状及棱柱状，片状，单粒结构及团粒结构。 形成机制 土粒的粘聚 粘粒的凝聚作用 有机质的胶结作用 难溶性化合物的胶粘作用 水膜的粘结作用 土壤结构的成型 生物作用 干湿交替 冻融交替 耕作作用 土壤环境特性 （一）土壤的吸附特性（土壤胶体） 土壤胶体的结构: 胶核?二氧化硅，氧化铁铝，次生硅酸盐，腐殖质 决定电位离子层?胶核表面分子解离成为离子，或从溶液中吸收某种离子而成 补偿离子层 胶团间溶液 土壤胶体种类 土壤无机胶体 含水氧化硅胶体，含水氧化铁铝胶体，水铝英石，粘土矿物 土壤有机胶体 有机无机复合体 土壤胶体的性质 (1) 土壤胶体具有巨大的比表面和表面能 （二）土壤酸碱性 酸的产生 生命活动 土壤溶液中活性铝的作用 吸附态氢离子和铝离子的作用 碱的产生 土壤中大量存在的碱金属的水解 1．土壤酸度 根据土壤中H＋离子的存在方式，土壤酸度可分为活性酸度和潜在酸度两大类型。 (1)活性酸度：土壤活性酸度是自由扩散到土壤溶液中氢离子浓度的直接反映出来的酸度。因此，