土壤学复习材料

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土壤学复习资料
一、名词解释（3*10=30分）
风化作用：地表的岩石在外界因素的作用下，发生形态、组成和性质变化的过程。

母质：指经各种风化作用形成的疏松多孔体。

植物提取修复：是指通过植物根系吸收污染物并将污染物富集于植物体内，而后将植物体收获，集中处置的过程。

（小本p273）有机质矿质化过程：指复杂的有机质在微生物的作用下，转化为简单的无机物的过程。

土壤环境背景值：指未受或少受人类活动（特别是人为污染）影响的土壤环境本身的化学元素组成及含量（是相对稳定的数值，但不是不变的）。

土壤污染：指污染物通过各种途径进入土壤，其数量和速度超过了土壤容纳和净化能力，而使土壤性质、组成和性状等发生改变，破坏其自然生态平衡，并导致其自然功能失调，质量恶化的现象。

土壤环境容量：指土壤环境单元在本底值的基础上所容许承纳的物质的最大数量或负荷量。

土壤临界含量：又称基准值，是土壤所能容纳污染物的最大溶度，是决定土壤负载容量的关键因子。

持久性有机污染物：指具有毒性、生物蓄积性、和半挥发性，在环境中持久存在，且能在大气环境中长距离迁移并沉积回地球的偏远的极地地区，对人类健康和环境造成严重危害的天然或人工合成的有机化学污染物质。

优先污染物：在众多污染物中筛选出的潜在危险大的化合物作为优先研究和控制的对象
多环芳烃：是指两个以上的苯环连在一起的化合物。

多氯联苯：是一类以联苯为原料在金属催化剂作用下，高温氯化生成的氯代芳烃。

P240
有机污染物的水解作用：指有机污染物与水的反应，X基团与OH
基团发生交换，而H与X 相结合：RX+H2O ROH+HX
有机污染物的老化：随土壤与有机污染物接触时间的延长，土壤中有机污染物的可提取性和生物可利用性下降的过程，可以认为是对有机污染物生物效应与时间变化的表现、总体的描述，它包括了导致可提取性和生物可利用性下降的所有过程。

（P259）
非点源污染：狭义：各种没有固定排放口或地点的环境污染。

广义：难于按点污染源进行管理的污染源的统称。

有机污染物的光解作用：有机污染物分子在光的作用下，将光能直接或间接转移到分子键，使分子变成激发态而裂解或转化的现象。

（P253）
腐殖化过程：是指有机质在微生物的作用下，通过生化和化学作用转化为腐殖质的过程。

硒的生物甲基化：金属硒和硒离子等无机硒在生物，特别是微生物的作用下，通过酶促反应和非酶促反应转化成甲基硒和二甲基硒。

反硝化作用：又称生物脱氮作用，是指在嫌气条件下，NO3－在反硝化细菌作用下还原为NO、N2O、N2的过程.
同晶替代：矿物形成时，性质相近的元素，在矿物晶格中相互替换而不破坏晶体结构的现象。

重金属污染：是指由于人类活动将重金属带入到土壤中，致使土壤中重金属含量明显高于背景值、并造成现存的或潜在的土壤质量退化、生态与环境恶化的现象。

P185 土壤圈：是覆盖于地球陆地表面和浅水域底部的一种疏松而不均匀的覆盖层及其相关的生态与环境体系；它是地球系统的重要组成部分，处于大气圈、水圈、生物圈和岩石圈的界面中心位置，既是它们所长期共同作用的产物，又是对这些圈层的支撑。

P2
永久电荷：同晶置换一般形成于矿物的结晶过程，一旦晶体形成，它所具有的电荷就不受外界环境（如pH、电解质浓度等）影响，故称之为永久电荷、恒电荷或结构电荷。

激发效应：土壤中加入新鲜有机物质会促进土壤原有有机质的降解。

铵离子的矿物固定：在2：1型黏粒矿物的膨胀性晶格中，层间的
阳离子（Ca2+、Mg2+和Na+）被NH4+取代后可引起铵的固定。

P118
土壤水分有效性：是指土壤中的水能否被植被吸收利用及其难易程度。

P59
土壤机械组成：是指土壤中各粒级矿物质土粒所占的百分含量，也称颗粒组成。

阳离子交换量：是指每千克干土所吸附的全部交换性阳离子的厘摩尔数，以cmol(+)/kg表示。

土壤自净：在自然因素作用下，通过自身作用，使污染物在环境中的数量浓度或形态发生变化，活性、毒性降低的过程。

有机-—中性化技术：是指将有机改良与中性化技术结合在一起的治理酸度重金属污染土壤的技术。

交换性酸度：是能被浓中性盐（往往是1.0mol/Lkcl）转换进入溶液的结合态H+和Al3+。

二、填空题（一空一分，共20题）
三、判断题（每一题1分，15分）
四：问答题（35分）
1、简述生物质碳对污染土壤的修复功能。

1）生物质炭可以吸附农药等有机污染物，降低这些污染物在土壤中的化学活性和毒性。

2）、生物质炭可以增加土壤对重金属的吸附容量
2、试分析生物质碳的性质及其对土壤环境功能的影响。

(1)生物质炭含有大量植物所需的营养元素，可以促进土壤养分的循环和植物的生长；
(2)生物质炭一般呈碱性，施用生物质炭可以降低土壤的酸度和有毒元素如铝和重金属对植物的毒性；
(3)生物质炭表面含有丰富的含氧官能团，施用后可以提高土壤的阳离子交换量
(4)生物质炭具有高度的孔隙结构，可以增加土壤的空隙度和保水能力，降低土壤容重，有利植物根系生长；
(5)
3、简述土壤重金属的来源及其危害
来源：大气降尘、污水灌溉、工业固体废弃物的不当堆置、矿业活动、农药和化肥等
危害：1、土壤重金属会影响到土壤中氮、磷和钾的保持与供应，从而影响土壤肥力。

2、土壤重金属污染会降低有机物质的微生物转化效率，同时会对土壤中的酶起到抑
制的作用。

3、生长在重金属污染的土地上的作物，可通过食物链等方式进入人体，从而危害到
人体健康。

4、简述土壤中磷素的迁移转化与地表水富营养化之间的关系P139
土壤的迁移转化包括一系列复杂的化学和生物化学反应：
1、有机磷的矿化和无机磷的生物固定。

这是一个两个相反的过程，前者使有机磷转化为无
机磷，后者使无机磷转化有机磷。

2、土壤中磷的固定与释放。

是磷的重要性质，磷的固定是水溶性磷从液相转化固相；磷的
释放是固定作用的逆向作用，是从固相转入液相。

当N/P比大于4-5时，其影响因素是磷，富营养化取决于磷的浓度增加，如果小于4-5时，其影响因素可能是氮，在这种情况下，磷浓度的升降对富营养化影响较少。

5、农产品中硝酸盐积累哪些因素影响？P122
1、蔬菜种类
2、肥料品种
3、氮肥用量及时间
4、收获时间
5、环境因素（水分、温度和光照）
6、土壤中甲烷是如何产生的？稻田土壤甲烷排放通量受哪些因素影响？
形成土壤中CH4的产生主要决定于两个条件：一是厌氧条件，即丰富的水分；二是碳源，即丰富的有机质。

淹水土壤中CH4的产生是一个生物化学过程。

淹水土壤中复杂的有机物质，被各类细菌组成的食物链转化成简单的产CH4前体。

产CH4菌在严格的厌氧条件下作用于这些产CH4前体，然后产生CH4。

淹水土壤CH4的产生有两条主要的途径：一是在专性矿质化学营养产生CH4菌的参与下，以H2或有机分子作H供体还原CO2或直接利用HCC00H和CO 形成CH4：CO2+4H2---CH4+2H2O
4HCOOH---CH4+3CO2+2H2O
4CO+2H2O---CH4+3CO2
另一个是在甲基营养产CH4菌的参与下，对含甲基化合物的脱甲基作用，这里所指的含甲基化合物主要是乙酸，因为乙酸是在天然条件下有机化合物厌氧分解的主要发酵中间产物：CH3C00H---CH4+CO2
影响稻田土壤CH4排放量的因素：P109
1）土壤水分管理、2）施肥、3）土壤理化性质、4）土壤温度及水稻植株生长等。

7、有机污染物在土壤环境中迁移转化的主要过程及其影响因素P246-258
①与土壤颗粒的西方-解吸
②挥发和随土壤颗粒进入大气
③渗滤至地下水或随地表径流迁移至地下水
④通过食物链在生物体内富集或被降解⑤生物和非生物的降解
主要影响因素：有机污染物的特性、环境特征、土壤特性
8、土壤重金属的污染特征
1：形态多变
2重金属容易在生物体内积累
3重金属很难被降解而消除
9、简述土壤—植物硒行为特征（P156）
1）酸性土壤和富含有机质的土壤中，硒化物和硒—硫化物占优势，这些化合物迁移能力较弱，因此较难被植物吸收利用
2）在排水良好的矿质土壤中，pH接近中性，硒主要以亚硒酸盐形式存在，其碱性金属化合物是可溶的，但亚硒酸铁是不溶的；此外，亚硒酸盐容易被铁的氢氧化物和氧化物固定，因此仅有少量硒被植物吸收利用
3）在碱性和氧化条件下的土壤，硒酸盐含量高，易于溶解且不易被含铁氧化物固定，因此易于被植物吸收利用。

10简述农田土壤N2O排放的影响因素P121
所有影响硝化及反硝化作用的物理、化学和生物因素都将影响土壤N2O的排放量，这些因素包括：土壤质地、土壤通气性、土壤水分含量、土壤氮素有效性、氮肥使用、土壤pH、土壤有机质、作物种类及土壤温度等。

11简述重金属的植物效应及影响因素P212
重金属的植物效应：进入土壤的重金属可以溶解于土壤中，吸附于胶体表面，闭蓄于土壤矿物之内，与土壤中其他化合物产生沉淀，这些都影响到植物的吸收与积累。

影响因素：1、重金属的浓度2、氧化还原电位、pH和阳离子交换容量3、土壤质地4、共存离子的影响。

12、土壤中磷素分几种形态？磷在土壤中的固定受哪些因素影响？
形态：分为两种形态为有机态磷和无机态磷。

影响因素：磷的溶度、土壤中可溶性阳离子的浓度、pH值、土壤质地
13、土壤中氟的主要化学行为有哪些特点？
1、沉淀—溶解平衡：存在于土壤中游离态F离子可与钙、铝、铁、镁等离子发生沉淀作用，当土壤条件改变，沉淀可逆。

2、配位—解离平衡：土壤中的F离子可与铝、铁等离子形成配合物。

3、吸附—解吸平衡：土壤中的F离子可被土壤中的铁铝氧化物、
黏粒矿物和有机大分子吸附而失去活性。

14、列举土壤中常见有机污染物的来源、分布特征与主要危害。

有机物染物来源分布特征主要危害
农药有毒，比较长的残效期
多环烃类分为人为来源和天然来源，前者为主要来源广泛致癌物质
多氯联苯主要来源于颗粒沉降，少量来源于用作对人体的病变和癌变（PCBs）肥料的污泥，填埋场的渗漏以及在农药有诱导作用。

配方中使用的PCBs
二口恶英主要来源焚烧和化工生产全球性污染物质毒性、致癌
存在于各种环境致畸、致突变
介质中
石油类主要来源于石油钻探、开采
运输、加工、储存、使用产品引起恶心、头痛、
及其废弃物的处置等人为活动晕眩
药品和个药品间接或直接排放、污水，大气、水和引起微生物的选人护理品污泥和粪便，垃圾渗滤液土壤中均有残留择压力和抗药性原菌的选择性存
活，干扰分泌系
统，影响生物发
育和繁殖
15、土壤中重金属形态一般分为几种？目前关于重金属形态的操作定义存在哪些不足？
形态：水溶态、交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态、残留态
不足：1）、提取步骤多、费时
2）、试剂的有限选择性
3）、已释出的金属可在各形态间再分配
4）、结果重现性差
5）、可比性差，只有类似方法及性质相似的样品才具有可比性
第十章：污染土壤的修复技术
（第十章是一个重点，老师上课讲的内容基本在这里。

上面材料部分是基本上没有包括这部分的。

所以这部分大家要好好看看哈！）
1.污染土壤修复的目的：①降低土壤中的污染物的浓度、固定土壤污染物②将土壤污染物转化为毒性较低或者无毒的物质，阻断土壤污染物在生态系统中的转移途径，从而减小土壤污染物对环境，人体或其他生物的危害。

2.污染土壤修复技术分类：按照土壤修复位置分: ①原位修复技术：指对未挖掘的土壤进行治理的过程，对土壤没什么扰动②异位修复技术:指对挖掘后的土壤进行处理的过程。

异位修复技术可分: ①原地处理：发生在原地的挖掘出的土壤进行处理的过程②异地处理：将挖掘出的土壤运至另一地点进行处理的过程。

不同修复技术优缺点：原地处理优点：对土壤结构和肥力的破坏小，需要进一步处理和弃置的残余物少。

缺点：对处理过程产生的废气和废水的控制比较困难。

异位处理优点：对处理过程的条件控制比较好，与污染物的接触较好，容易控制处理过程产生的废气和废物的排放。

缺点：在处理之前要挖土和运输，会影响处理过的土壤的再使用，费用一般较高。

按照处理原理分类:①生物修复技术②化学修复技术③物理修复技术④固定化修复技术⑤热处理修复技术。

3.土壤蒸汽提取技术（SVE）：是一种通过布置在不饱和土壤层中的提取井，利用真空向土壤导入空气，空气流经土壤时，挥发性和半挥发性的有机物随空气进入真空井而排出土壤，土壤中的污染物浓度因而降低的技术。

属于原位处理技术，也可用于异位处理。

适用范围：挥发性有机物和一些半挥发性有机物污染土壤的修复，也可以促进原位生物修复的过程。

优缺点：优:可操作性强，设备简单，容易安装，对处理地点的破坏小，处理时间较短，可以其他技术结合使用，可以处理固定建筑物下的污染土壤。

缺:很难达到90%的以上的去除率；在低渗透土壤和有
层理的土壤上有效性不确定；只能处理不饱和带土壤，要处理饱和带土壤和地下水还需要其他技术。

取决因素：土壤渗透性和有机污染物的挥发性。

①细质地土壤渗透性低，而粗质土壤渗透性高②裂隙多的土壤渗透性较高③有水平层理的土壤会使蒸汽侧向流动，从而降低了蒸汽提取效率④土壤蒸汽提取技术一般不适合于地下水位高于0.9M的土壤⑤高的土壤含水量会降低土壤的渗透性，从而影响蒸汽提取技术的效果⑥不适合有机质含量高的土壤
与其他技术结合使用：①与空气注入技术的结合②与生物通气技术的结合③与气动压裂技术的结合。

4.固化/稳定化技术：通过物理或化学的作用以固定土壤污染物的一组技术。

固化技术指向土壤添加黏结剂而引起石块状固体形成的过程。

包囊技术：将低渗透性的物质包被在污染土壤外面，以减少污染物暴露于淋溶作用的表面，限制了污染物迁移的技术。

稳定化技术：通过化学物质与污染物之间的化学反应使污染物转化为不溶态度过程。

黏结剂主要是：水泥，石灰，热塑塑料，沥青和多聚物，专接黏结剂。

固化/稳定化技术分类：水泥和混合水泥固化/稳定化技术；石灰固化/稳定化技术；玻璃化固化/稳定化技术。

适用范围：可用于处理大量的无机污染物，部分有机污染物。

优缺点：优：可同时处理被多种污染物污染的土壤，设备简单，费用较低。

缺：它不破坏减少土壤中的污染物，而仅是限制污染物对环境的有效性，随时间的推移，被固定的污染可能重新释放出来，对环境造成危害。

5.玻璃化技术：指使用高温熔融污染土壤使其形成玻璃体或固结成团的技术。

玻璃化技术特点：①土壤熔融后，污染物被团结于稳定的玻璃体中②玻璃化作用对砷、铅、硒、氯化物的固定效率比其他无机污染物低③玻璃化处理技术费用较高④玻璃化处理技术使得土壤彻底丧失生产力，一般用于污染特别严重的土壤。

原位玻璃化：指将电流经电极直接通入无人土壤，使土壤产生1600-2000℃的高温而熔融。

影响因素：①易燃易爆物质②可燃有机物的含量③地下水位④含水量
异位玻璃化：将污染土壤挖出，采用传统的玻璃制造技术以热解和氧化或融化污染物以形成不能被淋溶的熔融态物质。

其他技术还有:高温液体墙反应器，等离子弧玻璃化技术，气旋炉技术。

6.热处理技术：利用高温所产生的一些物理或化学作用，如挥发、燃烧、热解将土壤中的有毒物质去除或破坏的过程，常用于处理有机污染的土壤，也适合于部分重金属污染的土壤，低温热解吸技术：150-315℃，高温热解吸技术：315-540℃。

影响因素：①土壤塑性：塑性强难处理，要添加松散土壤②颗粒组成③土壤含水量，与处理能力呈反比④有机质含量，污染物的解吸困难⑤PH高会腐蚀处理系统⑥土壤团聚性。

热解吸技术两个过程：①污染物通过发挥作用从土壤转移到蒸气中②以浓缩污染物或高温破坏污染物的方式处理第一阶段产生的废气中的污染物。

典型热解包括：预处理、解吸、固相后处理、气体后处理等过程
预处理包括：过筛、脱水、中性化（降低待处理土壤的酸性、减少酸性废气的产生）、混合优缺点：优：设备简单，处理速度比大多数其他速度快，成本较低，易于其他技术结合使用。

适用范围：挥发和半挥发有机污染物、卤化或非卤化有机污染物、多环芳烃、重金属、氰化物、炸药等。

影响因素：土壤地质、颗粒组成、土壤含水量、有机质含量、PH 值、土壤团聚性。

（2）焚烧：在高温条件下，通过热氧化作用以破坏污染物的异位热处理技术称为焚烧技术。

7.电动力学修复技术:向土壤施加直流电场，在电解、电迁移、扩散、电渗透、电泳等作用的共同作用下，使土壤溶液中的离子向电极附近富集从而被除去的技术。

（1）电迁移：指离子和离子络合物在外加直流电场的作用下向相反的电极移动。

影响迁移速度的因素：土壤孔隙水流密度、颗粒大小、离子移动性、污染物浓度和总离子浓度。

（2）电渗透：当施加一个直流电场于充满液体的多孔介质时，液体就产生相对于静止的带电固体表面的移动。

影响电渗透移动的因素：土壤水中离子和带电颗粒的移动性和水化作用、离子浓度、介电常数和温度。

（3）电泳：指带电粒子或胶体在电场的作用下的移动，结合在可移动粒子上的污染物也随之而移动。

（4）电解：在电极上发生水的水解作用。

适用范围：重金属、放射性核素、有毒阴离子、氰化物、石油烃等，最适合的是金属污染。

优缺点：优：适用于任何地点，因为土壤处理仅发生在两个电极之间；可以在不挖掘的条件下处理土壤；最适合于黏质土，因为黏质土带用负的表面电荷，水力传导率低；对饱和和不饱和的土壤都潜在有效；可以处理有机和无机污染物；可以从非均质的介质中去除污染物；费用效益之比较好。

缺：污染物的溶解度高度依赖于土壤PH；要添加增强溶液；当高电压使用到土壤时，由于温度的升高，过程的效率降低；如果土壤含碳酸盐、岩石、石砾时，去除效率会显著降低。

8客土修复法客土法：稀释、覆土、换土
换土是客土法中最好的方法也是各种修复措施中最彻底的方法之一，条件是具备清洁的土壤，污染土壤有处置场所。

换土法实际上是污染的转移。

稀释和覆土
稀释：将污染物含量低的清洁土壤混合于污染土壤以降低土壤污染物的含量（稀释作用可降低污染物的浓度，因而可能降低作物对土壤污染物的吸收，减少土壤污染物通过农作物进入食物的风险）覆土：是容土的一种方式，在污染土壤上覆盖一层清洁土壤，以避免土层总的污染物进入食物链.
缺点：1.不能去除土壤污染物，没有彻底排除土壤污染物
优点：1.是技术性比较简单，2.操作简单的潜在危害 2.只能抑制土
壤污染物对食物链的影响，并不能减少土壤对地下水等其他环境部分的影响
二.化学修复技术
1.土壤淋洗技术：指在淋洗剂的作用下，将土壤污染物颗粒去除的一种修复技术
原位淋洗技术：指在田间直接将淋洗剂加入污染土壤，进过必要的混合，使土壤污染物溶解进入淋洗溶液，而后使淋洗溶液往下渗透成水平排出，最后将含有污染物的淋洗溶液收集，再处理过程。

影响原位淋洗技术有效性的重要因素：土壤质地、阳离子交换量原位淋洗技术操作系统主要由：1.淋洗剂加入设备2.下层淋出液收集系统3.淋出液收集系统
土壤淋洗液的加入方式：慢灌，喷洒，沟渠，井渗透等
缺点：在收集土壤污染物的同时，也去除了部分土壤养分离子，还可能破坏土壤的结构，影响土壤微生物的活性，从而影响土壤整体的质量。

如果操作不当还可能对地下水造成二次污染。

异位淋洗技术：是指将污染土壤挖掘出来，用水或其它化学溶液进行清洗，使污染物从土壤中分解出来的一种化学处理技术。

（适用于重金属，放射性核素，有机污染物等）
典型的土壤清洗系统步骤：1.用水将土壤分散并制成浆状2.用高压水龙头冲洗土壤3.用过筛有沉降的方法将不同粒径的颗粒分离4.利用密度，表面化学或磁敏性等方面的差异进一步将污染物在浓缩在更小的体积内5.利用过滤的方法是土壤颗粒脱水。

清洗土壤所用的土壤处理厂有两类：移动式土壤处理厂，固定式土壤处理厂
移动式soil处理厂的优点：设备小，可以随地移动缺点：移动性大，较难控制处理过程中产生的二次污染。

2.原位化学氧化技术：适用于被油类、有机溶剂、多环芳烃农药以及非水溶性氧化物所溶的土壤
是通过混入土壤的氧化剂与污染物发生氧化反应使溶物降解为低浓度、低移动性产物的技术。

化学脱氢技术（气象还原技术）是一异位化学修复技术（适用于挥发、半挥发有机污物，多氯联苯、二噁英等）。

过程阶段：（1）土壤准备，包括挖土和过筛（2）在化学反应器中将土壤和试剂混合，使试剂与混合物充分混合。

（3）混合以后分离土壤和试剂，未使用的试剂要在循环使用（4）过程中产生的气化水被收集在冷类反应器中，在净化，在循环。

（5）处理之后，加酸以中和土壤中的化学试剂（6）处理后的土壤被脱水，可以重新利用或填埋（7）要使用碳过滤器以收集挥发性有机污染物
4、溶剂提取技术是一种异位修复技术。

污物被移进入有机溶剂或超临界液体，而后溶剂被分离以进一步处理或弃置（适用于挥发和半挥发有机污物，卤化或非卤化有机污物、多环芳烃、多氯联苯、除草剂、农药、炸药等，不适合与非金属重金属等）
5、农业改良措施：采用一般农业生产科操作的技术措施，以达到降低土壤重金属有效性，抑制土壤重金属而农作物迁移物的技术。

包括：施用改良物料、调节土壤重金属而农作物迁移技术。

（1）中性化技术，指利用本性化材料提高酸性土壤PH降低重金属的移动性和有效性
优点：费用低，取材方便，见效快，可接受性，和可操作性都比较好
缺点“不能以污染土壤中去除污物，而却其效果可能有一定时间性。

有机改良材料：包括各种有机物料入植物秸秆，各种有机肥，泥炭，活性炭
直接作用：通过与重金属的配合作用而改变土壤的形态，从而改变生物有效性。

无机改良物料
氧化还原技术
三、植物修复
植物修复技术：指利用植物及其根际微生物对土壤污染物的吸收、挥发、转化、降解、固定作用而去除土壤中污染物的修复技术。

广义：。