第五章土壤污染与保护

第五章 土壤污染与防治
第五章土壤污染与保护
第一节 土壤基本知识
一、土壤组成
土壤是指陆地地表具有肥力并能生长植物的疏 松表层。它介于大气圈、岩石圈、水圈和生物圈之 间，是环境中特有的组成部分。土壤是由矿物质、 动植物残体腐解产生的有机物质、土壤生物、水分 和空气等固、液、气三相组成的。
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中国土壤的pH大多在4.5～8.5范围内，并呈东南 酸西北碱的规律。土壤的酸碱性直接或间接地影响 污染物在土壤中的迁移转化。
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(三) 氧化-还原性
因土壤中含有氧化性和还原性无机物质和有机物 质，使其具有氧化性和还原性，可以用氧化还原电位 (Eh)来衡量。
Eh>300mV：氧化体系起主导作用，土壤处于氧 化状态。
质地分类 砂土类 壤土类
类 别
黏壤土 类
黏土类
质地名称
砂土及壤质砂土 砂质壤土 壤土 粉砂质壤土 砂质黏壤土 黏壤土 粉砂质黏壤土 砂质黏土 壤质黏土 粉砂质黏土 黏土 重黏土
各级土粒质量分数/％
黏粒
粉沙砾
沙砾
(<0.002mm) (0.002~0.02mm) (0.02~2mm)
0~15
0~15
85~100
1.土壤矿物质的组成 （1）原生矿物质：岩石经过物理风化作用被 破碎形成的碎屑，其原来的化学组成没有改变。 （2）次生矿物质：原生矿物质经过化学风化 后形成的新矿物，其化学组成和晶体结构均有所 改变。
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2.土壤化学组成 氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁八大元素含 量约占96％以上，与岩石中各元素的含量相似。 3.土壤机械组成 指不同大小颗粒（沙砾、粉粒、黏粒）的相对 含量。不同粒径的矿物质颗粒的成分和物理化学性 质有很大差异，如对污染物的吸附、解吸和迁移、 转化能力，有效含水量及保水、保温能力等。 我国土壤质地分类参见表5.1；国际制土壤质地 分类见表5.2。
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非腐殖物质：包括糖类化合物(如淀粉、纤维素 等)、含氮有机合物及有机磷和有机硫化合物。
腐殖物质：是植物残体中稳定性较大的木质素及 其类似物在微生物作用下，部分被氧化形成的一 类特殊的高分子聚合物，具有芳环结构，苯环周 围连有多种官能团，如羧基、羟基、甲氧基及氨 基等，使之具有表面吸附、离子交换、络合、缓 冲、氧化还原作用及生理活性等性能。
积水的土壤通气不良，导致对植物的危害，茶 树最忌积水，积水的土壤不应用于种茶树。
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二、土壤的基本性质
(一) 吸附性
与土壤中存在的胶体物质密切相关。 土壤胶体：
无机胶体 有机胶体 有机－无机复合胶体 对有机污染物（如有机磷和有机氯农药）和无 机污染物（如Hg2+、Pb2+、Cu2+、Cd2+等重金属离 子）有较强的吸附能力或离子交换吸附能力。
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表4.1 我国土粒分级标准
颗粒名称
石块
石砾
粗砾 细砾
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ沙砾
粗沙砾 细沙砾
粉粒
粗粉粒 细粉粒
黏粒
粗黏粒 细黏粒
粒径/mm >10 10～3 3～1
1～0.25 0.25～0.05 0.05～0.01 0.01～0.005 0.005～0.001
<0.001
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表4.2 国际制土壤质地分类
0~35
（二）土壤有机质
▪ 由进入土壤的植物、动物、微生物残体及施入土 壤的有机肥料经分解转化逐渐形成，通常可分为 非腐殖物质和腐殖物质两类；是土壤 形成的重要 基础，与土壤矿物质共同构成土壤的固相部分。
▪ 土壤有机质中含有大量营养元素，分解后可提供 植物生长发育的需要，是植物养分的重要来源。 有机质腐解后形成的腐殖质，能把土粒粘结成团 粒结构。这种结构保水、保肥能力强，类似储存 水肥的小仓库，随时供给植物吸收利用。有机质 是微生物的食物，土壤有机质丰富而其他条件又 适宜时，就能促进微生物的旺盛活动。
0~15
0~45
55~85
0~15
35~45
40~55
0~15
45~100
0~55
15~25
0~30
55~85
15~25
20~45
30~55
15~25
45~85
0~40
25~45
0~20
55~75
25~45
0~45
10~55
25~45
45~75
0~30
45~65
0~35
0~55
65~100
0~35
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土壤水分及其所含溶质的总称，溶有土壤中可 溶成分的稀溶液，来源主要有：大气降水、降雪、 地表径流、灌溉、地下水。
河流雾
农田灌溉
雪
图5.2 土壤溶液的来源
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雨 浅层地下水
(五) 土壤空气
土壤空气存在于未被水分占据的土壤孔隙中， 来源于大气、生物化学反应和化学反应产生的 气体(如甲烷、硫化氢、氢气、氮氧化物、二氧 化碳等)。
土壤
矿物质(质量占固相 总质量的95％～98％) 土壤固相 有机质和生物（质量 (占容积的50％) 占固相总质量的2％～ 5％） 土壤溶液
空隙
空气
土壤溶液和空气占土壤总体积的50％， 且二者之间经常处于彼此消长的状态。
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(一) 土壤矿物质
土壤矿物质是由岩石经风化而来的，一般占土 壤固体部分质量的95％～98％。矿物质直接影响土 壤性质，又是植物矿质养分的主要来源，故同土壤 肥力有密切关系。
Eh<300mV：还原体系起主导作用，土壤处于还 原状态。
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三、土壤背景值
▪ 判断土壤是否受到污染或污染程度的标准。 ▪ 土壤背景值又称土壤本底值，它代表一定环境
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（三）土壤生物
土壤中生活的微生物(细菌、真菌、放线菌、藻 类等)及动物(原生动物、蚯蚓、线虫类等) 对进入土 壤的有机污染物的降解及无机污染物(如重金属)的 形态转化起着主导作用，是土壤净化功能的主要贡 献者。
细菌
放线菌
蚯蚓
图4.1 土壤微生物和动物 第五章土壤污染与保护
线虫
(四) 土壤溶液
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(二) 酸碱性
土壤的酸碱度可以划分为九级：
pH<4.5为极强酸性土；pH=4.5～5.5为强酸性土； pH>5.5～6.0为酸性土；pH>6.0～6.5为弱酸性土； pH>6.5～7.0为中性土；pH>7.0～7.5为弱碱性土； pH>7.5～8.5为碱性土；pH>8.5～9.5为强碱性土； pH>9.5为极强碱性土。