第4章_1土壤物质的迁移转化
第四章 第二三节_重金属在土壤-植物体系中的迁移及其机制_and_4.3_土壤中农药的迁移转化
• 另一降解途径是光解.
化学与材料科学系
p-p’DDT的光解
Cl
Cl
p,p’-DDT
Cl
Cl
Cl
吸收290-310nm的紫外光
Cl Cl
H Cl Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
p,p’-DDE
p,p’-DDD
(ClC6H4)2C=O p,p’-二氯二苯基甲酮
深垂直分布递减，这是由于进入土壤的铜被表层 土壤的粘土矿物吸附，同时，表层土壤的有机质 与铜结合形成螯合物。 • 在植物各部分的积累分布：根>茎、叶>果实。
化学与材料科学系
铅-lead
• 来源：冶炼废水、废渣，汽车尾气 • 主要以Pb(OH)2、PbCO3、PbSO4存在，Ksp小 • 有效性受pH影响很大，土壤的pH增加，使铅
• 还可以通过形成跨根际的氧化还原电位梯度和 pH梯度等来抑制对重金属的吸收。
化学与材料科学系
2.重金属与植物的细胞壁结合
• 研究结果表明：细胞壁中的金属大部分以离子形 式存在或与细胞壁中的纤维素、木质素结合；
• 由于金属离子被局限的细胞壁上，而不能进入细 胞质影响细胞内的代谢活动，使植物对重金属表 现出耐性；
• 土壤背景值就是指在未受污染的情况下，天然土 壤中的金属元素的基线含量。
化学与材料科学系
重金属污染土壤的特点：
1.重金属不被土壤微生物降解，可在土壤中不 断积累，也可以为生物所富集，并通过食物链 在人体内积累，危害人体健康。 2.重金属一旦进入土壤就很难予以彻底的清除。
化学与材料科学系
重金属在土壤-植物系统的迁移
化学与材料科学系
环境化学复习资料第四章 土壤环境化学 名词术语
第四章土壤环境化学名词术语1.土壤化学组成（Chemical composition of soil）指构成土壤的各种化学物质的种类和比例，土壤的化学组成包括①土壤矿物质：包括原生矿物和次生矿物；②土壤有机质，主要源于动植物和微生物残体，包括非腐殖物质和腐殖质；③土壤水分，并非纯水，实际上是土壤中各种成分和污染物溶解形成的溶液；④土壤中的空气。
2.土壤反应（Soil reaction）土壤酸碱性质的量度。
取决于土壤中氢离子浓度的大小，以pH值表示。
氢离子浓度高时，土壤呈酸性反应。
反之，呈碱性反应。
3.盐基饱和度（Base saturation percentage of soil）指土壤交换性阳离子中盐基离子所占的百分数，与土壤母质、气候等因素有关4.土壤吸附（Soil adsorption）指土壤矿物质、土壤胶体和土壤有机质通过各种物理化学作用力对外源物质的结合。
土壤吸附能降低污染物的扩散系数，影响其生物可利用性，从而影响污染物在土壤中的行为和生态风险。
5.土壤络合（Soil complex）指土壤中，一些配位体通过配位键结合与进入土壤的物质结合而形成复杂的分子或离子，从而影响土壤中污染物的迁移和转化行为。
6.土壤退化（Soil degradation）又称土壤衰弱，是指土壤肥力衰退导致生产力下降的过程。
是土壤环境和土壤理化性状恶化的综合表征，包括有机质含量下降、营养元素减少、土壤结构遭到破坏、土壤侵蚀，土层变浅，土体板结、土壤盐化、酸化、沙化等。
其中，有机质下降，是土壤退化的主要标志。
在干旱、半干旱地区，原来稀疏的植被受破坏，土壤沙化，就是严重的土壤退化现象。
7.土壤污染源(Soil contaminant source)造成土壤污染的污染物来源，主要为工业和城市的废废弃物堆放、农业用的化肥及农药、污水直接排放、受污染的地表径流、大气沉降、以及放射性物质和有害微生物等。
8.土壤酸化(Soil acidification)土壤内部产生和外部输入的氢离子引起土壤pH值降低和盐基饱和度减少的过程，它又是一种重要的土壤退化形式，对区域食物安全、环境质量及人畜健康产生明显负面影响。
第四章土壤环境化学(SoilEnvironmentalChemistry)
可交换性盐基总量 盐基饱和度（%） 100 阳离子交换量
（2）土壤胶体的阴离子交换吸附
带正电荷的胶体吸附的阴离子与土壤溶 液中的阴离子交换。 吸附顺序：
F- > C2O42- > 柠檬酸根 > PO43- > HCO3-> H2BO3- > Ac- > SCN- > SO42- > Cl- > NO3-
代换性酸度：
用过量中性盐（KCl、NaCl等) 溶液 淋洗土壤，溶液中金属离子与土壤中H+、 Al3+发生离子交换作用：
|土壤胶体|-H+ + KCl → |土壤胶体|-K+ + HCl |土壤胶体|-Al3++ 3KCl→|土壤胶体|-3K+ + AlCl3 AlCl3 + H2O → Al(OH)3 + 3HCl
形成过程：由地壳的岩石、矿物经过风化作用形成的。 按成因类型分类： 原生矿物
Soil)
次生矿物
原生矿物：
土壤中原先存在的岩石颗粒，受到不同
程度物理风化后形成的。
类别：
硅酸盐（石英、长石、云母等）；
氧化物（SiO2 、Al2O3、 TiO2、 Fe2O3）；
硫化物 (FeS)；
磷酸盐如氟磷灰石Ca5(PO4)3F等。
有机质和低价金属离子。
土壤氧化还原能力的大小可以用土壤的氧 化还原电位（Eh）来衡量。 根据土壤Eh值可以确定土壤中有机物和
无机物可能发生的氧化还原反应和环境行为。
一般旱地土壤的氧化还原电位(Eh)为 +400—+700mV;水田的Eh值在-200—300mV。
氮在土壤中的迁移转化
氮在土壤中的迁移转化(一)植物对土壤中氮的汲取植物从土壤中汲取氮的过程很复杂，就形态而言多为铵态氮和硝态氮。
普通旱作土壤中硝态氮比铵态氮浓度高，简单通过质流而蔓延到根部，因此硝态氮(NO3--N)是旱地植物养分主要的氮源之一；而对于水田，如种植水稻的水稻土其氮养分主要是铵态氮(NH4+-N)。
(1)硝态氮植物汲取NO3-量高，且为主动汲取；土壤pH 低时更易汲取NO3-，而NH4+可与之竟争削减植物汲取NO3-。
植物施用大量NO3-时，体内合成的有机阴离子数量增强，无机阳离子Ca2+、Mg2+和K+的堆积也相应增强，从而促使根际的pH升高。
(2)铵态氮 NH4+是植物一种抱负的氮源，在蛋白质合成中若利用NH4+则比NO3-更为节能。
NO3-结合进蛋白质以前必需还原，这是一种消耗能量的过程，还原1分子NO3-需2分子NADH(二磷酸吡啶核苷酸)，而且NH4+在上壤中既不易淋失，也不易发生反硝化作用，损失较少。
当pH为7时，植物汲取NH4+较多，酸度增强则汲取量降低。
根汲取NH4+后，植物组织中无机阳离子Ca2+，Mg2+和K+浓度下降，而无机阴离子PO43-，SO42-和Cl-浓度增强，从而促使根际pH下降。
无论是根际pH升高或下降对根际中营养有效性、生物活性以及污染物的行为都有重要影响。
(二)土壤中氮素转化的重要过程 1．土壤无机氮的微生物固持和有机氮的矿化土壤无机氮的微生物固持，是指进入土壤的或土壤中原有的NH4+和NO3-被微生物转化成微生物体的有机氮。
它不同于土壤的NH4+的矿物固定，也不同于NH4+和NO3-被高等植物的同化。
土壤有机氮的矿化，是指土壤中原有的或进入到土壤中的有机肥和动植物残体中的有机氮被微生物分解改变为氨，因此，这一过程又叫氨化过程。
有机氮的矿化和矿质氮的微生物固持是土壤中同时举行的两个方向相反的过程，这两者的相对强弱受到许多因素，特殊是可供微生物利用的有机碳化物(即能源物质)的种类和数量的影响。
第四章 第三节 土壤中农药的迁移转化
第三节 土壤中农药的迁移转化
四、典型农药在土壤中的迁移转化
（一）有机氯农药 特点：化学性质稳定，残留期长，易溶于脂肪，并在
其中积累。 主要有机氯农药有：DDT和林丹。
1、DDT ➢ 挥发性小，不溶于水，易溶于有机溶剂和脂肪。 ➢ 易被土壤胶体吸附，故其在土壤中移动不明显，但可通过
植物根际渗入植物体内。 ➢ 是持久性农药，主要靠微生物的作用降解，如还原、氧化、
第三节 土壤中农药的迁移转化
一、土壤中农药的迁移 二、非离子型农药与土壤有机质的作用 三、农药在土壤中的转化 四、典型农药在土壤中的迁移转化 五、农药在土壤中的残留
第三节 土壤中农药的迁移转化
一、土壤中农药的迁移 (一)扩散
是由于农药分子不规则的热运动而使其由浓度高的地 方向浓度低的地方所做的迁移运动。
黄和鑫（1985）研究在田间积水的条件下，林丹的半衰期只 有60.1天，降解速率比旱地提高了两倍多。
以上两例都说明了土壤微生物在农药降解中的作用 。
3、生物降解(土壤微生物对农药的降解)
➢ 同类有机物分子结构不同，对其降解性能影响也不同。
如：除草剂 2,4-D（2，4-二氯苯氧乙酸）和2,4,5-T（2，4，5-三氯苯氧乙 酸）20天内，2,4,5-T几乎未被降解，2，4-D已降解至剩余10%以下。
三、农药在土壤中的转化
3、生物降解(土壤微生物对农药的降解) 土壤中的微生物能够通过各种生物化学作用参与分解
土壤中的有机农药。
实例
顾宗濂（1986）研究湘江流域农田土壤微生物群体降解林丹 的能力。
结果表明：土壤中能以林丹为唯一碳源的细菌数为平均36×104/g干土， 稻田淹水84天，林丹降解可达98.4%，若不淹水，84天后只降解了43.5%，
4.1污染物在土壤中的迁移转化
第四章土壤环境化学——污染物在土壤中的迁徙转变本节内容重点：土壤污染源、主要污染物，氮和磷的污染及其迁徙转变，土壤的重金属污染及其迁徙转变，土壤的农药污染及其迁徙转变，土壤中温室气体的开释、汲取及传输等。
人类活动产生的污染物进入土壤并积累到必定程度，惹起土壤质量恶化的现象即为土壤污染。
土壤与水体和大气环境有诸多不一样，它在地点上较水体和大气相对稳固，污染物易于集聚，故有人以为土壤是污染物的“汇”。
污染物可经过各样门路进入土壤。
若进入污染物的量在土壤自净能力范围内，仍可保持正常生态循环。
土壤污染与净化是两个互相对峙又同时存在的过程。
假如人类活动产生的污染物进入土壤的数目与速度超出净化速度，造成污染物在土壤中连续积累，表现出不良的生态效应和环境效应，最后以致土壤正常功能的失调，土壤质量降落，影响作物的生长发育，作物的产量和质量降落，即发生了土壤污染。
土壤污染可从以下两个方面来鉴别：(1)地下水能否遇到污染；作物生长能否遇到影响。
(2)土壤遇到污染后，不单会影响植物生长，同时会影响土壤内部生物群的变化与物质的转变，即产生不良的生态效应。
土壤污染物会随处表径流而进入河、湖，当这类径流中的污染物浓度较高时，会污染地表水。
比如，土壤中过多的N、P，一些有机磷农药和部分有机氯农药、酚和氰的淋溶迁徙常造成地表水污染。
所以，污染物进入土壤后有可能对地表水、地下水造成次生污染。
土壤污染物还可经过土壤植物系统，经由食品链最后影响人类的健康。
如日本的“痛痛病”就是土壤污染间接危害人类健康的一个典型例子。
）土壤污染源土壤污染源可分为人为污染源和自然污染源。
人为污染源：土壤污染物主假如工业和城市的废水和固体废物、农药和化肥、牲口排泄物、生物残体及大气沉降物等。
污水浇灌或污泥作为肥料使用，常使土壤遇到重金属、无机盐、有机物和病原体的污染。
工业及城市固体荒弃物随意堆放，惹起此中有害物的淋溶、开释，也可以致土壤及地下水的污染。
现代农业大量使用农药和化肥，也可造成土壤污染。
第四章土壤环境化学第三节土壤中农药的迁移和转化
多数有机磷农药难溶于水(敌百虫、乐果除外),可溶于脂 肪及各种有机溶剂; 常用疏水性有机溶剂:丙酮、石油醚、正己烷、氯仿、二 氯甲烷及苯等;亲水性有机溶剂;乙醇、二甲基亚砜等。
②水解性: 有机磷农药属酯类(磷酸酯或硫代磷酸酯),在一定条件 下能水解,特别就是在碱性介质、高温、水分含量高等环 境中,更易水解。 例如:敌百虫在碱性溶液中易水解为毒性较大得敌敌畏。
2、质体流动
土壤中农药既可以溶于水,也能悬浮在水中,还能以气 态存在,或者吸附在土壤固相上或存在于土壤有机质 中,从而使它们与水一起发生质体流动。
在稳定得土壤-水流状态下,有机物通过多孔介质移动 得一般方程为:
c t
D
2c x 2
V0
c x
S t
D—扩散系数;
V0—平均孔隙水速度;
C—土壤溶液中农药得浓度; β—土壤容水量;
④磷酰胺与硫代磷酰胺: 磷酸分子中羟基被氨基取代得化合 物,为磷酰胺。 磷酰胺分子中得氧原子被硫原子所 取代,即成为硫代磷酰胺;如甲胺磷。
敌百虫 甲胺磷
有机磷农药得理化性质
除敌百虫、乐果少数品种为白色晶体外,其余有机磷 农药得工业品均为棕色油状; 有机磷农药有特殊得蒜臭味,挥发性大,对光、热不稳 定,并具有如下性质:
扩散迁移 指土壤中气-液、气-固界面上发生得扩散作用。土壤系统 复杂,土壤表面得吸附与解吸平衡,土壤得性质,有机物得性 质,都会影响农药得扩散作用。
Shearer等提出得农药得扩散方程式:
主要影响
(1)土壤水分得含量: A 、 Shearer 等对林丹在粉砂壤土中得扩散研究表明:干燥土
R2CCHCl2
R2CHCHCl2 R2C=CCl2
OH R2CCCl3
第四章湿地的生物地球化学循环
第四章湿地的⽣物地球化学循环第四章湿地的⽣物地球化学循环⽣态系统中物质的迁移和转化过程称为⽣物地球化学循环，它包括许多相互联系的物理、化学和⽣物过程第⼀节湿地⼟壤（⼀）基本特征湿地⼟壤既是湿地许多物质转化过程的媒介，同时⼜是⼤部分湿地植物可利⽤化学物质的主要贮存库，通常被称为⽔成⼟。
通常湿地⼟壤分为:矿质⼟壤和有机⼟壤。
当⼟壤中有机质(⼲重)含量⼩于20－35%时，可以认为它是矿质⼟壤壤（⼆）有机⼟壤有机⼟壤主要是由不同分解阶段的植物残体组成，由于静⽔或排⽔不畅导致的厌氧条件⽽造成累积。
有机物质的植物来源和⼟壤分解的程度是湿地有机⼟壤包括泥炭和腐殖⼟的两个重要的特征。
⼟壤有机物质的植物源可以是苔藓、草本植物、树⽊和落叶。
–如⼤部分北⽅泥炭湿地的⼟壤有机质来源于苔藓植物；–海岸盐沼湿地的⼟壤有机质可以来源于芦苇属，⽶草属的草本植物；–⽽有林湿地中，⼟壤有机质可以来源于⽊质碎屑或落叶。
湿地⼟壤的分解或腐殖化状态是有机泥炭的另⼀个重要特征。
在泥炭分解时，随着物质的进⼀步破碎化，⼟壤的容积密度增加，⽔⼒传导率下降，粗⼤纤维颗粒(>1.5 mm)含量减少。
可溶于⾮极性溶剂的物质和⽊质素随着分解的进⾏⽽增加，⽽纤维素化合物和植物⾊索则下降。
有机⼟壤通常分成四类：–腐殖⼟，分解的物质占2/3或更多，并且可被确定的植物纤维不到1/3。
–泥炭⼟，分解的物质不到1/3，并且可被确定的植物纤维超过2/3。
–腐殖泥炭⼟或泥炭腐殖⼟，介于腐殖⼟与泥炭⼟之间。
–薄层⼟，热带地区和北⽅⾼⼭地区积聚的过量⽔汽(降⽔量>蒸发蒸腾量）造成的有机⼟壤。
（三）矿质⼟壤矿质⼟壤在长期淹⽔条件下，通过铁、锰氧化物的还原、迁移和/或氧化会形成特有的氧化还原形态特征。
⽽其形成过程要受微⽣物作⽤的调节，其形成的速率取决于三个条件:–持续的厌氧条件。
–⾜够的⼟壤温度(5℃被认为是―⽣物学零点‖，低于这个温度，⽣物活动就会停滞或相当慢)。
土壤有机污染物的迁移与转化机制研究
土壤有机污染物的迁移与转化机制研究1. 引言土壤有机污染物是指由人类活动引起的，富集在土壤中的化学物质，其存在对环境和人类健康造成潜在威胁。
为了有效地管理和修复受污染土壤，研究土壤有机污染物的迁移与转化机制至关重要。
2.土壤有机污染物的迁移机制2.1 过程概述土壤有机污染物的迁移是指污染物从源头通过土壤矩阵向周围环境扩散的过程。
其迁移机制由污染物在土壤中的吸附、解吸、扩散等过程共同作用决定。
2.2 吸附过程吸附是指土壤颗粒表面对有机污染物的吸引能力。
有机污染物在土壤中的迁移过程中，会与土壤颗粒表面发生吸附作用。
吸附过程受到土壤质地、有机质含量、pH值等因素的影响。
2.3 解吸过程解吸是指有机污染物从土壤颗粒表面脱附的过程。
解吸过程可以被理解为吸附的逆过程，由于环境条件变化（如温度、pH值的改变），有机污染物可以从土壤颗粒表面解吸释放到土壤中。
2.4 扩散过程扩散是指有机污染物在土壤孔隙中传播的过程。
扩散过程受到土壤孔隙结构、水分运动等因素的影响。
有机污染物通过扩散作用从高浓度区域向低浓度区域扩散，最终达到平衡。
3. 土壤有机污染物的转化机制3.1 微生物降解微生物降解是指土壤中的微生物通过代谢作用降解有机污染物的过程。
微生物通过产生酶类来降解有机污染物，并将其转化为较低毒性的物质，从而减轻污染的危害。
3.2 化学反应化学反应是指有机污染物与土壤中其他化学物质之间发生的反应。
例如，氧化反应可以将有机污染物氧化为无害物质，还原反应可以将有机污染物还原为不易迁移的形式。
3.3 残存与固定有机污染物在土壤中可能会与土壤颗粒结合形成复合物，从而固定在土壤中。
这种固定使得有机污染物在长期运移中难以释放，减少了对环境和生物的潜在威胁。
4. 结论土壤有机污染物的迁移与转化机制是一个复杂的过程，涉及吸附、解吸、扩散、微生物降解、化学反应、残存与固定等多个环节。
对于这些机制的深入研究，有助于我们更好地理解土壤有机污染物的行为规律，为土壤污染修复及环境保护提供科学依据。
环境化学第四章土壤
价交换和受质量作用定律支配外，各种阳离子交换能力的强
弱，主要依赖于以下因素： 电荷数，离子电荷数越高，阳离子交换能力越强；
离子半径及水化程度，同价离子中，离于半径越大，水
化离子半径就越小，因而具有较强的交换能力。
第二节 土壤的性质
土壤中一些常见阳离子的交换能力顺序如下： Fe3+＞Al3+＞H+＞Ba2+＞Sr2+＞Ca2+＞Mg2+＞Cs+＞Ru+＞
第二节 土壤的性质
b.潜性酸：
其来源是土壤胶体吸附的可代换性H+和Al3+。当这些离
子处于吸附状态时，是不显酸性的，但当它们通过离子交 换作用进入土壤溶液之后，即可增加土壤溶液的 H+ 浓度， 使土壤 pH 值降低。只有盐基不饱和土壤才有潜性酸度，其 大小与土壤代换量和盐基饱和度有关。据测定土壤潜性酸
②水解性酸度： 用弱酸强碱盐 (如醋酸钠)淋洗土壤，溶液中金属离子可
以将土壤胶体吸附的 H+ 、 A13+ 代换出来，同时生成某弱酸
(醋酸)。此时，所测定出的该弱酸的酸度称为水解性酸度。
第二节 土壤的性质
③活性酸与潜性酸的关系：
土壤的活性酸与潜性酸是同一个平衡体系的两种强度，
二者可以互相转化，在一定条件下处于暂时平衡状态。土 壤活性酸度是土壤酸度的根本起点和现实表现。土壤胶体
第二节 土壤的性质
一般土壤缓冲能力的大小顺序是： 腐殖质土＞枯土＞砂土。 土壤的可变电荷越多，缓冲能力越强。土壤缓冲能力 越大，对酸碱污染物的容量就越大。但是，土壤的缓冲能 力的大小是有一定限度的，超出这个限度，土壤的酸碱度 会发生强烈的变化。
1 2 3 4 5 6
《土壤学》复习重点
环境土壤学重点第一章：1.土壤的重要性；①是农业生产的基本资料②是生态系统中不可缺少的环节③是调控环境质量的中心要素2.土壤的概念；是位于地球表面和浅水水域底部具有生命力、生产力的疏松而不均匀的层次，是地球系统的组成部分和调控环境质量的中心要素。
3.土壤肥力（四大肥力指标：水、肥、气、热）土壤具有供应和协调植物生长所需的营养条件（水分、养分）和环境条件（空气、温度）的能力。
4.土壤净化力；土壤本身通过吸附、分解、迁移、转化等过程而使土壤污染物的浓度降低或消失的过程。
第二章：1.岩石（按成因分类：岩浆岩、沉积岩、变质岩及这三种岩石的特点）；岩浆岩：地下深处的高温熔融岩，在地表或地下冷却凝固而成的岩石沉积岩：在地表和接近地表的常温、常压条件下，地壳上先期存在的原始物质，经过侵蚀、搬运、沉积和石化等作用形成的岩石特点：层理、波痕、化石变质岩：经变质作用而形成的岩石2.成岩作用；①压实作用②胶结作用③重结晶作用第三章：1.岩石的风化作用（三种风化）（物理和化学风化的区别）；物理风化是地表岩石因温度变化和孔隙中水的冻融以及盐类的结晶而产生的机械崩解过程。
化学风化是岩石在水和水溶液的作用下产生的破坏作用，其结果岩石破碎变小，化学成分发生变化，形成新矿物。
包括溶解作用、水化作用、氧化作用、碳酸盐化作用。
生物风化：指岩石由生物活动引起的岩石破坏作用，表现为物理和化学两种形式。
物理风化使岩石由大到小，化学性质不变；化学风化使岩石成分发生改变，形成新矿物2.风化的因素（1、2、3）环境条件：气候、地形岩石性质：岩石的矿物晶格构造、矿物成分、岩石的结构与构造、节理状况主要矿物和岩石的风化特征3.土壤形成因素：（1、2、3、4、5、6具体如何影响的）；成土母质：是建造土体的基本材料是土壤的骨架，是植物矿质养料元素的最初来源气候：决定着成图过程中的水热条件地形：母质物质的重新分配及水热条件的差异生物：营养物质的地质大循环和生物小循环。
土壤的结构和组成ppt全篇
在购买的VIP时长期间，下载特权不清零。
100W优质文档免费下载
VIP有效期内的用户可以免费下载VIP免费文档，不消耗下载特权，非会员用户需要消耗下载券/积分获取。
部分付费文档八折起
VIP用户在购买精选付费文档时可享受8折优惠，省上加省；参与折扣的付费文档均会在阅读页标识出折扣价格。
内容特权
年VIP
月VIP
连续包月VIP
享受100次共享文档下载特权，一次发放，全年内有效
赠送的共享文档下载特权自VIP生效起每月发放一次，每次发放的特权有效期为1个月，发放数量由您购买的VIP类型决定。
赠送每月15次共享文档下载特权，自VIP生效起每月发放一次，持续有效不清零。自动续费，前往我的账号-我的设置随时取消。
由于各种矿物质抵抗风化的能力不同，它们经受风化后，在各粒级中分布的多少也不相同。矿物的粒级不同，其化学成分也有较大的差异。在较细颗粒中，Ca、Mg、P、K等元素的含量较大。一般而言，土粒越细，所含养分越多，反之则越少。
1.2.2 土壤的质地 由不同的粒级混合在一起所表现出来的土壤粗细状况称为土壤质地（或土壤机械组成）。土壤质地分类是以土壤中各粒级含量的相对百分比作标准的。
土壤质地在一定程度上反映了土壤矿物组成和化学组成，同时土壤颗粒大小和土壤的物理性质密切相关，并且影响土壤孔隙状况。因此对土壤水分、空气、热量的运动和养分转化均有很大的影响。质地不同的土壤表现出不同的性状，壤土兼有砂土和粘土的优点而克服了二者的缺点，是质地理想的土壤。
<返回>
土壤是由固、液、气三相物质组成的疏松多孔体。固相物质包括矿物质、有机质和土壤生物。在固相物质之间，为形状和大小不同的孔隙，孔隙中存在水分和空气。土壤三相物质的比率因土壤种类而异，并且经常变化。土壤中所含多量化学元素的丰度顺序如下：O＞Si＞Al＞Fe＝C＝Ca＞K＞Na＞Mg＞Ti＞N＞S，这个次序与地壳组成大体一致，所不同的是由于土壤中集结了大量生物体，因此C、N、S的含量相对较高。从环境污染角度来看，土壤还是藏污纳垢之处，含有各种生物的残体、排泄物、腐烂物；还含有来自大气、水体及固体废物中的各种污染物以及农药、肥料残留物等。
土壤中主要污染物及其迁移转化
精品课件
理想土壤的成分体积比例
土壤的形成过程
(1)岩石风化过程
形成疏松的成土母质
(2)低等植物着生过程
形成原始土壤
(3)高等植物生长过程
形成成熟土壤
精品课件
裸露的 风化作用 成土母质
微生物
土壤污染的特点
1.隐蔽性和滞后性 2.累积性和地域性 3.不可逆转性 4.治理难而周期长
土壤污染特点：一旦污染，难于消除
精品课件
中国土地污染形势严峻
精品课件
精品课件
4.2土壤污染的危害
1直接导致严重的经济损失——农作物的污染、 减产。
仅以土壤重金属污染为例， 全国每年就因重金属污染而减产粮食 1000 多万吨，另外被重金属污染的粮食 每年也多达 1200 万吨，合计经济损失 至少200 亿元。
土壤环境
精品课件
精品课件
世界土壤污染状况
1977 美 纽约州 拉夫运河污染事故 引起美国对污染关注 颁布超级基金法，加强污染场地管理 2000年，荷兰、奥地利、西班牙 投入大量资金欧元用于恢复被污染土地
2002年，德国有128000hm2土地遭污染 2004年，欧盟形成一份土壤监测协议 日本最早发现和重视土壤污染 1970年 《农地土壤污染防治法》，并对污染土壤进行修复
精品课件
（4）农药属非极性有机化合物，在水中的溶解度很低， 各种农药在等体积水和空气中的溶解量的比值作为衡 量各种农药扩散性能的指标， 当比值＜1×104时，农药主要是以气态挥发的形 式扩散， 当比值＞3×l04时，则以水体扩散为主。
精品课件
（5）土壤中农药的淋溶，主要取决于它们在水中的溶 解度。溶解度大的农药，淋溶能力强，在土壤中的迁移 主要以水扩散形式进行。
土壤肥料学第四章土壤化学性质
内表面积 600－800 0－5
0 600－750 0 －
外表面积 15－ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ0 90－150
10－20 1－50 70－300 －
总表面积 600－800 90－150
10－20 600－800 70－300 800－900
（二）土壤胶体的性质
2.带电性：通过同晶置换和胶体表面解离和吸附 离子产生，可分为永久电荷和可变电荷 同晶置换：指组成矿物的中心离子被电性相同、 大小相近的离子取代，晶格构造保持不变的现象。 永久电荷：粘土矿物在形成时，晶格内发生同晶 置换而产生的电荷，也称恒电荷、结构电荷。 可变电荷：从介质中吸附离子或向介质中释放质 子而产生的电荷，会随介质和电解质浓度的变化 而变化的电荷。
二、土壤胶体的构造和性质
（一）胶体构造
胶核 胶粒 决定电位离子层 双电层 土壤溶液 补偿离子层 非活性层 扩散层
土壤胶团
反离 子层
土 壤 胶 体 的 构 造
+
（二）土壤胶体的性质
1.表面性质：表面积常用比表面表示 比表面： 是用一定实验技术测得的单 位质量土壤胶体的表面积，m2/g。
胶体种类 蒙脱石 水云母
（二）阳离子的交换作用
影响阳离子交换量的因素： 胶体数量、类型－施有机肥？ 蒙脱石 60－100 水云母 20－40 高岭石 3－15 含水氧化铁铝 微 有机胶体 200－450 质地 黏粒交换量大 pH—较高时，负电荷增多
（二）阳离子的交换作用
4.盐基饱和度 盐基饱和度，是指土壤胶体上所吸附的盐基离 子（K＋、Na+、NH4+、Ca2+、Mg2+)占阳离子 交换量的百分比。 BS＝[交换性盐基总量（cmol/kg）/阳离子交 换量（cmol）]×100％ ①致酸离子 H+ Al3+ ②盐基离子Ca2+、Mg2+、K+、NH4+ 、Na+ 、Fe3 + ＞80% 肥沃 50%－80% 中等 ＜50% 较低
环境化学第四章土壤环境化学
环境化学第四章土壤环境化学第四章土壤环境化学1、土壤圈：处于岩石圈最外面的一层疏松的部分，具有支持植物和微生物生长繁殖的能力。
是联系有机界和无机界的中心环节，还具有同化和代谢外界进入土壤的物质的能力。
主要元素O、Si、Al、Fe、C、Ca、K、Na、Mg、Ti、N、S、P等。
2、土壤是由固体、液体和气体三相共同组成的多相体系。
其本质属性是具有肥力土壤固相包括土壤矿物质和土壤有机质。
土壤矿物质：是岩石经过物理和化学风化的产物，由原生矿物和次生矿物构成。
土壤有机质：土壤中含碳有机物的总称，是土壤形成的标志，土壤肥力的表现。
土壤水分：来自大气降水和灌溉土壤中的空气：成分与大气相似，不连续，二氧化碳比氧气多。
3、土壤具有缓和其酸碱度发生激烈变化的能力，它可以保持土壤反应的相对稳定，称为土壤的缓冲性能。
4、土壤中存在着由土壤动物、土壤微生物和细菌组成的生物群体。
5、典型土壤随深度呈现不同层次，分别为覆盖层、淋溶层、淀积层和母质层。
6、土壤的显著特点是具有：隐蔽性、潜在性和不可逆性。
7、岩石化学风化分为氧化、水解和酸性水解三个过程。
8、什么是土壤的活性酸度与潜性酸度？根据土壤中H+的存在方式，土壤酸度可分为活性酸度与潜性酸度两大类。
（1）活性酸度：土壤的活性酸度是土壤溶液中氢离子浓度的直接反映，又称有效酸度，通常用pH表示。
（2）潜性酸度：土壤潜性酸度的来源是土壤胶体吸附的可代换性H+和Al3+。
当这些离子处于吸附状态时，是不显酸性的，但当它们经离子交换作用进入土壤溶液后，即可增加土壤溶液的H+浓度，使土壤pH值降低。
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：代换性酸度：用过量的中性盐（KCl、NaCl等) 淋洗土壤，溶液中金属离子与土壤中H+、Al3+离子交换。
用强碱弱酸盐淋洗土壤，溶液中金属离子可将土壤胶体吸附的H+、Al3+离子代换出来，同时生成弱酸，此时测定该弱酸的酸度称水解性酸度。
稻田土壤中砷的迁移转化过程
稻田土壤中砷的迁移转化过程一、稻田土壤中砷的迁移转化过程的相关因素稻田土壤里砷的迁移转化可复杂啦。
你想啊，土壤里有各种各样的成分，就像一个小社会似的。
土壤的酸碱度对砷的迁移转化就有着不小的影响。
如果土壤偏酸性，那砷可能就比较活跃，容易跑来跑去的；要是土壤偏碱性呢，砷可能就相对老实一点。
还有土壤里的微生物，那些小到我们肉眼都看不见的小家伙们，它们也在砷的迁移转化过程中扮演着重要角色。
有些微生物可能会把砷给抓住，改变它的形态，然后让它在土壤里换个地方待着。
另外呢，水分也是个关键因素。
稻田里老是有水，水就像一辆小卡车一样，可能会带着砷到处溜达。
如果水多了，砷可能就随着水流到别的地方去了；要是水少了，砷可能就被困在某个小角落里。
二、稻田土壤中砷的迁移转化的过程阶段1. 初始阶段刚开始的时候，砷可能是以某种固定的形态存在于土壤里的。
比如说，它可能和土壤里的某些矿物质紧紧抱在一起，就像一对分不开的好朋友。
这个时候，它在土壤里是相对稳定的，不太会到处乱动。
2. 活跃阶段随着各种因素的影响，像前面提到的酸碱度变化、微生物捣乱或者水分的流动。
砷就开始变得活跃起来啦。
它可能会从和矿物质的怀抱里挣脱出来，然后开始在土壤的孔隙里穿梭。
这个时候，它就像是一个调皮的小孩，开始探索土壤这个大乐园了。
3. 再分配阶段当砷在土壤里活跃了一阵子之后，它就会开始重新找地方安家。
可能会跑到土壤的更深层去，也可能会随着水流到稻田的其他地方。
这个过程就像是一场大迁徙，砷在土壤里重新分配着自己的位置。
三、稻田土壤中砷的迁移转化的影响这砷在土壤里的迁移转化可不是小事，它对稻田里的作物有着很大的影响。
如果砷迁移到了作物的根部附近，而且浓度还比较高的话，那作物就可能会把砷吸收进去。
这就像一个人吃了不该吃的东西一样，作物就会生病，可能长不好，甚至会死掉。
而且啊，要是稻田里的砷含量太高，还会对周围的环境有影响呢。
比如说，可能会随着雨水的冲刷流到旁边的小溪或者池塘里，那里面的小鱼小虾可就遭殃了，整个生态环境都会被破坏。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
淀积作用(illuviation)：土壤形成中的淀积作用，系指土壤中物质的
移动并在土壤某部位相对集聚的过程。淀积过程形成的土层，称淀积 层(B)，也是土壤中普遍存在的基本过程。在土壤剖面中，淀积层一 般位于淋溶层之下。根据淀积物质的差异，可以将土壤淀积作用细分 为：碳酸盐与石膏的淀积、黏粒淀积、腐殖质淀积、灰化淀积和碱化 淀积；因土壤氧化还原条件的变化，铁锰氧化物因氧化还原作用可随 水向下、向上或侧向移动和淀积；可溶盐类则随土壤毛管水向土壤表 层聚积。
影响因素:供水的速度和数量、土壤对水分的吸收能力
1、土壤水的渗吸过程
2 、 土 壤 中 液 态 水 的 运 动
3、土壤中气态水的运动
气态水的运动形式：
扩散作用-主要形式 蒸发作用
3.1 扩散作用
3.2 土壤水分蒸发作用
二、土壤物质（溶质）的机械运移过程
土壤物质(溶质)的来源：母质风化、人类各种活动
CaCO3= Ca2+ +CO32-
第二节 机械运移过程
一、土壤中水分的运动特征 二、溶质的运移 1.对流 2.扩散 3.机械弥散 4.水动力弥散
一、土壤中水分的运动
包括：渗吸过程→土壤内部运动 土壤水的渗吸过程 渗吸过程：水分从土壤表面进入土壤的过程。 渗吸速率：是变化的，从快倒慢，最后趋于稳定。
1. 离子交换吸附个概念： 在土壤胶体双电层的扩散层中， 补偿离子可以和介质溶液中相同电荷的离子以离子价为 依据进行等价交换，称为离子交换(或代换)。
2. 离子交换类型：根据离子类型可分为：阳离子交换吸附作用和 阴离子交换吸附作用。
3. 土壤胶体的阳离子交换吸附的原则：
①土壤胶体阳离子交换吸附过程以离子价为依据进行等价交换； Na-胶体一Na+ + Ca2+ = 胶体-Ca2+ + Na+
脱盐化作用：即盐化土(盐土)中的可溶性盐类被大气降水或灌溉水溶解，随土
壤下渗水流从土体中淋失的过程。
碱化过程和脱碱化过程：
碱化过程：是指由于土壤中强碱弱酸盐碳酸钠或者碳酸氢钠相对 富集，导致土壤溶液中的Na+进入土壤胶体交换出一定量钙 离子、镁离子和铵离子等的过程。使土壤呈强碱性反应，并 形成了土壤物理性质很差的碱化层(Btn)。碱化过程往往与 脱盐化过程相伴发生。 脱碱化则：是土壤胶体吸附的交换性Na+被其他阳离子(Ca2+、H+) 所交换，致使土壤非碱化的作用。
盐化过程图解
盐成土景观图
3. 土壤水分状况有关的成土过程
潜育化过程
潴育化过程
水文条件
白浆化过程
3. 土壤水分状况有关的成土过程
潜育化过程：土壤形成中的潜育化过程，即指土体在水分饱和、强烈
5. 壤盐基饱和度
土壤胶体微粒表面上的交换性阳离子有两类：一类是酸性阳离子，包括H+和 A13+；一类是盐基离子，主要包括Ca2+、Mg2+、NH4+、K+、Na+等。
土壤盐基饱和度：在土壤全部交换性阳离子总量中盐基离子所占的百分数 称为土壤盐基饱和度(简称BSP)。（ BSP=交换性盐基离子总量／阳离 子交换量） 当土壤胶体微粒表面吸附的阳离子全部为盐基离子时，该土壤称为盐 基饱和土壤；当土壤胶体微粒表面吸附的阳离子中有一部分为致酸离子时，
它是与钙化相反的过程，多发生于淋溶作用较 强、气候相对湿润或者气候变化趋于湿润的地 区。
钙化过程图解
盐化过程和脱盐化过程：
盐化过程：是指土体中易溶性盐类随毛管上升水向表层移动与聚积的过程。除
滨海地区外，盐化过程多发生于干旱或半干旱地区。地下水和成土母质中的
溶性盐类，在干旱条件下，使盐分向土体表层集聚，形成盐化层。
结果：在土体中、下层形成一个碳酸钙和碳酸镁相对富集的钙积层
(Bk)。星散状、结核、钙版
发生条件：在干旱或者极端干旱地区，因缺乏淋溶过程难以使土壤剖面中
的碳酸钙向下层淋移富集，故钙化过程较弱；而在湿润气候条件下，
则因强烈的淋溶过程使得碳酸钙难以在土壤剖面中、下层淀积，故也 无钙化过程。
脱钙过程：指碳酸钙从土层中被溶解淋失的过程。
则这种土壤称为盐基不饱和土壤。
土壤阳离子交换量CEC和盐基饱和度BSP是土壤的重要物理化学性状指标和土 壤分类的诊断特性，成土环境、土壤发育程度和成土母质是其重要的影响因素。 实例： 温带半湿润地区的土壤表层CEC可达0.35 mol／kg以上，且BSP>90％； 热带湿润区土壤表层CEC多数不足0．25 mol／kg，且BSP<30％； 温带荒漠区土壤表层CEC多数不足0.10 mol／kg，且8SP高达100％。
土壤胶体的絮凝：由于土壤环境条件和理化性质的变化，土壤中的部分胶体会 发生絮凝而沉淀。
发生条件是：
①胶体微粒的电动电位降低、离子水化程度下降； ②土壤由于过量蒸散使得土壤中盐分浓度上升，特别是Fe3+、Al3+、Ca2+、 Mg2+等盐基离子浓度的增加。 土壤胶体絮凝过程：可逆和不可逆
二、溶解/沉淀作用
体上部，从而在表土层形成了一个灰白色淋溶层次，称为灰化层
(A2或E层)。 结果：在土壤剖面下部则形成了一褐色或红褐色灰化与淀积层。
发生条件：
P代表年均降水量；PE代表年均陆面蒸发量 灰化过程图解
灰化层
（2）黏化过程：
过程：土壤形成中的黏化过程，是指土体中黏土矿物、次生层状硅
酸盐的生成和聚积过程。尤其指在温带和暖温带的生物气候条
碱化过程
富铁铝化过程
盐化过程
矿物质
钙化过程
黏化过程
灰化过程
（1）灰化过程：
过程：土壤形成中的灰化过程，是指在土体表层Si02的残留、R2O3及 腐殖质淋溶与淀积的过程。主要发生在寒冷湿润、郁闭的针叶林 植被下，由于土壤有机酸(主要是富里酸)溶液的下渗过程，使上 部土体的碱金属和碱土金属淋失，土壤矿物中的硅铝铁发生分离， 铁铝胶体遭到淋失，并淀积于土体下部，而二氧化硅则残留在土
6. 土壤胶体的分散与凝聚
土壤胶体的分散：在自然土壤介质中，土壤胶体微粒之间相互排斥、并呈现布 朗运动的状态称为胶溶状态。土壤胶体微粒从聚积絮凝状态转化为胶溶状
态的过程称为胶溶作用。
土壤胶体呈胶溶状态的主要条件： ①胶体微粒的电动电位车增大，使得胶体微粒相互排斥，同时胶体微粒水化 阻碍相互絮凝； ②可溶性盐分浓度降低至絮凝阈值以下； ③介质中 Na+ 、 NH4+ 的比例相对增多以取代起絮凝作用的 Fe3+ 、 Al3+ 、 Ca2+ 、 Mg2+等； ④土壤碱性增强。
② 阳离子交换受到阳离子交换能力的制约。 一般来说，阳离子所带电荷数愈多，其交换能力愈强； 同价阳离子中，离子半径愈大，水化离子半径就愈小，其交换能力就 愈强。 常见阳离子交换能力顺序： Fe3+>Al3+>H+>Ba2+>Sr+2+>Ca2+>Mg2+>Cs+>Rb+>NH4+>K+>Na+>Li+。
4、与土壤退化有关的成土过程
1. 土壤有机质形成、分解和迁移
腐 殖 质 过 程 (humification) ： 土 壤形成中的腐殖质化过程是指各 种动植物残体在微生物作用下， 通过一系列的生物化学和化学作 用变为腐殖质，并且这些腐殖质 能够在土体表层积累的过程。
泥 炭 化 过 程 (peat formation) ： 土壤形成中的泥炭化过程，即指 有机质以不同分解程度的植物残 体形式在土壤上层不断累积的过 程。
呈中性或碱性环境，盐基离子和硅酸随风化液大量淋失，而铝、铁(锰)
等元素却在碱性风化液中发生沉积，滞留于原来的土层中。 结果：结果造成铝、铁(锰)氧化物在土体中残留或富集，而使土体呈鲜 红色。由富铁铝化过程形成的土层称铁铝层(Bs)。 发生条件：
铁铝土剖面
（4）钙化过程
过程：指碳酸盐(CaC03、MgC03)在土体中淋溶、淀积的过程。在半干旱气 候或者半湿润季风气候条件下，土壤剖面上部遭受季节性淋溶作用， 矿物风化过程中释放出的易溶盐类大部分被淋失，而硅铁铝等氧化物 基本上不发生移动，相对活跃的元素钙(镁)的碳酸盐在土体中发生淋 溶、淀积。
土壤有 机质
矿质化过程 (mineralization)： 土壤形成中有机物的矿质化过程，是指在微生物作用 下，有机态物质中所含有的碳、氮、磷、硫等元素被分解、氧化、转变为无机态物质 的过程。
腐殖质过程(humification)：土壤形成中的腐殖质化过程是指各种动植物残体在微生物
作用下，通过一系列的生物化学和化学作用变为腐殖质，并且这些腐殖质能够在土体表 层积累的过程。它包括两个过程，一是动植物和微生物细胞内部的各种高分子和低分子 成分，以及它们代谢产物的分解过程；二是土壤微生物利用上述代谢产物合成腐殖质的 过程，腐殖质化的结果，使土体发生分化并在土体上部形成了暗色腐殖质层(即A层)
第四章 土壤物质的迁移转化（14-16）
第一节 化学运移 第二节 机械运移
第三节 土壤物质运移特征
第四节 土壤中典型污染物的迁移转化
混合置换
砂土中混合置换的特征（实验室）
黏壤土混合置换的特征（实验室）
有化学反应或吸附交换情况下土中混合置换（实验室）
第一节 化学运移
一、离子吸附与交换作用
阳离子吸附-交换作用的概念 阳离子吸附-交换的机理 阳离子吸附-交换的的影响因素 衡量阳离子的参数
③ 是一种动态平衡，可逆过程 土壤阳离子交换量：土壤阳离子交换量（简称CEC)是指土壤胶体所能吸 附各种阳离子的总量。单位mol／kg。