土壤化学性质及环境意义

百度文库16
交换性钠的水解 （碱土特征）
当土壤胶体的交换性Na+积累到一定数量，土壤溶液盐浓度 较低时，Na+离解进入溶液，水解产生NaOH，并进一步形成碳 酸盐Na2CO3、NaHCO3。
碱土形成条件：
足够数量钠离子与钙、镁离子产生交换
Ca2+
Soil colloid Mg2+ + 4Na+
2Na+
Soil colloid 2Na+ + Ca2+ + Mg2+
交换性钠解吸并水解产生NaOH
Soil colloid xNa+ + yH2O + CO2
Soil colloid
(x-y)Na+ yH+
+
yNaOH
2NaOH + H2CO3
Na2CO3 + 2H2O
NaOH + CO2
NaHCO3
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放置 0.5 h
52-58%
放置 6h
72-98%
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土壤酸的类型
土壤活性酸
与土壤固相处于平衡状态的土壤溶液中的H+所反映出来的酸度。
土壤潜性酸 吸附在土壤胶体表面的交换性致酸离子（H+和Al3+)所反
映出来的酸度。交换性H+和Al3+只有转移到溶液中，转变成溶液
中的氢离子，才会显示酸性。通过滴定确定其大小。
其它无机酸
生理酸性肥料(KCl、NH4Cl等)施用等
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土壤中铝的活化
土壤胶体上交换性H+的饱和度达到一定限度，就会破
坏硅酸盐粘粒晶体结构，水铝片（八面体片）中Al就脱离晶 格束缚，转化为活性Al3+，进而取代交换性H而成为交换性 Al3+。交换性Al3+水解就产生H+:
H
Soil clay H + Al3+
H2CO3

H

HCO
3

2
H


CO32
有机酸的解离
R COOHH R COO
酸雨 我国每年排放SO2约1.7×106～7吨
大气酸沉降
干沉降：通过气体扩散，固体物降落到地面
（pH<5.6的酸性大气化 学物质：SO2、NOx等） 湿沉降：降水携带大气酸性物质到达地面
类 酸 水 现出用酸弱性酸，强这碱种盐酸溶称液为
解 潜性做酸浸提剂与土壤作 型 酸 用后所测得的酸度
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几种土壤的交换酸与水解量(c mol(H+) kg-1）
土壤 黄壤 黄壤 黄棕壤 黄棕壤 红壤
地方 广西 四川 安徽 湖北 广西
交换酸 3.62 2.06 0.20 0.01 1.48
水解酸 6.81 2.94 1.97 0.44 9.14
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酸性土的成因
1、气候因素 2、生物因素
生命活动 生物残体的分解 专一性微生物的存在 3、人为因素 4、酸雨
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二、土壤碱性的形成
土 碳酸钙的水解 壤 碱 碳酸钠的水解 性 的 产 交换性钠的水解 生
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二、土壤碱性的形成
形成机理
土壤中碱性物质的水解反应。
土壤中碱性物质主要是Ca、Mg、Na、K的碳酸盐及 重碳酸盐，以及胶体表面的交换性Na+。
碳酸钙水解（CaCO3—CO2—H2O体系）
CaCO3 + H2O
Ca2+ + HCO3 - + OH-
CO2 + H2O
HCO3- + H+
石灰性土壤的pH主要受土壤空气中CO2分压控制。
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碳酸钠水解 （盐土特征）
Na2CO3+H2O
碳酸钠的来源：
2Na++HCO3 - +OH-
土壤呈强碱性反应
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根据我国土壤反应的实际差异情况及其 与肥力的关系，可把土壤反应分为下列7级：
土壤酸碱性分级
强酸性 酸性 微酸性 中性 微碱性 碱性 强碱性
pH值＜ pH值 pH值 pH 值 pH 值 pH 值 pH值
Soil clay Al + 3H+
H
H
Soil clay Al + 3H2O
Al(OH)3 + Soil clay H
H+
H
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铝离子的作用
表面H+ 超过一 定限度
H+
胶体 结构 破坏
水解
聚合
八面 体解 体
交换 性 Al3+
活 性 Al3+
被胶 体吸 附
新制备氢质粘土交换性Al3+占交换酸比例(%)
盐蒿含2.14%，芦苇含0.49%。
母质
1. 碱性物质的基本来源。基性岩、超基性岩富含碱性物质，含盐基物 质多，形成的土壤为碱性。
2.沿海的滩涂淤泥 3. 中性的硫酸盐母质：Na2SO4转化为Na2S
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影响土壤碱化的因素 地形因素 高中洼和洼中高地形 盐随水来，盐随水去，水去气散，气散盐存 施肥和灌溉 施用碱性肥料或用碱性水灌溉会使土壤碱化。
影响土壤碱化的因素
气候因素
碱性土分布在干旱、半干旱地区。干旱、半干旱条件下，蒸发量 大于降雨量，土壤中的盐基物质，随着蒸发而表聚，使土壤碱化。
生物因素
Na、K 、Ca、Mg等盐基生物积累。一些植物适应在干旱条件下生 长，有富集碱性物质的作用。如:海蓬子含Na2CO3 3.75%，碱蒿含2.76%，
体上吸附的盐基离子被溶液中活性H＋交换进入土壤溶液，
然后遭雨水淋失，土壤胶体上的交换性H＋不断增加，土壤
盐基饱和度下降、氢饱和度增加，并出现交换性铝，这样
使得土壤酸化，形成酸性土壤。
M
Soil colloid + 2H+
H
Soil colloid
+ 2M+
M
H
6
土壤中H+的来源
水的解离
HOH H OH 碳酸解离
土壤矿物质中钠的碳酸化
矿物中Na
NaHCO3
风化产物硅酸钠与碳酸作用(析出SiO2)
Na2CO3
Na2SIO3 + H2CO3
Na2CO3 + SiO2 + H2O
盐渍土水溶性钠盐与碳酸钙共存时，形成碳酸钠
CaCO3+2NaCl CaCO3+Na2SO4
CaCl2+Na2CO3 CaSO4+Na2CO3
土壤活性酸和潜性酸属于一个体系中的两种酸，始终处于 动态平衡。土壤潜性酸是活性酸的主要来源和后备。
活性酸 吸附 潜性酸
解吸
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1.2 土壤酸度的类型
土
活性酸
土壤溶液中的H+ 直接表现出的酸
壤
度，用pH表示
酸 度
潜 性
交 换 酸 吸 换 交附 性 换用 （ 壤在 致 到1过 所土 酸 溶M量 测壤 离 液K中 得C胶 子 中性 的l）体 ， 后盐 酸浸上 只 才溶度提会的有液土表交被
第四章 土壤化学性质 及其环境意义
1
• 第一节 土壤酸碱性 • 第二节 土壤氧化还原性 • 第三节 土壤胶体
2
第一节 土壤酸碱性
3
酸性土壤上的茶园
4
土壤酸碱性
盐基饱和度
淋溶过程
复盐基化过程
母质
生物
气候
人为活动
······ 5
一、土壤酸性的形成
土壤酸化过程
土壤酸化过程始于土壤溶液中的活性H+离子。土壤胶