土壤中主要污染物及其迁移转化ppt课件
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铜、砷在土壤中的迁移转化ppt课件
Cu：迁移能力较差。增加外源Cu浓度，发现土壤对
铜的蓄积有最大值。
As：迁移能力较强。150cm处浓度仍高于本底值，
也有蓄积的最大值。
8
环境化学报告
+
2+
- --
-
胶核
--
-
2+ Cu
+
H
+
决定电位 离子层
非选择性吸附
+H+ -H+
OH2+
HAsO42
OH
H 2 AsO4
O-
选择性吸附
9
影响因素分析
Cu、As在土壤中迁移转 化的研究进展
State-of-the-Art of the Migration and Transformation of Copper and Arsenic in the contaminated soil
刘1 梁
1.重金属的迁移趋势及影响因素 2.土壤中重金属的形态转化
中以某种离子或分子存在的实际形式。
目前重金属形态转化的研究集中于价态、结合 态的转变
12
环境化学报告
重金属结合态
化
可交换态
学
活
碳酸盐结合态
性
逐
铁锰氧化物结合态
渐
降
有机结合态
低
残渣态
13
生 理 毒 性 逐 渐 降 低
环境化学报告
14
环境化学报告
15
环境化学报告
参考文献
1.杨居荣, 车宇瑚, 刘坚. 重金属在土壤-植物系统的迁移累 积特征及其与土壤环境条件的关系[J]. 生态学报, 1985, 5(4):307-314
铜的蓄积有最大值。
As：迁移能力较强。150cm处浓度仍高于本底值，
也有蓄积的最大值。
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环境化学报告
+
2+
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胶核
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2+ Cu
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H
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决定电位 离子层
非选择性吸附
+H+ -H+
OH2+
HAsO42
OH
H 2 AsO4
O-
选择性吸附
9
影响因素分析
Cu、As在土壤中迁移转 化的研究进展
State-of-the-Art of the Migration and Transformation of Copper and Arsenic in the contaminated soil
刘1 梁
1.重金属的迁移趋势及影响因素 2.土壤中重金属的形态转化
中以某种离子或分子存在的实际形式。
目前重金属形态转化的研究集中于价态、结合 态的转变
12
环境化学报告
重金属结合态
化
可交换态
学
活
碳酸盐结合态
性
逐
铁锰氧化物结合态
渐
降
有机结合态
低
残渣态
13
生 理 毒 性 逐 渐 降 低
环境化学报告
14
环境化学报告
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环境化学报告
参考文献
1.杨居荣, 车宇瑚, 刘坚. 重金属在土壤-植物系统的迁移累 积特征及其与土壤环境条件的关系[J]. 生态学报, 1985, 5(4):307-314
环境保护概论第7章土壤污染及其防治ppt课件
第二节 土壤环境污染
一、土壤污染
1. 概念：人类活动产生的污染物进入土壤并 积累到一定程度，引起土壤质量恶化的现 象。
2. 土壤污染的特点 ① 土壤污染物主要通过农作物和食品间接进入
人体 ② 土壤污染的判定比较复杂 ③ 土壤污染造成的危害不易及时发觉
第二节 土壤环境污染
二、土壤净化
1. 概念：分解、转移、转化，使土壤 污染物的浓度降低而消失的过程。
1939年，瑞士科学家Paul Müller发明了DDT
第四节 化学农药对土壤的污染
除虫菊
第四节 化学农药对土壤的污染
鱼藤
第四节 化学农药对土壤的污染
3. 有机合合成了一种有机 氯化合物——二氯二苯基三氯乙烷。
2 Cl 蔡德勒
Cl
+ Cl3CCH(OH)2
• 原因: • 危害： • 防治
☺ 水土保持
Diversion ditch effective for draining steep slopes
Forest terrace suitable for reforestation in degraded mountain zones
Algerian terrace
☺ 水土保持
•等 高 种 植
☺ 水土保持
•沿 等 高 线 营 造 防 护 林
☺ 水土保持
•陡 坡 地 退 耕 还 林
☺ 水土保持
•沿 沟 建 淤 地 坝
☺ 水土保持
•修 水 窖 雨 季 蓄 水
☺ 水土保持
•工 程 措 施 与 生 物 措 施 结 合
☺ 水土保持
•修 建 梯 田
☺ 水土保持
2. 净化作用的原因 ① 微生物和土壤动物的分解转化； ② 有机无机胶体吸附、解吸、代换，
土壤污染_PPT.ppt
二、土壤污染的常见形式
土壤退化
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，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。
二、土壤污染的常见形式
二、土壤污染的常见形式
土壤盐碱化
是指土壤底层或地下水的盐分随毛管水 上升到地表，水分蒸发后，使盐分积累在 表层土壤中的过程。是指易溶性盐分在土 壤表层积累的现象或过程，
二、土壤污染的常见形式
• 我国盐碱化土地达9913万公顷，其中现代 化盐渍化土壤3693万公顷，潜在盐渍化土 壤1733万公顷。在现有耕地中，次生盐渍 化面积达 933万公顷。由于不适当灌溉等原 因，有的地区次生盐渍化面积还在扩大。
对土壤污染的治理，首先要减少农药使用。同时还要 采取防治措施，如针对土壤污染物的种类，种植有较强吸 收力的植物，降低有毒物质的含量（例如羊齿类铁角蕨属 的植物能吸收土壤中的重金属）；或通过生物降解净化土 壤（例如蚯蚓能降解农药、重金属等）；或施加抑制剂改 变污染物质在土壤中的迁移转化方向，减少作物的吸收 （例如施用石灰），提高土壤的pH，促使镉、汞、铜、 锌等形成氢氧化物沉淀。此外，还可以通过增施有机肥、 改变耕作制度、换土、深翻等手段，治理土壤污染。
• 主要表现在水田潜育化、土壤酸化和养分 亏缺。我国南方地区水田潜育化面积有433 万公顷。据1982年2400个监测点的雨水分 析， 酸雨频率占 44.5%,酸雨遍及我国22 个省(市)，受害耕地面积达287万公顷。全 国缺钾土壤面积占耕地面积，由1949年的 39%上升到1983年的46%；缺磷土壤占耕 地面积，由1957年的27%上升到1983年的 70%。
第13讲 重金属在土壤环境中的迁移转化PPT课件
– 能大量富集几乎所有的重金属，并通过食物链 进入人体，参与生物体内的代谢过程。
8
微生物对重金属的迁移转化的影响
• 某些微生物，如硫酸盐还原菌以及某些藻 类，能够产生多糖、脂多糖、糖蛋白等胞 外聚合物，其大量的阴离子基团，可与重 金属离子结合；
• 某些微生物产生的代谢产物，如柠檬酸、 草酸等是有效的重金属配位、螫合剂。
第三节 土壤中农药的迁移
1
第二节 重金属在土壤—植物体系中 的迁移及其机制
• 土壤含有一定量的重金属元素（Cu、Zn、 Mo、Fe、Mn等） ，其中很多是作物生长 所需要的微量营养元素（酶催重金属元素积累的浓度超过了作物 需要和可忍受程度，表现出受毒害的症状
4
1)土壤胶体对重金属的吸附作用
• 同一类型的土壤胶体对阳离子的吸附
– 阳离子的价态越高，越易被土壤胶体所吸附; – 具有相同价态的阳离子，离子半径越大，越易
被土壤胶体所吸附。
• 土壤中胶体性质对重金属的吸附影响
– 如对Cu2+的吸附顺序为： 氧化锰>有机质>氧化铁>伊利石>蒙脱石>高岭石
• pH值上升，金属离子的吸附量增加。
• 汞在植物各部分的分布：根>茎、叶>籽粒。
14
5) 铅(Pb)
• 土壤中铅主要以Pb(OH)2 、PbCO3和 P铅b含SO量4极固低体;形式存在，土壤溶液中可溶性
• Pb2+可置换黏土矿物上吸附的Ca2+，在土 壤中很少移动。
3
一、土壤-植物系统中重金属的迁移转化
1. 重金属在土壤中的迁移转化 1) 土壤胶体对重金属的吸附作用 2) 土壤中重金属的配合作用 3) 土壤中重金属的沉淀和溶解作用 4) 土壤中重金属的生物转化
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微生物对重金属的迁移转化的影响
• 某些微生物，如硫酸盐还原菌以及某些藻 类，能够产生多糖、脂多糖、糖蛋白等胞 外聚合物，其大量的阴离子基团，可与重 金属离子结合；
• 某些微生物产生的代谢产物，如柠檬酸、 草酸等是有效的重金属配位、螫合剂。
第三节 土壤中农药的迁移
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第二节 重金属在土壤—植物体系中 的迁移及其机制
• 土壤含有一定量的重金属元素（Cu、Zn、 Mo、Fe、Mn等） ，其中很多是作物生长 所需要的微量营养元素（酶催重金属元素积累的浓度超过了作物 需要和可忍受程度，表现出受毒害的症状
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1)土壤胶体对重金属的吸附作用
• 同一类型的土壤胶体对阳离子的吸附
– 阳离子的价态越高，越易被土壤胶体所吸附; – 具有相同价态的阳离子，离子半径越大，越易
被土壤胶体所吸附。
• 土壤中胶体性质对重金属的吸附影响
– 如对Cu2+的吸附顺序为： 氧化锰>有机质>氧化铁>伊利石>蒙脱石>高岭石
• pH值上升，金属离子的吸附量增加。
• 汞在植物各部分的分布：根>茎、叶>籽粒。
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5) 铅(Pb)
• 土壤中铅主要以Pb(OH)2 、PbCO3和 P铅b含SO量4极固低体;形式存在，土壤溶液中可溶性
• Pb2+可置换黏土矿物上吸附的Ca2+，在土 壤中很少移动。
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一、土壤-植物系统中重金属的迁移转化
1. 重金属在土壤中的迁移转化 1) 土壤胶体对重金属的吸附作用 2) 土壤中重金属的配合作用 3) 土壤中重金属的沉淀和溶解作用 4) 土壤中重金属的生物转化
土壤中主要污染物及其迁移转化
污染问题。
实施生态修复工 程：采用生物、 物理、化学等方 法，对已经污染 的土壤进行修复
和治理。
物理修复技术：通过物理手段将污染物从土壤中分离出来，如挖掘、焚烧等
化学修复技术：利用化学反应将污染物转化为无害物质或降低其毒性，如氧化还原反应、沉淀 法等
生物修复技术：利用微生物、植物等生物体的代谢作用将污染物降解为无害物质，如堆肥法、 生物滤池等
影响因素：土壤 质地、颗粒大小、 孔隙率、水分含 量、风速等。
过程：污染物在 土壤中可以沿着 孔隙、水流等路 径发生迁移，最 终进入地下水、 地表水或其他环 境介质中。
实例：重金属离 子可以通过水流 迁移到地下水或 地表水中，有机 物可以通过挥发 进入大气中。
定义：污染物 通过化学反应 在土壤中的迁
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01.
02.
03.
04.
05.
06.
土壤污染是指人类活动产生的有害物质进入土壤，导致土壤质量下降，对生态环境和人体健 康造成危害的现象。
土壤污染的主要来源包括工业生产、农业活动、交通运输、城市建设等。
土壤污染的危害包括破坏土壤生态平衡、影响农作物生长和品质、危害人体健康等。
移过程
影响因素：土 壤性质、气候 条件、微生物
活动等
迁移方式：溶 解、沉淀、氧
化还原等
对土壤和环境 的影响：改变 土壤性质，影 响植物生长， 污染地下水等
生物迁移的定义：污染物通过生物体的吸收、消化、排泄等过程，从土壤中被转移到其他环境介质中的现象。 生物迁移的途径：通过植物根系吸收、昆虫摄食、微生物降解等途径，将污染物从土壤中转移到其他环境介质中。
生物迁移的影响：生物迁移可能导致污染物在食物链中的富集和放大，对人类和生态环境造成潜在危害。 生物迁移的防治措施：通过控制污染源、加强环境监测和治理等措施，降低生物迁移的风险。
实施生态修复工 程：采用生物、 物理、化学等方 法，对已经污染 的土壤进行修复
和治理。
物理修复技术：通过物理手段将污染物从土壤中分离出来，如挖掘、焚烧等
化学修复技术：利用化学反应将污染物转化为无害物质或降低其毒性，如氧化还原反应、沉淀 法等
生物修复技术：利用微生物、植物等生物体的代谢作用将污染物降解为无害物质，如堆肥法、 生物滤池等
影响因素：土壤 质地、颗粒大小、 孔隙率、水分含 量、风速等。
过程：污染物在 土壤中可以沿着 孔隙、水流等路 径发生迁移，最 终进入地下水、 地表水或其他环 境介质中。
实例：重金属离 子可以通过水流 迁移到地下水或 地表水中，有机 物可以通过挥发 进入大气中。
定义：污染物 通过化学反应 在土壤中的迁
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01.
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土壤污染是指人类活动产生的有害物质进入土壤，导致土壤质量下降，对生态环境和人体健 康造成危害的现象。
土壤污染的主要来源包括工业生产、农业活动、交通运输、城市建设等。
土壤污染的危害包括破坏土壤生态平衡、影响农作物生长和品质、危害人体健康等。
移过程
影响因素：土 壤性质、气候 条件、微生物
活动等
迁移方式：溶 解、沉淀、氧
化还原等
对土壤和环境 的影响：改变 土壤性质，影 响植物生长， 污染地下水等
生物迁移的定义：污染物通过生物体的吸收、消化、排泄等过程，从土壤中被转移到其他环境介质中的现象。 生物迁移的途径：通过植物根系吸收、昆虫摄食、微生物降解等途径，将污染物从土壤中转移到其他环境介质中。
生物迁移的影响：生物迁移可能导致污染物在食物链中的富集和放大，对人类和生态环境造成潜在危害。 生物迁移的防治措施：通过控制污染源、加强环境监测和治理等措施，降低生物迁移的风险。
土壤污染及其防治ppt课件
作为背景值。 生物指标
植物、微生物及人体受到危害程度等均可作为度量 污染的生物指标
2、土壤污染的类型
水质污染型 大气污染型 固体废物污染型 农业污染型 综合污染型
水质污染型
污染源主要是工业废水、城市生活污水和受污染的 地面水体。 我国污水灌溉农田面积330余万hm2,占全国总灌 溉农田面积的7.3％，主要分布在我国北方水资源严 重短缺的海、辽、黄、淮四大流域，约占全国污水 灌溉面积的85％，大部分集中分布在相应大中城市 的近郊区或工矿区。
其他工业化学品
土壤污染物的主要发生途径
大气污染型 水污染型 固体废弃物污染型 农业污染型
二、土壤的自净能力
1、土壤自净概念 是指土壤对进入土壤中的污染物通过复杂多样的物理过程、
化学及生物化学过程，使其浓度降低、毒性减轻或者消失的 性能。 2、土壤自净的类型： ①物理自净； ②化学自净； ③物理化学自净； ④生物自净。 故土壤具有容纳消化污染物的性能，即土壤环境容量。
铀，农药） 森林和木材工业 化石燃料燃烧
采矿
土法冶炼
废渣
有机污染物
石油烃污染物 有毒痕量有机污染物（持久性有机污染物
（POPs））
多环芳烃（PAHs）、多杂环烃（PHHs）、多氯联苯 （PCBs）、多氯二本二恶英（PCDDs）、多氯二苯呋喃
（PCDFs）以及农药残体及其代谢产物。
饮水型病区、生活燃煤污染型、饮食型病区
• 影响地方性氟病流行的主要因素
摄氟量、营养状况、饮用水水质、地理气候条件、 敏感 人群
发病机制
• 破坏钙、磷的正常代谢 / 氟对骨骼的影响 ： 过量氟与钙结合，沉积于骨组织中
• 氟对牙齿的影响：过量氟沉积于牙组织中， 使牙釉质不能形成正常的棱晶结构，而形 成不规则的球状结构，产生斑点，色素沉 着，脱落。
植物、微生物及人体受到危害程度等均可作为度量 污染的生物指标
2、土壤污染的类型
水质污染型 大气污染型 固体废物污染型 农业污染型 综合污染型
水质污染型
污染源主要是工业废水、城市生活污水和受污染的 地面水体。 我国污水灌溉农田面积330余万hm2,占全国总灌 溉农田面积的7.3％，主要分布在我国北方水资源严 重短缺的海、辽、黄、淮四大流域，约占全国污水 灌溉面积的85％，大部分集中分布在相应大中城市 的近郊区或工矿区。
其他工业化学品
土壤污染物的主要发生途径
大气污染型 水污染型 固体废弃物污染型 农业污染型
二、土壤的自净能力
1、土壤自净概念 是指土壤对进入土壤中的污染物通过复杂多样的物理过程、
化学及生物化学过程，使其浓度降低、毒性减轻或者消失的 性能。 2、土壤自净的类型： ①物理自净； ②化学自净； ③物理化学自净； ④生物自净。 故土壤具有容纳消化污染物的性能，即土壤环境容量。
铀，农药） 森林和木材工业 化石燃料燃烧
采矿
土法冶炼
废渣
有机污染物
石油烃污染物 有毒痕量有机污染物（持久性有机污染物
（POPs））
多环芳烃（PAHs）、多杂环烃（PHHs）、多氯联苯 （PCBs）、多氯二本二恶英（PCDDs）、多氯二苯呋喃
（PCDFs）以及农药残体及其代谢产物。
饮水型病区、生活燃煤污染型、饮食型病区
• 影响地方性氟病流行的主要因素
摄氟量、营养状况、饮用水水质、地理气候条件、 敏感 人群
发病机制
• 破坏钙、磷的正常代谢 / 氟对骨骼的影响 ： 过量氟与钙结合，沉积于骨组织中
• 氟对牙齿的影响：过量氟沉积于牙组织中， 使牙釉质不能形成正常的棱晶结构，而形 成不规则的球状结构，产生斑点，色素沉 着，脱落。
第八章 土壤污染及其防治 ppt课件
ppt课件
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三、土壤污染的类型
1、水质污染型
这是土壤环境污染的最主要类型，污染源主要是工业废 水、城市生活污水和受污染的地面水体。
据报道，在日本曾有受污染的地面水体所成的土壤污染 占土壤污染总面积的80%的情况，而且绝大多数是由污水 灌溉造成的。
目前，我国污水灌溉的农田面积已达330多万公顷。
经过十余年的艰苦努力，包括施用改良剂、深翻、清 灌、客土、品种选择等各种措施，才逐步恢复其部分 生产力，付出了大量的劳力和代价。
ppt课件
19
3、土壤污染的易累积性
污染物质在土壤中并不像在大气和水体中那样容易 扩散和稀释，因此容易导致污染物在土壤中不断积 累而超标，由此也使土壤污染具有很强的地域性。
ppt课件
32
四、土壤环境污染源与污染物
1、土壤污染源
根据污染物的来源不同，污染源大致分为：
工业污染源：指工矿企业排放的废水、废气、固体废物 （工业“三废”）。一般直接由工业“三废”引起的土 壤污染属点源污染。
工业污染源引起大面积的土壤污染往往是间接的、复杂 的，并需经长期作用使污染物在土壤环境中积累才能造 成。如将固体废物、污泥等作为肥料施入农田，或由于 大气、水体污染所引起的土壤环境二次污染等会使大面 积土壤污染。
3、具有环境净化力：是具有吸附、分散、中和、降 解环境污染物功能的环境仓库；
4、中心环境要素：是由矿物颗粒、有机质、水、空 气和生物组成的地球表层，是一个开放系统，是自 然环境的中心环节。
ppt课件
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第二节 土壤污染
一、土壤污染的概念 二、土壤污染的特点 三、土壤污染的类型 四、土壤环境污染物与污染源 五、土壤污染的危害
土壤中主要污染物及其迁移转化
矿物质：土壤中矿物养分的主要来源 有机质：其含量是土壤肥力高低的重要标志 水分和空气：共同影响着土壤的热量状况
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。
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
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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
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中国土地污染形势严峻
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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。
土壤中主要污染物及其迁移转化PPT精选文档
配位作用
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C 沉淀-溶解作用
D 氧化-还原作用
铈
（3）生物迁移
被植物体吸收在植物体富集的过程 一般，不同植物富集能力不同豆类>小麦>水
稻>玉米 植物体不同部位不同：根>茎>叶>果壳>籽实
68
69
2.几种主要重金属在土壤中的迁移转化 （1）汞的迁移转化
70
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（2）镉的迁移转化
土壤酸化的原因：
•化学原因:主要是矿物的风化过程产生的无机酸或大量 二氧化碳；土壤弱酸盐的水解；无机肥料残留的酸根； 重金属和有机物对土壤的污染；酸雨的影响；土壤胶体 吸附的H+、Al3+等被其它阳离子交换：
土壤酸化和碱化的原因：
土壤酸化的第二个原因是微生物对有机物降解。 土壤的碱化
土壤溶液中OH-离子的主要来源是 CO32-和 HCO3-的碱金属 （Na、K）及碱土金属（Ca、Mg）的盐类。 交换性阳离子的水解 ：
合物，吸附能力更强。 （6）在同一类型的农药，农药的分子愈大，则吸附能力愈强；反
之，在水中溶解度愈大，如一些有机类农药，土壤对其吸附能力 愈弱
86
2.化学农药在土壤中的扩散和迁移
（1）土壤中农药的迁移是指土壤溶液中或吸附在土壤颗粒上的农药 随水和大气移动，或者从土壤直接挥发到大气中。
（2）土壤中农药的挥发主要取决于农药的蒸气压、土壤的温度、湿 度及影响土壤孔隙状况的质地与结构条件。
单位体积干土重与同体积水的重量之比，称为土壤容重。
2.化学性质
（1）土壤的酸碱度 活性酸度：溶液中H+浓度所引起的酸度，pH值（酸性
土、中性土和碱性土） 潜在酸度：土壤胶体或吸收性复合体的交换性H+和
污染物在环境中迁移与转化ppt课件
通过实验还发现了二恶英在食物链中生物放大的直接证据， 并提出了生物放大模型，从而否定了国际学术界过去一直认 为二恶英在食物链中只存在生物积累而不存在生物放大的观 点。
二、污染物的转化
污染物在环境中通过物理的、化学的或生物 的作用改变形态或者转变成另一物质的过程 叫做污染物的转化（transformation of pollutants） (一次污染物, 二次污染物)
（2）汞在土壤环境中的迁移
土壤中的粘土矿物带有负电荷，可以吸收以阳离子形态存在的汞.
腐殖质是一些含有方向结构的化合物，通过含酚羟基、羧基、磺酸基、 氨基等反应基团的作用，汞被腐殖质螯合或吸附。一般来说，土壤腐殖 质含量越高，土壤吸附汞的能力越强。
植物对汞的吸收主要是通过根来完成的。很多情况下，汞化合物在土壤 中先转化为金属汞或者甲基汞后才能被植物吸收。汞在植物各部的分布 一般是根＞茎、叶＞种子。这种趋势是由于汞被植物吸收后，常与根上 的蛋白质反应沉积于根上，阻碍向地上部分的运输。
3、生物转化和生物降解 指污染物通过相应的酶系统的催化作用所发生的变化过程。 污染物生物转化的结果一方面可使大部分有机污染物毒性降低，或形成 更易降解的分子结构；另一方面可使一部分有机污染物毒性增强，或形 成更难降解的分子结构。
三、实例分析
1、汞的迁移和转化 汞，俗称水银,常温下是银白色的液体，易蒸发。汞 ,汞蒸气,及汞的化合物均有剧毒! 汞循环是重金属在生态系统中循环的典型，汞以元 素状态在水体、土壤、大气和生物圈中迁移和转化
污染物的转化与迁移不同，迁移只是空间位 置的相对移动。不过环境污染物的迁移和转 化往往是伴随进行的。
污染物转化形式
1、物理转化 指污染物通过蒸发、渗透、凝聚、吸附以及放射性元素的蜕变等一种或 几种过程实现的转化。
二、污染物的转化
污染物在环境中通过物理的、化学的或生物 的作用改变形态或者转变成另一物质的过程 叫做污染物的转化（transformation of pollutants） (一次污染物, 二次污染物)
（2）汞在土壤环境中的迁移
土壤中的粘土矿物带有负电荷，可以吸收以阳离子形态存在的汞.
腐殖质是一些含有方向结构的化合物，通过含酚羟基、羧基、磺酸基、 氨基等反应基团的作用，汞被腐殖质螯合或吸附。一般来说，土壤腐殖 质含量越高，土壤吸附汞的能力越强。
植物对汞的吸收主要是通过根来完成的。很多情况下，汞化合物在土壤 中先转化为金属汞或者甲基汞后才能被植物吸收。汞在植物各部的分布 一般是根＞茎、叶＞种子。这种趋势是由于汞被植物吸收后，常与根上 的蛋白质反应沉积于根上，阻碍向地上部分的运输。
3、生物转化和生物降解 指污染物通过相应的酶系统的催化作用所发生的变化过程。 污染物生物转化的结果一方面可使大部分有机污染物毒性降低，或形成 更易降解的分子结构；另一方面可使一部分有机污染物毒性增强，或形 成更难降解的分子结构。
三、实例分析
1、汞的迁移和转化 汞，俗称水银,常温下是银白色的液体，易蒸发。汞 ,汞蒸气,及汞的化合物均有剧毒! 汞循环是重金属在生态系统中循环的典型，汞以元 素状态在水体、土壤、大气和生物圈中迁移和转化
污染物的转化与迁移不同，迁移只是空间位 置的相对移动。不过环境污染物的迁移和转 化往往是伴随进行的。
污染物转化形式
1、物理转化 指污染物通过蒸发、渗透、凝聚、吸附以及放射性元素的蜕变等一种或 几种过程实现的转化。
模块一重金属在土壤中的迁移转化规律课件
发展原位监测技术
利用大数据和人工智 能技术
强化实验室技术和设 备
对策建议
加大对重金属污染土壤的防治力度 推广清洁生产和生态农业 加强宣传和教育
THANKS
感谢观看
土壤结构
土壤结构（如团聚体、裂片和孔 隙度）会影响重金属的迁移。团 聚体和裂片结构可以限制重金属 的迁移，而孔隙度则增加重金属
的迁移。
土壤水分
土壤水分含量会影响重金属的迁 移。在湿润条件下，土壤水分增
加，重金属的迁移能力增强。
化学迁移
01
土壤pH
02
土壤有机质
03
土壤氧化还原状态
生物迁移
植物吸收 微生物作用 动物携 带
模块一：重金属在土壤中的迁移转 化规律
• 重金属在土壤中的迁移规律 • 重金属在土壤中的转化规律 • 影响重金属迁移转化的因素
• 重金属污染土壤的修复技术 • 重金属在土壤中迁移转化的03
04
05
06
重金属的来源
物理迁移
土壤质地
土壤质地（如沙土、壤土和粘土） 会影响重金属的迁移。例如，重 金属在沙土中的迁移速度比在粘 土中快。
利用对重金属有吸收和富集作用的植物进行修复，如超积累植物。
微生物修复
利用对重金属有降解和转化作用的微生物进行修复。
动物修复
利用对重金属有吸收和转移作用的动物进行修复，如蚯蚓。
未来研究方向
01
深入探究重金属在土壤中的迁移转化机制
02
发展更加灵敏和精确的检测方法
03
加强与其他学科的交叉研究
技术发展展望
溶解与沉淀
溶解
沉淀
吸附与解吸
吸附 解吸
植物吸收与积累
第三章 土壤污染物的迁移转化
1856 年，法国水力学家达西（H. Darcy）通过大量的实验，得 到线性渗透定律。根据实验结果，得到下列关系式：
式中：Q——渗透流量（出口处流量，即为 通过砂柱各断面的流量） ；
ω——过水断面（在实验中相当于砂柱 横断面积） ；
h——水头损失（ h =H1−H 2 ，即上下 游过水断面的水头差） ；
二刻画有机污染物的主要性质毒性一般毒性三致性持久性挥发性水解性辛醇水分配系数水溶性脂溶性吸附性迁移性生物可降解性光解性化学氧化性三几类典型有机污染物承压水二地下水的补给径流与排泄p117地下水的径流三多孔介质孔隙性比表面积多相性压缩性渗透性四多孔介质中流体的运动过程地下水在岩石空隙中的运动称为渗流
第三章 土壤中污染物 的迁移转化
有时还要考虑分子力的影响； – 通道通常是曲折的，质点运动轨迹也是弯曲； – 流速是缓慢的，多数为层流； – 水流仅在空隙中运动，在整个多孔介质中不连续； – 通常是非稳定的； – 通常为缓变流； – 渗流的过程往往伴随有复杂的物理化学变化。
2.流体流动的描述方法
拉格朗日方法，类似于理论力学中把质点作为研究对象。 着眼于流体微元（大量质点构成的微小单元），设法描
r r (a,b,c,t)
(a,b, c,t)称为拉格朗日变数
在直角坐标中展开
x x(a,b, c,t)
r r (a,b,c,t)
y
y(a,b, c,t)
z z(a,b, c,t)
流体质点的速度
V r (a,b, c,t) t
x(a, b, c, t)
Vx
t
y(a, b, c, t)
L——渗透途径（上下游过水断面的距 离） ；
I ——水力梯度（相当于h / L，即水头 差除以渗透途径） ；
式中：Q——渗透流量（出口处流量，即为 通过砂柱各断面的流量） ；
ω——过水断面（在实验中相当于砂柱 横断面积） ；
h——水头损失（ h =H1−H 2 ，即上下 游过水断面的水头差） ；
二刻画有机污染物的主要性质毒性一般毒性三致性持久性挥发性水解性辛醇水分配系数水溶性脂溶性吸附性迁移性生物可降解性光解性化学氧化性三几类典型有机污染物承压水二地下水的补给径流与排泄p117地下水的径流三多孔介质孔隙性比表面积多相性压缩性渗透性四多孔介质中流体的运动过程地下水在岩石空隙中的运动称为渗流
第三章 土壤中污染物 的迁移转化
有时还要考虑分子力的影响； – 通道通常是曲折的，质点运动轨迹也是弯曲； – 流速是缓慢的，多数为层流； – 水流仅在空隙中运动，在整个多孔介质中不连续； – 通常是非稳定的； – 通常为缓变流； – 渗流的过程往往伴随有复杂的物理化学变化。
2.流体流动的描述方法
拉格朗日方法，类似于理论力学中把质点作为研究对象。 着眼于流体微元（大量质点构成的微小单元），设法描
r r (a,b,c,t)
(a,b, c,t)称为拉格朗日变数
在直角坐标中展开
x x(a,b, c,t)
r r (a,b,c,t)
y
y(a,b, c,t)
z z(a,b, c,t)
流体质点的速度
V r (a,b, c,t) t
x(a, b, c, t)
Vx
t
y(a, b, c, t)
L——渗透途径（上下游过水断面的距 离） ；
I ——水力梯度（相当于h / L，即水头 差除以渗透途径） ；
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矿物质：土壤中矿物养分的主要来源 有机质：其含量是土壤肥力高低的重要标志 水分和空气：共同影响着土壤的热量状况
9
理想土壤的成分体积比例
10
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
11
裸露的 风化作用 成土母质
微生物
高等植物
6
“土壤”的涵义——《说
文解字》
土壤是地球
岩石最表层经
亿万年风化和
生物活动所形
成的物质。土
壤是生物圈、
岩石圈、大气
圈和水圈的交
汇点。
7
构成
土壤中有什么？ 讨论
人们常说蚯蚓靠吃土为生，蚯蚓从 土壤中获得了什么？
8
组成
固相：矿物质、有机质、细菌微生物 液相：水分、土壤溶液 气相：N2、O2、CO2、水蒸气等
34
土壤酸化的原因：
•化学原因:主要是矿物的风化过程产生的无机酸或大量 二氧化碳；土壤弱酸盐的水解；无机肥料残留的酸根； 重金属和有机物对土壤的污染；酸雨的影响；土壤胶体 吸附的H+、Al3+等被其它阳离子交换：
35
土壤酸化和碱化的原因：
土壤酸化的第二个原因是微生物对有机物降解。 土壤的碱化
土壤溶液中OH-离子的主要来源是 CO32-和 HCO3-的碱金属 （Na、K）及碱土金属（Ca、Mg）的盐类。 交换性阳离子的水解 ：
三者占土 壤总量的95%以上，土壤多为酸性和强酸性，如华南、西南 地区广泛分布的红壤、黄壤，pH值大多在4.5-5.5之间，有少 数低至3.6-3.8；
华中华东地区的红壤，pH值在5.5-6.5之间；长江以北的 土壤（如华北、西北的土壤）大多含 CaCO3，多为中性或 碱性，pH值一般在 7.5-8.5之间，少数强碱性土壤的 pH高达 10.5。
近年来，集成电路板、电子产品、净洗金属零件、交通污染等 使挥发性有机物成为土壤污染的新动向
3
我国土壤污染状况
农药、重金属污染达到上千万公 顷其中，矿区污染面积200万hm2， 石油污染500 万hm2 ，固废堆放5万 hm2
特征：多源、复合、量大、持久毒害 的现代污染特征，常量污染物向微量 持久性有毒污染物。
44
土壤污染物
分类1 无机污染物：主要是重金属、放射性物质、 营养物质和其他
无机物质等。
38
39
40
41
土壤背景值意义
1.研究确定土壤环境容量的基础 2.研究化学元素等污染物在土壤环境中
行为的依据 3.土壤环境质量评价的依据 4.土地规划和利用的参比数据
42
2.土壤环境容量
土壤环境单元所容许容纳的污染物的最大量
意义 a.制定土壤环境质量标准的依据 b.农田灌溉水水质的依据 c.污泥施用量的依据 d.土壤污染预测和评价的依据 e土壤污染物总量控制的依据
原始土壤
成熟土壤
岩石
（含矿物养分 低等植物
没有肥力）
成土过程的开始
土壤肥力不断发展
12
13
2.土壤有机质
土壤有机质是指存在于土壤中的所含碳的有机物质。 它包括各种动植物的残体、微生物体及其会分解和合 成的各种有机质。
可分为：普通有机质和腐殖质（胡敏酸、富里酸和胡 敏素）
14
15
3.土壤机械组成
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
二、土壤的物理化学性质
1.物理性质 （1）土壤的温度 季节性变化：表层15cm土层的平均温度在全年中较气温为暖，而
春夏较冷。
31
（2）土壤孔隙度 土壤中土粒与土粒之间形成的大小不同的空间为土壤孔
隙。土壤孔隙在单位土壤容积中所占的百分比称为土壤孔 隙度。 （3）土壤密度与容重 土壤固体部分的重量与同体积水的重量之比，土壤密度。 单位体积干土重与同体积水的重量之比，称为土壤容重。
土壤环境
1
2
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
43
4.1土壤污染及污染物
定义：人类活动产生的污染物质通过各种途径进入土壤，其数量上超过了 土壤的容纳和净化能力，从而使土壤性质、组成及结构发生变化、并导 致土壤功能的失调、土壤质量恶化的现象。
标志：土壤生产力下降
土壤污染源： 1.工业和城市废水和固体废弃物 2.农药化肥 3.牲畜排泄物和生物残体 4.大气污染物 5.放射性废物
我国16个省，蔬菜、水果农药检 出率20-60%，超标率20-45%，带来 食品安全问题。
4
主要内容
4.1土壤组成 4.2土壤污染 4.3土壤污染的危害 4.4土壤中主要污染物及其迁移转化 4.5土壤污染的综合防治
5
4.1土壤组成 1
土壤及其组成 概念
土壤是地球陆地表面具有一定肥力，能够生长绿 色植物的疏松表层。
36
（2）土壤的缓冲性
土壤胶体吸收了许多代换性阳离子，如Ca2+、
Mg2+、Na+等可对酸起缓冲作用，H+和Al3+可对碱起到
缓冲作用。
（3）土壤的氧化还原反应
土壤溶液中普遍存在氧化还原反应。用Eh氧化还
原电位表示。
37
4.2土壤污染
土壤环境背景值：土壤的环境要素在未受到明显污染时，其化 学元素的正常含量，以及环境中能量分布的正常值为环境背景值， 又称作环境本底值。
32
2.化学性质
（1）土壤的酸碱度
活性酸度：溶液中H+浓度所引起的酸度，pH值（酸性 土、中性土和碱性土）
潜在酸度：土壤胶体或吸收性复合体的交换性H+和 Al3+所引起的酸度。
我国土壤的pH大多在4.5-8.5范围内，并有由南向北pH
值递增的规律性。
33
土壤的酸碱性首先决定于土壤的组成：
粗细不等的土粒按照不同比列组合称为土壤机械组成，又 称土壤质地
16
17
4.土壤溶液 土壤水分及其所含气体、溶质和悬浮物质的总称。 土壤水是植物吸收养料的主要媒介。
5.土壤剖面 天然土壤一般分为：覆盖层A0、淋溶层A、淀积层B、母质层C和基岩
D。
覆盖层 淋溶层 淀积层
母质层
基岩
18
19
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理想土壤的成分体积比例
10
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
11
裸露的 风化作用 成土母质
微生物
高等植物
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“土壤”的涵义——《说
文解字》
土壤是地球
岩石最表层经
亿万年风化和
生物活动所形
成的物质。土
壤是生物圈、
岩石圈、大气
圈和水圈的交
汇点。
7
构成
土壤中有什么？ 讨论
人们常说蚯蚓靠吃土为生，蚯蚓从 土壤中获得了什么？
8
组成
固相：矿物质、有机质、细菌微生物 液相：水分、土壤溶液 气相：N2、O2、CO2、水蒸气等
34
土壤酸化的原因：
•化学原因:主要是矿物的风化过程产生的无机酸或大量 二氧化碳；土壤弱酸盐的水解；无机肥料残留的酸根； 重金属和有机物对土壤的污染；酸雨的影响；土壤胶体 吸附的H+、Al3+等被其它阳离子交换：
35
土壤酸化和碱化的原因：
土壤酸化的第二个原因是微生物对有机物降解。 土壤的碱化
土壤溶液中OH-离子的主要来源是 CO32-和 HCO3-的碱金属 （Na、K）及碱土金属（Ca、Mg）的盐类。 交换性阳离子的水解 ：
三者占土 壤总量的95%以上，土壤多为酸性和强酸性，如华南、西南 地区广泛分布的红壤、黄壤，pH值大多在4.5-5.5之间，有少 数低至3.6-3.8；
华中华东地区的红壤，pH值在5.5-6.5之间；长江以北的 土壤（如华北、西北的土壤）大多含 CaCO3，多为中性或 碱性，pH值一般在 7.5-8.5之间，少数强碱性土壤的 pH高达 10.5。
近年来，集成电路板、电子产品、净洗金属零件、交通污染等 使挥发性有机物成为土壤污染的新动向
3
我国土壤污染状况
农药、重金属污染达到上千万公 顷其中，矿区污染面积200万hm2， 石油污染500 万hm2 ，固废堆放5万 hm2
特征：多源、复合、量大、持久毒害 的现代污染特征，常量污染物向微量 持久性有毒污染物。
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土壤污染物
分类1 无机污染物：主要是重金属、放射性物质、 营养物质和其他
无机物质等。
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土壤背景值意义
1.研究确定土壤环境容量的基础 2.研究化学元素等污染物在土壤环境中
行为的依据 3.土壤环境质量评价的依据 4.土地规划和利用的参比数据
42
2.土壤环境容量
土壤环境单元所容许容纳的污染物的最大量
意义 a.制定土壤环境质量标准的依据 b.农田灌溉水水质的依据 c.污泥施用量的依据 d.土壤污染预测和评价的依据 e土壤污染物总量控制的依据
原始土壤
成熟土壤
岩石
（含矿物养分 低等植物
没有肥力）
成土过程的开始
土壤肥力不断发展
12
13
2.土壤有机质
土壤有机质是指存在于土壤中的所含碳的有机物质。 它包括各种动植物的残体、微生物体及其会分解和合 成的各种有机质。
可分为：普通有机质和腐殖质（胡敏酸、富里酸和胡 敏素）
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3.土壤机械组成
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二、土壤的物理化学性质
1.物理性质 （1）土壤的温度 季节性变化：表层15cm土层的平均温度在全年中较气温为暖，而
春夏较冷。
31
（2）土壤孔隙度 土壤中土粒与土粒之间形成的大小不同的空间为土壤孔
隙。土壤孔隙在单位土壤容积中所占的百分比称为土壤孔 隙度。 （3）土壤密度与容重 土壤固体部分的重量与同体积水的重量之比，土壤密度。 单位体积干土重与同体积水的重量之比，称为土壤容重。
土壤环境
1
2
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
43
4.1土壤污染及污染物
定义：人类活动产生的污染物质通过各种途径进入土壤，其数量上超过了 土壤的容纳和净化能力，从而使土壤性质、组成及结构发生变化、并导 致土壤功能的失调、土壤质量恶化的现象。
标志：土壤生产力下降
土壤污染源： 1.工业和城市废水和固体废弃物 2.农药化肥 3.牲畜排泄物和生物残体 4.大气污染物 5.放射性废物
我国16个省，蔬菜、水果农药检 出率20-60%，超标率20-45%，带来 食品安全问题。
4
主要内容
4.1土壤组成 4.2土壤污染 4.3土壤污染的危害 4.4土壤中主要污染物及其迁移转化 4.5土壤污染的综合防治
5
4.1土壤组成 1
土壤及其组成 概念
土壤是地球陆地表面具有一定肥力，能够生长绿 色植物的疏松表层。
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（2）土壤的缓冲性
土壤胶体吸收了许多代换性阳离子，如Ca2+、
Mg2+、Na+等可对酸起缓冲作用，H+和Al3+可对碱起到
缓冲作用。
（3）土壤的氧化还原反应
土壤溶液中普遍存在氧化还原反应。用Eh氧化还
原电位表示。
37
4.2土壤污染
土壤环境背景值：土壤的环境要素在未受到明显污染时，其化 学元素的正常含量，以及环境中能量分布的正常值为环境背景值， 又称作环境本底值。
32
2.化学性质
（1）土壤的酸碱度
活性酸度：溶液中H+浓度所引起的酸度，pH值（酸性 土、中性土和碱性土）
潜在酸度：土壤胶体或吸收性复合体的交换性H+和 Al3+所引起的酸度。
我国土壤的pH大多在4.5-8.5范围内，并有由南向北pH
值递增的规律性。
33
土壤的酸碱性首先决定于土壤的组成：
粗细不等的土粒按照不同比列组合称为土壤机械组成，又 称土壤质地
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4.土壤溶液 土壤水分及其所含气体、溶质和悬浮物质的总称。 土壤水是植物吸收养料的主要媒介。
5.土壤剖面 天然土壤一般分为：覆盖层A0、淋溶层A、淀积层B、母质层C和基岩
D。
覆盖层 淋溶层 淀积层
母质层
基岩
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