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环境土壤学

第一章

第一节土壤与土壤圈

（一）土壤的定义

简明定义：

地球表面能够生长和收获植物的疏松表层。

“土壤”和“土地”概念的区别：

"土壤"和"土地"不是同一范畴的概念。

土壤是土地的物质组成部分，而土地不仅包括土壤要素，还包括地形、植被、水文、人文等要素。

土壤的基本特性是具有肥力。

土壤肥力：土壤具有能供应与协调梢.物正常牛长发冇所需耍的养分、水分、空气和热量的能力。

土壤的特性可以概括为：

（1）具冇生产力

（2）具冇生命力

（3）具有净化力

（4）具有交换力

地球表层系统五大要素：

大气圈、生物圈、岩石圈、水圈、土壤圈

土壤圈是覆盖于地球和浅水域底部的十壤所构成的种连续体或覆盖层，它是地圈统的重耍组成部分。

土壤圈的功能具有以下几个方面：

（1）支持和调节牛命过程

（2）影响大气圈的化学组成、水分与热量平衡（3）影响水的溶质组成及其在陆地、水体和大气的分配

（4）对岩石起保护作用

第二节

环境土壤学的发展及其主要研究内容

一、环境土壤学的发展

环境土壤学既属于土壤学的一个分支，也属于环境科学的一个分支。是环境地学的一个分支。

环境学与土壤学的边缘学科。

环境土壤学是研究土壤与环境相互关系及其调控的一门学科。主要包括三大方面：

一是环境因素包括人为因素对土壤环境质量的影响；

二是土壤对生态坏境和人体健康的蹈响；

三是土壤一环境一人相互关系的协调机理和措施。

二、环境土壤学的研究内容

环境土壤学研究的三次方而，更具体地说，乂可以细分为以下儿个主要内容：

（1）土壤环境现状及其评价方法

（2）土壤环境容量与环境标准

（3）土壤环境质呈变化规律

（4）人类活动、三废排放以及大气和水环境污染对土壤质量的影响。

（5）污染物和营养物在土壤屮的迁移转化规律，（6）土壤污染对食品质量、人体健康、动植物和微生物生长的影响。

（7）土壤污染和养分盈余对水体、大气的影响。（8）预防土壤污染的措施和提高土壤环境容量的技术途径。

（9）污染土壤的处理技术和修复工程。

（10）利用土壤來处理三废的技术原理和方法。

第二章

土壤母质与土壤的形成

第一节土壤母质

地壳物质的元素组成的特点

1、地壳主耍元素成分是氧和硅。它们的含量占地壳元素含量的7 5%。

2、凡是生物上有重要意义的元素，即作为植物与动物生长发育必不可少的元素，在地壳屮的含量却很少。N、P、K分别为0 .0 4%、0 . 1 2 %、2 . 6 0 %。

3、呈难溶、分散、不均衡状态。

二、主要成土矿物

矿物是一类产生于地壳中具有一定化学组成、物理性质和内部结构的单质元素或化合物。

矿物都貝有一定的化学成分和物理性质，并以各种形态（固态、液态、气态）存在于自然界中。

矿物可以是单一元素所组成的，也可以是几种元素组成的化合物。

矿物的类型按成因可分为原生矿物、次生矿物和变质矿物三大类。

原生矿物是指在风化过程中没有改变化学组成而遗留在土壤中的一类矿物。如石英、长石、云母等。次生矿物是指原生矿物经风化作用，纽•成和性质发生化学变化，形成的新矿物。如三水铝石、高岭石等。

变质旷物是指经过变质作用形成的，是原冇的旷物重

新处于高温高压的条件下，发生形态、性质和成分的变化而形成的新矿物。蓝晶石、石榴石等。

•摩氏硬度计/莫氏硬度计。

矿物的硬度是指矿物抵抗外来机械作川力（如刻

画、压入、研磨等）侵入的能力。Friedrich mohs提

出用10种矿物來衡量世界上最破的和最软的物体，

这是所谓的摩氏硕度计。按照他们的软硕程度分为十级：1>滑石2、石膏3、方解石4、萤石5、磷灰石

6、正长石

7、石英&黄玉9、刚玉10.金刚石

三、主要的成土岩石

岩石:是-•种或数种矿物纽.合而成的h然集合体。

岩石没有固定的化学组成和物理性质。

岩石的种类很多，根据其生成方式的不同，可将岩石分为三犬类：岩浆岩、沉积岩和变质岩。

（一）、岩浆岩

岩浆岩是地球内部岩浆侵入地壳或喷出地表冷凝形成的岩石。也称火成岩

岩浆岩的类型：

花岗岩流纹岩玄武岩

（二）、沉积岩

沉积岩是由地壳表而早期形成的岩石经风化、搬运、沉积、压实、胶结硕化而形成的岩石。一般分为

机械沉积岩、化学沉积岩和生物沉积岩三类。

以颗粒大小分为：砾状结构（如砾岩），粒状结构（如沙岩），细粒状结构（如沙岩）

以颗粒形状分为：角砾状结构，颗粒有棱和（如

角砾岩），圆滚状结构，颗粒无棱角（如砾岩）（三）、变质岩

原來存在的岩右在新的地壳变动或岩浆活动产工

的高温、高压下，使岩石的矿物重新结品，重新排

列，改变其结构、构造和化学成分，而形成的新岩

石，称变质岩。

主要的变质岩:片麻岩、石英岩,、千枚岩、大理

岩、板岩等。

四、岩石的风化过程

岩石的风化作用是地球农面或近地球表面的岩石

在大气圈各种因素的作用下所产生的物理化学变化。（一）、风化作用的类型

风化作用按作用性质和作用因素的不同町分为物

理风化、化学风化、生物风化三个类型。

1、物理风化

岩石、矿物在外力作用下发生崩解破碎等

机械破坏过程，只造成岩石、矿物结构、构造的改变，-•般不引起化学成分的变化的过程称为物理风化。

物理风化使岩石由人块变碎块，碎块再逐渐变成细粒。

物理风化改变了岩石的形状和大小，但成分发生的变化很小，形成的母质多偏砂石砾多，养分不易释放出来。

物理风化的结果使岩石对空气、水分的通透性增强了，艰露的表而积增大，为化学风化创造了有利的条件。

2、化学风化

岩石和矿物在大气、水及生物的相互作用下发生的化学成分和矿物纽•成的变化，称化学风化。

参与化学风化的因素主要是水、二氧化碳和氧气，作用方式包括溶解、水化、水解和氧化。

（1）溶解作用：是指矿物和岩石为水所溶解的作用。

（2）水化作用：是指无水矿物与水结合形成含水的矿物称为水化作用。

CaSO4+2H2O CaSO4-2H2O

硕石膏石膏

2Fe2O3+n H2O

2F©2C)3*nH2

O

赤铁矿褐铁矿

（3）水解作用：是指矿物与水（碳酸水）发生反应而分解的作用。

4K[AISi3O8]+2CO32'+4H2O->2K2CO3+

AI4[Si4Oio][OH]84-8Si02

钾长石高岭石（4）氧化作用：是指人气中的氧气促使矿物进行氧化作用。

FeS2+14H2O+15O2 2Fe2O33H2O+8H2SO4

黄铁矿褐铁矿

3、生物风化

岩石和矿物在生物及其分泌物或有机酸分解产物的作用下，进行的机械破碎和化学分解过程称生物风化作用。生物风化作用主要有两个方面：A:生物的机械破碎作用山生物的生命活动引起的岩石机械破碎作用（物理风化）。例如：根劈作用。

B:生物的化学分解作用仃些生物在生命活动中靠分泌酸类物质分解岩石，从屮吸取营养物质。

上述3种风化类型之间相互影响，相互联系，只是在不同的外界条件下各有侧重，划分只是为了讨论方便。