环境学概论第四章土壤环境.
环境学概论第四章土壤环境
土壤环境重金属背景值的表示方法
平均值加标准差
xB x 3s
差异检验法
t
x yn11s12 Nhomakorabean2
1s
2 2
n1 n2 1
11 n2 n2
富集系数法
用Al2O3替代TiO2
土壤中元素含量
富集系数＝
土壤中TiO2含量
岩石中元素含量
岩石中TiO2含量
元素相关分析法
关键是找出一个能代表自然含量水平，而又与其他元素 具有一定相关性的元素做依据，然后计算相关系数。
▪ 农药的研究与应用取得了很大的进展，至今世 界农药年产量超过200万吨，品种日渐增加。
▪ 为防治农、林、牧业病虫害，保证了农业增产 作出了贡献。
▪ 对环境和生态系统带来不良影响 ▪ 伤害了害虫的“天敌”及传粉的益虫、益鸟 ▪ 产生抗药性 ▪ 污染土壤环境 ▪ 农业退水对水体造成污染 ▪ 进入食物链影响人体健康
▪ 河流、湖泊、内海等水体发生富营养化。 ▪ 长期使用化肥，使土壤有机质丧失，理化性质发
生变化，导致土壤硬化，影响耕种。
▪ 食品、饲料和饮用水中污染成分增加。
第五节 土壤污染的防治
控制和消除土壤污染源
• 控制和消除工业“三废”排放 • 加强污水灌溉区土壤的监测和管理 • 合理施用化肥和农药 • 增加土壤容量和提高土壤净化能力
重要来源；活性酸度用pH表示。
土壤pH随盐基而变，盐基饱和度高，pH值大；反 之，pH值低。
土壤碱性 土壤溶液中Na2CO3、NaHCO3、CaCO3
及胶体表面交换性Na+ 水解显碱性，土壤碱度用pH表示。
土壤的氧化－还原性 无机体系：O2 / H2O、Fe3+ / Fe2+、MnO2 / Mn2+、S2 －/ SO32－/ SO42－、NO3－/ NO2－ 、H+/H2等。 有机体系：分解的有机物、微生物及代谢产物、根 系分泌物、有机酸、酚、醛、糖等。 Eh>300 mV，氧体系起主要作用；
环境学概论土壤环境PPT课件
第四章 土壤环境
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影响土壤污染程度的因素 污染物的数量 强度 土壤自身的净化能力
土壤净化：土壤本身通过吸附、分解、迁移、
转化，而使土壤污染的浓度降低而消失的过程。
第四章 土壤环境
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为什么土壤具有净化功能？
湘潭锰矿
距离 沟边 50m 150m 250m 对照区
Cd 6.25 5.0 1.38 1.13 0.31 Mn 14100 5119 1549 1549 309
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大气污染型
➢ 污染来源：被污染的大气，污染物通过降 水或沉降落入土壤表层
➢ 污染分布特点：以大气污染源为中心呈环 状或带状分布，长轴沿主风向伸长。
大气污染型
农业污染型
生物污染型
固体废弃物污染型
第四章 土壤环境
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水体污染型
污染来源：污水灌溉或受污染水淹没 污染分布特点：沿河流或灌溉干支渠成枝形片状分布
沈阳张士灌区用污水灌溉20多年后，污染耕地 2500多公顷，造成了严重的镉污染，稻田含镉 5～7mg／kg。
第四章 土壤环境
➢ 均值－标准差法 ➢ 差异检验法 ➢ 富集系数法 ➢ 相关分析法
第四章 土壤环境
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二、重金属元素在土壤中污染特征
1、重金属元素在土壤中一般不易随水移动， 不能为微生物分解，而在土壤中累积。
2、具有表聚现象。
3、植物对各种重金属的需求有很大差别：
有些重金属是植物生长发育中并不需要的， 对人体健康的危害明显等；
➢ 有机-无机胶体的吸附作用 重金属被土壤胶体的吸附固定可分为两种 方式：如金属元素被吸附在胶体表面的交 换点上，则较易被释放；如保持在胶体矿 物的晶格中，则很难释放，不利于金属元 素的迁移。
环境学概论(刘培桐)第四章知识要点
第四章土壤环境一名词解译1．原生矿物：是直接来源于岩石受到不同程度的物理风化作用的碎屑，其化学成分和结晶构造未有改变。
2.次生矿物：岩石风化和成土过程中新生成的矿物，包括各种简单盐类，次生氧化物和铝硅酸盐类矿物等统称次生矿物。
次生矿物是土壤矿物质中最细小的部分（粒径<0.001mm）具有胶体特性，影响土壤许多物理化学特性。
3.土壤质地（土壤的机械组成）：自然界的土壤都是由很多大小不同的土粒，按不同的比例组合而成的，各粒级在土壤中所占的相对比例或重量百分数称为土壤的机械组成，也叫做土壤质地。
4．土壤结构：一般把土壤颗粒的空间排列方式及其稳定程度，孔隙的分布和结合的状况称为土壤的结构。
5．土壤胶体：土壤中颗粒直径小于2微米或1微米，具有胶体性质的微粒。
6.土壤污染：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。
具体地说，污染物质是指与人为活动有关的各种对人体和生物有害的物质，包括化学泻药、重金属、放射性物质，病原菌等。
7.土壤净化：是指土壤本身通过吸附、分解、迁移、转化，氧化—还原、络合－螯合作用及化学沉淀等作用而使进入土壤的污染物的浓度降低，形态改变，难以被植物所吸收而暂时退出生物小循环，脱离食物链或被排出土壤之外的过程。
8.溶胶：胶体微粒分散在水中成为胶体溶液称为溶胶。
凝胶：胶体微粒相互凝聚呈无定形的凝胶。
凝聚作用：由溶胶凝聚成凝胶的作用。
分散作用：由凝胶分散成溶胶的作用。
9.环境背景值：是指环境中诸因素，如大气、水体、土壤以及植物、动物和人体组织等在正常情况下，化学元素的含量及其赋存形态。
10.土壤环境中重金属元素背景值：是指一定区域内自然状态下未受人为污染影响的土壤中重金属元素的正常含量。
11.活性酸度:由土壤溶液中的H+ 所引起的酸性和活性酸底。
酸度大小取决于溶液中的[H+ ]。
土壤胶体所吸附的可交换性H+及A13+水解所产生H+总称为潜在酸度（包括交换酸和水解酸）。
环境学基础-第4章土壤环境-2011级环境科学
美国制 粒级名称 石块 粗砾
砂粒
粒径 （mm） >2 2-0.2 0.2-0.02 0.020.002 <0.002
粒径 （mm） >3 3-2
2-1 1-0.5 0.5-0.25 0.25-0.10 0.10-0.05
（极粗砂、粗 砂、中砂、细 砂、极细砂）
思考：土壤胶体类型、性质及土壤吸收交换性
土壤酸碱性
• 酸的产生 生命活动
土壤溶液中活性铝的作用
吸附态氢离子和铝离子的作用 • 碱的产生 土壤中大量存在的碱金属的水解
土壤的酸碱度 是指土壤溶液中存在的H+和OH- 浓度，通常 用pH值表示。也成为土壤反应，它影响着所有土壤化学反 应和过程，对物质的迁移和转化起着重要作用。土壤中H+ 主要是二氧化碳溶于水形成碳酸，有机物分解产生有机酸以 及某些少数无机酸、Al3+水解产生H+是土壤酸性重要来源。 OH-主要来自土壤溶液中的碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钙以及 胶粒表面交换性Na+，它能水解产生OH-。土壤微生物的活 动、有机物的分解、营养元素的释放和土壤中元素的迁移都 与土壤溶液的酸碱性有关。各种植物都有各自适合的酸碱范 围，超过这一范围，生长即受阻。根据引起土壤酸性反应的 H+和Al3+ 的存在形式，可将土壤酸度分为活性酸度和潜在 酸度两大类。活性酸度是由溶液中H+的浓度所引起的酸度。 潜在酸度是由土壤胶体或吸收性复合体的交换性H+和Al3+水 解产生H+所引起的酸度。土壤酸碱性主要决定于潜在酸度。 思考题：土壤酸度类型及土壤酸碱性对元素有效性的影响。
第四章
土壤环境
什么是土壤？
环境科学概论之土壤环境问题
6
(2)三氧化物 如针铁矿(Fe2O3·H2O)、褐铁矿（2Fe2O3· 3H2O）等，
是硅酸盐类矿物彻底风化的产物，常见于湿热的热带和亚热 带地区的土壤中，特别是基性岩(玄武岩、安山岩和石灰墙) 上发育的土壤中含量最多。 （3）次生硅酸盐类
33
污染源分类 自然污染源：自然界中某些矿床或物质富集中心周围由于自然 扩散使附近土壤中某些物质的含量超出土壤正常含量的范围， 造成土壤污染。
人为污染源： ①工业污染源：直接由工业“三废”引起的土壤污染； ②农业污染源：农业生产本身产生的，如化肥、农药和农用地膜
等的施用（使用）造成的； ③生活污染源：是指含有致病的各种病原微生物和寄生虫的生活
环境科学概论之土壤环境问 题
4.1 土壤环境概述
4.1.1 土壤的概念和特征
土壤是位于陆地表面具有肥力的疏松层次。 土壤的本质特征：
一是具有肥力，即具有供应和协调植物生长所需要的 营养条件（水分和养分）和环境条件（温度和空气）的能 力；
二是具有同化和代谢外界输入物质的能力。
2
4.1.2 土壤的组成
35
其他有机污染物：酚类物质、石油、稠环芳烃、有机洗涤 剂等
②无机污染物
重金属污染物如Hg As Cd Pb Cr Cu Zn 等以及有害 的氧化物、酸、碱、盐、氟等；
过量的氮和磷植物营养元素；
▪ 物理污染物 来自工厂、矿山的固体废物如尾矿、废石、粉煤灰和
工业垃圾等。
▪ 放射性污染物 如：铯、锶等放射性元素为主 ▪ 生物污染物
《土壤环境》课件
02
土壤环境组成与性质
土壤矿物质
土壤矿物质是土壤的主要组成成分， 包括硅酸盐、氧化物、硫化物等。它 们决定了土壤的颜色、质地和pH值 等性质。
土壤微生物的生存条件
土壤微生物的作用
土壤微生物在土壤形成、物质循环、 养分转化等方面起着重要作用，它们 能够分解有机物、转化无机物、提供 养分等。
土壤微生物需要水分、有机物、无机 盐等物质来维持生命活动，同时还需 要适宜的酸碱度和温度等环境条件。
土壤动物
土壤动物种类
土壤中存在着大量的动物，包括蚯蚓、蚂蚁、蝼蛄等，它们在土 壤生态系统中也起着重要的作用。
恢复受损的土壤生态系统。
04
土壤环境质量与保护
土壤环境质量标准与评价
土壤环境质量标准
根据土壤的理化性质、生物学特性以 及土壤对生态系统的服务功能，制定 出土壤环境质量的标准，为土壤环境 质量的评价提供依据。
土壤环境质量评价
依据土壤环境质量标准，对土壤环境 的质量进行评估，判断土壤环境是否 符合标准，是否对生态系统和人体健 康造成影响。
01
通过对土壤质量进行评价，采取相应的管理措施，提高土壤肥
力和可持续性，促进农业生产的发展。
土壤改良与保护
02
通过科学合理的农业措施，如轮作、施肥和灌溉等，改良土壤
结构，提高土壤肥力，同时保护土壤生态环境。
土壤污染防治
03
在农业生产中，采取有效措施防止和控制农药、化肥等污染物
的使用，降低土壤污染风险。
环境学概论——第四章土壤环境
环境学概论——第四章土壤环境一、土壤的概念和形成土壤是地球表面上一种含有有机质、无机质、水分、空气和种种生物的较为复杂的碎屑或爆发的物质，是恶劣的生命条件之一、它是陆地上的最薄的地殼。
土壤是整个生物圈中一个极为重要的组成部分，不仅提供了植物生长的生理和生态条件，也为动植物提供了水、气、肥料、微生物等方面的生态条件。
土壤对环境保护和生态平衡有着重要意义。
二、土壤的组成和性质土壤主要由无机颗粒、有机质、水分和空气组成。
无机颗粒一般包括砾石、砂、粉砂、粉砂、粘土等。
有机质则是由植物和动物的残体、泥炭、腐殖质等组成。
水分和空气则是土壤中的两个重要组成部分，对于植物的生长和动物的生活都起到了重要的作用。
土壤的性质多种多样，主要包括物理性质、化学性质和生物性质。
物理性质主要包括土壤的颗粒组成、结构、颜色、密度、渗透性等。
化学性质则主要表现在土壤的酸碱性、肥力和微量元素的含量等方面。
生物性质则是指土壤中的微生物、虫类和其他生物的种类和数量。
三、土壤环境的重要性土壤环境是自然界中重要的一环，它对于人类生活和生物圈的平衡都具有极其重要的影响。
首先，土壤是农业的基础。
它提供了植物生长所需的养分、水分和空气等资源，为农业生产提供了条件。
其次，土壤是水资源的重要调节器和过滤器。
土壤中的多孔结构和颗粒组成能够调节和过滤水分，起到保护水源和减少洪水、涝灾害的作用。
此外，土壤还是物种多样性的基础，其生物性质为各种生物提供了栖息地和食物链。
土壤环境的保护和治理具有重要意义。
首先，应加强土壤环境监测和评估工作，了解土壤环境的现状和趋势。
其次，要加强土壤的保护和管理，合理利用土壤资源，减少化肥和农药的使用，避免土壤的污染。
此外，应加强土壤修复工作，改善受到污染的土壤环境。
总之，土壤是地球生物圈中一个非常重要的组成部分，它不仅提供了植物生长的基本生态条件，也为动物提供了栖息地和食物链。
土壤环境的保护和治理对于人类社会和生物圈的平衡和可持续发展具有重要意义。
环境学概论第四章
（一）土壤污染：土壤污染：污染物质进入土壤， 其他概念 （二）土壤净化 ：土壤本身通过吸附、分解、迁移、 其数量和速度，超过了土壤净化作用的速度，导致土 转化，而使土壤污染的浓度降低而消失的过程。 土壤背景值（土壤本底值）：是指未受或尽少受人 壤自然正常功能的失调，土壤质量的下降，并最终影 二、土壤污染源
4
第二节 土壤环境污染
一、土壤污染和土壤净化
净化途径： 类活动，特别是人为污染影响的土壤化学元素的自然 响到人类的健康。 自然污染源：如火山喷发，含有重金属或放射性元素的矿 1．由于土壤中含有各种各样的微生物和土壤动物， 含量。 三、土壤污染物质 床附近地区的土壤。 对外界进入土壤中的各种物质都能被分解转化。 土壤环境容量：在人类生存和自然生态不知受害的 土壤污染特点： 四、土壤污染的发生类型 2．由于土壤中存在有复杂的有机和无机胶体体系， 前提下，土壤环境所能容纳的污染物的最大负荷量。 • 隐蔽性和潜伏性 人为污染源： 工矿企业废水和城市生活污水的直接排放； 通过吸附、解吸、代换等过程，对外界进入土壤中的各 • 次生盐渍化：由于人类不合理的农业措施而发生的 不可逆性和长期性 （一）工业污染源：浓度较高，短时间内即可引起土壤、 （一）水体污染型 种物质起着“蓄积作用”，使污染物发生形态变化。 盐渍化，称次生盐渍化。 作物危害。（废渣作为肥料施入农田、污水灌溉） 污水灌溉，使土壤受到重金属、无机盐、有机物和病原 沉降和降水而降落地面。污染物（二氧化硫、氮氧化物和 （二）大气污染型 3．土壤是绿色植物生长的基地，通过植物的吸收作 （二）农业污染：化学农药、除草剂、牲畜废物等。 体的污染。水污染型的污染特点是沿河流或干支渠呈枝 颗粒物等）集中在土壤表层，引起土壤酸化等多种污染。 用，土壤中的污染物质起着转化和转移的作用。 污染程度与化肥、农药的数量、种类、利用方式及耕 （三）生物污染源：人粪尿、生活污水等。 形片状分布。 （三）农业污染型 特点是以大气污染源为中心呈环状或带状分布，长轴沿主 作制度等有关。 风向伸长。其污染的面积、程度和扩散的距离，取决于污 主要是工矿企业排出的尾矿废渣、污泥和城市垃圾在 （四）固体废弃物污染型 染物质的种类、性质、排放量、排放形式及风力大小等。 地表堆放或处置过程中通过扩散、降水淋滤等直接或 本节结束
第4章 土壤环境
土壤环境背景值为0.079mg/kg。 土壤胶体对Cd2+具有吸附能力。 土壤酸度、氧化还原条件、 以及碳酸盐含量影响土壤中Cd的 含量。
3.2有毒重金属的迁移转化—砷
土壤环境背景值为9.6mg/kg。 砷的形态有可溶性砷离子，难溶性 砷盐，吸附性砷。来源于含砷工业废物 或含砷农药。 土壤中含砷量的影响因素：土壤pH,pE. 砷对植物的毒害是阻碍植物体内水 分和养分的输送，造成植物减产或生长 不良。
4.2农药的污染
污染转移：可促进土壤净化，却 导致大气水体和生物环境等环境 要素的污染。 农药污染转移 农药降解 农药吸附
4.2农药的污染
农药污染转移：农药在等体积水体和 空气中的溶解度的比值来确定农药扩 散的方向。 空气的迁移：小于10000（DDT） 水体的迁移：大于30000（除草剂）
2009年公开的新农药品种17个
杀菌剂9个 杀虫剂3个 除草剂5个
2009年公开的新农药品种
杀菌剂 酰胺类化合物、和丁吡吗啉； 唑菌酯、 唑胺菌酯和苯噻菌酯；三唑并嘧唑类化合 物；喹啉类化合物t及抗病毒剂毒氟磷。 其中唑菌酯和唑胺菌酯均是沈阳化工研究 院有限公司开发；丁吡吗啉是由中国农大 开发的；毒氟磷是由贵州大学开发。
种植某些非食用的、吸收重金属能力强 的植物 来逐步降低土壤重金属含量，恢复土壤 环境的质量。如羊齿类铁角蕨属的一种 植物对土壤中镉(Cd)的吸收率为10%，连 续种植多年可降低土壤含镉量；
5.3土壤污染修复技术—生物改良措施
利用土壤中红酵母和蛇皮藓菌净化土壤
据日本学者研究，这两种生物对剧毒性的多 氯联苯降解率分别达到40%和30%；利用蝗蚓 降低污染，改良土壤，蚯蚓不仅能翻耕土壤、 改良土壤，而且还能处理农药、重金属等有 害物质(林肇信等1999)，但是据我们研究， 对特别贫瘠不利于蚯蚓生活的土壤，效果不 佳；
环境科学导论第4章 土壤环境及土壤污染_PPT幻灯片
土壤胶体对重金属的吸附作用
❖ 离子交换：通过土壤表面电荷之间的静电作用而吸附重 金属。土壤胶体表面通常带有一定数量的阴离子，可吸 附带正电荷重金属离子。
❖ 专性吸附：重金属通过与土壤中金属氧化物表面的-OH 等配位基或土壤有机质配位而结合在土壤表面，这种吸 附可以发生在带不同电荷的表面，也可发生在中性表面 上，吸附量的大小与土壤表面电荷的多少和强弱无关。 专性吸附的重金属离子通常不能被中性盐所交换，只能 被亲合力更强和性质相似的元素所解吸或部分解吸。
吸收。多数情况下含量极微，一般将其合并 于交换态中。
❖碳酸盐结合态：重金属元素与碳酸盐矿物形成的
共沉淀结合态，可用醋酸钠提取，是石灰性土壤 中比较重要的一种形态。对pH最敏感
❖铁锰氧化物结合态：被土壤中氧化铁锰或黏粒矿
物专性交换位置吸附的重金属，不能用中性盐溶 液交换，需用盐酸羟胺提取。土壤中pH和氧化还 原条件对铁锰氧化物结合态有重要影响，pH和氧 化还原电位较高时，有利于铁锰氧化物的形成。
土壤中含有丰富的无机和有机胶体，对进入土 壤中的重金属元素具有明显的吸附作用。土壤胶体 对重金属的吸附是许多重金属离子和分子从土壤液 相中转入土壤固相的主要途径，是重金属在土壤中 累积的重要原因。
土壤胶体种类
（1）有机胶体：主要指各种溶性和不溶性的腐殖质。 （2）无机胶体：主要是细颗粒的粘土微粒。主要包括粘土矿物中
植物利用的形态存在于土体中，暂时退出生物小循环，脱离食物 链。 ❖ 通过生物和化学降解，污染物变为毒性较小或无毒性的物质。 ❖ 有些污染物在土壤环境中发生被分解气化，迁移至大气环境中。
六、 土壤环境背景值
环境背景值：通常指环境各要素（大气、水体 和土壤）在没有污染物质进入的正常情况下， 各化学元素的含量及其赋存形态。 土壤背景值：没有或很少受到人类活动（特别 是人为污染）影响的土壤环境本身的化学元素 组成及含量。
第四章-土壤环境与污染PPT课件
.
13
3．土壤水分
土壤的水分是土壤的重要组成部分。这些水充当了土壤 中所发生各种化学反应的介质，对于岩石风化、土壤形 成、植物生长有着决定性意义。土壤中的水分并不纯净。 当水分进入土壤后，即和土壤中其他组成物质发生作用， 土壤中的一些可溶性物质，如盐类和空气都将溶解在水
.
16
特性：不连续性，存在于土粒间隙之间；
湿度更高；
O2少，CO2多，有机质腐烂分解；
大气
土壤
O2 21% (v/v)
15%
CO2 0.03%
几%
.
17
有还原性气体（H2S、NH3、H2、 CH4）、厌氧 细菌和污染物等存在。
.
18
4-3土壤的理化性质
4-3-1土壤的酸碱度。
土壤的酸碱度是土壤的重要的化学性质之一。
.
34
1．土壤胶体的性质（直径1-100nm） 土壤胶体具有极大的比表面积和表面能 蒙脱石比表面积最大（600-800 m2/g）
高岭石最小（7-30 m2/g），有机胶体比表 面积也大（-700 m2/g）
.
35
胶体表面分子与内部分子所处的状 态不同，受到内外部两种不同的引力， 因而具有多余的自由能即表面能，这 是土壤胶体具有吸附作用的主要原因。 比表面积愈大，表面能愈大，胶体的 吸附性愈大。
水解性酸度
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。
环境学概论第四章土壤环境
环境学概论第四章土壤环境土壤环境是环境学中的一门重要学科，研究的对象是土壤、土壤与其他环境要素的相互关系以及土壤对人类和其他生物的影响。
本章将从土壤的组成、功能、形成和演化、可持续利用等方面进行论述。
一、土壤的组成二、土壤的功能土壤有多种重要的功能，包括农田土壤的耕作、人类的居住和城市建设、水资源的调节、环境污染的防治等。
首先，农田土壤是农作物的生长基质，提供植物所需的养分和水分，并具备贮存、滞留和还原等特性，对农业生产起到重要的支撑作用。
其次，土壤是人类生活和城市建设的基础，承载了人类社会和经济活动所需的建筑、道路和设施。
再次，土壤能够承载和调节水资源，对水的滞留、渗透和净化起到重要作用，保证水资源的稳定供应。
最后，土壤也参与了环境污染的防治和修复工作，通过吸附、分解和转化等作用，减少了环境污染对生态系统的影响。
三、土壤的形成和演化四、土壤的可持续利用土壤资源是有限的，其可持续利用对环境保护和人类生活至关重要。
可持续利用土壤的关键在于合理规划和管理土壤资源。
首先，建立土壤保护的法律法规和政策体系，制定土壤利用的准入和退出机制，加强土壤资源的管理和保护。
其次，合理选择土壤利用方式，根据土壤特性和功能要求，选择适宜的农业、林业或城市建设方式，确保土壤资源的可持续利用。
再次，加强土壤保育和修复工作，通过改进农田管理、合理施肥和耕作措施，减少土壤的侵蚀和退化。
最后，加强土壤环境监测和评估，对土壤的质量和健康状况进行定期监测，及时发现和处理土壤环境问题。
综上所述，土壤环境是环境学中的重要学科，研究的是土壤、土壤与其他环境要素的相互关系以及土壤对人类和其他生物的影响。
土壤的组成、功能、形成和演化、可持续利用等是土壤环境研究的核心内容。
只有合理利用和保护土壤资源，才能实现人类社会可持续发展的目标。
ch4 土环境学概论
❖ （二）土壤有机质：土壤有机质是土壤中各 种含碳有机化合物的总称。包括腐殖质、生 物残体及土壤生物，其中腐殖质是土壤有机 质的主要部分。
❖ （三）土壤水分
❖ 土壤水分主要来自大气降水和灌溉。地 下水也是上层土壤水分的重要来源 。
❖ 土壤水分既是植物养分的主要来源，也 是进入土壤的各种污染物向其他环境圈 层（如水圈、生物圈等）迁移的媒介。
❖ 第二层为淋溶层（ A ），是土壤中生物最活跃 的一层，土壤有机质大部分在这一层，金属离 子和粘土颗粒在此层中被淋溶得最显著。
❖ 第三层为淀积层（ B ），它受纳来自上一层淋 溶出来的有机物、盐类和粘土颗粒类物质。
❖ C 层也叫母质层，是由风化的成土母岩构成。 ❖ 母质层下面为未风化的基岩，常用 D 层表示。
❖ 质地不同的土壤表现出不同的性状
四、土壤胶体性质
❖ 土壤胶体是指土壤中颗粒直径小于 2 m m 或小于 1 m m ，具有胶体性质 的微粒，一般土壤中的粘土矿物和腐 殖质都具有胶体性质。
❖ （一）土壤胶体类型
❖ 土壤胶体种类按成分及来源可将其分为三大类：
1. 有机胶体：主要是腐殖质和生物活动的产物，它 是高分子有机化合物，呈球形、三维空间网状结构、 胶粒直径在 20 － 40nm 之间。
❖ 影响土壤凝聚性能的主要因素是土壤胶体的 电动电位和扩散层厚度 。
❖ 但是在土壤溶液中，胶体常常带负电荷，即 具有负的电动电位，所以胶体微粒又因相同 电荷而相互排斥，电动电位越高，相互排斥 力越强，胶体微粒呈现出的分散性也越强。
五、土壤酸碱性
❖
❖ 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。
❖ 长江（北纬 33 ° ）以南的土壤多为酸性和 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 在 5.5-6.5 之间；
环境科学概论知识点总结
环境科学概论第一章绪论概念：环境：指以人类为主体的外部世界，环境就是人类生存环境，指的是环绕于人类周围的客观事物的整体，它包括自然环境，也包括社会环境.或者为指围绕着人群空间，以及其中可以直接、间接影响人类生活和发展的各种自然因素和社会因素的总体.环境法中的环境:指影响人类生存和发展的各种天然的和经过人工改造的自然因素的总体,包括大气、水、海洋、土地、矿藏、森林、草原、野生生物、自然遗迹、人文遗迹、自然保护区、风景名胜区、城市和乡村等。
环境科学：以“人类—环境”系统为其特定的研究对象，它是研究“人类—环境”系统的发生和发展、调节和控制以及改造和利用的科学。
其目的在于探讨人类社会持续发展对环境的影响及其环境质量的变化规律，从而为改善环境和创造新环境提供科学依据。
环境要素:又称环境基质，是指构成人类环境整体的各个独立的、性质不同的而又服从整体演化规律的基本物质组成。
环境问题:指自然过程突变或人类活动引起的环境破坏和环境质量变化，以及由此给人类生产、生活和健康带来的不利影响。
其原因是人类认识的局限性和环境的复杂多变性。
原生环境问题:又称第一类环境问题，是指由于自然环境自身变化引起的，没有人为因素或人为因素很少的环境问题.次生环境问题:又称第二类环境问题，是指由于人为因素所造成的环境问题。
第二章大气环境概念:干结空气：大气中除去水汽和固体杂质以外的整个混合气体.主要成分是氮气（78.09％)和氧气(20。
94％)。
其次是氩气（0。
934%体积)和二氧化碳(0.033％体积）。
空气中水的体积百分含量在0。
1-0.5％之间，其余的大气成分为稀有气体。
大气污染：指由于人类活动和自然过程引起某种物质进入大气中，呈现出足够的浓度,达到了足够的时间并因此而危害了人体的舒适、健康和福利或危害了环境的现象。
大气污染源：指向大气环境排放有害物质或对大气环境产生有害影响的场所,设备和装置。
包括：天然源（指自然界自行向大气环境排入污染物的污染源。
4-环境科学概论-土壤环境
① ② ③ 土壤通气性
通气良好，电位升高
分解有机质
易分解有机质的含量 微生物活动
分解成还原性物质 分泌有机酸，并可直接参与 根系土壤的氧化还原反应
④ 植物根系的代谢作用
⑤ 土壤的pH
pH降低，电位升高
思考：人类活动对土壤环境的负面影响 有哪些？
人类活动对土壤环境的影响 及其防治对策
•
凝聚作用顺序：Fe3+>AI3+>Ca2+>Mg2+>NH4+>K+>Na+
土壤的吸附与交换
吸附作用 ① ② 生物吸收 机械吸收 植物和微生物吸收营养物质或有毒物质 土壤孔隙阻挡大于孔隙的物质进入土壤 土壤颗粒越细，孔隙越小，机械吸收越强
③ 物理吸收
④ ⑤
土壤越细，分子态物质极性越强， 物理吸收性能越大 化学吸收 土壤溶液中可溶性物质相互作用， 产生难溶性化合物，固定在土壤中 物理-化学吸收 土壤胶粒表面吸附的离子和溶液中的 同号离子进行交换
土壤沙化 水土流失
土地盐渍化 非农业占地 土壤污染
1. 土壤沙化
• 土壤沙化:主要是风蚀和风力堆积过程。 • 原因: 极端干旱及大风 过渡放牧 乱挖乱樵 水资源萎缩 过渡开垦 森林植被破坏
1. 土壤沙化
• 土壤沙化:主要是风蚀和风力堆积过程。
• 原因:
• 危害：
土地贫瘠化
土壤的酸碱性
2. 土壤酸度
① 活性酸度 是指土壤溶液中的氢离子浓度导致的土壤酸度，通常 用pH值来表示。 ② 潜性酸度
•
•
是指土壤中交换性氢离子、铝离子、羟基铝离子被交
换进入溶液后引起的酸度，以mol/100g烘干土表示。
延大《环境学》讲义第4章 土壤环境
第四章土壤环境第一节土壤的组成和性质一、土壤的基本结构和性质土壤是指覆盖于地球陆地表面，具有肥力特征的，能够生长绿色植物的疏松物质层。
1、土壤结构及其组成土壤的剖面结构：从地面垂直向下的土壤纵截面。
一般都表现出一定程度的水平层状构造，在野外以其颜色、质地、结构及松紧度、新生体等区分。
道库恰耶夫：划分3个基本层次①表土层（A层）为有机质积聚层和物质淋溶层②心土层（B层）为淋溶物质淀积层③底土层（C层）又称母质层。
1976年，国际土壤学会提出了新的土壤发生层次划分O 枯枝落叶层A 腐殖质E 淋溶B 沉积层C 母质层R 母岩层。
2、土壤组成土壤由矿物质、有机质、水分、空气和土壤生物五种成分组成。
固体、液体、气体三相共存的多相体系其相对含量因时因地而异，大体上固体部分占50％，土壤空气占20％，土壤水分占30％。
土壤矿物质是地壳的岩石、矿物经过风化和成土过程作用形成的产物按成因类型可将土壤矿物分为两类：原生矿物和次生矿物。
土壤有机质是土壤中含碳有机物的总称，主要累积在土壤地表和上层土层，包括土壤中各种动、植物残体、微生物及其分解和合成的有机物质，一般占固相总重量的10％以下，但却是土壤的重要组成部分，对土壤的性质有很大的影响土壤有机质主要来源于动植物和微生物残体。
3、土壤质地土壤质地（土壤的机械组成）是指土壤颗粒的大小、粗细及其匹配状况。
一般分为砂土、壤土和粘土，中间还有一些过度类型影响土壤水、空气和热量的运动，也影响养分的转化，影响土壤的性质砂土：含沙量多，颗粒粗糙，渗水速度快，保水性能差，通气性能好.粘土：含沙量少，颗粒细腻，渗水速度慢，保水性能好，通气性能差。
二、土壤环境元素背景值和土壤环境容量1、土壤环境元素背景值土壤环境背景值（土壤本底值）是指在未受人类社会行为干扰和破坏时，土壤成分的组成和各组分（元素）的含量土壤元素背景值的表达方式目前还不统一，有几种方法，但我国用得较多的一种是用土壤样品平均值加减两个标准偏差表示2、土壤环境容量土壤环境容量又称土壤负载容量，是一定土壤环境单元在一定时限内遵循环境质量标准，既维持土壤生态系统的正常结构与功能，保证农产品的生物学产量与质量，又不使环境系统污染超过土壤环境所能容纳污染物的最大负荷量不同土壤其环境容量是不同的同一土壤对不同污染物的容量也是不同的涉及到土壤的自净能力。
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3、有机物质转化
有机物质矿化作用
腐殖质化作用
4、腐殖质性质
一种暗色、酸性、富含氮元素的有机胶体物质，是土壤中特有的稳定高 分子化合物。
有养分（N）
适中的粘结性 较强的吸收代换性能
有缓冲能力
（三）土壤空气
1、土壤空气的组成
近地大气组成： 氧气20.94% ；二氧化碳0.03%； 氮气78.08% 其他气体0.95%； 相对湿度60—90 %。 土壤空气组成：
4、地形因素 地形对土壤形成的影响主要是通过引起 物质、能量的再分配而间接地作用于土壤 的。
在上述各种成土因素中，母质和地形 是比较稳定的影响因素，气候和生物则是 比较活跃的影响因素，它们在土壤形成中 的作用随着时间的演变而不断变化。 5、时间因素 土壤是一个经历着不断变化的自然实 体，并且它的形成过程是相当缓慢的。在 酷热、严寒、干旱和洪涝等极端环境中， 以及坚硬岩石上形成的残积母质上，可能 需要数千年的时间才能形成土壤发生层
二、土壤的形成 岩石经过风化作用，成为成土母质，然后在 成土作用下，转化为土壤。
三、土壤形成因素 1、母质形成 风化作用使岩石破碎，理化性质改变， 形成结构疏松的风化壳，其上部可称为土 壤母质。 母质代表土壤的初始状态，它在气候 与生物的作用下，经过上千年的时间，才 逐渐转变成可生长植物的土壤。
B——淀积层
C——母质层
C
R——母岩层 R
A
C
A
BLeabharlann A E BCC 成熟土
C 当地典型土
母质
幼年土
土壤个体发育的一般图式
图 土壤中固、液、气相结构示意图
微生物分解
残根落叶
作物可吸 收的养分
腐殖质
三、土壤的物理化学性质
（一）物理性质 （二）土壤胶体及土壤的吸收交换性 （三）土壤的酸碱性
（四）土壤的氧化还原性
1-0.5 0.5-0.25 0.25-0.05 0.05-0.01 0.01-0.005 0.0050.001 0.0010.0005 0.00050.0001 <0.0001
美国制 粒级名称 石块 粗砾
砂粒 （极粗砂、粗 砂、中砂、细 砂、极细砂）
粒径 （mm） >2 2-0.2 0.2-0.02 0.020.002 <0.002
土壤
液相（土壤水或溶液） 气相（土壤空气）
1、原生矿物
来源：直接来源于母岩的矿物，只受到不同程度的物理风化作用， 而化学成分和结晶构造未有大的改变。 类型：硅酸盐、铝硅酸盐类，氧化物类，硫化物类，磷灰石类。
长石类：KAlSi3O8、NaAlSi3O8、CaAl2Si2O8
2、次生矿物——岩石风化和成土过程中新生的矿物
粒径 （mm） >3 3-2
2-1 1-0.5 0.5-0.25 0.25-0.10 0.10-0.05
粉砂
0.050.002 <0.002
粘粒
粘粒
（二）土壤的有机质
1、土壤有机质
土壤所有动植物来源的总称。在成土过程尤其是肥力的发展过程有 重要作用。
2、分类
普通有机质：动植物残体及其分解的中间产物，如蛋白质、糖类、 有机酸等。 腐殖质(Humus)：动植物残体通过微生物作用，发生复杂的转化而 生成的有机胶体物质。
6、人类因素 在五大自然成土因素之外，人类生产活 动对土壤形成的影响亦不容忽视，主要表 现在通过改变成土因素作用于土壤的形成 与演化。
四、土壤的组成
（一）土壤的矿物质 （二）土壤的有机质 （三）土壤空气 （四）土壤的溶液 （五）土壤的剖面形态
（一）土壤的矿物质（无机成分）
固相（有机物和无机物）
原生矿物的分解
脱盐基阶段：
K2Al2Si6O16 + H2O → KHAl2Si6O16 + KOH KHAl2Si6O16 + H2O → H2Al2Si6O16 + KOH
脱硅基阶段：
富铝化阶段：
H2Al2Si6O16 + 5H2O → H2Al2Si2O8.H2O + 4H2SiO3
H2Al2Si2O8 + 4H2O → 2Al(HO) 3 + 2H2SiO3
2、气候因素 气候对于土壤形成的影响，表现为直接影响和 间接影响两个方面。 直接影响指通过土壤与大气之间经常进行的水 分和热量交换，对土壤水、热状况和土壤中物理、 化学过程的性质与强度的影响。 气候还可以通过影响岩石风化过程以及植被 类型等间接地影响土壤的形成和发育。
3、生物因素 生物是土壤有机物质的来源和土壤形 成过程中最活跃的因素。
次生矿物粘土合成
3、土壤矿物质的机械组成
土壤质地（机械组成）：土壤中各粒级在土壤中所占的相对比例或 重量百分数。 土壤颗粒分级：石块、石砾、砂砾、粉砾、粘粒P111
表
国际制 粒级名称 砾石 砂 粗砂 粒 细纱 粉砂粒
国际制、前苏联和美国制土粒分级标准
前苏联制 粒级名称 石块 砾石 砂 粗砂 中砂 粒 细纱 粉 粗粉砂 砂 中粉砂 粒 细粉纱 粗粘粒 细粘粒 胶体 粒径 （mm） >3 3-1
氧气10.35—20.03%；二氧化碳0.15—0.65%； 氮气78.8—80.2%；
相对湿度100%。
2、对植物的直接影响——为植物的呼吸作用，提供必需的氧气
在通气良好的条件下，土壤中的根系长、颜色浅、根毛多，根的生 理活动旺盛。
缺氧时，根系短而粗、色暗、根毛大量减少，生理代谢受阻。
当土壤空气中，氧的浓度低于9%~10%时，根系发育就受到影响。 低于5%时，大部分的植物根系就会停止发育。
（四）土壤溶液
1、土壤水循环
2、土壤水循环
吸湿水: 土壤颗粒从空气中吸收的汽态水分子。 毛管水：由于毛管力的作用而保持在土壤中的液态水。 重力水: 降水或灌溉后，不受土粒和毛管力吸持，而在重力作 用下向下移动的水，称为重力水。植物可以很容易地吸收重力水，
（五）土壤剖面形态
A——腐殖质层 E——淋溶层 A E B
第四章 土壤环境
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
土壤的组成和性质 土壤环境污染 重金属对土壤的污染 化学农药对土壤的污染 土壤污染的防治
第一节 土壤的组成和性质
一、土壤定义 农业角度：地球陆地表面具有肥力的能够生 长植物的疏松表层，是人类赖以生存的重 要自然资源。 环境学角度：土壤不仅是一种资源，还是人 类赖以生存环境的重要组成部分。