(完整版)第四章土壤环境化学
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16
决定电位离子层 非活动性离子层
胶核
扩散层
胶粒
17
土壤胶体还有从土壤溶液中交换离子的能力。 土壤胶体扩散层中的补偿离子，可以和溶液中相同电荷 的离子以离子价为依据作等价交换，称离子交换作用，包括 阳离子交换吸附和阴离子交换吸附。
（1）土壤胶体的阳离子交换吸附
土壤胶体吸附的阳离子，可与土壤溶液中的阳离子以离子价为依据 进行等价交换，各种阳离子交换能力的强弱，主要依赖于以下因素：
可交换阳离子
致酸离子：Al3+、H+。 盐基离子：Ca2+、Mg2+ 、K+ 、Na+、NH4+ 等。
19
（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。易被 吸附的阴离子是 PO43-、H2PO4-、HPO42- 等，与带正电荷的土壤胶体中 阳离子 Ca2+、Fe3+、Al3+ 等结合生成难溶性化合物而被强烈吸附。
土壤的自净作用决定于土壤的物质组成和其它性质， 也与污染物的种类和性质有关。
土壤的自净作用一般比较缓慢。
29
第二节 土壤的化学污染 2.1 土壤污染源和土壤污染物
▪ 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即为土壤污染。 ▪ 土壤受到污染后，不仅会影响植物生长，同时会影响土壤 内部生物群的变化与物质的转化，即产生不良的生态效应。
二者可以相互转换，一定条件下可处于暂时平衡。 活性酸度是土壤酸度的现实表现，土壤胶体是 H+、Al3+ 的
储存库，因此潜性酸度是活性酸度的储备。
23
2、土壤碱度 (Alkalinity of Soil )
土壤溶液中的 OH- 离子，主要来源于碱金属和碱土金 属的碳酸盐类，即碳酸盐碱度和重碳酸盐碱度的总量称为 总碱度，可用滴定法测定。
25
又如：土壤中的某些有机酸(如氨基酸、胡敏酸等)是两性 物质，具有缓冲作用，如氨基酸含氨基和羧基可分别中和 酸和碱，从而对酸和碱都具有缓冲能力。
R-CH(NH2)(COOH)+HCl = R-CH(NH3Cl)(COOH)
R-CH(NH2)(COOH)+NaOH = R-CH(NH2)(COONa)+ H2O
21
▪ 土壤的酸碱性
1、土壤酸度 (Acidity of Soil)
根据土壤中 H+ 存在的形式： 活性酸度（或有效酸度）（Activity Acidity）：
土壤溶液中氢离子浓度直接反映出来的酸度，通常用 pH 表示 （通常描述土壤性质时表示作土壤 pH 值）。
潜性酸度（Potential Acidity）
土壤对外来污染物有一定的自净能力。由于土壤有极大的比表面
积和催化活性，还含有水、空气、微生物，可以使污染物降解 。
3
1.2 土壤的组成
固相 （土壤矿物质、土壤有机质、土壤生物） 液相 （水分及水溶物） 气相 （空气）
4
▪ 土壤矿物质
➢ 原生矿物：岩石只经历物理风化的碎屑物，成分和结构均无
变化。
石英(SiO2)，钾长石(KAlSi3O8)， 云母(K(Si3Al)Al2O10(OH)2)，橄榄石((Mg,Fe)2SiO4)
吸附顺序： F- > C2O42- > 柠檬酸根 > PO43- > HCO3- > H2BO3- > Ac- > SCN- >
SO42- > Cl- > NO3-
20
▪ 土壤的配位和螯合作用
土壤中有许多有机、无机配体，能和金属离子配位或螯合。
➢有机配体中不同配位基团与金属离子的亲和力顺序： －NH2 > －OH > －COO- > －C＝O
11
▪ 土壤生物 土壤生物主要包括土壤微生物和土壤动物。
➢ 主要为分解者，主导有机物转化过程。也是土壤有机质的重 要来源。 ➢ 对净化土壤的有机污染起重大作用。
12
▪ 土壤溶液
土壤溶液：土壤水分和其中溶质组成的溶液。
➢ 无机胶体：Fe、Al 的氧化物等。 ➢ 无机盐：CO32-，HCO3-，SO42-，Cl-，NO3-，PO43- 。 ➢ 有机化合物：腐殖酸，有机酸，糖类，蛋白质等。 ➢ 配合物：Fe，Al 的配合物等。 ➢ 溶解气体：O2，CO2，N2 (CO2 > O2 > N2)
第四章 土壤环境化学
1
第一节 土壤的形成和性质 1.1 土壤的形成
土壤：陆地地表具有肥力并能生长植物的疏松表层。 是大气圈、水圈、岩石圈和生物圈的交界地带，是联系有
机界和无机界的中心环节。
形成：在风化作用和成土过程的综合作用下形成。 岩石风化形成矿物碎屑（土壤母质）→ 生物活动产生有机质 、腐殖质（成土过程） → 土壤
➢ 有机胶体：腐殖质类，少量的木质素、纤维素等。
350～900 m2/g
➢ 有机－无机复合胶体
土壤胶体通常带负电：
➢ 有机胶体由于腐殖质分子中羟基或羧基解离造成。 ➢ 无机胶体由于粘土矿物晶格中常发生 Si4+ 被 Al3+ 置换，Al3+ 被 Mg2+、Fe2+ 置换的现象，使得土壤微粒带负电，有吸附阳离 子的功能。
2
土壤的基本环境机能：
▪ 培育植物
▪
推土壤动是物植质物循生环长的支持体，有一定肥力，提供水、空气、养分。
既是植物生长的基体，也是人类、动物以及绝大多数微生物栖息、
▪ 保生土可存壤能存和是进水繁地入资衍表大源的元气场素和所 循 水环 系。的 ，重 也要可圈能层通，过由地岩球石化风学化循产环生回的归所土有壤物。质C、都N ▪ 防在较土会大长壤过止气（是快灾、吸大蒸害海附气发洋、和，中沉地它以 降 下 们相 、 水 通当 植 之 过快 物 间 径的 摄 的 流速 取 缓 形度 等 冲 成循 多 地 河环 种 区 流， 作 。 、但 用 土 湖在 ） 壤 泊土。中或壤储地中存下滞的水留大。时量水间降中相水的对不杂 ▪ 自质土水经壤土净土蓄流能壤水失力量过或大滤土，、壤可吸 荒以收 漠防及 化止微 ，洪还生水可物发以降生防解。风可土、得壤消较植音纯物净。可的以水防。止风雨侵蚀、
27
▪ 土壤的氧化还原性质
土壤中有多种有机、无机物的氧化、还原过程。
土壤 E 与土壤通气状况的关系： ➢ 旱地通气好，游离氧占优势，E 较高，以氧化作用为主。 ➢ 水田通气差，游离氧很少，E 较低(甚至可以为负值)，以还 原作用为主。
28
▪ 土壤的自净作用
土壤有优越的自身更新能力－自净作用： ➢ 氧气氧化 ➢ 胶体吸附，配位 ➢ 微生物降解
当土壤胶体上吸附的 Na+、K+、Mg2+ (主要是 Na+ )等 离子的饱和度增加到一定程度时，会引起交换性阳离子的 水解作用，结果在土壤溶液中产生 NaOH，使土壤呈碱性。
土壤胶体|-xNa+ + yH2O → 土壤胶体|-(x-y)Na+、yH+ + yNaOH
24
3、土壤的缓冲作用(Buffer Action of Soil )
26
（2）土壤胶体的缓冲作用 (Buffer Action of Colloids of Soil) 土壤胶体中存在有各种代换性阳离子
①对酸的缓冲作用： 土壤胶体|-M+ + HCl → 土壤胶体|-H + + MCl
②对碱的缓冲作用： 土壤胶体|-H+ + MOH → 土壤胶体|-M+ + H2O
➢ 次生矿物：原生矿物经化学风化形成的新矿物。
简单盐类 (MCO3，MHCO3，MSO4，MCl2)，易淋失，含量少。 水合氧化物 如水合氧化铁、铝及硅等。
次生硅铝酸盐 土壤矿物中最细小部分，一般称为次生粘土矿 物。包括高岭土、蒙脱石、伊利石等。均为层状结构。
5
高岭土：[Al4Si4O10(OH)8] ，是风化程度极高的矿物。 层间间距小，难以容纳水分子或其它离子，因此膨胀性小，阳
30
▪ 土壤环境背景值：指未受或少受人类影响的土壤环境本身 的化学元素组成及含量。
31
Baidu Nhomakorabea
目前已难以找到绝对不受人类活动影响的土壤，故现在 所得到的土壤环境背景值已不能完全反映土壤的原始化学组 成。
▪ 土壤环境容量：土壤环境单元所容许承纳的污染物质的最 大数量或负荷量。
可用于制定土壤环境标准，制定农田灌溉用水水质和水量标 准，制定污泥施用量标准。进行区域土壤污染物预测和土壤环 境质量评价以及污染物总量控制管理等方面。
(10~15%)
➢ 特异性：（土壤中特有的有机物） 腐殖质。由植物经微生物降解转化而成，不属于有机化学中现有的任 何一类。
(85~90%)
9
10
土壤中腐殖质胶体通常胶粒直径 20～40 nm。比表面积达 800～1000 m3/g，主要带负电。 腐殖质具有重要的环境意义：
➢ 毛细作用或渗透作用保持水分。 ➢ 断热，保温。 ➢ 螯合，吸附金属离子和有机分子。
32
土壤环境的质量
1995年制订和发布《土壤质量环境标准》— GB15618-1995
适用范围： 农田、蔬菜地、茶园、果园、牧场、林地、自然保护区等。
土壤质量分三级：
一级标准
I类土壤区，包括国家规定的自然保护区(原有背景重金属含量高的 除外)、集中生活饮用水源地、茶园、牧场和其他保护地区的土壤。土壤 质量应基本上保持自然背景水平。
离子代换量也低，极少发生同晶取代。透水性好但保肥能力低。
6
蒙脱石：[Al4 Si8 O20(OH)4]， 为伊利石的风化产物。
层间距大，可以容纳较多的水分子和离子，阳离子代换量极高，晶 格中的硅、铝原子易发生同晶取代；但它吸收的水分植物难以利用，不 利于植物的生长。
7
伊利石： [(OH)4 K9(Al4 Fe4 Mg4 Mg6)(Si8-y Al9)O20]，风化程度较低。
13
▪ 土壤空气
土壤空气与大气的不同点： (1) 不连续性，存在于土粒间隙之间； (2) 湿度更高； (3) O2 少，CO2 多，有机质腐烂分解； (4) 有少量还原性气体（H2S、NH3、H2、CH4）。
大气
土壤
O2
21% (v/v) 15%
CO2
0.03%
几%
14
1.3 土壤的性质
土壤的性质是多方面的，主要介绍与污染物迁移转化有关的一些 基本性质。
是由土壤胶体吸附的可代换性 H+、Al3+ 离子造成的。
|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 + 3H2O → Al(OH)3 + 3HCl
22
活性酸度和潜性酸度的关系： 活性酸度与潜性酸度是存在于同一平衡体系的两种酸度，
▪ 土壤的物理性质
➢ 土壤颗粒大小反映 颗粒的表面活性。 ➢ 土壤的结构：土壤 颗粒的空间排列方式。 通常要求颗粒小，土粒 细，粘结力强。
15
▪ 土壤的胶体性质
土壤胶体是土壤中具有胶体性质的微细颗粒。 ➢ 无机胶体：粘土矿物和各种水合氧化物。 表面积： 蒙脱石 > 伊利石 > 高岭土
600～800 m2/g 100～200 m2/g 7～30 m2/g
土壤缓冲性能是指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，为植物生长 和土壤生物的活动创造比较稳定的生活环境，所以土壤的 缓冲性能是土壤的重要性质之一。 （1）土壤溶液的缓冲作用
土壤溶液中含有碳酸、硅酸、磷酸、腐殖酸和其它有 机酸及其盐类，构成很好的缓冲体系。
如：碳酸及其钠盐的缓冲作用
①电荷数：离子电荷数越高，阳离子交换能力越强。 ②离子半径及水化程度：同价离子中，离子半径越大，水化离子半径就 越小，因而具有较强的交换能力。 ③土壤环境条件
18
不同土壤的阳离子交换量不同：
（1）不同种类的胶体的阳离子交换量顺序： 有机胶体 > 蒙脱石 > 水化云母 > 高岭土 > 水合氧化铁、铝 （2）土壤质地越细，阳离子交换量越高； （3）土壤胶体中 SiO2/R2O3 比值越大，阳离子交换量越高； （4）pH 值下降，阳离子交换量降低。
层间距大，与蒙脱石类似。膨胀性较小，富含钾（K2O），具有较高 的阳离子代换量，晶格中的硅、铝原子可发生同晶取代，而由 K+ 补偿电 荷，但不显著。
8
▪ 土壤有机质
土壤有机质主要来自于植物、微生物、动物的死亡残体，经 分解转化而成。是土壤形成的主要标志，是土壤肥力的表现。
➢ 非特异性： 糖类、蛋白质、脂类、碳水化合物等。
➢ 重金属离子与土壤腐殖质形成螯合物的稳定性顺序： Pb2+ > Cu2+ > Ni2+ > Zn2+ > Cd2+ > Fe2+ > Mn2+ > Hg2+
➢ 土壤中常见的无机配体有 Cl-、SO42-、HCO3-、OH- 等。 它们与金属离子生成各种配合物，如Cu(OH)+、Cu(OH)2、 CuCl+、CuCl3- 等。
决定电位离子层 非活动性离子层
胶核
扩散层
胶粒
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土壤胶体还有从土壤溶液中交换离子的能力。 土壤胶体扩散层中的补偿离子，可以和溶液中相同电荷 的离子以离子价为依据作等价交换，称离子交换作用，包括 阳离子交换吸附和阴离子交换吸附。
（1）土壤胶体的阳离子交换吸附
土壤胶体吸附的阳离子，可与土壤溶液中的阳离子以离子价为依据 进行等价交换，各种阳离子交换能力的强弱，主要依赖于以下因素：
可交换阳离子
致酸离子：Al3+、H+。 盐基离子：Ca2+、Mg2+ 、K+ 、Na+、NH4+ 等。
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（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。易被 吸附的阴离子是 PO43-、H2PO4-、HPO42- 等，与带正电荷的土壤胶体中 阳离子 Ca2+、Fe3+、Al3+ 等结合生成难溶性化合物而被强烈吸附。
土壤的自净作用决定于土壤的物质组成和其它性质， 也与污染物的种类和性质有关。
土壤的自净作用一般比较缓慢。
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第二节 土壤的化学污染 2.1 土壤污染源和土壤污染物
▪ 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即为土壤污染。 ▪ 土壤受到污染后，不仅会影响植物生长，同时会影响土壤 内部生物群的变化与物质的转化，即产生不良的生态效应。
二者可以相互转换，一定条件下可处于暂时平衡。 活性酸度是土壤酸度的现实表现，土壤胶体是 H+、Al3+ 的
储存库，因此潜性酸度是活性酸度的储备。
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2、土壤碱度 (Alkalinity of Soil )
土壤溶液中的 OH- 离子，主要来源于碱金属和碱土金 属的碳酸盐类，即碳酸盐碱度和重碳酸盐碱度的总量称为 总碱度，可用滴定法测定。
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又如：土壤中的某些有机酸(如氨基酸、胡敏酸等)是两性 物质，具有缓冲作用，如氨基酸含氨基和羧基可分别中和 酸和碱，从而对酸和碱都具有缓冲能力。
R-CH(NH2)(COOH)+HCl = R-CH(NH3Cl)(COOH)
R-CH(NH2)(COOH)+NaOH = R-CH(NH2)(COONa)+ H2O
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▪ 土壤的酸碱性
1、土壤酸度 (Acidity of Soil)
根据土壤中 H+ 存在的形式： 活性酸度（或有效酸度）（Activity Acidity）：
土壤溶液中氢离子浓度直接反映出来的酸度，通常用 pH 表示 （通常描述土壤性质时表示作土壤 pH 值）。
潜性酸度（Potential Acidity）
土壤对外来污染物有一定的自净能力。由于土壤有极大的比表面
积和催化活性，还含有水、空气、微生物，可以使污染物降解 。
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1.2 土壤的组成
固相 （土壤矿物质、土壤有机质、土壤生物） 液相 （水分及水溶物） 气相 （空气）
4
▪ 土壤矿物质
➢ 原生矿物：岩石只经历物理风化的碎屑物，成分和结构均无
变化。
石英(SiO2)，钾长石(KAlSi3O8)， 云母(K(Si3Al)Al2O10(OH)2)，橄榄石((Mg,Fe)2SiO4)
吸附顺序： F- > C2O42- > 柠檬酸根 > PO43- > HCO3- > H2BO3- > Ac- > SCN- >
SO42- > Cl- > NO3-
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▪ 土壤的配位和螯合作用
土壤中有许多有机、无机配体，能和金属离子配位或螯合。
➢有机配体中不同配位基团与金属离子的亲和力顺序： －NH2 > －OH > －COO- > －C＝O
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▪ 土壤生物 土壤生物主要包括土壤微生物和土壤动物。
➢ 主要为分解者，主导有机物转化过程。也是土壤有机质的重 要来源。 ➢ 对净化土壤的有机污染起重大作用。
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▪ 土壤溶液
土壤溶液：土壤水分和其中溶质组成的溶液。
➢ 无机胶体：Fe、Al 的氧化物等。 ➢ 无机盐：CO32-，HCO3-，SO42-，Cl-，NO3-，PO43- 。 ➢ 有机化合物：腐殖酸，有机酸，糖类，蛋白质等。 ➢ 配合物：Fe，Al 的配合物等。 ➢ 溶解气体：O2，CO2，N2 (CO2 > O2 > N2)
第四章 土壤环境化学
1
第一节 土壤的形成和性质 1.1 土壤的形成
土壤：陆地地表具有肥力并能生长植物的疏松表层。 是大气圈、水圈、岩石圈和生物圈的交界地带，是联系有
机界和无机界的中心环节。
形成：在风化作用和成土过程的综合作用下形成。 岩石风化形成矿物碎屑（土壤母质）→ 生物活动产生有机质 、腐殖质（成土过程） → 土壤
➢ 有机胶体：腐殖质类，少量的木质素、纤维素等。
350～900 m2/g
➢ 有机－无机复合胶体
土壤胶体通常带负电：
➢ 有机胶体由于腐殖质分子中羟基或羧基解离造成。 ➢ 无机胶体由于粘土矿物晶格中常发生 Si4+ 被 Al3+ 置换，Al3+ 被 Mg2+、Fe2+ 置换的现象，使得土壤微粒带负电，有吸附阳离 子的功能。
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土壤的基本环境机能：
▪ 培育植物
▪
推土壤动是物植质物循生环长的支持体，有一定肥力，提供水、空气、养分。
既是植物生长的基体，也是人类、动物以及绝大多数微生物栖息、
▪ 保生土可存壤能存和是进水繁地入资衍表大源的元气场素和所 循 水环 系。的 ，重 也要可圈能层通，过由地岩球石化风学化循产环生回的归所土有壤物。质C、都N ▪ 防在较土会大长壤过止气（是快灾、吸大蒸害海附气发洋、和，中沉地它以 降 下 们相 、 水 通当 植 之 过快 物 间 径的 摄 的 流速 取 缓 形度 等 冲 成循 多 地 河环 种 区 流， 作 。 、但 用 土 湖在 ） 壤 泊土。中或壤储地中存下滞的水留大。时量水间降中相水的对不杂 ▪ 自质土水经壤土净土蓄流能壤水失力量过或大滤土，、壤可吸 荒以收 漠防及 化止微 ，洪还生水可物发以降生防解。风可土、得壤消较植音纯物净。可的以水防。止风雨侵蚀、
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▪ 土壤的氧化还原性质
土壤中有多种有机、无机物的氧化、还原过程。
土壤 E 与土壤通气状况的关系： ➢ 旱地通气好，游离氧占优势，E 较高，以氧化作用为主。 ➢ 水田通气差，游离氧很少，E 较低(甚至可以为负值)，以还 原作用为主。
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▪ 土壤的自净作用
土壤有优越的自身更新能力－自净作用： ➢ 氧气氧化 ➢ 胶体吸附，配位 ➢ 微生物降解
当土壤胶体上吸附的 Na+、K+、Mg2+ (主要是 Na+ )等 离子的饱和度增加到一定程度时，会引起交换性阳离子的 水解作用，结果在土壤溶液中产生 NaOH，使土壤呈碱性。
土壤胶体|-xNa+ + yH2O → 土壤胶体|-(x-y)Na+、yH+ + yNaOH
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3、土壤的缓冲作用(Buffer Action of Soil )
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（2）土壤胶体的缓冲作用 (Buffer Action of Colloids of Soil) 土壤胶体中存在有各种代换性阳离子
①对酸的缓冲作用： 土壤胶体|-M+ + HCl → 土壤胶体|-H + + MCl
②对碱的缓冲作用： 土壤胶体|-H+ + MOH → 土壤胶体|-M+ + H2O
➢ 次生矿物：原生矿物经化学风化形成的新矿物。
简单盐类 (MCO3，MHCO3，MSO4，MCl2)，易淋失，含量少。 水合氧化物 如水合氧化铁、铝及硅等。
次生硅铝酸盐 土壤矿物中最细小部分，一般称为次生粘土矿 物。包括高岭土、蒙脱石、伊利石等。均为层状结构。
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高岭土：[Al4Si4O10(OH)8] ，是风化程度极高的矿物。 层间间距小，难以容纳水分子或其它离子，因此膨胀性小，阳
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▪ 土壤环境背景值：指未受或少受人类影响的土壤环境本身 的化学元素组成及含量。
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Baidu Nhomakorabea
目前已难以找到绝对不受人类活动影响的土壤，故现在 所得到的土壤环境背景值已不能完全反映土壤的原始化学组 成。
▪ 土壤环境容量：土壤环境单元所容许承纳的污染物质的最 大数量或负荷量。
可用于制定土壤环境标准，制定农田灌溉用水水质和水量标 准，制定污泥施用量标准。进行区域土壤污染物预测和土壤环 境质量评价以及污染物总量控制管理等方面。
(10~15%)
➢ 特异性：（土壤中特有的有机物） 腐殖质。由植物经微生物降解转化而成，不属于有机化学中现有的任 何一类。
(85~90%)
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土壤中腐殖质胶体通常胶粒直径 20～40 nm。比表面积达 800～1000 m3/g，主要带负电。 腐殖质具有重要的环境意义：
➢ 毛细作用或渗透作用保持水分。 ➢ 断热，保温。 ➢ 螯合，吸附金属离子和有机分子。
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土壤环境的质量
1995年制订和发布《土壤质量环境标准》— GB15618-1995
适用范围： 农田、蔬菜地、茶园、果园、牧场、林地、自然保护区等。
土壤质量分三级：
一级标准
I类土壤区，包括国家规定的自然保护区(原有背景重金属含量高的 除外)、集中生活饮用水源地、茶园、牧场和其他保护地区的土壤。土壤 质量应基本上保持自然背景水平。
离子代换量也低，极少发生同晶取代。透水性好但保肥能力低。
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蒙脱石：[Al4 Si8 O20(OH)4]， 为伊利石的风化产物。
层间距大，可以容纳较多的水分子和离子，阳离子代换量极高，晶 格中的硅、铝原子易发生同晶取代；但它吸收的水分植物难以利用，不 利于植物的生长。
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伊利石： [(OH)4 K9(Al4 Fe4 Mg4 Mg6)(Si8-y Al9)O20]，风化程度较低。
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▪ 土壤空气
土壤空气与大气的不同点： (1) 不连续性，存在于土粒间隙之间； (2) 湿度更高； (3) O2 少，CO2 多，有机质腐烂分解； (4) 有少量还原性气体（H2S、NH3、H2、CH4）。
大气
土壤
O2
21% (v/v) 15%
CO2
0.03%
几%
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1.3 土壤的性质
土壤的性质是多方面的，主要介绍与污染物迁移转化有关的一些 基本性质。
是由土壤胶体吸附的可代换性 H+、Al3+ 离子造成的。
|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 + 3H2O → Al(OH)3 + 3HCl
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活性酸度和潜性酸度的关系： 活性酸度与潜性酸度是存在于同一平衡体系的两种酸度，
▪ 土壤的物理性质
➢ 土壤颗粒大小反映 颗粒的表面活性。 ➢ 土壤的结构：土壤 颗粒的空间排列方式。 通常要求颗粒小，土粒 细，粘结力强。
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▪ 土壤的胶体性质
土壤胶体是土壤中具有胶体性质的微细颗粒。 ➢ 无机胶体：粘土矿物和各种水合氧化物。 表面积： 蒙脱石 > 伊利石 > 高岭土
600～800 m2/g 100～200 m2/g 7～30 m2/g
土壤缓冲性能是指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，为植物生长 和土壤生物的活动创造比较稳定的生活环境，所以土壤的 缓冲性能是土壤的重要性质之一。 （1）土壤溶液的缓冲作用
土壤溶液中含有碳酸、硅酸、磷酸、腐殖酸和其它有 机酸及其盐类，构成很好的缓冲体系。
如：碳酸及其钠盐的缓冲作用
①电荷数：离子电荷数越高，阳离子交换能力越强。 ②离子半径及水化程度：同价离子中，离子半径越大，水化离子半径就 越小，因而具有较强的交换能力。 ③土壤环境条件
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不同土壤的阳离子交换量不同：
（1）不同种类的胶体的阳离子交换量顺序： 有机胶体 > 蒙脱石 > 水化云母 > 高岭土 > 水合氧化铁、铝 （2）土壤质地越细，阳离子交换量越高； （3）土壤胶体中 SiO2/R2O3 比值越大，阳离子交换量越高； （4）pH 值下降，阳离子交换量降低。
层间距大，与蒙脱石类似。膨胀性较小，富含钾（K2O），具有较高 的阳离子代换量，晶格中的硅、铝原子可发生同晶取代，而由 K+ 补偿电 荷，但不显著。
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▪ 土壤有机质
土壤有机质主要来自于植物、微生物、动物的死亡残体，经 分解转化而成。是土壤形成的主要标志，是土壤肥力的表现。
➢ 非特异性： 糖类、蛋白质、脂类、碳水化合物等。
➢ 重金属离子与土壤腐殖质形成螯合物的稳定性顺序： Pb2+ > Cu2+ > Ni2+ > Zn2+ > Cd2+ > Fe2+ > Mn2+ > Hg2+
➢ 土壤中常见的无机配体有 Cl-、SO42-、HCO3-、OH- 等。 它们与金属离子生成各种配合物，如Cu(OH)+、Cu(OH)2、 CuCl+、CuCl3- 等。