第四章土壤环境化学PPT课件

a. 硅酸盐类：易风化成盐； b. 氧化物类； c. 硫化物类； d. 磷酸盐类。
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(2) 次生矿物
一、组成 1.矿物质
由原生矿物经化学风化后形成的新矿物，其化学组 成和晶体结构都有所改变。
a. 简单盐类：方解石、白云石、石膏等，原生矿物 经化学风化后的最终产物，常见于干旱和半干旱地区， 结晶结构简单；
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一、组成
图4-1 土壤的组成
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1．土壤矿物质
一、组成
(1) 原生矿物
各种岩石（主要是岩浆岩）受到程度不同的物理 风化而未经化学风化的碎屑物，其原来的化学组成和 结晶结构都没有改变。
原生矿物主要有：石英、长石类、云母类、辉石、 角闪石等。石英最难风化，长石次之，辉石、角闪石、 黑云母易风化。
生物种类 细菌
微 真菌
生 物 放线菌
藻类
表土层中(15cm) 数量(个/m2) 1013～1014 1010～1011 1012～1013 109～1010
生物种类
原生物 动 线虫类 物 蚯蚓
其它
表土层中(15cm) 数量(个/m2) 109～1010 106～107 30～300 103～105
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在沙漠化过程中水土流失也很严 重，目前我国水土流失的面积已达150 万 km2， 每 年 土 壤 流 失 量 达 5 0 亿 吨 ， 养分流失量相当于四、五千吨化肥。
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❖土壤盐碱化面积扩大，我国盐碱化土 壤面积达100万平方公里左右；
❖土壤污染物质来源广泛，包括城市废 水和固体废弃物；农药和化肥；生物残 体和排泄物；大气沉降物等。
❖ 土壤酸化、盐碱化、土壤污染 ❖ 土壤沙漠化（石漠化） ❖ 陆地植Leabharlann 破坏 ❖ 水土流失LOGO
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我国的沙漠和沙漠化土地已达153.3万 km2，占全国土地面积的15.9%，其中沙 漠化土地达33.4万km2。上世纪80年代后 沙漠化面积扩大了一倍，沙漠化地区主 要集中在西部、华北和内蒙东部的一条 连续的弧形地带。卫星云图上发现，中 国西部风沙线正大举向东入侵。
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高岭石
[Al4Si4O10(OH)8] 是风化程度极高的矿物 特点：粒径较大，为0.1－5.0μm，
膨胀性小，阳离子代换量也低，极少发 生同晶取代。透水性好但保肥能力低。
请比较三类土壤矿物质的特性！
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2．土壤有机质
土壤有机质是土壤形成的主要标志， 土壤肥力的表现，土壤中含碳有机物的总 称(Soil Organic Matter，SOM)，包括：
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3．土壤水分
❖土壤溶质包括：无机胶体、有机胶体、 无机盐类、有机化合物、配合物、溶 解气体
❖土壤水分的意义：土壤水分既是植物 营养物的来源，也是污染物向其他圈 层迁移的媒介
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❖土壤水分存在的形式： 土壤颗粒表面有很强的粘附力，土
壤颗粒吸附的水分称吸着水，几乎不移 动，不被植物吸收。外层的膜状水称内 聚水或毛细管水，是植物生长的主要水 源。
b. 三氧化物类：针铁矿、褐铁矿等，是硅酸盐矿物 彻底风化后的产物，常见于热带、亚热带；
c. 次生硅酸盐类：伊利石、蒙脱石、高岭石，由长 石等原生硅酸盐矿物风化后形成，是构成土壤的重要 成分。
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伊利石
[ ( OH)4 K9(AI4 Fe4 Mg4 Mg6)(Si8-y Al9)O20]
特点：粒径小于2μm，风化程度较
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在沙漠化的过程中人为破坏的因素是 最大的危害，由于不适当的开荒造成了内 蒙、黑龙江、吉林、宁夏等地区沙漠化面 积达26400km2。同样由于天然植被的破 坏，新疆、内蒙、甘肃等土地沙漠化的面 积达22600 km2。原来著名的科尔沁草原 和鄂尔多斯草原不得不更名为科尔沁沙地 和毛乌素沙地。
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一、组成
总体来看土壤空气的组成和大气的组成大同小异。 土壤空气有异于大气之处是：①土壤空气是不连续的， 存在于土粒空隙之间；②有更高的湿度；③由于有机物 腐烂，使土壤空气中O2含量较少，而CO2浓度显著增加 （比大气中CO2浓度大8～300倍），但二者之和约为 总量的21%（体积），与大气情况相近；④土壤空气 中还含有少量还原性气体，如CH4、H2S、H2等，在某 些情况下还可能产生PH3、CS2等气体，这些都是厌氧 性微生物活动的产物，对植物生长有害。
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4．土壤空气
一、组成
土壤空气也是土壤的重要组分之一。它对 土壤微生物活动、营养物质的转化以及植物的 生长发育都有重大作用。因此，土壤空气的状 况是决定土壤肥力的重要因素之一。
土壤是多孔体系，土壤空气存在于未被水 分占据的土壤空隙中。这些气体主要来源于大 气，其次是产生于土壤内发生的化学和生物化 学过程。
低，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，但不显著。
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蒙脱石
[Al4 Si8 O20(OH)4] 为伊利石的风化产物 特点：粒径小于1μm，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。
活体（根系、土壤中的生物） 细菌、藻类和原生动物等
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非活体 非腐殖质（动植物残体、蛋白质、糖 类、纤维素、树脂、有机磷、有机氮、有 机酸等，约占10%） 腐殖质（土壤中特有的有机物，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，占85-90%）
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土壤生物
土壤生物的种类和数量
摘自《环境污染与控制》化学工业出版社
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第一节 土壤的组成、结构和性质
一、组成
固体部分 无机体 — 土壤矿物质 有机体 — 土壤有机质、 土壤微生物
土壤组成
孔隙部分 液相 — 土壤水分及其水溶物（ 间隙水） 气相 — 土壤空气
土壤中所含多量化学元素的丰度顺序如下： O>Si>Al>Fe=C=Ca>K>Na>Mg >Ti>N>S，这个次序与地壳组成大 体一致，所不同的是由于土壤中集结了大量生物体，因此C、N、S 的含量相对较高
第四章 土壤环境化学
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简介
土壤是自然环境要素的重要组成之一， 它是处于岩石圈最外面的一层疏松的部 分,具有支持植物和微生物生长繁殖的能 力，称作土壤圈。
土壤还具有同化和代谢外界进入土壤的 物质能力，所以土壤又是保护环境的重要 净化剂，这就是土壤的两个重要的功能。
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全球范围的土壤环境问题