Chap 41原生矿物：它们是各种岩石（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构造都没有改变；土壤中最主要的原生矿物有四类：硅酸盐类矿物、氧化物类矿物、硫化物类矿物和磷酸盐类矿物。

其中硅酸盐类矿物占岩浆岩重量的80％以上。

次生矿物：它们大多数是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。

在土壤形成过程中，原生矿物以不同的数量与次生矿物混合成为土壤矿物质。

简单盐类、三氧化物类和次生铝硅酸盐类。

2 土壤有机质主要来源于动植物和微生物残体。

非腐殖物质（蛋白质、糖类、树脂、有机酸）腐殖质（腐殖酸、富里酸、腐黑酸等）。

3土壤空气与大气组成有较大的差别: （1）土壤空气是一个不连续的体系。

（2）CO2含量一般远比在大气中高，氧的含量则低于大气。

造成这种差别的原因是土壤中植物根系的呼吸作用、微生物活动中有机物的降解及合成时消耗其中的O2，放出CO2。

（3）土壤空气一般比大气含有较高的水量。

土壤含水量适宜时，相对湿度接近100%。

（4）除此之外，由于土壤空气经常被水汽所饱和，在通气不良情况下，厌氧细菌活动产生的少量还原性气体如CH4、H2S、H2也积累在土壤空气中。

4 由不同的粒级混合在一起所表现出来的土壤粗细状况，称为土壤质地（或土壤机械组成）。

5国际制和美国制均采用三级分类法，即按砂粒、粉砂粒、粘粒三种粒级的百分数，划分为砂土、壤土、粘壤土和粘土四类十二级。

6土壤胶体的性质:1）土壤胶体具有巨大的比表面和表面能：（2）土壤胶体的电性：（3）土壤胶体的凝聚性和分散性 ,影响因素：土壤胶体的电动电位和扩散层厚度及土壤溶液中电解质浓度、pH值影响土壤凝聚性能。

7 离子交换作用包括阳离子交换吸附作用和阴离子交换吸附作用。

阳离子交换能力的强弱主要依赖于以下因素：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。

8每千克干土中所含全部阳离子总量，称为阳离子交换量 (cmol/kg) ，不同土壤的阳离子交换量不同：①不同种类胶体的阳离子交换量的顺序为：有机胶体>蒙脱石>水化云母>高岭土>含水氧化铁、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，其阳离子交换量越大，当SiO2/R2O3<2，阳离子交换量显著降低。

④pH值下降阳离子交换量降低；反之，交换量增大。

9 可交换性阳离子有两类：一类是致酸离子，H+和A13+；另一类是盐基离子，Ca2+、Mg2+、NH4+、K+、Na+等。

当土壤胶体上吸附的阳离子均为盐基离子，且已达到吸附饱和时的土壤，称为盐基饱和土壤。

当土壤胶体上吸附的阳离子有一部分为致酸离子，则这种土壤为盐基不饱和土壤。

在土壤交换性阳离子中盐基离子所占的百分数称为土壤盐基饱和度：10活性酸度：土壤的活性酸度是土壤溶液中H+浓度的直接反映，又称为有效酸度，通常用pH表示。

土壤溶液中H+的来源：土壤中CO2溶于水形成的碳酸；有机物分解产生的有机酸；土壤中矿物质氧化产生的无机酸；无机肥料中残余的无机酸；大气污染形成的大气酸沉降。

（2）潜性酸度：土壤潜性酸度的来源是土壤胶体吸附的可代换性H+和A13+。

当这些离子处于吸附状态时，是不显酸性的，但当它们通过离子交换作用进入土壤溶液之后，即可增加土壤溶液的H＋浓度，使土壤pH值降低。

只有盐基不饱和土壤才有潜性酸度，其大小与土壤代换量和盐基饱和度有关。

根据测定土壤潜性酸度所用的提取液，可以把潜性酸度分为代换性酸度和水解酸度。

①代换性酸度：用过量中性盐溶液淋洗土壤，溶液中金属离子与土壤中H+和A13+发生离子交换作用，而表现出的酸度，称为代换性酸度。

②水解性酸度：用弱酸强碱盐（如醋酸钠）淋洗土壤，溶液中金属离子可以将土壤胶体吸附的H+和A13+代换出来，同时生成某弱酸（醋酸）。

此时，所测定出的该弱酸的酸度称为水解性酸度。

水解性酸度一般比交换性酸度高。

由于中性盐所测出的代换性酸度只是水解性酸度的一部分，当土壤溶液在碱性增大时，土壤胶体上吸附的H+较多地被代换出来，所以水解酸度较大。

11活性酸度与潜性酸度的关系:土壤的活性酸度与潜性酸度是同一个平衡体系的两种酸度。

二者可以互相转化，在一定条件下处于暂时平衡状态。

土壤活性酸度是土壤酸度的根本起点和现实表现。

土壤胶体是H+和A13+的贮存库，潜性酸度则是活性酸度的贮备。

土壤的潜性酸度往往比活性酸度大得多，12谁来提供缓冲：（1）土壤溶液的缓冲作用：土壤溶液中含有碳酸、硅酸、磷酸、腐殖酸等弱酸及其盐类，构成一个良好的缓冲体系，对酸碱具有缓冲作用。

（2）土壤胶体的缓冲作用：土壤胶体吸附有各种阳离子，其中盐基离子和氢离子能分别对酸和碱起缓冲作用。

土壤胶体的数量和盐基代换量越大，土壤的缓冲性能就越强。

在代换量相等的条件下，盐基饱和度愈高，土壤对酸的缓冲能力愈大；反之，盐基饱和度愈低，土壤对碱的缓冲能力愈大。

一般土壤缓冲能力：腐殖质土﹥粘土﹥砂土13重金属在土壤中的结合态：Exchangeable（可交换态，活性最高）bound to carbonates（碳酸盐结合态）bound to Iron and Manganese oxides（铁锰氧化物结合态）bound to organic matter （有机结合态）Residue（残渣态）14重金属在土壤—植物中的迁移转化机制非常复杂，影响因素很多，主要有：土壤的理化性质重金属的种类、浓度、在土壤中的存在形态植物种类、生育期复合污染施肥15 汞和镉在土壤中的迁移转化及特性：镉一般在土壤表层0-15cm处累积。

在土壤中，镉主要以CdCO3、Cd3(PO4)2和Cd(OH)2的形态存在，其中以CdCO3为主，尤其在碱性土壤中。

大多数土壤对镉的吸附率在80%-95%之间，不同土壤吸附顺序为：腐殖质土壤＞重壤质土壤＞壤质土＞砂质冲积土。

因此镉的吸附与土壤中胶体的性质有关。

汞：汞在自然界含量很少,岩石圈中汞含量约为0.1mg/kg。

土壤中汞的含量为0.01-0.3 mg/kg, 平均为0.03 mg/kg。

由于土壤的粘土矿物和有机质对汞的强烈吸附作用，汞进入土壤后，95%以上能被土壤迅速吸附或固定，因此汞容易在表层积累。

植物能直接通过根系吸收汞。

在很多情况下，汞化合物在土壤中先转化为金属汞或甲基汞后才被植物吸收。

植物吸收和积累汞与汞的形态有关，其顺序是：氧化甲基汞＞氯化乙基汞＞醋酸苯汞＞氯化汞＞氧化汞＞硫化汞。

从这个顺序也可看出，挥发性高、溶解度大的汞化合物容易被植物吸收。

汞在植物各部分的分布是根＞茎、叶＞种子。

这种趋势是由于汞被植物吸收后，常与根中的蛋白质反应沉积于根上，阻碍了向地上部分的运输。

16具有较大logKow（>3）的有机化合物（如TCDD，PCBs，酞酸酯类，PAHs）容易被土壤或植物根部吸附，不易被植物吸收。

具有中等logKow（0.5～3）的有机化合物（BTEX，卤代烃类，芳香族化合物，许多农药等）容易被植物吸收，并且传输到地上部分。

传输速率取决于植株蒸腾速率和分子及其极性大小。

水溶性有机质， logKow>0.5，不会充分吸着到根上，而易通过植物膜转移至植物体内。

17土壤中农药迁移的基本特征主要通过扩散、质体流动和吸附分配来完成。

在前两者的过程中，农药迁移可以以蒸汽或非蒸汽的形式进行。

影响农药在土壤中扩散的因素 a.土壤湿度（水分含量）水含量在4~20%，以气态扩散占50%以上；超过30%时，主要以非气态形式扩散。

b.吸附 c.紧实度 d.温度 e.气流f.农药种类18吸附分配以非离子型有机农药为例，其主要由分配作用决定（1）特点：a.吸附等温线呈线性b.不存在竞争吸附c.其分配系数（能力）随溶解度变化发生规律性变化。

d.土壤湿度显著影响农药的分配过程吸附(Sorption): 在两相中（主要是固液两相）某种化学物质在液相中的浓度下降而在固相中的浓度上升的现象。

这是一种表观吸附现象，包括使得液相中溶质转入固相的所有反应，如物理吸附和化学吸附、分配、沉淀、络合、水解以及共沉淀等化学反应。

分配(Partition): 主要是指有机化合物（尤其是非离子性有机化合物）通过溶解作用分配到土壤有机质、水生生物脂肪即以植物有机质中去，经过一定时间达到分配平衡的过程。

吸附(adsorption):主要是指有机物质在固相上的表面现象，它包括物理化学范畴内的物理吸附和化学吸附，是土壤矿物表面的电荷和各种化学键力作用的结果。

19分配作用和吸附作用(adsorption)的比较：(1)作用力partition:主要通过分子力，将溶质分配到土壤或沉积物的有机质中去，这过程十分类似于有机化合物分配到水相和有机溶剂相中去。

adsorption：物理吸附—范德华力；化学吸附—各种化学键力，如氢键、配位键、π键等。

2)吸附热partition：放出高吸附热adsorption放出的反应热较少3)吸附等温线(isotherm) partition：线性Linearadsorption: 非线性Nonlinear，是L、F型等温线线性等温线：G=kC其中，G—吸附量，C—液相浓度，k—分配系数 Freundlich: G=kC1/n （n=1时线性） Langmuir: G=Gо/(A+C) (取倒数，得到直线）(4)吸附竞争性partition :不存在竞争吸附。

因为分配作用实际上是种溶解作用，只与溶解度有关，与表面吸附位无关。

adsorption:存在竞争吸附，对吸附位发生竞争。