环境化学第四章土壤环境化学
1.2土壤的粒级分组与质地分组
1.2 . 1土壤矿物质的粒级划分 粒组或粒级:按粒径的大小将土粒分为若干组 , 称为粒组或粒级 , 同组土 粒的成分和性质基本一致 , 组间则有明显差异。 粒级的划分标准主要有三种, 即国际制、前苏联制和美国制
我国土壤颗粒级划分标准
1.2.2. 各粒级的主要矿物成分和理化特性
2 重金属在土壤 -植物体系中的迁移及其机制
2.1 影响重金属在土壤-植物体系中迁移的因素 2.2重金属在土壤-植物体系中的迁移转化规律 2.3主要重金属在土壤中的积累和迁移转化 2.4植物对重金属污染产生耐性的几种机制
3 3土.1壤土壤中中农农药药的的迁迁移移 转化
3.2非离子型农药与土壤有机质的作用 3.3典型农药在土壤中的迁移转化
氧化 : 以橄榄石为例 , 其化学组成为 (Mg Fe)Si04, 其中 Fe(Ⅱ) 可以 氧化为 Fe(Ⅲ) 。
水解 : 酸性水解 :
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。
(2) 次生矿物 :
根据其性质与结构可分为三类 : 简单盐类、三氧化物类和次生铝硅酸盐类。
重点要求
了解土壤的组成与性质 , 土壤的粒级与质地分组 特性 ; 掌握重金属污染物在土壤-植物体系中迁移的特 点、. 影响因素及作用机制. 掌握土壤的吸附、酸碱和氧化还原特性 , \ 农药 在土壤中的 迁移原理与主要影响因素 , 以及主要 农药在土壤中的转归规律与效应。
目录
1.土壤的组成与性质
1.1土壤组成 1.2土壤的粒级分组与质地分组 1.3土壤吸附性 1.4土壤酸碱性 1.5土壤的氧化还原性
名称 分子式 风化程度
伊利石 ( 或水 云母 )
[(OH)4Ky(Al4 ·Fe4 · Mg4 ·Mg6)(Si8-y · Aly)O20]
较低
蒙脱石
[Al4Si8020(OH)4]
较高
高岭石
[Al4Si4010(OH)8]
极高
分布
温带干旱地区 温带干旱地区 湿热的热带地区
颗粒直径 膨胀性 阳离子代换量 透水性
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。
1.1.4. 土壤中的空气
组成:与大气基本相似 , 主要成分都是N2、 02 和 C02. 差异是①土壤 空气存在于相互隔离的土壤孔隙中 , 是一个不连续的体系 ; ②在 02 和 C02 含量上有很大的差异. 土壤空气中 C02 含量一般为 0.15%-0.65%, 甚至高达 5%,氧的含量低于大气。土壤空气中水蒸气的含量比大气中高 得多。少量还原性气体 , 如 CH4 、 H2S 、N2、 NH3 等。被污染的土壤 , 可能存在污染物 .
D 层:母质层下面为未风化的基
岩。
1.1.1土壤矿物质
土壤矿物质 是岩石经过物理风化和化学风化形成的。按其成因类型可将 土壤矿物质分为两类 : 一类是原生矿物 , 另一类是次生矿物 。
(1)原生矿物 : 原生矿物主要有石英、长石类、云母类、辉石、角闪石、 橄榄石、赤铁矿、磁铁矿、磷灰石、黄铁矿等。其中前五种最常见。 石英最难风化 , 长石次之 , 辉石、角闪石、黑云母易风化。 岩石化学风化主要分为三个历程 , 即氧化、水解和酸性水解。
简单盐类属水溶性盐 , 易淋溶流失 , 一般土壤中较少 , 多存在于盐渍
土中 .如方解石 (CaC03) 、白云石 [Ca 、 Mg (C03)2] 、石膏 (CaS04. 2H20) 、泻盐 (MgS04.7H20) 、岩盐 (NaCl) 、芒硝 (Na2S04.10H20) 、 水氯镁石 (MgCl2 ·6H20) 等 。
矿物组成各种矿物抵抗风化的能力不同 , 在各粒级中分布的多少也不相 同 。 石英常以粗的土粒存在 , 而云母、角闪石等多以较细的土粒存在 ( 如表 4-3) 。 矿物的粒级不同 , 其化学成分有较大的差异。在较细粒级中 , 钙、镁、 磷、钾等元素含量增加。一般地说 , 土粒越细 , 所含养分越多 , 反 之 , 则越少 ( 如表 4-4)。
0.1-5.0 μ m
大
膨胀性小
极高
低
植物易感水分 良好 , 植物可获得
缺乏
的有效水分多
晶体结构
1.1.2土壤有机质
土壤有机质是土壤中含碳有机化合物的总称。土壤有机质主要来源 于动植物和微生物残体。
分类
非腐殖物质 ,组成有机体的各种有机化合物 , 如蛋白质、 糖类、树脂、有机酸等 ; 腐殖质, 它不属于有机化学中现有的任何一类 , 它包括 腐殖酸、富里酸和腐黑物等。
典型土壤随深度呈现不同的层次 ( 如图 4-2).
覆盖层 (Ao), 由地面上的枯枝
落叶所构成。
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。
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。
三氧化物:如针铁矿 (Fe203.H20) 、褐铁矿 (2Fe203.3H20) 、三水铝石
(Al203.3H20) 等,和次生铝硅酸盐是土壤矿物质中最细小的部分 , 粒径 小于0.25 μm , 一般称之为次生粘土矿物 .
次生铝硅酸盐:是由长石等原生硅酸盐矿物风化后形成。它们是构成土
壤的主要成分 , 故又称为粘土矿物或粘粒矿物。土壤中次生硅酸盐可分 为三大类 , 即伊利石、蒙脱石和高岭石。
1.1.3. 土壤水分 来源:主要来自大气降水和灌溉。在地下水位接近地面 (2-3m) 的情况 下 , 地下水其重要来源。空气水蒸气遇冷凝. 影响土壤保水能力的因素:土质,气候条件
土壤溶液:土壤水分实际上是土壤中各种成分和污染物溶解形成的溶 液 , 即土壤溶液。土壤水分的作用:既是植物养分的主要来源 , 也是进
1.土壤的组成与性质
1.1土壤组成 土壤是由固体、液体和气体三相共同组成的多相体系 。
土壤固相包括土壤矿 物质和土壤有机质。
土壤矿物质占土壤的 绝大部分 , 约占土壤 固体总重量的 90%
以上。
土壤液相是 指土壤中水 分及其水溶
物。
土壤中有无 数孔隙充满 空气 , 即土 壤气相
土壤具有疏松的结构 ( 如图 4-1).