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1、第四章 土壤环境化学（一）,Chapter 4.Soil Environmental Chemistry,简 介,土壤又是保护环境的重要净化剂。,土壤是处于岩石圈最外面的一层疏松部分，具有支持植物和微生物生长繁殖的能力，称作土壤圈。,土壤是农业生产的基础。,两个重要的功能,土壤酸化、盐碱化、土壤污染 土壤沙漠化（石漠化）陆地植被破坏 水土流失,全球范围的土壤环境问题,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
2、部风沙线正大举向东入侵。,绿色卡片,在沙漠化的过程中人为破坏的因素是最大的，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2.64万km2。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2.26万km2。原来著名的科尔沁草原和额尔多斯草原不得不更名为科尔沁沙地和毛乌素沙地。,绿色卡片,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50亿吨，养分流失量相当于四、五千吨化肥。,绿色卡片,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
3、；大气沉降物等。摘自环境污染与控制化学工业出版社,绿色卡片,第一节 土壤的组成和性质,土壤的层次结构,图4-2 自然土壤的综合剖面图(南京大学等合编，1980),A00,A0,A1,A2,A3,B1,B2,B3,CC,CS,G,D,土壤层,覆盖层(A0),淋溶层(A),淀积层(B),母质层(C),基岩(D),疏松的枯枝落叶层，未经分解,暗色半分解有机质层,暗色的腐殖层,灰白色的灰化层,向B层过渡层，多似A层,向A层过渡层，多似B层,棕色至红棕色的淀积层,向C层过渡层,CaCO3聚集层,CaSO4聚集层,潜育层(灰粘层),可能出现的特殊层次,一、土壤组成,1土壤矿物质,成土母质的风化-土壤的形成
4、,原生矿物 土壤中原先存在的岩石颗粒，受到不同程度物理风化后形成的硅酸盐（长石、云母、辉石等），氧化物（SiO2、Al2O3、TiO2、Fe2O3），硫化物，磷酸盐等。,化学组成没有改变。,次生矿物：由原生矿物化学风化后形成，具有胶体性质，为无机胶体或粘粒，可分为：,简单盐类,水合氧化物,伊利石蒙脱石高岭石,次生铝硅酸盐,次生铝硅酸盐粘土矿物的类型和性质,硅四面体,次生铝硅酸盐粘土矿物的类型和性质,铝八面体,伊利石的特点,两层间通过K离子相连，晶层距离不易改变，膨胀性小。晶格中铝硅离子可发生同晶取代，但不显著。同晶取代,蒙脱石的特点,八面体片中，部分Mg取代Al而使层片带负电，多余电荷由层间阳
5、离子中和。水化时膨胀严重。,高岭石的特点：,四面体片与八面体片通过共用氧原子结合成一个晶片，晶片间以氢键相连，水化时基本不膨胀。,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：活体（根系、土壤中的生物）细菌、藻类和原生动物等,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%）,不同生态系统下土壤有机质的含量,净初级生产力(Mg C/ha y),植物生物
6、量(Mg C/ha),SOM(Mg C/ha),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。,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。,4土壤空气,特性：,有还原性气体（H2S、NH3、CH4）等存在。,O2少，CO2多，有机质腐烂分解；,不连续性，存在于土粒间隙之间；,湿度更高；,颗粒名称 粒径mm石块 10石砾 粗砾 103 细砾 31砂粒 粗砂粒 10.25 细砂粒 0.250.05,表4-1 我国土粒分级标准,二、土壤的粒级分组与质地分组,1.土壤矿物质的粒级划分,颗粒名称 粒径mm粉粒 粗粉粒 0.050.01 细粉粒 0.010.005粘粒 粗粘粒 0.0050.001 细粘粒 0.001,2.各粒级的主要矿物成分和理化特性,3.土壤质地分类和主要特性,
