第六章土壤环境化学(1)-ys分析

环境化学第一章绪论1、环境：环境是指与某一中心事物有关（相适应）的周围客观事物的总和，中心事物是指被研究的对象。

对人类社会而言，环境就是影响人类生存和发展的物质、能量、社会、自然因素的总和。

1972年，联合国在瑞典斯德哥尔摩召开了人类环境会议，通过了《人类环境宣言》。

2、构成环境的四个自然圈层包括土壤、岩石圈、大气圈和水圈3、为保护人类生存环境，联合国将每年的4月22定位世界地球日，6月5日定位世界环境日。

4、环境保护的主要对象是由于人类生产、生活活动所引起的次生环境问题，主要包括：环境污染和生态破环两个方面。

5、环境问题：全球环境或区域环境中出现不利于人类生存和发展的各种现象，称为环境问题。

原生环境问题：自然力引发，也称第一类环境问题，火山喷发、地震、洪灾等。

次生环境问题：人类生产、生活引起生态破坏和环境污染，反过来危及人类生存和发展的现象，也称第二类环境问题。

目前的环境问题一般都是次生环境问题。

生态破坏：人类活动直接作用于自然生态系统，造成生态系统的生产能力显著减少和结构显著该变，如草原退化、物种灭绝、水土流失等。

当今世界上最引人注目的几个环境问题温室效应、臭氧空洞、酸雨等是由大气污染所引起的。

6、环境污染:由于人为因素使环境的构成状态发生变化，环境素质下降，从而扰乱和破坏了生态系统和人们的正常生活和生产条件。

造成环境污染的因素有物理、化学和生物的三个方面，其中化学物质引起的约占80%~90%。

环境污染物定义：进入环境后使环境的正常组成和性质发生直接或间接有害于人类的变化的物质称为环境污染物。

污染物的性质和环境化学行为取决于它们的化学结构和在环境中的存在状态。

(五十年代日本出现的痛痛病是由镉Cd 污染水体后引起的；五十年代日本出现的水俣病是由 Hg 污染水体后引起的)重要污染物(1)元素：Cr,Hg,As,Pb,Cl,KCN(2)无机物:CO,NOx,SO2(3)有机化合物和烃类:烷烃（饱和）、芳香烃（苯环）、不饱和非芳香烃（不饱和，不带苯环）、多环芳烃(4)金属有机和准金属有机化合物：四乙基铅、三丁基锡(5)含氧有机化合物：环氧乙烷、醚、醇、醛、酮、酚、有机酸等(6)有机氮化合物：胺、腈、硝基苯、三硝基苯（TNT）(7)有机卤化物：氯仿（四氯化碳）、PCBs、氯代二恶英、氯代苯酚(8)有机硫化合物：硫醇类（甲硫醇）、硫酸二甲酯(9)有机磷化合物：有机磷农药、磷酸二甲酯、磷酸三乙酯按受污染物影响的环境要素可分为大气污染物、水体污染物、土壤污染物等；按污染物的形态可分为气体污染物、液体污染物和固体废物；按污染物的性质可分为化学污染物、物理污染物和生物污染物。

土壤环境化学
《土壤环境化学》
第一章土壤基础
1.1 土壤组成
土壤是由固体、液体和气体组成的：固体由颗粒组成，液体是由土壤中的水分和有机物所构成，气体是由土壤根系空间和排出的空气中所含的气体构成。

1.2 土壤类型
土壤主要分为三类：水泥土、粘土及砂土。

水泥土是一种半水泥状的土壤，其中含有较多的碳酸钙和镁酸钙，有利于土壤的吸水和保水能力，但其中的有机物含量比较低，表层颗粒较小，土壤水分去向也不利于植物的生长。

粘土一般具有悬浮性，它的颗粒小而密，其中含有较多的有机物和黏土矿物，具有良好的吸附性，对植物有较大的造林价值。

砂土是指由砂砾组成的土壤，对水分和有机物的保存和吸收能力较差，表层颗粒较大，可以较容易的通过空气或降雨而运出，一般用作农田种植。

1.3 土壤温度和湿度
土壤的温度和湿度是土壤形成、发育和演变的重要因素。

一般情况下，随着土壤的深度不断增加，温度也会不断降低；湿度也会随着深度的增加而不断上升，这是由于土壤根系空间中的水分会不断从空气和降雨中补充，使其相对湿度更高。

土壤环境化学土壤环境化学是环境科学与化学交叉的一门学科。

它研究土壤中各种化学元素的分布、特性和作用，探讨土壤物质的结构与性质，分析生态系统和人类活动对土壤环境的影响，为改善土壤质量和保护生态环境提供理论和技术支持。

下面从几个方面对土壤环境化学进行分析和探讨。

1.土壤中化学元素的分布与作用土壤中含有丰富的化学元素，其中有些元素对植物生长和土壤质量有着重要作用。

例如，土壤中的氮、磷、钾等元素是植物生长所必需的养分元素，它们对植物营养生长和产量起着重要作用；而铁、锰等微量元素则对生物酶活性和土壤微生物的生长起到促进作用。

因此，研究土壤中各种化学元素的分布与作用，对于保持土壤生态平衡和提高土壤生产力具有重要意义。

2.土壤化学性质及其测定方法土壤的化学性质包括pH值、电导率、有机质、离子交换等，这些性质对于土壤物质的性质和土壤生态系统的平衡起着重要作用。

测定土壤中各种元素的含量和范围，对于判断土壤质量和土壤养分状况具有重要意义。

常用的土壤化学性质测定方法包括pH试剂法、离子交换色谱法、原子吸收光谱法等。

3.土壤环境污染及其防治土壤污染对于土壤生态环境和人类健康产生严重威胁。

土壤污染的主要来源包括农业生产、工业生产、城市人类活动等。

土壤环境化学研究土壤污染的来源、性质、分布规律等，为土壤污染防治提供科学依据。

土壤环境污染的防治手段包括土壤修复、土壤保护、土地整治和土壤资源综合利用等。

4.土壤有机质及其作用土壤有机质指在枯枝、落叶、残渣等废弃物的分解作用下形成的含碳物质。

有机质对土壤的肥力、结构和水分保持能力起着重要作用，同时还能促进土壤微生物生长，参与土壤健康发展。

因此，研究土壤有机质的来源、形成和作用对于提高土壤生产力和改善生态环境具有重要意义。

总的来说，土壤环境化学是一门涵盖广泛，应用领域广泛的交叉学科，它在促进土地资源的合理管理和提高土壤生产力方面拥有重要作用，也对保护生态环境和人民健康具有重要意义。

《土壤环境化学》重点习题及参考答案1．什么是土壤的活性酸度与潜性酸度？试用它们二者的关系讨论我国南方土壤酸度偏高的原因。

根据土壤中H+的存在方式，土壤酸度可分为活性酸度与潜性酸度两大类。

（1）活性酸度：土壤的活性酸度是土壤溶液中氢离子浓度的直接反映，又称有效酸度，通常用pH表示。

（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+与Al3+。

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

南方土壤中岩石或者成土母质的晶格被不一致程度破坏，导致晶格中Al3+释放出来，变成代换性Al3+，增加了土壤的潜性酸度，在一定条件下转化为土壤活性酸度，表现为pH值减小，酸度偏高。

2．土壤的缓冲作用有哪几种？举例说明其作用原理。

土壤缓冲性能包含土壤溶液的缓冲性能与土壤胶体的缓冲性能：（1）土壤溶液的缓冲性能：土壤溶液中H2CO3、H3PO4、H4SiO4、腐殖酸与其他有机酸等弱酸及其盐类具有缓冲作用。

以碳酸及其钠盐为例说明。

向土壤加入盐酸，碳酸钠与它生成中性盐与碳酸，大大抑制了土壤酸度的提高。

Na2CO3 + 2HCl2NaCl + H2CO3当加入Ca(OH)2时，碳酸与它作用生成难溶碳酸钙，也限制了土壤碱度的变化范围。

H2CO3 + Ca(OH)2CaCO3 + 2H2O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，如氨基酸既有氨基，又有羧基，对酸碱均有缓冲作用。

RCHNH 2COOH + HCl NH 3Cl R CHCOOH + NaOH + H 2OR CHNH 2COOH R CH NH 2COONa（2）土壤胶体的缓冲作用：土壤胶体吸附有各类阳离子，其中盐基离子与氢离子能分别对酸与碱起缓冲作用。

对酸缓冲（M －盐基离子）：土壤胶体 M ＋HCl土壤胶体 H ＋MCl对碱缓冲： 土壤胶体 H ＋MOH 土壤胶体 M ＋H 2OAl 3+对碱的缓冲作用：在pH 小于5的酸性土壤中，土壤溶液中Al 3+有6个水分子围绕，当OH －增多时，Al 3+周围的6个水分子中有一、二个水分子离解出H +，中与OH -：2Al(H 2O)63＋ + 2OH － [Al 2(OH)2(H 2O)8]4+ + 4H 2O3．植物对重金属污染产生耐性作用的要紧机制是什么？不一致种类的植物对重金属的耐性不一致，同种植物由于其分布与生长的环境各异可能表现出对某种重金属有明显的耐性。

土壤环境化学土壤环境化学是研究土壤中化学元素的组成、转化和迁移规律的一个重要领域。

土壤是生物圈中的一个重要组成部分，它承载着植物的生长和发育，保持着生物多样性的平衡，同时也是污染物的重要存储和传播介质。

因此，了解土壤中的化学性质对于环境保护和农业生产具有重要意义。

土壤中的化学成分主要包括无机物质和有机物质两部分。

无机物质是土壤的主要组成部分，包括矿物质、水和气体。

矿物质是土壤固体颗粒的主要成分，它们来源于岩石的风化和分解，包括石英、长石、云母等。

水分是土壤中的重要组成部分，它对土壤中化学物质的溶解、扩散和迁移起着重要作用。

气体主要是土壤孔隙中的氧气、二氧化碳和氮气等，对土壤中微生物活动和植物生长具有重要影响。

有机物质是土壤中的另一个重要组成部分，主要来源于植物残体、动物粪便和微生物分解产物。

有机物质对土壤的肥力、结构和水分保持起着重要作用，同时也是土壤中微生物的主要营养来源。

土壤中的有机物质含量和组成对土壤的肥力和生物多样性具有重要影响，因此研究土壤中有机物质的化学性质对于土壤生态系统的健康维护和可持续发展至关重要。

土壤中的化学元素主要包括宏量元素和微量元素两类。

宏量元素是植物生长必需的元素，包括碳、氧、氮、磷、钾、钙、镁、硫等。

这些元素对于植物的生长和发育至关重要，缺乏或过量都会影响植物的生长状况。

微量元素虽然在土壤中含量较少，但对植物的生长也具有重要作用，如铁、锰、锌、铜、硼、钼、氯等。

这些微量元素在植物生长过程中参与了许多生物代谢反应，保证了植物的正常生长和发育。

土壤中的化学元素在土壤中的迁移和转化受到许多因素的影响，如土壤的pH值、纹理、有机质含量、温度、湿度等。

不同的土壤类型和环境条件会对化学元素的形态和活性产生影响，进而影响植物对元素的吸收和利用。

因此，研究土壤环境化学对于合理施肥、减少污染物排放、保护土壤生态环境具有重要意义。

土壤环境化学是一个综合性的学科，它涉及土壤中各种化学元素的来源、转化和迁移规律，对于环境保护、农业生产和生态系统的可持续发展具有重要意义。

第一节土壤的组成和性质一、土壤的组成土壤是指地球陆地表面具有一定肥力且能生长植物的疏松表层。

它是由岩石风化和母质的成土两种过程综合作用下形成的产物。

其本质属性是具有肥力，由固、液、气三相组成。

土壤组成1、土壤矿物质（1）原生矿物质（2）次生矿物质2、土壤有机质3、土壤水分4、土壤中的空气1、土壤矿物质●原生矿物p r i m a r y m i n e r a l s岩石受物理风化，化学组成和结晶构造都未改变。

主要有：石英、长石类、云母类、辉石和角闪石。

土壤中1-0.001mm的砂和粉砂几乎全部是原生矿物。

四类最重要的原生矿物：磷酸盐类、氧化物类、硫化物类、硅酸盐类（占岩浆岩质量的80％以上）。

●次生矿物s e c o n d a r y m i n e r a l s由原生矿物经化学风化形成。

化学风化的三个历程：氧化、水解和酸性水解。

分为三类：简单盐类——原生矿物化学风化的最终产物三氧化物——硅酸盐矿物彻底风化后的产物次生铝硅酸盐类——伊利石、蒙脱石、高岭石三大类次生硅酸盐矿物区别2、土壤有机质土壤有机质：土壤中含碳有机化合物的总称。

分为如下两类：非腐殖质：如蛋白质、糖、有机酸等。

占10%~15%腐殖质：占85%~90%。

腐殖质是地表分布最广的天然有机物，是动植物残体在土地微生物的作用下，通过复杂的反应转化而成的暗色、无定形、难于分解、组成复杂的高分子有机物。

包括：富里酸、胡敏酸、胡敏素。

其中，富里酸溶于稀酸稀碱；胡敏酸只溶于稀碱，不溶于稀酸；胡敏素不被碱液提取。

有机质测定方法：K2Cr2O7-H2SO4氧化法2K2Cr2O7 + 3C + 8H2SO4→2K2SO4 + 2Cr2(SO4)3 + 3CO2 + 8H2OK2Cr2O7 + 6FeSO4 + 7H2SO4→K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 3Fe(SO4)3 + 7H2O参看《土壤理化分析》3、土壤水分主要来源于大气降水、灌溉和地下水，土壤水分并非纯水，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。