第四章 土壤的组成及基本性质
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第四章土壤环境化学名词术语1.土壤化学组成(Chemical composition of soil)指构成土壤的各种化学物质的种类和比例,土壤的化学组成包括①土壤矿物质:包括原生矿物和次生矿物;②土壤有机质,主要源于动植物和微生物残体,包括非腐殖物质和腐殖质;③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;④土壤中的空气。
2.土壤反应(Soil reaction)土壤酸碱性质的量度。
取决于土壤中氢离子浓度的大小,以pH值表示。
氢离子浓度高时,土壤呈酸性反应。
反之,呈碱性反应。
3.盐基饱和度(Base saturation percentage of soil)指土壤交换性阳离子中盐基离子所占的百分数,与土壤母质、气候等因素有关4.土壤吸附(Soil adsorption)指土壤矿物质、土壤胶体和土壤有机质通过各种物理化学作用力对外源物质的结合。
土壤吸附能降低污染物的扩散系数,影响其生物可利用性,从而影响污染物在土壤中的行为和生态风险。
5.土壤络合(Soil complex)指土壤中,一些配位体通过配位键结合与进入土壤的物质结合而形成复杂的分子或离子,从而影响土壤中污染物的迁移和转化行为。
6.土壤退化(Soil degradation)又称土壤衰弱,是指土壤肥力衰退导致生产力下降的过程。
是土壤环境和土壤理化性状恶化的综合表征,包括有机质含量下降、营养元素减少、土壤结构遭到破坏、土壤侵蚀,土层变浅,土体板结、土壤盐化、酸化、沙化等。
其中,有机质下降,是土壤退化的主要标志。
在干旱、半干旱地区,原来稀疏的植被受破坏,土壤沙化,就是严重的土壤退化现象。
7.土壤污染源(Soil contaminant source)造成土壤污染的污染物来源,主要为工业和城市的废废弃物堆放、农业用的化肥及农药、污水直接排放、受污染的地表径流、大气沉降、以及放射性物质和有害微生物等。
8.土壤酸化(Soil acidification)土壤内部产生和外部输入的氢离子引起土壤pH值降低和盐基饱和度减少的过程,它又是一种重要的土壤退化形式,对区域食物安全、环境质量及人畜健康产生明显负面影响。
第四章土壤环境一名词解译1.原生矿物:是直接来源于岩石受到不同程度的物理风化作用的碎屑,其化学成分和结晶构造未有改变。
2.次生矿物:岩石风化和成土过程中新生成的矿物,包括各种简单盐类,次生氧化物和铝硅酸盐类矿物等统称次生矿物。
次生矿物是土壤矿物质中最细小的部分(粒径<0.001mm)具有胶体特性,影响土壤许多物理化学特性。
3.土壤质地(土壤的机械组成):自然界的土壤都是由很多大小不同的土粒,按不同的比例组合而成的,各粒级在土壤中所占的相对比例或重量百分数称为土壤的机械组成,也叫做土壤质地。
4.土壤结构:一般把土壤颗粒的空间排列方式及其稳定程度,孔隙的分布和结合的状况称为土壤的结构。
5.土壤胶体:土壤中颗粒直径小于2微米或1微米,具有胶体性质的微粒。
6.土壤污染:人类活动产生的污染物进入土壤并积累到一定程度,引起土壤质量恶化的现象。
具体地说,污染物质是指与人为活动有关的各种对人体和生物有害的物质,包括化学泻药、重金属、放射性物质,病原菌等。
7.土壤净化:是指土壤本身通过吸附、分解、迁移、转化,氧化—还原、络合-螯合作用及化学沉淀等作用而使进入土壤的污染物的浓度降低,形态改变,难以被植物所吸收而暂时退出生物小循环,脱离食物链或被排出土壤之外的过程。
8.溶胶:胶体微粒分散在水中成为胶体溶液称为溶胶。
凝胶:胶体微粒相互凝聚呈无定形的凝胶。
凝聚作用:由溶胶凝聚成凝胶的作用。
分散作用:由凝胶分散成溶胶的作用。
9.环境背景值:是指环境中诸因素,如大气、水体、土壤以及植物、动物和人体组织等在正常情况下,化学元素的含量及其赋存形态。
10.土壤环境中重金属元素背景值:是指一定区域内自然状态下未受人为污染影响的土壤中重金属元素的正常含量。
11.活性酸度:由土壤溶液中的H+ 所引起的酸性和活性酸底。
酸度大小取决于溶液中的[H+ ]。
土壤胶体所吸附的可交换性H+及A13+水解所产生H+总称为潜在酸度(包括交换酸和水解酸)。
土壤的组成和性质一、土壤的组成土壤是环境中特有的组成部分,是位于陆地表面呈连续分布,具有肥力并能生长植物的疏松层,它是一个复杂的体系。
它的组成包括固相(矿物质、有机质)、液相(土壤水分或溶液)和气相(土壤空气)等三相物质四种成分有机地组合在一起构成的一种特殊物质。
按容积计,在较理想的土壤中,矿物质约占38—45%,有机质约占5—12%, 土壤孔隙约占50%, 土壤水分和空气存在于土壤孔隙内,三相之间亦经常变动而相互消长。
按重量计,矿物质可占固相部分的90—95%以上,有机质约占1 —10%左右。
(一)土壤矿物质土壤矿物质来源于地壳岩石(母岩)和母质,它对土壤的性质、结构和功能影响很大。
土壤中的矿物质由岩石风化和成土过程中形成的不同大小的矿物颗粒(或土粒)组成的。
自然界的土壤都是由很多大小不同的土粒,按不同的比例组合而成,各粒级在土壤中所占的相对比例或重量百分数称为土壤的机械组成,也叫土壤质地。
(二)土壤有机质进入土壤中的有机物质包括植物、动物及微生物等死亡残体,经分解转化逐渐形成有机质,即腐殖质,土壤腐殖质是土壤有机质的主要部分,约占有机质总量的50—65%。
腐殖质不是单一分子的有机质,而是在组成、结构和性质上具有共同特征,又有差异的一系列高分子有机化合物,腐殖质在土壤中可以呈腐殖酸或腐殖酸盐类存在,亦可以铁、铝的凝胶状态存在,也可与粘粒紧密结合,以有机-无机复合体等形态存在。
这些存在形态对土壤一系列的物理化学性质有很大影响,对土壤肥力有重大作用。
土壤有机质的化学组成包括:糖类(碳水化合物)、木质素、有机氮、脂肪、蜡质、单宁、木栓质、角质、有机磷及灰分等。
土壤中的有机质组成二、土壤的物理化学性质一)土壤的物理性质土壤结构:一般把土壤颗粒(包括单独颗粒、复粒和团聚体)的空间排列方式及其稳定程度,孔隙的分布和结合的状况称为土壤的结构。
土壤中的ca\卩6!3+等多价阳离子及有机质,腐殖质都有胶结剂的作用,参与土壤颗粒的团聚。
土壤的组成和性质一、土壤的组成土壤是环境中特有的组成部分,是位于陆地表面呈连续分布,具有肥力并能生长植物的疏松层,它是一个复杂的体系。
它的组成包括固相(矿物质、有机质)、液相(土壤水分或溶液)和气相(土壤空气)等三相物质四种成分有机地组合在一起构成的一种特殊物质。
按容积计,在较理想的土壤中,矿物质约占38—45%,有机质约占5—12%,土壤孔隙约占50%,土壤水分和空气存在于土壤孔隙内,三相之间亦经常变动而相互消长。
按重量计,矿物质可占固相部分的90—95%以上,有机质约占1—10%左右。
(一)土壤矿物质土壤矿物质来源于地壳岩石(母岩)和母质,它对土壤的性质、结构和功能影响很大。
土壤中的矿物质由岩石风化和成土过程中形成的不同大小的矿物颗粒(或土粒)组成的。
自然界的土壤都是由很多大小不同的土粒,按不同的比例组合而成,各粒级在土壤中所占的相对比例或重量百分数称为土壤的机械组成,也叫土壤质地。
(二)土壤有机质进入土壤中的有机物质包括植物、动物及微生物等死亡残体,经分解转化逐渐形成有机质,即腐殖质,土壤腐殖质是土壤有机质的主要部分,约占有机质总量的50—65%。
腐殖质不是单一分子的有机质,而是在组成、结构和性质上具有共同特征,又有差异的一系列高分子有机化合物,腐殖质在土壤中可以呈腐殖酸或腐殖酸盐类存在,亦可以铁、铝的凝胶状态存在,也可与粘粒紧密结合,以有机-无机复合体等形态存在。
这些存在形态对土壤一系列的物理化学性质有很大影响,对土壤肥力有重大作用。
土壤有机质的化学组成包括:糖类(碳水化合物)、木质素、有机氮、脂肪、蜡质、单宁、木栓质、角质、有机磷及灰分等。
土壤中的有机质组成二、土壤的物理化学性质一)土壤的物理性质土壤结构:一般把土壤颗粒(包括单独颗粒、复粒和团聚体)的空间排列方式及其稳定程度,孔隙的分布和结合的状况称为土壤的结构。
土壤中的Ca2+、Fe3+等多价阳离子及有机质,腐殖质都有胶结剂的作用,参与土壤颗粒的团聚。
土壤的组成和性质1 土壤的组成土壤是由固、液、气三相物质构成的复杂的多相体系。
土壤固相包括矿物质、有机质和土壤生物;在固相物质之间为形状和大小不同的孔隙,孔隙中存在水分和空气。
土壤是以固相为主,三相共存。
三相物质的相对含量因土壤种类和环境条件而异。
土壤组分的比例(体积分数)为:矿物质约45%,有机质约5%,水20%~30%,空气20%~30%。
1.1土壤矿物质矿物质是土壤中最基本的组分,重量占土壤固体物质总重量的90%以上。
矿物质通常是指天然元素或经无机过程形成并具结晶结构的化合物。
地球上大多数土壤矿物质都来自各种岩石,这些矿物经物理和化学风化作用从母岩中释放出来时,就成为土壤矿物质和植物养分的主要来源。
土壤矿物质按其成因可分为原生矿物和次生矿物两类。
⑴原生矿物:指在物理风化过程中产生的未改变化学成分和结晶构造的造岩矿物,如石英、云母、长石等,属于土壤矿物质的粗质部分,形成砂粒(直径在2.00~0.05mm之间)和粉砂(直径在0.05~0.002mm之间)。
原生矿物主要有四类:①硅酸盐类矿物;②氧化物类矿物;③硫化物类矿物;④磷酸盐类矿物。
⑵次生矿物:指原生矿物晶化学风化后形成的新矿物,其化学成分和晶体结构均有所改变。
次生矿物包括:①简单盐类;②三氧化物;③次生铝硅酸盐。
其中,三氧化物和次生铝硅酸盐是土壤矿物质中最细小的部分,常称为粘土矿物,如高岭石、蒙脱石、伊利石、绿泥石、褐铁矿和三水铝土等,它们形成的粘粒(直径小于0.002mm)具有吸附、保存呈离子态养分的能力,使土壤具有一定的保肥性。
1.2土壤有机质土壤有机质指土壤中含碳有机化合物的总称。
有机质按重量计算只占土壤固体总重量的5%左右。
土壤有机部分主要可以分为两类:原始组织及其部分分解的有机质和腐殖质。
原始组织包括高等植物未分解的根、茎、叶;动物分解原始植物组织,向土壤提供的排泄物和死亡之后的尸体等。
这些物质被各种类型的土壤微生物分解转化,形成土壤物质的一部分。
环境化学第四章土壤环境化学第四章土壤环境化学1、土壤圈: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。
是联系有机界和无机界的中心环节,还具有同化和代谢外界进入土壤的物质的能力。
主要元素O、Si、Al、Fe、C、Ca、K、Na、Mg、Ti、N、S、P等。
2、土壤是由固体、液体和气体三相共同组成的多相体系。
其本质属性是具有肥力土壤固相包括土壤矿物质和土壤有机质。
土壤矿物质:是岩石经过物理和化学风化的产物,由原生矿物和次生矿物构成。
土壤有机质:土壤中含碳有机物的总称,是土壤形成的标志,土壤肥力的表现。
土壤水分:来自大气降水和灌溉土壤中的空气:成分与大气相似,不连续,二氧化碳比氧气多。
3、土壤具有缓和其酸碱度发生激烈变化的能力,它可以保持土壤反应的相对稳定,称为土壤的缓冲性能。
4、土壤中存在着由土壤动物、土壤微生物和细菌组成的生物群体。
5、典型土壤随深度呈现不同层次,分别为覆盖层、淋溶层、淀积层和母质层。
6、土壤的显著特点是具有:隐蔽性、潜在性和不可逆性。
7、岩石化学风化分为氧化、水解和酸性水解三个过程。
8、什么是土壤的活性酸度与潜性酸度?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+和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。
根据测定潜性酸度的提取液不同,可分为代换性酸度、水解性酸度:代换性酸度:用过量的中性盐(KCl、NaCl等) 淋洗土壤,溶液中金属离子与土壤中H+、Al3+离子交换。
用强碱弱酸盐淋洗土壤,溶液中金属离子可将土壤胶体吸附的H+、Al3+离子代换出来,同时生成弱酸,此时测定该弱酸的酸度称水解性酸度。