环境土壤学
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土壤剖面:土壤垂直向下的一个切割平面,其深度一般达到基岩或达到地表沉积体为止。
包括土壤形成过程中所产生的发生层和母质层。
粘粒矿物:基本结构由硅氧四面体(硅片)和铝氧八面体(铝片)构成,层状硅酸盐粘粒矿物一般粒径小于5um。
同晶置换:矿物形成时,组成矿物的中心离子被电性相同、大小相近的离子所代替而晶体构造保持不变的现象。
土壤有机质:来源于动植物及微生物的残体,主要为土壤腐殖质(90%)。
土壤腐殖质:是除未分解和半分解动植物残体及微生物以外的有机物质的总称。
腐殖化系数:土壤中单位有机物质经过一年后所形成的腐殖物质的数量。
腐殖化系数=每年残留的碳(kg/hm2)/每年进入土壤的有机碳(kg/hm2)土壤质地:根据机械组成来划分的土壤类型,是土壤粒级组合比例所表现的土壤粗细程度。
土壤结构体:自然界中土壤固体颗粒很少完全呈单粒存在,多数情况下土粒相互团聚成一定形状和大小且性质不同的团聚体,是土粒的规律性结合体。
土壤胶体:土壤中粒径小于1um的颗粒,它是土壤颗粒中最细小而最活跃的部分。
土壤pH:用土壤溶液是pH表示,是土壤性质的主要变量,对土壤的氧化还原、沉淀溶解、吸附解吸和配位反应起支配作用。
土壤缓冲性:广义上土壤自身多具有的各种调控能力,狭义上称为土壤的对酸碱的缓冲性,即抵御酸碱物质,缓解PH变化的能力,土壤是一个巨大的缓冲体系。
土壤退化:除土壤侵蚀和污染之外的所有其他利用管理不当所造成的土壤性质恶化和生产力下降的现象和过程。
主要包括土壤沙化,次生盐渍化和次生潜育化等。
土壤沙化和沙漠化:在沙漠周边地区地区,由于植被破坏,或草地过度放牧,或开退为农田,土壤中水分状况变为缺水,土壤粒子分散缺乏凝聚,被风吹蚀;而在风力过后或减弱的地段,风沙颗粒逐渐堆积于土壤表层的过程。
其中土壤沙化包括土壤沙漠化和砂砾化。
水土流失:由于水力以及水力加重力作用而搬运移走土壤物质的过程。
土壤侵蚀:土壤在风,水等外力作用下发生的剥蚀,搬运和沉积的现象。
环境土壤学知识点1、土壤:是地球表面能够持续生长植物的疏松表层。
特征:具有生产力、生命力、净化力、交换力2、土壤形成的因素:母质、生物、气候、地形、时间、人为因素。
3、对土壤的影响:各种成土因素对土壤的作用各不相同,但都相互影响,相互制约。
母质是土壤形成的物质基础。
气候中的热量要素是能量的基本来源,水是最重要的溶解和迁移介质。
生物的活动将无机物转变为有机物,使母质转变为土壤。
地形通过水热调节的重新分配间接地影响土壤的形成和发育。
而母质、生物、气候、地形等因素或它们的综合影响都随着时间的加长而加强。
人类因素影响土壤的形成的速度、发育程度和方向。
4、地质大循环和生物小循环以及相互关系:(1) 地质大循环:地面的岩石在矿物经风化作用所释放出来的可溶性养料和黏粒等,受雨水的淋溶,使其随雨水流到低处进入河流,最后汇入海洋,沉积以后,经过漫长的地质年代和各种成岩作用又重新形成岩石。
经地壳抬升作用,海底变成陆地,岩石重新露出地表,又可再次进行风化、淋溶和沉积等过程。
(2) 生物小循环:着生在岩石风化物中的植物,从中吸收养分,利用光能、二氧化碳和水等合成生物有机体,而植物提体又可供动物生长,动植物残体回到土壤中,在微生物的作用下转化为植物需要的养分,供下一代生物吸收利用。
(3) 相互关系:地质大循环和生物小循环的共同作用是土壤发生的基础。
两者既是相互矛盾又是相互关联相互统一的。
地质大循环是营养元素的淋失过程,但无地质大循环,就无营养元素的释放,生物无法着生,生物小循环就不能进行,就没有生物小循环对养分的集中累积,就没有肥力的产生于发展,生物小循环是构成地质大循环中地表物质运动过程的一个部分。
在土壤形成过程中,两种循环过程相互渗透和不可分割的同时同地地进行着,它们之间通过土壤互相联系在一起。
5、自然土壤、耕作土壤的剖面层次(1)自然土壤:枯落物层(O层覆盖物层)、腐殖质层(A层)、淋溶层(E层)、淀积层(B层)、母质层(C层)、基岩层(R层)(2)耕作土壤:耕作层、犁底层、心土层、底土层6、土壤机械组成:土壤中各级土地所占的质量百分数称为土壤机械组成(或土壤颗粒组成)7、土壤质地:按照土壤中不同粒级土粒的相对比例分为若干组合,而依据土壤机械组成相近与否而划分的土壤组合叫做土壤质地。
环境土壤学复习重点第一章:绪论土壤是地球吸收和转化太阳能的最重要的过程媒介与物质载体,在其中发生着最重要的生命过程-呼吸与光合作用。
土壤环境学的研究对象:人类与土壤环境的特殊矛盾1.土壤的概念:位于地球陆地的、具有肥力的、能够生长植物的疏松表层。
(河流的底泥称为沉积物,其和沙漠都不是土壤。
)2.土壤的性能:生产、净化、生态。
(有可能考大题)生产:土壤首要的基本功能是具有生产性能,其本质属性是具有肥力。
净化:土壤的第二个基本功能是土壤的净化作用,即通过土壤生物对有毒有机和无机物质进行迁移转化(生物降解作用),通过土壤粘粒进行离子吸附与交换,通过土壤水分和空气对物质进行的稀释、扩散、溶解与沉淀的过程;以及因土壤的酸碱反应和氧化还原条件的改变,而致使有毒物质赋存形态的改变以及减少或降低、缓解土壤中有毒物质的浓度、毒性(或活性)的过程。
(土壤的净化作用体现在哪?)土壤中的细菌、真菌和放线菌等微生物的降解、转化和生物固定化作用.生态:土壤圈是一个开放复杂的耗散系统,是地表系统整体的组成部分。
3.土壤的特性:物理特性、生物特性、化学与物理化学特性物理特性:土壤圈是由固(有机物质和矿物质)、液(土壤水分和溶质)、气(土壤空气)多相物质、多层次组成的疏松多孔的复杂体系。
土壤的物理特征包括土体厚度、土体的垂直变异结构、质地、孔隙度和大中小空隙的比例、紧实度、土壤密度等。
良好的土壤应具备良好的土壤团粒结构,既有保水性、保肥性,又有透水性、透气性,还能有效抵抗雨蚀和风蚀,防止水土流失。
生物特性:土壤生物是生物圈的重要组成部分,从微生物至高等动植物,体现了从微观到全球陆地范围内的异乎寻常的生物多样性。
土壤生物可分为小型动物区系、中型动物区系、大型动物区系化学与物理化学特性(有可能考大题):A.土壤圈中的化学、物理化学过程的离子吸附和解吸作用。
土壤胶体表面和溶液间的离子吸附和解吸作用,土壤胶体表面和溶液间的离子吸附交换量以每千克土壤吸附或交换溶液中的阳离子的摩尔数(mol/kg-1)表示,即土壤阳离子交换量(CEC)。
环境土壤学-学习指南一、名词解释1.土壤污染2. 土壤团粒结构3. 盐基饱和度4. 土壤质地5. 阳离子交换量6.同晶替代7. 兼厌氧性微生物8. 田间持水量9. 碱化度10. 土地沙漠化11.土壤肥力12. 腐殖质13. 永久电荷14. 土壤质地15. 好氧微生物二、简答题1.简要说明影响沙粒起动的因素2.简要说明土壤团粒体形成机制3.简要说明土壤胶体阴离子交换吸附、专性吸附的机制及区别4.简要说明沙质土、壤质土、粘质土在土壤肥力等方面的差异5.简要说明土壤酸化过程、影响因素及控制途径和措施6.简要说明土壤腐殖质分解转化途径和过程7.简要说明土壤胶体阳离子交换吸附、专性吸附的机制及区别8.简要说明土壤有机污染物的迁移转化途径9.简要说明土壤潜性酸和活性酸的区别和联系10.试比较高岭石组、蒙蛭组、水化云母组和绿泥石组在矿物构造和矿物性质的差异11.简要说明土壤水分形态与土壤水分有效性的关系12.简要说明土壤重金属形态分类及相互转化关系13.简要说明土壤盐渍化过程、影响因素及控制途径三、论述题1.综合分析说明土壤腐殖质来源与分解转化途径和过程。
2. 结合本课程学习,请全面地论述中国土壤质量退化的类型、地理分布及成因。
3. 结合土壤风蚀的物理过程,请全面地分析影响风蚀强度的因素及土壤风蚀的环境意义。
参考答案一、名词解释1.土壤污染:人类活动向土壤添加有害物质(“绝对性”定义),以特定参照数据(如土壤背景值加二倍标准差)为临界值来判断,超过此值则认为土壤已被污染;当加入土壤的污染物超过土壤容量而对生态系统造成了危害,此时认为土壤被污染了(“相对性”定义)。
土壤被污染的程度主要决定于进入土壤的污染物的数量、强度和土壤净化能力大小,当进入量超过净化力,就将导致土壤污染。
2. 土壤团粒结构:土壤结构是土粒(单粒和复粒)的排列、组合形式。
土粒在胶结物(有机质、碳酸钙、氧化铁)的作用下,相互团聚在一起形成大小、形状、性质不同的土团,称为土壤结构体。
第一章绪论一、土壤的概念1.土壤具有肥力及净化力,这是土壤的本质特性。
2.土壤肥力与土壤净化力的概念1) 土壤肥力土壤具有供应和协调植物生长所需的营养条件(水分、养分)和环境条件(空气、温度)的能力。
土壤肥力4要素:水、热、气、肥。
2) 土壤净化力土壤通过吸附、分解、迁移、转化等过程使其中的污染物浓度降低、毒性消失的过程二、土壤在生态系统中的作用1.土壤是农业的基本生产资料:为植物提供水分与养分,支撑植物,是植物生长发育的自然基地。
2.土壤是生态系统中不可缺少的环节3.土壤是调控环境质量的中心要素土壤圈:土壤圈是覆盖于地球陆地表面和浅水域底部的一种疏松而不均匀的覆盖层及其相关的生态与环境体系。
土壤圈的作用:对生物圈:支持和调节生物过程,提供植物生长的养分、水分与适宜的条件,决定自然植被的分布与演替,各种限制因子也对生物起不良的影响对大气圈:影响大气的化学组成、水分与热量平衡,吸收氧气,释放CO2,CH4,H2S和N2O等,对全球大气变化有明显的影响。
对水圈:影响水的溶质组成及其在陆地、水体和大气的分配。
对岩石圈:是地球的“皮肤”,对岩石圈有一定的保护作用,可减少各种外营力的冲击三、环境土壤学的定义、发展及定位引用传统土壤学的方法寻求土壤环境问题解决办法.环境问题出现后在土壤学基础上发展起来的新兴学科,是环境地学的一个分支,是研究自然因素和人为条件下土壤环境质量变化、影响及其调控的一门学科。
第二章土壤的形成第一节土壤母质成土母质是能形成土壤的物质,出露于地表的岩石经风化、搬运、堆积等过程在地表各种类型的成土母质。
一、土壤母质的来源1.成土的主要矿物(1)矿物:产生于地壳中具有一定化学组成、物理性质和内部构造的单质或化合物。
(2)矿物的类型★原生矿物:也叫内生矿物,地下深处呈熔融状态的岩浆沿地壳裂缝上升过程中冷却、凝固结晶而成的矿物,如长石、石英和云母等次生矿物:也叫外生矿物,原生矿物在地表常温常压下受各种外力作用形成的一类矿物(风化、沉积作用)。
环境土壤学考点第一章一.土壤的特征:1.具有生产力2.具有生命力3.具有环境净化力4.中心环境要素二、环境污染的定义环境污染主要是指人类活动所引起的环境质量下降而有害于人类及其他生物的正常生存和发展的现象。
三.按照环境要素可分为大气污染、水体污染、土壤污染等;按照污染物的性质可分为生物污染、化学污染、物理污染等;按照污染物的形态可分为废气污染、废水污染、固体废物污染、噪声污染、辐射污染等;按照污染产生的原因可分为生产污染和生活污染,生产污染又可分为工业污染、农业污染、交通污染等;按照污染物的分布范围又可分为局部性污染(在面积上小于102 km2)、区域性污染(在面积上小于106 km2)、全球性污染(按大陆或全球的尺度) 等。
四.世界重大污染事件:马斯河谷烟雾事件洛杉矶光化学烟雾事件伦敦烟雾事件四日市哮喘事件熊本水俣病事件富山痛痛病事件爱知米糠油事件五.环境污染世界重大危害事件酸沉降温室效应臭氧层破坏生物多样性减少资源短缺或水质性缺水六.土壤污染的定义:(考)土壤污染就是指人为因素有意或无意地将对人类本身和其他生命体有害的物质施加到土壤中,使其某种成份的含量明显高于原有含量、并引起现存的或潜在的土壤环境质量恶化的现象。
七.土壤污染的特点(考)(1)隐蔽性或潜伏性(2)不可逆性和长期性(3)后果的严重性八.土壤污染源按照污染物进入土壤的途径所划分的土壤污染源可分为污水灌溉、固体废弃物的利用、农药和化肥、大气沉降物等。
(1)污水灌溉(2)固体废弃物的利用(3)农药和化肥的施用(4)大气沉降物九.土壤污染的类型(考)(1)有机物污染(2)无机物污染(3)土壤生物污染(4)土壤放射性物质的污染土壤污染的修复:(考)①工程措施②生物措施③施用改良剂④农业生态工程措施十.土壤质量的定义土壤质量包含了土壤维持生产力、环境净化能力、对人类和动植物健康的保障能力,是指在由土壤所构成的天然或人为控制的生态系统中,土壤所具有的维持生态系统生产力和人与动植物健康而自身不发生退化及其他生态与环境问题的能力,是土壤特定或整体功能的综合体现(周健民2003,张桃林等1999)。
环境土壤学Environmental Soil Science一、课程基本信息学时:40(理论24,实验16)学分:2.5考核方式:考查,平时成绩占总成绩的30%(平时成绩包括考勤和实验)。
中文简介:环境土壤学是研究土壤与环境相互关系及其调控技术的一门学科,主要讲授土壤在环境中的作用与地位,土壤的形成与分类,土壤的物质组成,土壤理化性质及其环境意义,土壤圈元素循环与环境效应,土壤污染及污染源,土壤环境质量评价,污染土壤的修复等内容。
环境土壤学是环境科学与土壤科学之间的边缘学科,既是环境地学的重要分支,也是土壤科学的重要组成部分。
通过本课程的学习,使学生全面掌握作为自然体、生产资料和环境条件的“环境土壤”的基本理论和基础知识,理解、掌握化学物质在土壤环境系统中反应行为的基本原理和过程,土壤环境与人类活动的相互影响以及调节、控制和改善土壤环境质量的优化途径、有效防治技术及治理方法,为学好环境科学类专业课程奠定坚实的理论基础,并能应用这些理论与方法研究和解决农业生产实践中的问题,为农业环境生态建设、管理与可持续发展服务。
二、教学目的与要求目的:学习环境土壤学的基本理论、基础知识,并通过实验,培养学生利用环境土壤学知识指导生产实践的能力,为本专业的后续课程学习、毕业论文及毕业后的工作打下基础。
要求:掌握土壤的物质组成和土壤的基本形成过程,正确认识土壤的基本性质和环境功能,理解、掌握土壤圈元素循环及其环境效应,掌握土壤污染的来源及污染类型,理解土壤环境质量评价方法,了解污染土壤修复的基本途径和方法。
三、教学方法与手段教学方法:根据教学内容的不同,综合采用多种的教学方法,如课堂讲授、启发式教学、学生讲授等,以提高教学质量。
通过讲授与提问、引导和自学、观察与实验相结合,使学生和教师之间能相互交流、从而激发学生的学习积极性,培养学生应用科学方法分析问题和解决问题的能力。
教学手段:实物、多媒体课件、图片、动画视频手段等有机结合,将原来抽象、复杂的理论知识用生动的图像、动画和视频表现出来,使学生可以更直观地理解教学内容,提高教学的时效性。
四、教学内容及目标教学内容教学目标学时分配第一章绪论 1 第一节土壤与土壤圈掌握第二节环境土壤学理解重点与难点:土壤的定义与特性;土壤圈的概念与功能。
衡量学习是否达到目标的标准:(1)什么是土壤?土壤包括哪几个方面的特性?(2)什么是土壤圈?土壤圈的功能有哪些?第二章土壤母质与土壤形成 1 第一节土壤母质理解第二节土壤的形成掌握第三节土壤剖面及形态特征了解重点与难点:岩石风化;土壤的形成因素;土壤形成的基本规律。
衡量学习是否达到目标的标准:(1)岩石风化有哪些类型?各有何特点?(2)成土因素对土壤的形成有何影响?(3)土壤形成过程中的地质大循环和生物小循环有何相互关系?第三章土壤固体物质组成 4 第一节土壤颗粒组成与质地掌握第二节土壤矿物质掌握第三节土壤有机质掌握第四节土壤生物了解重点与难点:土壤质地的概念;土壤质地的肥力特征;粘粒矿物的结构及特性;土壤腐殖质的性质;土壤有机质的转化;土壤有机质的作用及生态环境意义。
衡量学习是否达到目标的标准:(1)土壤机械组成与土壤质地的概念(2)不同质地类型的土壤肥力特征(3)层状硅酸盐粘粒矿物的结构特征及其特性(4)土壤有机质的转化过程及其影响因素(5)土壤有机质对土壤肥力及生态环境的作用?第四章土壤化学性质及其环境意义 4 第一节土壤酸碱性掌握第二节土壤氧化还原性掌握第三节土壤胶体与表面电荷性质掌握第四节土壤的吸附解吸性能掌握重点与难点:土壤酸碱性的产生及其环境意义;土壤氧化还原性的环境意义;土壤胶体的构造及性质;阳离子吸附与交换。
衡量学习是否达到目标的标准:(1)土壤酸碱性对物质转化、养分有效性的影响及其环境效应(2)土壤氧化还原性对物质转化、养分有效性的影响及其环境效应(3)土壤胶体的构造及性质(4)土壤阳离子吸附与交换对土壤养分有效性的影响及其环境效应第五章土壤物理性质及其环境意义 3 第一节土壤结构与孔性掌握第二节土壤水分性质掌握第三节土壤空气性质理解第四节土壤热性质理解重点与难点:土壤结构类型与性质;土壤孔隙的分级与性质;土壤水分的类型与性质;土壤通气性;土壤热特性。
衡量学习是否达到目标的标准:(1)团粒结构与土壤肥力(2)土壤孔度的计算及土壤孔性的调节(3)土壤水分类型及其有效性(4)土壤通气性的产生机制(5)土壤热容量及土壤热导率第六章土壤分类及其与环境条件的关系 2 第一节土壤分类了解第二节中国土壤分布与土壤资源特点理解第三节中国主要土壤类型了解第四节土壤退化及其防治掌握重点与难点:土壤分类的目的与意义;中国土壤的分布规律;土壤退化的主要类型及其防治。
衡量学习是否达到目标的标准:(1)中国土壤地带性分布规律(2)土壤退化的主要类型及其防治第七章土壤圈元素循环与环境效应 3 第一节土壤圈碳、氮、硫、磷循环与环境效应掌握第二节土壤圈重金属和放射性元素循环与环境效应掌握重点与难点:土壤圈碳、氮、硫、磷的形态、迁移转化及其环境效应;土壤圈重金属的形态、迁移转化及其环境效应;土壤圈中放射性元素的来源、迁移转化及其环境效应衡量学习是否达到目标的标准:(1)土壤圈碳、氮、硫、磷循环及其环境效应(2)土壤圈重金属循环及其环境效应(3)土壤圈中放射性元素的循环及其环境效应第八章土壤污染及污染源 2 第一节土壤污染及其危害掌握第二节土壤污染源掌握第三节土壤污染预防理解重点与难点:土壤环境背景值;土壤的自净作用;土壤污染的危害;土壤污染物的来源及污染类型;污染物在土壤中的迁移转化;衡量学习是否达到目标的标准:(1)什么叫土壤污染? 它的特点是什么?(2)土壤污染有哪些发生途径? 污染土壤有何特点?(3)土壤环境背景值的概念和作用。
(4)何谓土壤自净作用?土壤自净作用有哪些?对土壤有何意义?(5)举出土壤污染的主要污染物质及其主要来源。
(6)土壤污染的类型是什么? 各有何特点?(7)试述重金属和化学农药各自在土壤中迁移转化的特点。
第九章土壤环境质量评价 2 第一节土壤环境容量与环境质量标准掌握第二节土壤环境质量现状评价掌握第三节土壤环境质量影响评价掌握重点与难点:土壤环境容量的概念及应用;土壤环境质量标准;土壤环境质量评价因子和评价标准的选择、土壤环境质量现状的评价方法;土壤环境影响评价;衡量学习是否达到目标的标准:(1)土壤环境容量及其组成。
(2)土壤环境质量标准及其制定过程需考虑的土壤污染的暴露途径。
(3)我国土壤环境质量标准包括哪些污染物指标?如何分级?考虑了那些土壤因素?(4)土壤环境质量评价可采用那些评价标准?计算出的污染指数含义有何不同?(5)土壤环境质量综合评价的计算模式有那些?各有什么优缺点?(6)不同的建设项目对土壤环境可能造成的影响。
(7)土壤重金属在多年后的残留量的估算方法以及污泥农用时其中重金属的最高容许浓度计算方法。
第十章污染土壤的修复 2 第一节污染土壤的物理修复了解第二节污染土壤的化学修复了解第三节污染土壤的微生物修复了解第四节污染土壤的植物修复了解重点与难点:污染土壤修复的方法原理及优缺点衡量学习是否达到目标的标准:(1)污染土壤修复技术包括哪些主要类型?各有何特点?(2)各污染土壤修复类型的原理和方法环境土壤学实验16 实验一土壤样品的制备和保存掌握 2实验二土壤机械组成的测定掌握 3实验三土壤有机质测定掌握 3实验四土壤酸碱度的测定掌握 2实验五土壤硝态氮的测定掌握 3实验六土壤磷的测定掌握 3重点与难点:各实验的目的意义、测定原理与操作方法衡量学习是否达到目标的标准:(1)掌握各实验的目的意义与测定原理(2)掌握各实验的操作步骤五、推荐教材和教学参考资源推荐教材:吴启堂主编.环境土壤学.北京:中国农业出版社,2011参考书目:1.陈怀满主编.环境土壤学(第二版).北京:科学出版社,20102.孙铁珩等编.土壤污染形成机理与修复技术.北京:科学出版社,2005.3.牟树森编著.环境土壤学.北京:中国农业出版社,2005.4.夏立江,王宏康编.土壤污染及其防治.上海:华东理工大学出版社,2001.5.黄昌勇主编.土壤学.北京:中国农业出版社,2000.6.张风荣主编.土壤地理学.北京:中国农业出版社,2002.7.陈怀满等著.土壤中化学物质的行为与环境质量.北京:科学出版社,2002.8.陈怀满等著.土壤-植物系统中的重金属污染.北京:科学出版社,1996.9.刘铮著.中国土壤微量元素.南京:江苏科学技术出版社,1996.10.张从等著.污染土壤生物修复技术.北京:中国环境科学出版社,2000.11.林玉锁等著.农药与生态环境保护.北京:化学工业出版社,2000.杂志、期刊:生态学报、生态学杂志、生态科学、土壤学报、水土保持学报、土壤、土壤学报、环境工程学报、中国生态农业学报、环境科学、环境科学学报、农业环境科学学报、环境科学与技术、环境污染与防治、环境工程、环境保护、生态与农村环境学报学习网站:天津农学院环境土壤学精品课程学习网站:/huanjingturangxue/index/index.html 安徽师范大学环境土壤学精品课程学习网站:http://210.45.192.19/kecheng/2009shengji/05/index.htm大纲修订人:李永胜修订日期:2014年4月大纲审定人:审定日期:。