环境化学第四章土壤环境化学
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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。
第四章土壤环境化学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+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。
南方土壤中岩石或成土母质的晶格被不同程度破坏,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。
土壤缓冲性能包括土壤溶液的缓冲性能和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、腐殖酸和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和碳酸,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。
RCHNH2COOH+ HClNH3ClR CHCOOH+ NaOH + H 2ORCHNH 2COOH R CH NH 2COONa(2)土壤胶体的缓冲作用:土壤胶体吸附有各种阳离子,其中盐基离子和氢离子能分别对酸和碱起缓冲作用。
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 +,中和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主要机制是什么?不同种类的植物对重金属的耐性不同,同种植物由于其分布和生长的环境各异可能表现出对某种重金属有明显的耐性。
《环境化学》(戴树桂第二版)课后部分习题解答第一章绪论4、根据环境化学的任务、内容和特点以及发展动向,你认为怎样才能学好环境化学这门课?环境化学是一门研究有害化学物质在环境介质中的存在、化学特征、行为和效应及其控制的化学原理和方法的科学。
环境化学以化学物质在环境中出现而引起环境问题为研究对象,以解决环境问题为目标的一门新型科学。
其内容主要涉及:有害物质在环境介质中存在的浓度水平和形态,潜在有害物质的来源,他们在个别环境介质中和不同介质间的环境化学行为;有害物质对环境和生态系统以及人体健康产生效用的机制和风险性;有害物质已造成影响的缓解和消除以及防止产生危害的方法和途径。
环境化学的特点是要从微观的原子、分子水平上来研究宏观的环境现象与变化的化学机制及其防治途径,其核心是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应。
目前,国界上较为重视元素(尤其是碳、氮、硫和磷)的生物地球化学循环及其相互偶合的研究;重视化学品安全评价、臭氧层破坏、气候变暖等全球变化问题。
当前我国优先考虑的环境问题中与环境化学密切相关的是:以有机物污染为主的水质污染、以大气颗粒物和二氧化硫为主的城市空气污染;工业有毒有害废物和城市垃圾对水题和土壤的污染。
5、环境污染物有哪些类别?主要的化学污染物有哪些?按环境要素可分为:大气污染物、水体污染物和工业污染物。
按污染物的形态可分为:气态污染物、液态污染物和固体污染物;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。
主要化学污染物有:1.元素:如铅、镉、准金属等。
2.无机物:氧化物、一氧化碳、卤化氢、卤素化合物等3.有机化合物及烃类:烷烃、不饱和脂肪烃、芳香烃、PAH等;4.金属有机和准金属有机化合物:如,四乙基铅、二苯基铬、二甲基胂酸等;5.含氧有机化合物:如环氧乙烷、醚、醛、有机酸、酐、酚等;6.含氮有机化合物:胺、睛、硝基苯、三硝基甲苯、亚硝胺等;7.有机卤化物:四氯化碳、多氯联苯、氯代二噁瑛;8.有机硫化物:硫醇、二甲砜、硫酸二甲酯等;9.有机磷化合物:磷酸酯化合物、有机磷农药、有机磷军用毒气等。