环境化学8_精品文档.pdf

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第三篇第三篇土壤环境化学土壤环境化学Part3Soilenvironmentalchemistry土壤环境化学发展土壤环境化学发展Thedevelopmentofsoilchemistry1、研究历史、研究历史Thehistoryofsoilchemistry2、研究热点研究热点Hotspotinsoilchemistry3、我国研究现状、我国研究现状StudystatusofsoilchemistryinChina1、研究历史、研究历史Thehistoryofsoilchemistry早在19世纪中叶，英国学者WayJT和LawesJB发现了土壤中阴离子的交换作用土壤中阴离子的交换作用（exchangeofanions），开创了土壤中元素化学行为（chemicalbehaviors）研究的新领域（newfield）。

到上世纪三四十年代，对土壤胶体土壤胶体（soilcolloid）进行系列专门研究，并开始应用X射线（X-ray）进行黏土矿物（claymineral）分析（X-raydiffractometer）。

10多年后，SchofieldRK提出了土壤矿物中同晶置换（isomorphousreplacement）引起的永久负电荷（permanentnegativecharge）和在酸性条件下质子化的水合氧化物（hydrousoxide）带有正电荷等理论，自此，对土壤的离土壤的离子吸附机理子吸附机理（mechanismofionsadsorption）才有了明确的认识。

容量分析volumetricanalysis重量分析gravimetricanalysis比色分析colorimetricanalysis滴定分析titrationanalysis紫外可见分光光度计ultravioletandvisiblespectrophotometer荧光分光光度计fluorospectrophotometer原子吸收分光光度计atomicabsorptionspectrophotometer（AAS）原子荧光分光光度计atomicfluorescencespectrophotometer（AFS）电感耦合等离子体原子发射光谱inductivelycoupledplasmaatomicemissionspectrometry（ICP-AES）气相色谱gaschromatography（GC）高效液相色谱highperformanceliquidchromatography（HPLC）离子色谱ionchromatography（IC）流动注射分析flowinjectionanalysis（FIA）同位素质谱仪isotopemassspectrophotometer（MS）2、研究热点研究热点Hotspotinsoilchemistry当前，土壤污染化学的主要研究领域如下：

（1）土壤中有毒有机污染物的降解与转化等环境行为的研究（degradationandtransformationoftoxicOM）；

（2）金属存在形态及其转化过程的研究（speciationandfractionsofheavymetalsandtheirtransformation）（3）污染物在土壤固/液界面的相互作用研究（interactionofpollutantsonthesolidandliquidsurface）；（4）稀土元素在土壤环境中的归宿及其生态效应研究（Thefateandecologicaleffectsofrareearthelementinsoil）（5）土壤中温室气体的释放、吸收与传输研究（emission,absorptionandtransportofgreenhousegasesinsoil）；（6）土壤污染的化学与生物修复（chemicalandbioremediationofpollutantsoil）。

3、我国研究现状、我国研究现状StudystatusofsoilchemistryinChina70年代中期，我国对以DDT和六六六为代表的有机氯农药在粮（cereal）、棉（cotton）、油（rape）、烟草（tobacco）等主要作物区的污染状况开展了广泛的调查研究，揭示了当时我国有机氯农药污染的普遍性（universality）和某些地区污染的严重性（gravity），为农药的更新换代提供了科学依据（providethescientificfoundationforupgradeofagriculturalchemicals）。

针对工业废物对农田生态系统的污染，80年代前后调查研究了三氯乙醛、三氯乙酸、苯并（a）芘（benzopyrene）、二苯醚、酞酸酚等一系列有机化合物对农田的污染。

90年代开始对重金属和有机污染的研究（heavymetalandorganicpollutants）本世纪开始土壤中有机污染物一重金属的交互作用研究（combinedpollutionofheavymetalsandorganicpollutants）土壤化学与环境质量（soilchemistryandenvironmentalquality）土壤化学与地方病的预防和治疗（preventionandtreatmentofendemicdisease）污染修复（pollutionremediation）3、我国研究现状、我国研究现状StudystatusofsoilchemistryinChina第八章第八章土壤的基本组成和基本性质土壤的基本组成和基本性质Chap8Soilbasicconstitutionandphysicochemicalproperties第九章第九章污染物在土壤植物的迁移转化污染物在土壤植物的迁移转化Chap9Transportandtransformationofpollutantsinsoilplantsystem内容（内容（content）

（1）

（1）掌握土壤的组成与性质，土壤的粒掌握土壤的组成与性质，土壤的粒级与质地分组特性。

级与质地分组特性。

（2）

（2）掌握污染物在土壤掌握污染物在土壤-植物体系中迁植物体系中迁移的特点、影响因素及作用机制。

移的特点、影响因素及作用机制。

（3）（3）掌握土壤的吸附、酸碱和氧化还原掌握土壤的吸附、酸碱和氧化还原特性。

特性。

（4）（4）掌握农药掌握农药在土壤中的迁移原理与主在土壤中的迁移原理与主要影响因素。

要影响因素。

教学要求教学要求第八章第八章土壤的基本组成土壤的基本组成和基本性质和基本性质Chap8SoilbasicConstitutionandphysicchemicalproperties一、土壤组成一、土壤组成Compositionofsoil二、土壤的基本性质二、土壤的基本性质basicpropertiesofsoil三、土壤背景值三、土壤背景值Backgroundvalueofsoil四四、土壤污染、土壤污染Soilpollution农农业业生生产产动物生产动物生产植物生产植物生产人类的活动人类的活动CO2H2O光合作用光合作用土壤是农业生产的基本资料土壤是农业生产的基本资料水水肥肥气气热热土壤条件土壤条件土壤作物土壤作物在一个地区的自然环境中，植物、动物、在一个地区的自然环境中，植物、动物、微生物、土壤就构成一个生态系统。

微生物、土壤就构成一个生态系统。

土壤土壤（soil）（soil）：

陆地表面具有肥力特征、能够生长植物的疏松表层。

图图4-1土壤中固相、液相、气相结构示意图土壤中固相、液相、气相结构示意图土壤是一个以固相为主的不均质多相体系，三相土壤是一个以固相为主的不均质多相体系，三相物质互相联系、制约，构成一个有机整体。

物质互相联系、制约，构成一个有机整体。

一、一、土壤组成土壤组成Compositionofsoil土壤soil气相gases液相liquids固相solidSoilair、CO2、O2、N2、H2S、CH4等watersaltsSoilsolutioninorganicorganicmineralsHumusandresidusmicroorganisms（一一）土壤矿物质土壤矿物质（二二）土壤有机质土壤有机质（三三）土壤溶液土壤溶液（四四）土壤空气土壤空气（五五）土壤生物土壤生物一、一、土壤组成土壤组成Compositionofsoil（一一）土壤矿物质土壤矿物质1.1.土壤矿物质的种类土壤矿物质的种类

（1）1）原生矿物质原生矿物质

（2）2）次生矿物质次生矿物质原生矿物质是各种岩石经受不同的物理风原生矿物质是各种岩石经受不同的物理风化，仍遗留在土壤中的一类矿物，其原来化，仍遗留在土壤中的一类矿物，其原来的化学组成没有改变。

这类矿物主要有硅的化学组成没有改变。

这类矿物主要有硅酸盐类矿物、氧化物类矿物、磷酸盐类矿酸盐类矿物、氧化物类矿物、磷酸盐类矿物等。

物等。

（1）1）原生矿物质原生矿物质次生矿物质大多是由原生矿物质经化学风次生矿物质大多是由原生矿物质经化学风化后形成的新矿物，其化学组成和晶体结化后形成的新矿物，其化学组成和晶体结构均有所改变，这些矿物包括简单盐类、构均有所改变，这些矿物包括简单盐类、三氧化物类和次生铝硅酸盐类三氧化物类和次生铝硅酸盐类次生矿物有晶态和非晶态之分次生矿物有晶态和非晶态之分

（2）2）次生矿物质次生矿物质磷酸盐类氧化物类硫化物类硅酸盐类简单盐类三氧化物次生铝硅酸盐类伊利石高岭石蒙脱石原生矿物次生矿物土壤矿物质土壤矿物质元素的相对含量与地球表面土壤矿物质元素的相对含量与地球表面岩石圈元素的平均含量及其化学组成相岩石圈元素的平均含量及其化学组成相似。

见下页表。

似。

见下页表。

土壤中氧、硅、铝、铁、钙、钠、镁、钾八土壤中氧、硅、铝、铁、钙、钠、镁、钾八大元素约占大元素约占96%以上，其余诸元素含量甚微，以上，其余诸元素含量甚微，多在多在0.1以下，称为微量元素或痕量元素。

以下，称为微量元素或痕量元素。

2.2.土壤矿物质的化学组成土壤中养分的种类与含量常因矿物质的化学组成、风化强度及气候条件的差异而不同。

3.3.土壤的机械组成指不同大小颗粒（沙粒、粉粒、黏指不同大小颗粒（沙粒、粉粒、黏粒）的相对含量。

不同粒径的矿物质颗粒）的相对含量。

不同粒径的矿物质颗粒的成分和物理化学性质有很大差异，粒的成分和物理化学性质有很大差异，如对污染物的吸附、解吸和迁移、转化如对污染物的吸附、解吸和迁移、转化能力，有效含水量及保水、保温能力等。

能力，有效含水量及保水、保温能力等。

瞧！

颗粒大小多么不匀土壤粒级分类系统（三级分类制）classificationsystemsofsoilseparates国际制（ISSS）InternationalSoilScienceSociety（1930）Atterberg（1912）美国制（USDA）U.SDepartmentofagriculture（1956）苏联制（1965）粒级名称粒径/mm粒级名称粒径/mm粒级名称粒径/mm石砾gravel2石块stone粗砾gravel3.023石块石砾313粗砂coarsesand细砂finesand20.20.20.02极粗砂粒verycoarses