土壤环境化学-第十三次课程

第四章土壤环境化学土壤的结构和组成土壤的性质土壤污染重金属在土壤环境中的迁移转化化学农药在土壤环境中的迁移转化第四章土壤环境化学土壤的组成和结构土壤固相包括土壤矿物质和有机质，占土壤总重量的90%～95%，占体积的50%左右。土壤液相指土壤水分及所含的可溶物，也称土壤溶液，占土壤体积的20%～30%。土壤气相指土壤空气，占土壤体积的20%～30%。第四章土壤环境化学土壤的组成和结构土壤中固相、液相、气相结构示意图第四章土壤环境化学土壤的性质2-1土壤胶体的性质有机胶体:主要是腐殖质无机胶体:次生黏土矿物、铁铝水合氧化物、含水氧化硅两性胶体有机无机复合胶体:无机胶体和有机胶体结合而成的一种胶体第四章土壤环境化学土壤的性质2-1土壤胶体的性质土壤胶体对金属离子的吸附作用主要有表面分子吸附和阳离子交换吸附土壤胶体对有机污染物的吸附作用主要有表面吸附作用和分配作用第四章土壤环境化学土壤的性质2-1土壤胶体的性质阳离子交换吸附是指土壤胶体对离子态物质的吸附和保持作用，实际是胶体分散系统中扩散层的阳离子与土壤溶液中的阳离子相互交换达到平衡的过程。第四章土壤环境化学土壤的性质2-1土壤胶体的性质土壤中阳离子交换吸附特点:阳离子吸附过程是一种可逆反应的动态平衡阳离子交换量是等量进行的各种阳离子被胶体物质吸附的亲和力大小各不相同第四章土壤环境化学土壤的性质2-1土壤胶体的性质土壤的可交换的阳离子有两类:致酸离子:H+Al3+盐基离子:Ca2+Mg2+K+Na+NH4+第四章土壤环境化学土壤的性质2-1土壤胶体的性质盐基饱和土壤:当土壤胶体上吸附的阳离子均为盐基离子，且已达到吸附饱和时的土壤盐基不饱和土壤:当土壤胶体上吸附的阳离子有一部分为致酸离子的土壤土壤盐基饱和度:在土壤交换性阳离子中盐基离子所占的百分数第四章土壤环境化学土壤的性质2-1土壤胶体的性质土壤盐基饱和度:第四章土壤环境化学土壤的性质2-2土壤的酸碱性活性酸度：土壤的活性酸度是土壤溶液中氢离子浓度的直接反映，又称为有效酸度，通常用pH表示潜性酸度：土壤潜性酸度的来源是土壤胶体吸附的可代换性H+和Al3+

第四章土壤环境化学土壤的性质2-2土壤的酸碱性土壤的活性酸度与潜性酸度是同一个平衡体系的两种酸度。二者可以互相转化，在一定条件下处于暂时平衡状态。土壤活性酸度是土壤酸度的根本起点和现实表现。土壤胶体是H+和Al3+的贮存库，潜性酸度则是活性酸度的贮备。土壤的潜性酸度往往比活性酸度大得多。第四章土壤环境化学土壤的性质2-3土壤的氧化还原性土壤中氧化剂主要有游离氧、高价金属离子还原剂有低价金属离子、土壤有机质及在厌氧条件下的分解产物

土壤pE可影响有机物和无机物的存在形态，从而影响它们在土壤中的迁移转化和对作物的毒害程度，这对那些变价元素尤为重要。第四章土壤环境化学土壤的性质2-4土壤的配合和螯合作用2-5土壤的生物学性质2-6土壤的自净作用,从广义上说，土壤的自净作用是指污染物进入土壤后经生物和化学降解变为无毒害物质，或通过化学沉淀、络合和螯合作用、氧化还原作用变为不溶性化合物，或为土壤胶体牢固地吸附，植物难以利用而暂时退出生物小循环，脱离食物链或排出土壤。狭义的土壤自净能力则主要是指微生物对有机污染物的降解作用，以及使污染化合物转变为难溶性化合物的作用。第四章土壤环境化学土壤污染如果人类活动产生的污染物进入土壤的数量与速度超过净化速度，造成污染物在土壤中持续累积，表现出不良的生态效应和环境效应，最终导致土壤正常功能的失调，土壤质量下降，影响作物的生长发育，作物的产量和质量下降，即发生了土壤污染。土壤污染可从以下两个方面来判别：(1)地下水是否受到污染；(2)作物生长是否受到影响。第四章土壤环境化学土壤的重金属污染

4-1土壤的重金属污染及危害(1)影响植物生长(2)影响土壤生物群的变化及物质的转化。(3)影响人体健康。第四章土壤环境化学土壤的重金属污染

4-2土壤中重金属存在形态及其转化(1)土壤中重金属总量并不能反映植物对金属吸收的有效性(2)不同的重金属形态对生物的毒性差异很大。第四章土壤环境化学土壤的重金属污染

4-3主要重金属在土壤中的迁移转化汞:土壤中的汞按其化学形态可分为金属汞、无机汞和有机汞汞是危害植物生长的元素。土壤中含汞量过高，它不但能在植物体内积累，还会对植物产生毒害第四章土壤环境化学土壤的重金属污染

4-3主要重金属在土壤中的迁移转化汞进入植物主要有两条途径：一是通过根系吸收土壤中的汞离子，在某些情况下，也可吸收甲基汞或金属汞；其次是喷施叶面的汞剂、飘尘或雨水中的汞以及在日夜温差作用下土壤所释放的汞蒸气，由叶片进入植物体或通过根系吸收。第四章土壤环境化学土壤的重金属污染

4-3主要重金属在土壤中的迁移转化

土壤中镉一般可分为可给态、代换态和难溶态。可给态镉主要以离子态或络合态存在，易被植物所吸收；被黏土或腐殖质交换吸附的为代换态镉；难溶态镉包括以沉淀或难溶性螯合物存在的镉，不易被植物吸收。第四章土壤环境化学土壤的重金属污染

4-3主要重金属在土壤中的迁移转化水稻田是氧化还原电位很低的特殊土壤，当水田灌满水时，由于水的遮蔽效应形成了还原性环境，有机物厌氧分解产生硫化氢；当施用硫酸铵肥料时，硫还原细菌的作用使硫酸根还原产生大量的硫化氢。在淹水条件下，镉主要以CdS形式存在，抑制了Cd2+的迁移，难以被植物所吸收。当排水时造成氧化淋溶环境，S2-氧化或SO42-，引起pH降低，镉溶解在土壤中，易被植物吸收。第四章土壤环境化学土壤的重金属污染

4-3主要重金属在土壤中的迁移转化土壤中PO43-等离子均能影响镉的迁移转化；如Cd2+和PO43-形成难溶的Cd3(PO4)2，不易被植物所吸收。因此，土壤的镉污染，可施用石灰和磷肥，调节土壤pH至5.0以上，以抑制镉害。第四章土壤环境化学土壤的重金属污染

4-4影响土壤中重金属迁移转化及生物效应的主要因素胶体对重金属的吸附各种无机及有机配体的配合或螯合作用土壤的氧化还原状态土壤的酸碱性共存离子的作用土壤微生物的作用本节主要内容土壤的组成和结构土壤胶体对金属离子的吸附作用土壤胶体对有机污染物的吸附作用土壤的阳离子交换吸概念及其特点土壤中两类可交换的阳离子盐基饱和土壤