《环境学概论》课件讲义

环境学概论环境学概论GeneralOutlineofEnvironmentalScience第一章第一章绪论第二章第二章大气环境第三章第三章水体环境第四章第四章土壤环境第五章第五章固体废物与环境第六章第六章环境质量评价第七章第七章环境规划第八章第八章全球环境问题第一章第一章

绪论绪论第一节第一节环境科学的研究对象和研究任务第二节第二节环境科学的内容和分科第三节第三节环境科学的发生和发展第四节第四节环境的组成和结构第一节第一节

环境科学的研究对象和研究任务一、研究对象二、二、研究任务三、、人类-环境系统的发展与环境问题一、研究对象地貌、气候、土壤、植被、水文社会制度、法律、宗教、道德中心事物：人环境：客观事物的整体自然因素：社会因素：（一）人类—环境系统一、研究对象（二）环境1、什么是环境？、什么是环境？

环境就是围绕于中心事物的东西（客观事物的整体）

自然环境

社会环境

工程环境一、研究对象2、环境的特性、环境的特性

整体性：指环境的各个组成部分和要素之间构成了一个有机整体。

变化性：地域分异；内部结构、外在状态不断变化。

可调节性：自然环境是高度复杂的系统，当人类行为作用引起的环境结构与状态

的改变不超过一定的限度时，环境系统的自动调节功能可以使这些改

变逐渐消失使结构和状态恢复原有的面貌。

有限性：环境为人类发展提供的资源都不是用之不竭的；环境对污染物的容纳量 也不是无限的。

开放性：指环境是一个开放系统，有物质和能量的输入和输出。

综合性：自然环境已不是纯粹的天然环境，而是综合了一定的社会因素。二、研究任务（一）基本任务 揭示人类-环境系统的实质，研究人类-环境系统之间的协调关系，掌握它的发展规律，调空人类与环境之间的物质和能量交换过程，以改善环境质量，促进人类与环境协调发展。（二）主要任务

环境的背景知识：演化规律、基本特征、环境结构

人类与环境之间的相互作用

探索污染物对人体危害的机理，为人类健康是生活服务

环境污染的防治与治理三、人类-环境系统的发展与环境问题转嫁污染 ——（污染向全球发展）第三次浪潮 世界发展不平衡——以化石能为燃料和动力，产生了全面的环境问题第二次浪潮 现代工业发展以土地破坏为第二个环境问题第一次浪潮 原始农业、畜牧业特征过度采集渔猎第一个环境问题农业社会以前 低下 造成物种减少时期 生产力水平 主要环境问题 备注第二节环境科学的内容和分科部门环境学理论环境学综合环境学环境科学的方法论、环境质量评价原理与方法、环境规划原理与方法宏观：全球环境学中观：区域环境学微观：聚落环境学与自然科学过渡：物理、化学、大气、水文、土壤环境学等与技术科学过渡：工程环境学与社会科学过渡：第四节环境的组成和结构环境 工程环境自然环境社会环境一、自然环境（一）生物环境1、组成：植物、动物和微生物2、关系：通过食物链联系自养型生物异养型生物异养型生物异养型生物生产者第一性消费者第二性消费者第三性消费者第一营养级第二营养级第三营养级第四营养级树庄稼草鹿兔鼠昆虫蛇猫头鹰狼山狮3、能量流动：

第一性生产率：绿色植物通过光合作用合成有机质的速率。

净第一性生产率：除去植物呼吸作用和代谢过程所消耗，剩余的有机质。

生产率金字塔：1/10定律：能量由一个营养级流向下一营养级的过程中，大约有90%的能量损耗。一、自然环境654321 123456123456营养级lgBB—生物量生产率金字塔一、自然环境

生物体内污染物浓度倒金字塔：654321 123456123456营养级lgBB—污染物浓度一、自然环境（二）无机环境1、非生物环境2、物质代谢原料：

能源：太阳能、其他能源

气候：光照、温度、降水和风

介质：岩石、土壤、水和空气

CO2、H2O、O2、N2等

无机盐

腐殖质、脂肪、蛋白质、碳水化合物等一、自然环境二、工程环境1、工程环境是人类在利用和改造自然环境的过程中创造出的人工环境。2、人类与自然环境的物质、能量和信息交换过程，包括以下几个方面：

提取：采集、狩猎、农牧业、采掘业、冶炼工业、能源工业等。

加工：机械加工：改变物质的物理性质而不改变其化学特性。 化学加工；改变原来的化学特性。

消费：生产消费和生活消费。

排放：直接排放和处理后再排放。石油工业和汽车废气在紫外线辐射作用下产生的光化学烟雾刺激眼、喉、鼻，引起眼病、喉炎。大多数居民患病，65岁以上老人死亡400人1943年5月到10月，美国洛杉矶洛杉矶光化学烟雾事件粉尘中Fe2O3使SO2转变成硫酸，附着在烟尘，吸入肺部胸闷、咳嗽、喉痛和呕吐，5天内4000人死亡，历年共发生12起，死亡近万人1952年12月，英国伦敦伦敦烟雾事件SO2同烟尘作用生成了硫酸盐，吸入肺部咳嗽、喉痛、胸闷、呕吐和腹泻，4天内6000人患病，17人死亡1948年10月，美国多诺拉多诺拉烟雾事件SO2转化为SO3进入肺部咳嗽、呼吸短促、流泪、喉痛、恶心、呕吐和胸窒闷，数千人发病，60人死亡1932年12月，比利时马斯河谷马斯河谷烟雾事件名称 发生地及时间 中毒情况 原因““八大公害八大公害””事件（一）事件（一）食用含有多氯联苯的米糠油所致眼皮肿、出汗，全身红疙瘩，恶心、呕吐，肺功能下降，甚至死亡，患者5000多人，死亡16人1968年日本九州、爱知县等23个府县米糠油事件有毒重金属微粒及吸入肺部所致支气管炎、支气管哮喘、肺气肿，患者500多人，死亡36人1955年以来，日本四日市四日哮喘事件食用含镉废水灌溉的“镉米”和含镉的水关节痛开始，最后骨骼软化萎缩，自然骨折，患者280人，死亡34人1931年至1937年3月，日本富山县痛痛病事件食用含有甲基汞的鱼口吃不清、面部痴呆、全身麻木，最后精神失常至死亡，患者180多人，死亡50多人1953年，日本九州南部熊本水俣镇水俣病事件名称 发生地及时间 中毒情况 原因““八大公害八大公害””事件（二）事件（二）第二章 大气环境AtmosphericEnvironment第一节大气的结构和组成第二节大气污染和污染物第三节大气环境中污染物的化学转化第四节大气中污染物的扩散第五节大气污染的综合防治与管理第一节大气的结构和组成一、大气的结构二、大气的组成一、大气的结构 距地面5千米以下的空气占大气质量的50%，整个大气圈质量的95%都集中在高于海平面20千米以上的高空，再往高处，地球大气和星际大气便联起来了。这就是说，大气上界是模糊的，在地球和星际之间并没有一个截然的界限。（一）大气的上界

物理上界：是根据大气中才有的而星际空间中没有的物理现象来确定。例如：极光现象（1200千米）

估计上界：按照人造卫星探测资料推算，大气密度接近星际空间的高度为2000—3000千米，即以此为大气估计上界。一、大气的结构 根据：根据大气垂直方向上的物理性质差异（温度、成分、电荷等），同时考虑大气的垂直运动状况进行分层。（二）大气的垂直结构

对流层（Troposphere）

平流层（Stratosphere）

中间层（Mesosphere）

热(成)层（Thermosphere）

散逸层一、大气的结构1、对流层、对流层（TroposphereTroposphere）：

范围：随纬度、高度和季节变化而变化全球平均厚度：12千米，低纬度地区17—18千米，中纬度地区10—12千米，高纬度地区8—9千米。夏季厚度大与冬季

主要特征：温度随高度增加而降低（γ=0.65OC/100m）具有强烈的对流运动气象要素水平分布不均

内部差异：对流层内部根据温度、湿度、气流运动及天气状况等可分为三个层次：低云、雾、 云和降水 冰晶云天气现象 浮尘、霾运动形式 湍流 对流 急流受地面影响 最大 较小 最小范围 0—2Km 2—6Km 6—顶部行星边界或 自由大气

层摩擦层下层 中层 上层层次一、大气的结构一、大气的结构2、平流层（、平流层（StratosphereStratosphere）：

范围：从对流层顶到距地面50—55千米的范围

主要特征：空气稀薄、水汽和微尘的含量很少，能见度高大气以水平运动为主，垂直运动极其微弱，不易成云致雨温度随高度升高而升高（存在强烈吸收太阳辐射的紫外线）一、大气的结构3、中间层、中间层（MesosphereMesosphere）：

范围：从平流层顶到距地面85千米的范围

主要特征：气温随高度升高而降低下暖上冷，再次出现空气的垂直运动该层在80千米高度上，有一个白天出现的电离层称为D层一、大气的结构4、热层、热层（ThermosphereThermosphere）：

范围：从中间层顶到距地面800千米的范围

主要特征：气温随高度升高而升高（波长小于0.175μm的太阳紫外辐射都被该层中的原子氧所吸收的缘故）空气稀薄，在700多千米厚的气体中只含有大气总质量的0.5%空气处于高度的电离状态，有电离层E层和F层（无线电波传输）此外，在高纬度地区的晴夜，在热层中可以出现彩色的极光。这可能是由于太阳发出的高速带电粒子使高层稀薄的空气分子或原子激发后发出的光。这些高速带电粒子在地球磁场的作用下，向南北两极移动，所以极光常出现在高纬度地区上空。一、大气的结构5、散逸层：、散逸层：

范围：800千米高度以上的大气层

主要特征：气温随高度升高而降低大气质点经常散逸到星际空间二、大气的组成（一）干洁空气的成分1、定义：大气中除去水汽和固体杂质以外的整个混合气体。2、组成：

近地平面的干燥空气，主要成分是氮气（78.09%）和氧气（20.94%）。其次是氩气（0.934%体积）和二氧化碳（0.033%体积）。空气中水的体积百分含量在0.1~0.5%之间，其余的大气成分为稀有气体，氢的含量约为5×10-5%。除此之外，还有不少痕量气体成分。详细列于表中。

CCl2F2 0.28 人类活动HO· 10-9-10-6 光化学HO2· 10-7-10-5 光化学CS2 10-5-10-4 人类活动、生物活动OCS 10-4 人类活动、生物活动、光化学SO2 2*10-4 人类活动、光化学，火山爆发H2CO3 10-4-10-3 光化学HNO3 10-5-10-3 光化学NH3 10-4-10-3 生物活动H2O2 10-4-10-2 光化学NOx 10-6-10-2 光化学，雷电、人类活动CO 0.12 人类活动，光化学N2O 0.3 生物H2 0.5 生物活动，光化学CH4 1.6 生物活动成分 体积浓度，ppm 主要来源表大气中痕量气体的分布

均质大气85千米以下，主要成分比例相对稳定

非均质大气85千米以上，主要成分比例不稳定N2NO2O0 100%100250千米二、大气的组成

臭氧臭氧（O3）

来源：O2→

O+OO2+O→O3

分布：

原因：在上层大气中，紫外线强度很大，氧气分子多分离成氧原子。在较低层大气中，O2和O数量充足，为O3形成提供了物质条件，因而在距地面30千米处臭氧混合比最大，再通过下沉作用，在20—25千米处最多。在低层大气中由于，短波紫外辐射减弱，氧原子形成微弱，故臭氧比重减少。二、大气的组成

作用：对对紫外辐射有强烈的吸收作用，使40—50千米高度上大气温度显著升高。对地面生物有保护作用。二、大气的组成

二氧化碳（CO2）

来源：

分布：由于大气的垂直混合作用，最多扩散到距地面20千米处

作用：大气增湿温室效应（GreenhouseEffect）主要来源于有机物的燃烧及腐化和动植物的呼吸。人口稠密地区多，夏季比冬季多二、大气的组成（二）水汽

来源：江河湖海和潮湿的物体的表面，植物的叶面的蒸发和蒸腾作用。

分布：夏季水汽含量大于冬季。纬度愈高水汽含量愈少同一纬度上，海洋上空水汽含量多于陆地上空水汽同一地区，水汽多集中于低层

作用：强烈吸收地面长波辐射，影响低层的热量收支水的三相变化在天气变化中起积极作用成云致雨二、大气的组成（三）大气中的固体和液体微粒

来源：燃烧烟粒，海水飞溅扬入大气后蒸发的盐粒，被风吹起的土壤微粒，火山喷发的烟尘，流星燃烧产生的细小微粒，宇宙尘埃，细菌微生物和植物的头孢花粉等。

分布：多集中于近地面大气中陆地上空多于海洋上空，城市多于农村冬季多，夏季少

作用：降低空气的能见度对地面和空气的温度有一定的影响充当凝结核对成云致雨起重要作用二、大气的组成““极光极光””现象第三章第三章

水体环境水体环境第一节第一节

水体环境概述水体环境概述第八章第八章第一章第一章第二章第二章第三章第三章第四章第四章第五章第五章第六章第六章第七章第七章第二节第二节

污染物在水中的扩散污染物在水中的扩散第三节第三节

污染物在水中的转化污染物在水中的转化第四节第四节

水环境污染的控制及管理水环境污染的控制及管理第三章第三章

水体环境水体环境第一节第一节

水体环境概述水体环境概述一、世界水资源与水循环一、世界水资源与水循环二、天然水质二、天然水质三、水体概念及水体污染三、水体概念及水体污染四、水体污染源和污染物四、水体污染源和污染物第八章第八章第一章第一章第二章第二章第三章第三章第四章第四章第五章第五章第六章第六章第七章第七章一、世界水资源与水循环一、世界水资源与水循环（一）水资源的分布（一）水资源的分布（二）水循环（二）水循环第三章第三章

水体环境水体环境（一）水资源的分布（一）水资源的分布地球上水资源分布（地球上水资源分布（%）第三章第三章

水体环境水体环境永冻土底冰 0.86冻土底冰河流河流大气大气沼泽沼泽湖泊湖泊土壤水土壤水地下水地下水冰盖冰盖0.0060.040.080.260.0530.0668.38淡水淡水分布分布淡水 2.53淡水海水 96.54海水地球上的水 100地球上的水第三章第三章

水体环境水体环境（二）水循环（二）水循环

蒸发：蒸发：5.775.77*10105kmkm3海面占海面占87.5%87.5%5.055.05*10105kmkm3陆地水面和土面蒸发和植物的陆地水面和土面蒸发和植物的蒸腾占蒸腾占12.5%12.5%0.720.72*10105kmkm3

降水：降水：降到海面降到海面4.584.58*10105kmkm3降到陆地降到陆地1.191.19*10105kmkm3

输送：输送：海面海面—陆地（降水）陆地（降水）4.74.7*10104kmkm3

陆地陆地—海面（地下径流）海面（地下径流）4.74.7*10104kmkm3第三章第三章

水体环境水体环境二、天然水质二、天然水质（一）天然水的化学组成（一）天然水的化学组成（二）天然水化学成分的形成（二）天然水化学成分的形成（三）各种类型天然水质（三）各种类型天然水质第三章第三章

水体环境水体环境（一）天然水的化学组成（一）天然水的化学组成地球上的水地球上的水主要气体：N2、O2、CO2微量气体：

H2、CH4、H2S溶解气体主要离子：Cl_、SO22_、HCO3_

、CO32_

、Na+

、Ca2+、Mg2+生物生成物：NO3_

、NO2_

、H2PO4_

、HPO42_

、PO43_溶解物质

、Fe2+、Fe3+有机胶体：腐殖质胶体无机胶体：

SiO2、Fe(HO)3、Al(HO)3胶体物质微量离子：

Br_

、I_

、F_

、Ni、Ti、V

、Ba、Rn等

细菌藻类及原生动物悬浮物质泥土、粘土其它不溶物质第三章第三章

水体环境水体环境（二）天然水的化学成分的形成（二）天然水的化学成分的形成1、决定因素：、决定因素：

与水接触的物质的成分和溶解度

取决于作用条件第三章第三章

水体环境水体环境2、作用形式：、作用形式：

固体物质的溶解和沉淀

酸碱反应

水化学平衡体系中离子成分与气相间的平衡

氧化—还原反应

固体物质与水中离子成分之间的交换反应

有机物的矿化作用

生物化学作用表水在不同储层中的滞留时间区域

平均滞留时间

区域

平均滞留时间

大气 9~10天

大陆

海洋 河川 2~3周

浅层 100~150年

湖泊 10~100年

最深层 30000~40000年 冰冠和冰川 10000~15000年

世界范围海洋平均 3000年

深地下水

几千年

浅地下水

几百年

第三章第三章

水体环境水体环境（三）各种类型的天然水质（三）各种类型的天然水质第三章第三章

水体环境水体环境1、大气降水的化学组成及特性：、大气降水的化学组成及特性：（1）大气降水的化学成分）大气降水的化学成分21 78.9205.528.3 8.2 205.5115.64.07 10.1 26.4 115.6中国新西南地区中国新西南地区136.650.32141.1157.342.31 92 157.3140.96.80 140.9中国京津地区中国京津地区0.214.050.23 0.10 4.050.430.21 0.09 0.43美国东部美国东部2.212.940.37 0.35 0.54 2.941.110.30 1.11美国西部美国西部4.430.37 1.20 0.50 4.432.462.46澳大利亚东南部澳大利亚东南部2.19 0.27 0.413.470.35 1.42 0.39 3.472.055.47 2.05北欧北欧NO3 NH4+_SO42_Cl_pH Na+ K+ Ca2+ Mg2+组成（ppm）地区第三章第三章

水体环境水体环境（2）大气降水的特性）大气降水的特性

溶解的气体接近饱和

降水普遍显酸性

较其它水质，降水的矿化度最低，对于各种可溶性盐类远未饱和。降水具有是各种元素进入水中的能力。空气中的CO2含量为0.03%，当雨雪中的CO2达到电离平衡时的pH值为5.6，故显酸性。大气降水的值小于5.6就称为酸雨。

不同区域的大气降水的化学成分有差异（水汽来源不同：海洋河内陆）第三章第三章

水体环境水体环境2、河水的化学组成及特性：、河水的化学组成及特性：（1）河水的化学成分（）河水的化学成分（mg/Lmg/L）世界 58.4 11.2 7.8 1 15 4.1 6.3 2.3 0.67 13.1 120大洋州 31.6 2.6 10 0.05 3.9 2.7 2.9 2.9 0.3 3.9 59非洲 43 13.5 12.1 0.8 12.5 3.8 11 11 1.3 23.2 121亚洲 79 8.4 8.7 0.7 18.4 5.6 9.3 9.3 0.01 11.7 142欧洲 95 24 6.9 3.7 31.1 5.6 5.4 1.7 0.8 7.5 182南美洲 31 4.8 4.9 0.7 7.2 1.5 4 2 1.4 11.9 69北美洲 68 20 8 1 21 5 9 1.4 0.16 9 142SiO32 总量_NO3 Ca2+ Mg2+ Na+ K+ Fe3+_Cl_SO42_HCO3_地区第三章第三章

水体环境水体环境（2）河水的特性）河水的特性

河水中各种离子差异很大，其含量顺序是：HCO3_>SO42_>Cl_>NO3_，Ca2+>Mg2+

>

Na+>K+

河水的化学组成空间分布差异大

河水的化学组成的时间变化差异

河水的矿化度普遍低，平均只有0.15—0.35g/L在各种补给中，地下水的矿化度最高，冰雪融水补给的矿化度最小。由降水形成的地表径流矿化度也很小。以雨水或冰雪融水补给为主的河流，在汛期矿化度明显降低；夏季植物繁茂，使NO3_

、NO2_

、NH4+含量减少。枯水期以地下水补给为主，河水矿化度增大；由于水生生物减少，

NO3_

、NO2_

、NH4+的含量达到全年最大值。第三章第三章

水体环境水体环境3、湖水的化学组成特性：、湖水的化学组成特性：

湖中生物作用强烈，各地的淡水湖都有不同程度的富营养化趋势。

湖水交替缓慢，深水湖有分层性

湖水的矿化度有差异

淡水湖<1克/升，微咸水湖1-24.7克/升，咸水湖24.7-35克/升，盐湖>35克/升。

不同类型的湖泊其分布具有地带性规律。随着水深的增加，溶解氧的含量降低，CO2的含量增加。在湖水停滞区域，会形成局部还原环境，以致湖水中游离氧消失，出现H2S和CH4。在淡水中阴离子HCO3_以为主，阳离子以Ca2+为主。随着矿化度增大，阴离子按HCO3_→SO42_→

Cl _ 次序增加；阳离子中Na+逐渐代替Ca2+成为主要成分，而且Mg2+含量也在增加。第三章第三章

水体环境水体环境4、地下水的化学组成特性：、地下水的化学组成特性：

矿化度的变化范围很大，从淡水到盐水都存在。

地下水的化学成分的时间变化极为缓慢，常需地质年代来衡量。

地下水与周围围岩构成地下水圈，从地表到地下深处，使得土壤圈和岩石圈各种元素及化合物都可能存在于地下水中。

地下水与大气接触有很大局限，仅限于表层，若交替缓慢容易形成还原环境。第三章第三章

水体环境水体环境三、水体概念及水体污染三、水体概念及水体污染（一）水体的概念（一）水体的概念（二）水体的自净作用（二）水体的自净作用（三）水体污染（三）水体污染第三章第三章

水体环境水体环境第三章第三章

水体环境水体环境第三章第三章

水体环境水体环境第三章第三章

水体环境水体环境（一）水体的概念（一）水体的概念1、描述性定义：、描述性定义：

水体系河流、湖泊、沼泽、水库、地下水、冰川、海洋等“地表贮水体”的总称。水体不仅包括水，还包括水中的悬浮物、底泥及水生生物等。从自然地理角度。水体是指地表被水覆盖的自然综合体。第三章第三章

水体环境水体环境2、划分：、划分：

按类型海洋水体陆地水体地表水体地下水体（深、浅）流动：江河、溪流静止：湖泊、水库、塘堰

按区域3、区别水质与水体：、区别水质与水体：

水质：水相的质量。通过水体的物理、化学和生物的特征及组成状况，反映水体环境的演化过程和人类活动影响的程度。

水体：包含除水相以外的固相物质，内容广泛。（水体污染了，水质并不一定差）第三章第三章

水体环境水体环境4、水体与水资源：、水体与水资源：水环境 水 水资源可利用能利用水水资源：作为资源的水应当是可供利用或可能被利用，具有足够数量和质量，并可适合某地对水的需要而能长期供应的水源。

第三章第三章

水体环境水体环境（二）水体的自净作用（二）水体的自净作用1、描述性定义：、描述性定义：

以河流为例，河流的自净作用是指河水中的污染物浓度在河水向下游流动中的自然降低现象。2、类型：、类型：

按作用机制划分：

物理净化：稀释、扩散、沉淀

化学净化：氧化、还原、分解

生物净化：微生物对有机物的氧化分解第三章第三章

水体环境水体环境

按发生场所划分：

水中的自净：稀释、扩散、沉淀、氧化、还原、分解和生物活动

水与大气间的自净：天然水中某些有害气体的挥发释放和氧气溶入等

水与底质间的自净：天然水中悬浮物质的沉淀和污染物被底质吸收

底质中的自净：底质中的微生物使底质中的有机污染物发生分解当水中的污染物进入河流、湖泊、海洋或地下水体后，其含量超过了水体的自然净化能力，使水体的水质和水体底质的物理、化学性质或生物群落组成发生变化，从而降低了水体的使用价值和使用功能的现象，被称为水体污染。第三章第三章

水体环境水体环境（三）水体污染（三）水体污染水体污染的定义：水体污染的定义：

是与水的自净作用相联系的，即认为水污染是指排入水中的污染物超过了水体的自净能力，从而使水质恶化。

是指进入水体的外来物质含量超过了该物质在水体本底中的含量（背景值）。

是指外来物质进入水体的数量达到了破坏水体原有用途的程度。第三章第三章

水体环境水体环境三、水体污染源和污染物三、水体污染源和污染物（一）污水水质指标（一）污水水质指标（二）水体污染源（二）水体污染源（三）水体污染物（三）水体污染物第三章第三章

水体环境水体环境（一）污水水质指标（一）污水水质指标1、有机物（、有机物（BODBOD、CODCOD、TOCTOC、TODTOD）：）：（1）BODBOD（BiochemicalOxygenDemandBiochemicalOxygenDemand）

水中的有机污染物经微生物分解所需的氧量。BOD越高，有机物物质越多。

有机物的生物化学氧化分两个阶段：第一阶段：RCH(NH2)COOH+O2

→RCOOH+CO2+NH3第二阶段：2NH3+3O2

→2HNO2+2H2O 2HNO2+O2

→+2HNO3 硝化过程

氨已经是无机物，所以废水的BOD通常指第一阶段有机物化学氧化所需氧量。

微生物活动一般与温度密切相关，一般以20OC作为测BOD的标准温度。完成第一阶段需要20天左右。为了利于测定，一般以5日作为测定标准时间（70%），BOD5溶解氧溶解氧DODissolvedOxygenDODissolvedOxygen第三章第三章

水体环境水体环境（2）CODCOD（ChemicalOxygenDemandChemicalOxygenDemand）

化学氧化剂氧化水中有机污染物所需的氧量。COD越高，有机物物质越多。

目前常用的氧化剂主要是重铬酸钾（K2Cr2O7）或高锰酸钾(KMnO4)

COD与BOD

BOD在一般情况下能较准确的反映水污染情况，但受到时间和废水性质的限制

COD的测定不受废水条件的限制，并能在2—3小时内完成，但不能完全反映微生物所能氧化的有机物量。

BOD5比COD：COD不能区分可被生物氧化的和难以被生物氧化的有机物不能表示出微生物所能氧化的有机物量，而且化学氧化剂不仅不能氧化全部有机物，反而会把某些还原性的无机物也氧化了。所以采用BOD作为有机物污染程度的指标较为合适，在水质条件限制不能做BOD测定时，可用COD代替。水质相对稳定条件下，COD与BOD之间有一定关系：一般重铬酸钾法COD＞BOD5＞高锰酸钾法COD。第三章第三章

水体环境水体环境（3）TOCTOC（TotalOrganicCarbonTotalOrganicCarbon）

水中溶解性和悬浮性有机物中存在的全部碳量，是评价水体需氧有机物的一个综合指标。（4）TODTOD（TotalOxygenDemandTotalOxygenDemand）

有机物中除了含碳外，尚含有氢、氮、硫等元素，当有机物全部被氧化时，此时需氧量称为总需氧量。是指在特殊的燃烧器中，以铂为催化剂，在900度温度下使一定量水样汽化，其中有机物燃烧，再测定气体载体中氧的减少量，作为有机物完全氧化所需要的氧量2、悬浮物（、悬浮物（SSsuspendedsubstanceSSsuspendedsubstance）：）：

污水呈固体状的不溶物质，水体污染的基本指标之一。

降低水的透明度，降低生活和工业用水质量，影响生物生长。第三章第三章

水体环境水体环境3、pHpH值：值：

污水的pH值对污染物的迁移转化、污水处理厂的污水处理、水中生物的生长繁殖等均有很大的影响。4、细菌细菌5、有毒物质有毒物质第三章第三章

水体环境水体环境（二）水体污染源（二）水体污染源第三章第三章

水体环境水体环境第三章第三章

水体环境水体环境第三章第三章

水体环境水体环境1、生活污染源、生活污染源

是指由人类消费活动产生的污水，城市和人口密集的居住区是主要的污染源。

生活中产生污水，包括厨房、浴室、厕所等场所排出的污水和污物，按其形态可分为：

不溶物质，占污染物总量的40%，或沉积到水底或悬浮于水面。

胶态物质，占污染物总量的10%。

溶解质，占污染物总量的50%。第三章第三章

水体环境水体环境2、工业污染源工业污染源

工业生产排出的废水、污水、废液统称为工业污水。

工业废水——工业用冷却水。

工业污水——与产品直接接触、受污染较严重的排水。

工业废液——从生产工艺中流出的废液。第三章第三章

水体环境水体环境3、农业污染源、农业污染源

农业生产而产生的水污染源。

降水所形成的径流和渗流把土壤中的氮、磷和农药带入水体。

由牧场、养殖场、农副产品加工厂的有机废物排入水体。

农业污染特点：面广、分散、难于治理。第三章第三章

水体环境水体环境（三）水体污染物（三）水体污染物芳香烃、芳香胺亚硝基化合物有机氯化合物致癌物质病原微生物 病菌、病毒、寄生虫放射性物质 放射性元素或同位素（Sr、Cs、U、Pu等）其它物质酚类化合物有机氯农药（DDT、六六六、狄氏剂等）石油有毒无毒 需氧污染物、（碳水化合物、脂肪、蛋白质等）有机物重金属（Hg、Cd、Pb、AS等）有毒 氰化物、氟化物、硫化物等酸、碱及一般无机盐无 无毒 植物营养物（N、P）机物主要标志物主要标志物特性特性分类分类第三章第三章

水体环境水体环境第三章第三章

水体环境水体环境•有四种主要类型的化学反应：沉淀反应、酸碱反应、络合反应和氧化还原反应。由溶解态到固态的相变化反应称为沉淀反应沉淀反应。•酸碱反应酸碱反应：HCl+NaOH

NaCl+H2O•络合反应络合反应：形成中性络合物或离子络合物

Hg2++2Cl-

HgCl2;Al3++OH-

Al(OH)n3-n•氧化还原反应氧化还原反应：涉及到价数改变和电子转移。

Fe+2H+

Fe2++H2Ca2

CO32

CaCO3

第三章第三章

水体环境水体环境第三章第三章

水体环境水体环境水的矿化度

水的矿化度通常以1升水中含有各种盐分的总克数来表示(克/升)。根据矿化度的大小，水可分为以一下五种。

类型 矿化度（克/升）

淡水 小于1克/升

弱咸水 1—3克/升

咸水 3——10克/升

强咸水 10—50克/升

卤水 大于50克/升有关浓度表示法：(ppm=溶质的重量/溶液的重量*106)

• 质量浓度（mg/L），质量分数（%），摩尔浓度（mol/L）。• 当量质量=摩尔质量

除以

氧化还原反应中的电子转移数

或酸碱反应中的质子转移数。• 当量浓度（N）是每升溶液里溶质的当量数。• 浓度转换：浓度转换：• Example:Example:1L水中溶解98克H2SO4，试计算硫酸溶液的浓度（质量百分比，质量浓度，摩尔浓度，当量浓度）。假设溶解过程体积不变。第三章第三章

水体环境水体环境•Solution:Solution:（1）质量百分比=溶质质量/溶液质量

100%=98/1098=8.9%;（2）质量浓度=溶质质量/溶液体积=98

103/1=98

103mg/L;（3）摩尔浓度=溶质摩尔数/溶液体积=1mol/1L=1mol/L=1M;（4）当量浓度=溶质的当量数/溶液体积；

这里H2SO4的当量数=硫酸质量/硫酸的克当量

硫酸的克当量=硫酸的摩尔质量/1摩尔硫酸可提供的质子数目

=98/2=49；

所以硫酸的当量数=98/49=2；当量浓度=2当量/1L=2N。第三章第三章

水体环境水体环境

生化需氧量（生化需氧量（BODBOD）

物质被完全氧化成CO2和H2O所需要的氧气量称为理论好氧量(ThOD)。按照化学反应式计算。

化学需氧量（COD）与理论需氧量不同，它是一种测量值，而不是利用水中物质的化学组成计算得来的。在COD的分析过程中，水样与强氧化剂（重铬酸）混合并加热煮沸，可用反应前后氧化剂量的差值来计算COD。有机物的氧化是通过微生物进行的，所消耗的氧量为生物需氧量（BOD）。BOD分析实际测定的是微生物分解有机物时所消耗的氧量。若水中所有有机物的化学组成已知，且均可用化学方法和生物方法完全氧化，则ThOD、COD与BOD这三个值相等。第三章第三章

水体环境水体环境

水中的气体水中的气体o 气体溶解在水中，对于生物种类的生存是非常重要的。例如，鱼类要气体溶解在水中，对于生物种类的生存是非常重要的。例如，鱼类要利用溶解氧而放出利用溶解氧而放出COCO2，藻类则进行光合作用，释放藻类则进行光合作用，释放出O2。溶解在水溶解在水中的氮，当它在鱼血中产生气泡时，可能导致鱼的死亡。中的氮，当它在鱼血中产生气泡时，可能导致鱼的死亡。o 在大气中的气体与同种气体在溶液中的平衡服从亨利定律：即一种气体在溶液中的溶解度正比于液体接触该种气体的分压力：[G(G(aqaq)]=)]=kH·PGo kH————为各种气体在一定温度下的亨利定律常数；为各种气体在一定温度下的亨利定律常数；o PG————是各种气体的分压。是各种气体的分压。

第三章第三章

水体环境水体环境

离子组成离子组成

K+、NaNa+、CaCa2+2+、MgMg2+2+、HCOHCO3-、NONO3-，ClCl-和SOSO42-2-为天然水中常见的八大离子，占天然水中离子总量的的八大离子，占天然水中离子总量的95-99%95-99%。

天然水中常见主要离子总量可粗略地作为水的总含盐量（天然水中常见主要离子总量可粗略地作为水的总含盐量（TDSTDS）：）：

TDS=[KTDS=[K++Na+Na++Ca+Ca2+2++Mg+Mg2+2+]+[HCO]+[HCO3-+NO+NO3-+ClCl-+SO+SO42-2-]

又由于水中的阳离子总当量数与阴离子总当量数相等，若各种离子以又由于水中的阳离子总当量数与阴离子总当量数相等，若各种离子以mmolmmol/l/l计算时应有：计算时应有：

[K++Na+Na++2Ca+2Ca2+2++2Mg+2Mg2+2+]=[HCO]=[HCO3-+NO+NO3-+ClCl-+2SO+2SO42-2-]第三章第三章

水体环境水体环境

水中的金属离子水中的金属离子水溶液中金属离子的表示常写成水溶液中金属离子的表示常写成Mn+，表示是简单的水合金属阳离子表示是简单的水合金属阳离子M(HM(H2O)O)xn+，裸体的金属离子，如裸体的金属离子，如MgMg2+2+不可能在水中以分离的实体存在，不可能在水中以分离的实体存在，这样的离子与电子供给配体配对成键以获得稳定的最外层电子层。这样的离子与电子供给配体配对成键以获得稳定的最外层电子层。

水溶液中的金属离子通过化学反应可达到最稳定的状态，酸水溶液中的金属离子通过化学反应可达到最稳定的状态，酸-碱、沉碱、沉淀、配合及氧化淀、配合及氧化-还原反应是它们在水中达到最稳定状态的过程还原反应是它们在水中达到最稳定状态的过程.第三章第三章

水体环境水体环境水中可溶性金属离子可以多种形态存在。例如铁可以水中可溶性金属离子可以多种形态存在。例如铁可以Fe(OH)Fe(OH)2+2+、Fe(OH)Fe(OH)2+、FeFe2(OH)(OH)24+4+和FeFe3+3+等形态存在。这些形态在中性（等形态存在。这些形态在中性（pH=7pH=7）水体水体中的浓度可以通过平衡常数计算。中的浓度可以通过平衡常数计算。

在地下水中，可溶性铁以在地下水中，可溶性铁以Fe(Fe(Ⅱ)存在，当它们暴露于大气时，存在，当它们暴露于大气时，FeFe2+2+缓慢缓慢氧化成氧化成FeFe3+3+，溶液中产生桔红色沉淀。溶液中产生桔红色沉淀。第四章第四章

土壤环境土壤环境第一节第一节

土壤的组成和性质土壤的组成和性质第八章第八章第一章第一章第二章第二章第三章第三章第四章第四章第五章第五章第六章第六章第七章第七章第二节第二节

土壤环境污染土壤环境污染第三节第三节

重金属对土壤的污染重金属对土壤的污染第四节第四节

化学农药对土壤的污染化学农药对土壤的污染第五节第五节

土壤的防治土壤的防治第四章第四章

土壤环境土壤环境第一节第一节

土壤的组成和性质土壤的组成和性质一、土壤及土壤环境问题一、土壤及土壤环境问题二、土壤的组成二、土壤的组成三、土壤的物理化学性质三、土壤的物理化学性质第八章第八章第一章第一章第二章第二章第三章第三章第四章第四章第五章第五章第六章第六章第七章第七章一、土壤及土壤环境问题一、土壤及土壤环境问题（一）土壤概述（一）土壤概述（二）土壤环境问题（二）土壤环境问题第四章第四章

土壤环境环境土壤环境环境（一）土壤概述（一）土壤概述1、土壤、土壤指地球陆地表面具有一定肥力且能生长植物的疏松层。第四章第四章

土壤环境土壤环境2、土壤在地理环境中的地位和作用、土壤在地理环境中的地位和作用

是连接各自然地理要素的枢纽

是结合有机界和无机界的中心环节

是地理环境系统中的一个组成的子系统第四章第四章

土壤环境土壤环境（二）土壤环境问题（二）土壤环境问题1、改变影响土壤发育的生态环境，使土壤本身受到破坏。、改变影响土壤发育的生态环境，使土壤本身受到破坏。2、现代化工农业对土壤的污染。、现代化工农业对土壤的污染。第四章第四章

土壤环境土壤环境二、土壤的组成二、土壤的组成（一）土壤的矿物质（一）土壤的矿物质（二）土壤的有机质（二）土壤的有机质（三）土壤空气（三）土壤空气（四）土壤的溶液（四）土壤的溶液（五）土壤的剖面形态（五）土壤的剖面形态第四章第四章

土壤环境土壤环境（一）土壤的矿物质（一）土壤的矿物质（无机成分）（无机成分）

土壤土壤固相（有机物和无机物）液相（土壤水或溶液）气相（土壤空气）1、原生矿物、原生矿物

来源：直接来源于母岩的矿物，只受到不同程度的物理风化作用，而化学成分和结晶构造未有大的改变。

类型：硅酸盐、铝硅酸盐类，氧化物类，硫化物类，磷灰石类。长石类：KAlSi3O8、NaAlSi3O8、CaAl2Si2O8第四章第四章

土壤环境土壤环境2、次生矿物、次生矿物————岩石风化和成土过程中新生的矿物

原生矿物的分解K2Al2Si6O16

+H2O→KHAl2Si6O16+KOHKHAl2Si6O16

+H2O→H2Al2Si6O16+KOHH2Al2Si6O16+5H2O→H2Al2Si2O8.H2O+4H2SiO3H2Al2Si2O8+4H2O→2Al(HO)3+2H2SiO3

脱盐基阶段：

脱硅基阶段：

富铝化阶段：第四章第四章

土壤环境土壤环境

次生矿物粘土合成3、土壤矿物质的机械组成、土壤矿物质的机械组成

土壤质地（机械组成）：土壤中各粒级在土壤中所占的相对比例或重量百分数。

土壤颗粒分级：石块、石砾、砂砾、粉砾、粘粒P111表国际制、前苏联和美国制土粒分级标准0.001-0.0005 粘粒 <0.0020.0005-0.0001<0.0001粗粘粒细粘粒胶体粘粒 <0.0020.05-0.0020.05-0.01 粉砂0.01-0.0050.005-0.001粉

粗粉砂砂

中粉砂粒

细粉纱0.02-0.002粉砂粒2-11-0.50.5-0.250.25-0.100.10-0.05砂粒（极粗砂、粗砂、中砂、细砂、极细砂）1-0.50.5-0.250.25-0.05砂粗砂

中砂粒

细纱2-0.20.2-0.02砂粗砂粒

细纱>33-2石块粗砾>33-1石块砾石砾石 >2粒径（mm）粒径 粒级名称（mm）粒径 粒级名称（mm）粒级名称国际制 前苏联制 美国制第四章第四章

土壤环境土壤环境（二）（二）土壤的有机质土壤的有机质1、土壤有机质、土壤有机质土壤所有动植物来源的总称。在成土过程尤其是肥力的发展过程有重要作用。2、分类、分类

普通有机质：动植物残体及其分解的中间产物，如蛋白质、糖类、有机酸等。

腐殖质(Humus)(Humus)：动植物残体通过微生物作用，发生复杂的转化而生成的有机胶体物质。第四章第四章

土壤环境土壤环境3、有机物质转化、有机物质转化

有机物质矿化作用

腐殖质化作用4、腐殖质性质、腐殖质性质

有养分（N）

适中的粘结性

较强的吸收代换性能

有缓冲能力一种暗色、酸性、富含氮元素的有机胶体物质，是土壤中特有的稳定高分子化合物。（三）（三）土壤空气土壤空气第四章第四章

土壤环境土壤环境1、土壤空气的组成、土壤空气的组成

近地大气组成：氧气20.94%；二氧化碳0.03%；

氮气78.08%其他气体0.95%；

相对湿度60—90%。

土壤空气组成：氧气10.35—20.03%；二氧化碳0.15—0.65%；

氮气78.8—80.2%；相对湿度100%。第四章第四章

土壤环境土壤环境2、对植物的直接影响、对植物的直接影响————为植物的呼吸作用，提供必需的氧气

缺氧时，根系短而粗、色暗、根毛大量减少，生理代谢受阻。

当土壤空气中，氧的浓度低于9%~10%时，根系发育就受到影响。低于5%时，大部分的植物根系就会停止发育。

在通气良好的条件下，土壤中的根系长、颜色浅、根毛多，根的生理活动旺盛。第四章第四章

土壤环境土壤环境（四）（四）土壤溶液土壤溶液1、土壤水循环、土壤水循环第四章第四章

土壤环境土壤环境2、土壤水循环、土壤水循环

毛管水：由于毛管力的作用而保持在土壤中的液态水。

吸湿水:土壤颗粒从空气中吸收的汽态水分子。

重力水:降水或灌溉后，不受土粒和毛管力吸持，而在重力作用下向下移动的水，称为重力水。植物可以很容易地吸收重力水，第四章第四章

土壤环境土壤环境（五）（五）土壤剖面形态土壤剖面形态AEBCRA——腐殖质层E——淋溶层B——淀积层C——母质层R——母岩层第四章第四章

土壤环境土壤环境CCACBACBAE土壤个体发育的一般图式母质 幼年土 成熟土 当地典型土典典型型土土壤壤剖剖面面不不同同区区域域的的典典型型土土壤壤剖剖面面

土壤的形成：土壤的形成：

地壳运动和火山活动等地壳运动和火山活动等

破碎的岩石破碎的岩石

早期土壤早期土壤

现代土壤现代土壤风化生物作用生物作用第四章第四章

土壤环境土壤环境第四章第四章

土壤环境土壤环境图土壤中固、液、气相结构示意图第四章第四章

土壤环境土壤环境残根落叶残根落叶微生物分解微生物分解腐殖质腐殖质微生物分解微生物分解微生物分解合成作物可吸作物可吸收的养分收的养分第四章第四章

土壤环境土壤环境第四章第四章

土壤环境土壤环境三、土壤的物理化学性质三、土壤的物理化学性质（一）物理性质（一）物理性质（二）土壤胶体及土壤的吸收交换性（二）土壤胶体及土壤的吸收交换性（三）土壤的酸碱性（三）土壤的酸碱性（四）（四）土壤的氧化还原性土壤的氧化还原性第四章第四章

土壤环境土壤环境（（一）土壤的物理性质一）土壤的物理性质1、土壤结构、土壤结构

土壤中各种团聚体的组合排列，称为土壤结构。（团块状、块状、柱状、核状、片状结构等）

影响土壤与外界水分、养分，空气和热量的交换。

结构良好实质是土壤颗粒小、土粒细、粘结力强、形成复粒。

促进土壤颗粒聚合的因素

植物根系作用；动物活动；

物理作用：干湿交替、冻溶交接；

农业耕作。第四章第四章

土壤环境土壤环境2、土壤孔隙、土壤孔隙

土壤颗粒之间存在着空间称为称为土壤孔隙。

土壤孔隙度的大小与土壤的质地、结构和有机质含量有关。砂土是33—35%，细砂土和砂壤土40—47%，粘土47—55%。有结构土壤的孔隙度为55—65%，有时可达70%，有机质含量多的泥炭土孔隙度可达85%，一般作物适宜的孔隙度为50%左右。

分类：非毛管孔隙，孔径大于0.1毫米；毛管空隙孔径小于0.1毫米（持水能力）。第四章第四章

土壤环境土壤环境（（二）土壤胶体及土壤的吸收交换性二）土壤胶体及土壤的吸收交换性1、土壤胶体的种类、土壤胶体的种类

有机胶体：包括腐殖质、蛋白质、有机酸及其衍生物等大分子有机化合物。

无机胶体：土壤矿物质胶体。

有机—无机胶体：有机质和矿物质通过各种键力相互结合而成。第四章第四章

土壤环境土壤环境2、土壤胶体的构造、土壤胶体的构造

微粒核带电是因为介质溶液解离离子。微粒核-------+++++++内离子层 外离子层决定电位离子层 补偿离子层非活性补偿离子层活性补偿离子层微粒团胶粒

胶粒的性质决定于直接附着在微粒核上的离子，即决定于内层的电荷。第四章第四章

土壤环境土壤环境土壤胶体的双电层结构土壤胶体的双电层结构第四章第四章

土壤环境土壤环境3、土壤胶体的性质、土壤胶体的性质（1）巨大的比表面和表面能）巨大的比表面和表面能

比表面：单位重量固体颗粒的表面积。

表面能：胶体的外表面受到内部和外部的吸引，使物体具有的自由能。物体被分割的愈细，单体数目愈多，总表面积就愈大，比表面也愈大。（2）土壤胶体的带电性）土壤胶体的带电性

同晶置换作用AlOOSiOO→[]-AlOO→[Mg

O]-OO O 第四章第四章

土壤环境土壤环境

同晶置换作用产生的电荷与土壤溶液的pH值无直接关系，因而把不受pH值影响产生的电荷称为永久电荷永久电荷。一般都带负电荷，故又称永久负电荷永久负电荷。

断键现象

粘土矿物晶格边缘或棱角上，因断键也可使胶体带电。

Si

O

Si

Si

O

Al

O

Al

Al

O带负电第四章第四章

土壤环境土壤环境

胶体向溶液介质解离或吸附离子而带电

某些胶体可能向溶液介质解离H+而带负电，或解离OH-而带正电。

两性胶体，解离或吸附离子受溶液的pH值影响。Al(OH)3

+NaOH→Al(HO)2O-+H2O+Na+Al(OH)3

+OH-

→Al(HO)2O(H2O)-Al(OH)3

+HCl→Al(HO)2++H2O+Cl-Al(OH)3

+H+

→Al(HO)2(H2O)+

碱性条件下：解离出H+或吸附OH-而带负电

酸性条件下：解离出OH-

或吸附H+而带正电第四章第四章

土壤环境土壤环境

等电点

当土壤溶液的pH值发生变化时，两性胶体所带电荷数量和符号也随之发生变化。

在此变化过程中总可以找到一点，即向溶液解离的H+与OH-数量相等的点，此时胶体不带电荷，处于电中性。这时的pH值称为该两性胶体的等电点。pH>等电点，带负电pH=等电点，不带电pH<等电点，带正电

两性胶体产生的电荷与土壤溶液的pH值有直接关系，因而把受pH值影响产生的电荷称为可变负电荷可变负电荷。第四章第四章

土壤环境土壤环境（3）土壤胶体的分散性和凝聚性）土壤胶体的分散性和凝聚性

溶胶：胶体微粒分散在水中成为胶体溶液

凝胶：胶体微粒相互凝聚呈无定形的凝聚体。凝聚分散

溶胶发生是因为胶粒带同种电荷而相互排斥。溶液碱性增强，亦能使胶体分散。低价阳离子代换高价阳离子也使凝胶遇水分散。

凝胶产生主要是降低胶体的电动电位。第四章第四章

土壤环境土壤环境4、土壤的吸附作用、土壤的吸附作用（1）土壤的机械吸附）土壤的机械吸附（2）土壤的物理吸附（正吸附、负吸附））土壤的物理吸附（正吸附、负吸附）（3）化学吸附（养分的固定作用））化学吸附（养分的固定作用）（4）生物吸附）生物吸附3Ca(HCO3)2

+2H3PO4→Ca3(PO4)2↓+H2CO3Fe(HO)3

+H3PO4→FePO4↓+H2O第四章第四章

土壤环境土壤环境5、土壤的离子交换、土壤的离子交换(Ionexchangeofsoil)Ionexchangeofsoil)

壤胶体表面吸收的离子与溶液介质中其电荷符号相同的离子相交换，称为土壤的离子吸收和土壤的离子交换作用。

根据土壤胶体吸收与交换的离子不同，可分为阳离子的吸收和交换作用与阴离子的吸收和交换作用。简称土壤的离子交换，其中主要是土壤阳离子的交换。

影响因素：

阳离子的交换能力

胶体的电荷数量

特点：

土壤中阳离子的交换作用土壤中阳离子的交换作用

可逆反应，迅速达到平衡

按当量规律进行

Mn

nNH

nNH

Mn

胶核 4 胶核 4 第四章第四章

土壤环境土壤环境

衡量指标：

交换量(cationexchangecapacity)：每千克土中所含全部阳离子总量，称阳离子交换量，或称交换性阳离子总量，也可简称交换量。

盐基饱和度(basesaturation)：土壤交换性阳离子，包括H+、Al3+和盐基离子，如Ca2+、Mg2+、Na+、K+、NH4+等。交换性盐基离子总量占交换性阳离子总量的百分比，称为盐基饱和度

。第四章第四章

土壤环境土壤环境100%( /100 ) ( /100 )

mol g mol g 阳离子交换总量交换性盐基离子总量盐基饱和度第四章第四章

土壤环境土壤环境（（三）土壤的酸碱性三）土壤的酸碱性1、土壤的酸度、土壤的酸度

依据H+和Al3+的存在形式和测定方法不同，可以将土壤的酸度分为活性酸度和潜在酸度。（1）活性酸度）活性酸度

活性酸度是土壤溶液中游离态的H+引起的酸度，也称为有效酸度。

测定方法：按一定的水土比例（1：5），用水浸润后测定的。<4.5 4.6—6.5 6.6—7.6 7.6—8.5 <8.5强酸性土 酸性土 中性土 碱性土 强碱性土第四章第四章

土壤环境土壤环境（2）潜在酸度）潜在酸度

潜在酸度是土壤胶体或吸收性复合体的交换性H+和Al3+引起的酸度。

代换性酸度：用中性盐通常用KCl溶液遇土壤溶液相互作用所测定的酸度。[复合体]-H++KCl→[复合体]-K++HCl[复合体]-Al3++3KCl→[复合体]-3K++AlCl3

AlCl3+3H2O→Al(OH)3+HCl第四章第四章

土壤环境土壤环境

水解性酸度：用弱酸强碱盐溶液（NaAC）与土壤溶液相互作用，用以测定土壤溶液中交换性的H+和Al3+最大可能量。H+-[复合体]-Al3++4NaOH→[复合体]-4Na++Al(OH)3+H2ONaAC+H2O→

NaOH+HAC水解性酸度>代换性酸度>活性酸度2、土壤的碱度、土壤的碱度第四章第四章

土壤环境土壤环境（（四）土壤的氧化还原性四）土壤的氧化还原性Eh=E0+ lnnFRT[还原剂][氧化剂]Eh=E0+ lgnF2.303RT[还原剂][氧化剂]

土壤中存在许多氧化还原体系，可以用Nernst公式来表示。第四章第四章

土壤环境土壤环境SO42-

—SO32-

-0.90 -0.49SO32-

—S2-

0.61 -0.20NO3-

—NO2-

0.00 0.41H+—H2 0.00 -0.414MnO2—Mn2+ 1.23 0.42Fe3+—Fe2+ 0.77 -0.12O—H2O 1.23 0.82体系 pH=0 pH=7土壤中氧化还原物质体系的标准电位1cm1cm3体积的物质细分时总表面和比表面的变化体积的物质细分时总表面和比表面的变化

第四章第四章

土壤环境土壤环境第四章第四章

土壤环境土壤环境第二节第二节

土壤环境污染土壤环境污染一、土壤污染和土壤净化一、土壤污染和土壤净化二、土壤污染源和污染物二、土壤污染源和污染物一、土壤污染与土壤净化一、土壤污染与土壤净化（一）土壤污染（一）土壤污染（二）土壤净化（二）土壤净化第四章第四章

土壤环境环境土壤环境环境（一）土壤污染（一）土壤污染1、概念、概念 人类活动产生的污染物进入土壤累积到一定程度，引起的土质恶化的现象。第四章第四章

土壤环境土壤环境

污染物质：

土质恶化：有机：农药、化肥、病原菌无机：重金属、放射性物质通过各种途径进入人体产生不良影响土壤本身的形成条件发生变化，产生肥力下降、盐碱化、流失等现象第四章第四章

土壤环境土壤环境3、土壤污染的特点、土壤污染的特点

土壤作为农业生产对象被污染

土壤作为废物的堆积场所被污染

土壤作为自然环境的中枢环节被污染2、土壤污染的发生、土壤污染的发生

隐蔽性和滞后性

累积性和不可逆性

难治理性

土壤还是自然界中某些元素的富集中心而被污染农业污染型固体废弃物污染型大气、水体污染型第四章第四章

土壤环境土壤环境4、土壤环境质量标准、土壤环境质量标准第四章第四章

土壤环境土壤环境

很难用统一的标准来衡量

标志：作物产量和质量，对人的危害程度第四章第四章

土壤环境土壤环境（二）土壤净化（二）土壤净化1、概念、概念 指土壤本身经过吸附、分解、迁移、转化而使土壤污染物浓度降低进而消失的过程。

净化形式：

生物净化

物理、化学净化

净化作用的决定因素——土壤的组成和特性第四章第四章

土壤环境土壤环境2、土壤容量、土壤容量 人类生存和自然生态不致受害的前提下，土壤环境所能容纳的污染物的最大负荷量。第四章第四章

土壤环境土壤环境二、土壤污染源和土壤污染物二、土壤污染源和土壤污染物（一）土壤污染源（一）土壤污染源（二）土壤污染物（二）土壤污染物第四章第四章

土壤环境土壤环境（一）土壤污染源（一）土壤污染源1、天然污染源、天然污染源

某些元素富集中心或矿床附近

气象因素引起的土壤淹没、冲刷流失和风蚀化

地震、火山爆发2、天然污染源、天然污染源

工业污染源

农业污染源

生活污染源第四章第四章

土壤环境土壤环境（二）土壤主要污染物（二）土壤主要污染物其他：氟、盐、碱、酸放射性元素：锶、铯等有机农药、3，4笨并芘、酚、有机洗涤剂、石油、有机污染物有害微生物、氰化物重金属：汞、镉、铜、锌、铬、铅、镍、砷无机污染物主要物质主要物质类型类型第四章第四章

土壤环境土壤环境第三节第三节

重金属对土壤的污染重金属对土壤的污染一、土壤中重金属的来源一、土壤中重金属的来源二、土壤中重金属的背景值二、土壤中重金属的背景值三、土壤中重金属的迁移转化三、土壤中重金属的迁移转化第四章第四章

土壤环境土壤环境一、土壤中重金属的来源一、土壤中重金属的来源（一）自然源（一）自然源（二）人为源（二）人为源第四章第四章

土壤环境土壤环境二、土壤中重金属的背景值二、土壤中重金属的背景值（一）概念（一）概念（二）计算方法（二）计算方法第四章第四章

土壤环境土壤环境（一）概念（一）概念1、环境背景值、环境背景值

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状态。2、土壤中重金属的背景值、土壤中重金属的背景值

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的正常含量。第四章第四章

土壤环境土壤环境（二）计算方法（二）计算方法1、平均值加标准差法、平均值加标准差法

Xo=X+2S(式中Xo为污染起始值，X为测定平均值，S为标准差)

样本排序： x1

x2......

xi......

xn(n

3)

求样本平均值：

nixix n 1 1

求标准差：1( ) 12

nx x snii第四章第四章

土壤环境土壤环境2、差异检验法、差异检验法3、富集系数法、富集系数法第四章第四章

土壤环境土壤环境三、土壤中重金属的元素的迁移转化三、土壤中重金属的元素的迁移转化（一）重金属元素在土壤中的污染特征（一）重金属元素在土壤中的污染特征（二）土壤条件与重金属的迁移转化（二）土壤条件与重金属的迁移转化（三）主要重金属在土壤中的迁移转化（三）主要重金属在土壤中的迁移转化第四章第四章

土壤环境土壤环境（一）重金属在土壤中的污染特征（一）重金属在土壤中的污染特征1、重金属在土壤中的存在形态、重金属在土壤中的存在形态根据浸提试剂不同和存在形态不同将重金属分为以下几种形态：

水溶态（以去离子的水提取）

弱代换剂（以MgCl2溶液或以NaAc—HAc为