文档介绍：第8章土壤污染监测
△本章教学目的、要求
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△本章重点
土壤背景值、腐殖质、采样点布设、土壤样品采集、土壤样品测定
△本章难点
土壤样品的制备与保存、土壤样品测定
△本章教学目录
土壤是植物生长的基地,是动物、人类赖以生存的物质基础,因此,土壤质量的优劣直接影响人类的生存和发展。但由于近些年人们不合理的开发和利用,致使许多污染物质通过多种渠道进入土壤。当污染物进入土壤的数量和速度超过土壤的自净能力时,将导致土壤质量下降甚至恶化,影响土壤的生产能力。因此,通过土壤污染的监测,对提高土壤的环境质量和生产能力,保障食品安全具有十分积极的意义。
本章重点阐述土壤的组成、污染源及其污染物的监测方法。
概述
土壤是指地球陆地表面具有一定肥力且能生长作物的疏松表层,是由岩石风化以及大气、水,特别是动植物和微生物对于地壳表层长期作用而形成的;它介于大气圈、岩石圈、水圈和生物圈之间,是环境中独特的组成部分,是人类一项宝贵的自然资源。
土壤是由固、液、气三相物质组成的疏松多孔体。固相物质包括矿物质、有机质和土壤生物。固相物质之间形成不同形状的孔隙,孔隙中存在水分和空气。
土壤矿物质
(1)土壤矿物质的矿物组成
原生矿物质:它是各种岩石经受不同程度的物理风化,仍遗留在土壤中的一类矿物,其原来的化学组成没有改变。土壤中最重要的原生矿物有硅酸盐类矿物、氟化物类矿物、硫化物类矿物和磷酸盐类矿物。由其组成知,原生矿物质既是构成土壤的骨骼,又是植物营养源。
次生矿物质:次生矿物质大多是由原生矿物质经风化后形成的新矿物。它包括各种简单盐类,如碳酸盐、硫酸盐、氯化物等。次生粘土矿物大多为各种铝硅酸盐和铁硅酸盐,如高岭土、蒙脱土、多水高岭土和伊利石等。土壤中很多重要的物理、化学性质和物理、化学过程都与所含粘土矿物质的种类和数量有关。次生矿物中的简单盐类呈水溶性,易被淋失。
(2)土壤机械组成
土壤是由不同粒级的土壤颗粒组成的。土壤粒径的大小影响着土壤对污染物的吸附和解吸能力。例如,大多数农药在粘土中累积量大于砂土,而且在粘土中结合紧密不易解吸。
土壤机械组成的分类是以土壤中各粒级含量的相对百分比作为标准。国际制采用三级分类法,即根据砂粒(-2mm)、粉砂粒(-)和粘粒(<=在土壤中的相对含量,将土壤分成砂土、壤土、粘壤土、粘土四大类和十二级。我国土壤科学工作者拟定出我国土壤质地的分类标准,将土壤质地分为三组十一种。见表8-1。
土壤有机质
有机质是土壤的“肌肉”,它包括动植物残骸、施入的有机肥料、微生物和经微生物作用所形成的腐殖质等。土壤有机质绝大部分集中于土壤表层。在表层(0~15cm或0~20cm),%~3%,我国大多数土壤中有机质含量在1%~5%之间。土壤有机质主要包括动植物残骸和腐殖质等。腐殖质是具有多种功能团、芳香族结构及酸性的高分子化合物,其呈黑色或暗棕色胶体状,约占有机质总量的50%~65%;它的主要成分为胡敏酸和富里酸。胡敏酸是两性有机胶体,通常情况带负荷,在土壤中可吸附重金属离子。
土壤有机质能改善土壤的物理、化学和生物学性状。腐殖质作为土壤有机胶体来说,具有吸收性能、缓冲性能以及与土壤重金属的络合性能等,这些性能对土壤结构、土壤性质和土壤质量都有重大影响。如腐殖质对有机磷和有机氯农药有极强的吸附作用,可降低农药的蒸发量,减少农药被水淋湿渗入地下量,从而减少了对大气和水源的污染。
土壤水和空气
(1)土壤水
土壤水是土壤中各种形态水分的总称。水分是土壤的“血液”,它在土壤矿物质的风化、有机质的分解、物质的迁移和转化过程中,起着重要的作用。土壤水非指纯水而言,而实际是含有复杂溶质的稀溶液,因此,通常将土壤水及其所含溶质称为土壤溶液。土壤溶液是植物生长所需水分和养分的主要供给源。
土壤水的来源有大气降水、降雪和地表径流,若地下水位接近地表面(约2~3m),则地下水亦是土壤水来源之一。
(2)土壤空气
土壤空气是存在于土壤孔隙中气体的总称。它是土壤的重要组成之一。土壤空气存在于未被土壤水占据的空隙中。土壤空气组成与土壤本身特性相关,也与季节、土壤水分、土壤湿度等条件相关,如在排水良好的土壤中,土壤空气主要来源于大气,其组分与大气基本相同,以氮、氧和二氧化碳为主,而在排水不良的土壤中氧含量下降,二氧化碳含量增加。土壤空气含氧量比大气少,而二氧化碳含量高于大气。土壤空气中还含有经土壤生物化学作用所产生的特殊气体如甲烷、硫化氢、氢气、氮