文档介绍：第四章土壤环境化学内容提要及重点要求:主要介绍土壤的组成及性质;污染物在土壤-植物体系中的迁移和它的作用机制及主要农药和重金属在土壤中的迁移、转化与归趋。要求了解土壤的组成与性质,土壤的粒级与质地分组特性;了解污染物在土壤-植物体系中迁移的特点、影响因素及作用机制。掌握土壤的吸附、酸碱和氧化还原特性,重金属离子和农药在土壤中的迁移原理与主要影响因素,以及主要农药和重金属离子在土壤中的转化规律与效应。土壤是自然环境要素的重要组成之一,它是处于岩石圈最外面的一层疏松的部分,具有支持植物和微生物生长繁殖的能力,被称为土壤圈。土壤圈是处于大气圈、岩石圈、水圈和生物圈之间的过渡地带,是联系有机界和无机界的中心环节。它与地球的直径相比,只不过相当于一张薄纸,但它是农业生产的基础,是人类生活的一项极其宝贵的自然资源。土壤还具有同化和代谢外界进入土壤的物质的能力,所以土壤又是保护环境的重要净化剂。土壤环境化学就是研究和掌握污染物在土壤中的分布、迁移、转化与归趋的规律,为防治土壤污染奠定理论基础。第一节土壤的组成与性质一、土壤组成土壤是由固体、液体和气体三相共同组成的多相体系。土壤溶质的种类和含量导致土壤溶液组成成分和浓度的变化,并影响土壤溶液和土壤的性质。土壤固相包括土壤矿物质和土壤有机质。土壤矿物质占土壤的绝大部分,约占土壤固体总质量的90%以上。土壤有机质约占固体总重量的1%—10%,一般在可耕性土壤中约占5%,且绝大部分在土壤表层。土壤液相是指土壤中水分及其水溶物。土壤有无数孔隙充满空气,即土壤气相,典型土壤约有35%的体积是充满空气的孔隙。所以土壤具有疏松的结构(见图4-1)。典型土壤随深度呈现不同的层次(如图4-2)。最上层为覆盖层(A0),由地面上的枯枝落叶所构成。第二层为淋溶层(A),是土壤中生物最活跃的一层,土壤有机质大部分在这一层,金属离子和粘土颗粒在此层被淋溶得最显著。第三层为沉淀层(B),它接纳来自上一层淋溶出来的有机物、盐类和粘土颗粒类物质。C层也叫母质层,是由风化的成土母岩构成。母质层下面为未风化的基岩,常用D层表示。所谓淋溶(leaching),是指污染物随渗透水在土壤中沿土壤垂直剖面向下的运动,是污染物在水-土壤颗粒之间吸附—解吸或分配的一种综合行为。而淋溶层则是指由于淋溶作用使物质下移所经过的土层,也可称过滤层,是土壤中生物最活跃的一层,有机质大部分在这一层。评价污染物淋溶性能的指标一般使用最大淋溶深度,是指土层中污染物的残留浓度为500ppb时,污染物所能达到的最大深度。1111、土壤矿物质土壤矿物质是岩石经过物理风化和化学风化形成的。按其成因类型可将土壤矿物分成两类:一类是原生矿物,它们是各种岩石(主要是岩浆岩)受到程度不同的物理风化而未经化学风化的碎屑物,其原来的化学组成和结晶结构都没有改变;另一类是次生矿物,它们大多数是由原生矿物经化学风化(三个历程:氧化、水解和酸性水解)后形成的新矿物,其化学组成和晶体结构都有所改变。在土壤形成过程中,原生矿物以不同的数量与次生矿物混合成为土壤矿物质。(1111)原生矿物原生矿物主要有石英、长石类、云母类、辉石、角闪石、橄榄石、赤铁矿、磁铁矿、磷灰石、黄铁矿等。其中前五种最常见。土壤中原生矿物的种类和含量,随母质的类型、风化强度和成土过程的不同而异。-1mm的砂和粉砂几乎全部是原生矿物。在原生矿物中,石英最难风化,长石次之,辉石、角闪石、黑云母易风化。因而石英常成为较粗的颗粒,遗留在土壤中,构成土壤的沙粒部分;辉石、角闪石和黑云母在土壤中残留较少,一般都被风化为次生矿物。土壤中最主要的原生矿物有四类:硅酸盐类矿物、氧化物类矿物、硫化物类矿物和磷酸盐类矿物。其中硅酸盐类矿物占岩浆岩重量的80%以上。(2222)次生矿物:土壤中次生矿物的种类很多,不同的土壤所含的次生矿物的种类和数量也不尽相同。通常根据其性质与结构可分为三类:简单盐类、三氧化物类和次生铝硅酸盐类。次生矿物中的简单盐类属水溶性盐,易淋溶流失,一般土壤中较少,多存在于盐渍土中。三氧化物和次生铝硅酸盐是土壤矿物中最细小的部分,,一般称之为次生粘土矿物。土壤很多重要物理、化学过程和性质都和土壤所含的粘土矿物,特别是次生铝硅酸盐的种类和数量有关。①简单盐类:如方解石(CaCO3)、白云石[Ca、Mg(CO3)2]、石膏()、泻盐()、岩盐(NaCl)、芒硝()、水氯镁石()等。它们都是原生矿物经化学风化后的最终产物,结晶结构也较简单,常见于干旱半干旱地区的土壤中。②三氧化物类:如针铁矿()、褐铁矿()、三水铝石()等,它们是硅酸盐矿物彻底