文档介绍：第四章土壤环境化学
第一节土壤的组成和性质
第二节土壤中重金属的迁移和转化
第三节土壤中农药的迁移和转化
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）。
胶体表面分子与内部分子所处的状态不同，受到内外部两种不同的引力，因而具有多余的自由能即表面能，这是土壤胶体具有吸附作用的主要原因。比表面积愈大，表面能愈大，胶体的吸附性愈大。
土壤胶体的电性
土壤胶体微粒一般带负电荷，形成一个负离子层（决定电位离子层），其外部由于电性吸引而形成一个正离子层（反离子层或扩散层），合称双电层。
土壤胶体的凝聚性和分散性
由于土壤胶体带负电荷，胶体粒子相互排斥，具有分散性，负电荷越多，排斥作用越大，分散性越强。
另一方面土壤溶液中含有阳离子，可以中和土壤胶体微粒所带的负电荷使胶体凝聚，同时由于胶体比表面能很大，为减少表面能，胶体也具有相互凝聚的趋势。
土壤胶体的凝聚性主要取决于其电动电位的大小和扩散层的厚度；此外，土壤溶液中的电解质和pH值也有影响。阳离子凝聚力的强弱顺序：
2. 土壤胶体的离子交换吸附
土壤胶体扩散层中的补偿离子，可以
和土壤溶液中相同电荷的离子进行等价交换，称离子交换（或代换）作用，包括阳离子交换吸附和阴离子交换吸附。
（1）土壤胶体的阳离子交换吸附：

土壤胶体微粒带负电荷，表面可吸附
阳离子，可与土壤溶液中另一些阳离子
发生交换。
土壤（胶体、颗粒、SiO2/R2O3、pH值等），不同土壤的阳离子交换量不同：
阳离子 (电荷数、离子半径、水化程度)
影响阳离子交换吸附的因素
阳离子交换量顺序: 有机胶体 蒙脱石 水化云母 高岭土 水合氧化铁、氧化铝；
土壤质地越细，阳离子交换量越高；
pH值下降，阳离子交换量降低。
(Cation Exchange Capacity，CEC）：每千克干土中所含全部阳离子总量，是土壤吸附性质的重要指标。
单位：厘摩尔/千克土 (cmol/kg)
阳离子交换量
可交换性
阳离子
致酸阳离子（H+）
盐基阳离子（Ca2+、Mg2+、K+、Na+等）
盐基饱和土壤：
土壤胶体吸附的阳离子全部是盐基阳离子时，这种土壤称为盐基饱和土壤。
带正电荷的土壤胶体粒子吸附的阴离子与土壤溶液中的阴离子交换。
易被吸附的阴离子是PO43-、H2PO4-、HPO42-等。
吸附能力很弱的Cl-、NO3-等，只有在强酸性的溶液中才被吸附。
（2）土壤胶体的阴离子交换吸附
吸附顺序：
F- > C2O42- > 柠檬酸根 > PO43- > HCO3- > Ac- > SCN- > SO42- > Cl- > NO3-
四、土壤的酸碱性
1. 土壤酸度
根据土壤中H+存在的形式，土壤酸度可分为两类：
活性酸度（activity acidity，有效酸度）
土壤溶液中氢离子浓度直接反映出来的酸度，通常用pH表示（通常描述土壤性质时表示土壤的pH值）。
潜性酸度（potential acidity）
是由土壤胶体吸附的可代换性H+、Al3+造成的。H+、Al3+（致酸离子）只有通过离子交换作用产生H+离子才显示酸性，因此称潜性酸度。
根据测定潜性酸度的提取液不同，可分为
代换性酸度
水解性酸度
|土壤胶体|-H+ + KCl → |土壤胶体|-K+ + HCl
|土壤胶体|-Al3++ 3KCl→|土壤胶体|-3K+ + AlCl3

AlCl3 + H2O → Al(OH)3 + 3HCl
用过量的中性盐（KCl、NaCl等) 淋洗土壤，溶液中金属离子与土壤胶体吸附的H+、Al3+进行离子交换：
代换性酸度
用弱酸强碱盐（如NaAc）溶液淋洗土壤粒子，溶液中金属离子可将土壤胶体吸附的H+、Al3+离子代换出来，同时生成弱酸，此时测定该弱酸的酸度称水解性酸度：
水解性酸度
|土壤胶体|-Al3+ + 3NaAc + 3H2O →
|土壤胶体|-3Na+ + Al(OH)3 + 3HAc
（1）活性酸度与潜性酸度是存在于同一平衡体系的两种酸度，二者可以相互转换，一定条件下可处于暂时平衡。
（2）