第六章 土壤环境ppt课件.ppt
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1、第一节概述第二节土壤污染第三节土壤中污染物质的迁移转化规律第四节土壤污染的防治,第六章土壤环境,第一节概述,一、在地球表层环境系统中的地位作用是农业生产的基础保护环境的重要净化剂蓄积作用物质转化迁移作用二、土壤的基本结构1、土壤的剖面构成,自然土壤剖面图,2、土壤的组成(三相四成分),土壤是环境中特有的组成部分,是位于陆地表面呈连续分布,具有肥力并能生长植物的忙疏松层,它是一个复杂的物质体系。它有组成包括固相(矿物质、有机质)、液相(土壤水分或溶液)和气相(土壤空气)等三相四物质成分有机地组合在一起构成的一种特殊物质。按容积计,矿物质占38-45%,有机质占5-12%,土壤孔隙占50%,土壤水
2、分和空气存在于孔隙内。按重量计,矿物质占固相部分的90-95%,有机质约占1-10%。,三、土壤的物质组成,土壤,固相物质,粒间物质,生 物 体,矿物质:占固相重量95%左右,总体积的38%左右,有机物质:占固相重量5%左右,总体积的12%左右,气相:组成与大气有差异,液相:粒间水分及溶解于其中的物质,昆虫、线虫、节肢动物,微生物,(一)土壤矿物质 土壤矿物质来源于地壳岩石(母岩)和母质。可分为原生矿物和次物矿物。1、原生矿物 是直接来源于岩石受到不同程度的物理风化作用的碎屑,其化学成分和结晶构造未有改变。石英、长石、云母等。2、次生矿物 岩石风化和成土过程中新生成的矿物,包括各种简单盐类,次
3、生氧化物和铝硅酸盐类矿物等。,(1)原生矿物的分解 岩石经过物理、化学和生物化学作用,破碎并分解为简单矿物,例如钾长石分解为高岭土、二氧化硅和钾盐。(2)次生粘土矿物的合成 大多为各种铝硅酸盐和铁硅酸盐,如高岭石、蒙脱石、伊利石等。它们是土壤的无机胶体组成部分。在风化过程中,产生一些可溶性产物,互相结合,形成非晶质凝胶,经过自晶化作用,形成粘土矿物,即非晶质胶体矿物(易变石)过渡矿物(变稳石)稳定粘土矿物(稳定石)。3、土壤矿物质的机械组成 包括石块、石砾、砂砾、粉粒、粘粒等。,矿物质是以粗细不同的颗粒形式存在的,即通常说的土壤颗粒。按粒径大小,土粒分为石砾、沙粒、粉粒和粘粒。土粒的大小与土壤
4、矿物成分土壤化学成分密切相关。粘粒以上主要由各种原生矿物组成以石英最多,还有长石、云母等原生硅酸盐矿物;粘粒中原生矿物很少,基本上为次生矿物。,来源:各种动植物、微生物残体及人畜粪便。类型:非腐殖物质:碳水化合物;有机酸;木质素等。腐殖质:结构复杂,是微生物作用下形成的性质稳定的新的高分子化合物。其形成分两个阶段:首先产生构成腐殖质主要成分的原始材料;将上述原始材料通过缩合与聚合作用,形成腐殖质的单体分子。,(二)有机质,土壤腐殖质的作用,土壤养分的主要来源 促进土壤养分有效化 形成土壤结构 减轻污染 其它,土壤水 主要来自降水,同时还有灌溉水和地下水。形态分为固态水、液态水和气态水 液态水:
5、吸湿水、膜状水、毛管水、重水。土壤空气二氧化碳高于大气十到数百倍,氧气仅占十分之一左右。,(三)土壤水与空气,四、土壤的环境特性(一)土壤的物理性质1、土壤结构:一般把土壤颗粒(包括单独颗粒、复粒和团聚体)的空间排列方式及其稳定程度,孔隙的分布和结合的状况称为土壤的结构。2、土壤孔隙:一般土壤内部空间并没有全部为土壤所填满,土壤总是按一定方式排列,其间有很多孔隙。它们决定了土壤的密度,粘结性、粘着性和结持性等土壤的物理性质,从而决定着土壤的可耕性。,四、土壤的环境特性(二)土壤胶体及土壤吸收交换性土壤胶体是指土壤中颗粒直接小于2um或小于1um,具有胶体性质的微粒。1、土壤胶体的类型及其构造(
6、1)有机胶体:主要是腐殖质和生物活动的产物,它是高分子有机物,直径在20-40um之间。(2)无机胶体:主要是细颗粒的粘土微粒,如高岭石、伊利石、蒙脱石、绿泥石以及铁、铝、锰水合氧化物。(3)有机无机复合胶体。两种胶体结合在一起形成的。,四、土壤的环境特性 2、土壤胶体的性质(1)巨大的表面积和表面能(2)电荷性质(3)分散性和凝聚性3、土壤的吸附与交换(1)土壤的吸附作用 生物吸收:是指植物和土壤微生物对营养物质的吸收保蓄作用。,机械吸收:土壤是多孔性、具有巨大表面积的物质,能把大于孔隙的物质阻留,小于孔隙的颗粒也能阻留在土壤中。物理吸收:对分子态物质的吸附作用。化学吸收:土壤溶液中的可溶性
7、物质相互作用,产生难溶性化合物而固定在土壤中。物理化学吸收:土壤胶体对土壤溶液中离子态物质的保蓄作用。(2)离子交换作用 阳离子交换、阴离子交换,(三)土壤的酸碱性 土壤微生物的活动、有机物的分解、营养元素的释放和土壤中元素的迁移都与土壤溶液的酸碱性有关。1、土壤酸度 1)活性酸度 2)潜在酸度 3)交换酸 4)水解酸 2、土壤碱度 3、土壤酸碱性及对元素有效性的影响,(四)土壤的氧化还原性1、无机体系1)氧体系2)铁体系3)锰体系4)硫体系5)氢体系6)其他体系2、有机体系,土壤胶体的结构:胶核二氧化硅,氧化铁铝,次生硅酸盐,腐殖质 决定电位离子层胶核表面分子解离成为离子,或从溶液中吸收某种
8、离子而成 补偿离子层 胶团间溶液,五、土壤环境元素背景值和土壤环境容量1、土壤环境元素背景值(土壤环境背景值)是指未受或尽少受人类活动,特别是人为污染影响的土壤化学元素的自然含量2、土壤环境容量指一定环境单元,一定时限内遵循环境质量标准,即维持土壤生态系统的正常结构与功能,保证农产品产量和质量,也不使环境系统污染时,土壤环境所能容纳污染物的最大负荷量。,第二节土壤污染,一、土壤污染和净化(一)土壤污染1、概念:人类活动产生的污染物进入土壤并积累到一定程度,引起土壤质量变化的现象。2、特点:隐蔽性和潜伏性不可逆转性和长期性3、危害导致严重的直接经济损失导致食物品质不断下降 危害人体健康导致其他环
9、境问题,(二)土壤净化1、概念:是指土壤本身通过吸附、分解、迁移、转化,而使土壤污染的浓度降低而消失的过程。2、土壤的净化功能1)土壤微生物分解作用2)蓄积作用3)吸收作用(三)土壤污染和土壤净化是两种相反作用的对立统一过程。,二、土壤污染源,1、工业污染源主要指工业三废污染。2、农业污染源主要指化学农药、除草剂等的污染。3、生物污染源生活等污水中所含致病菌等。,三、土壤污染物质,1、化学型物质1)有机物类:主要指化学农药,除草剂等。2)无机物类:主要指重金属污染。3)化学肥料:含氮和含磷肥料。2、放射性物质主要指大气核爆炸降落的污染物,以及原子能和平利用所排出的液体和固体的放射性废弃物。3、
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