4.1土壤环境污染（课件）-《环境化学》同步教学（大连理工大学出版社）

模块四 土壤环境化学 1 教学目标： 1.知道土壤的组成与性质； 2.理解重金属等污染物在土壤中的迁移转化； 3.理解土壤中有机污染物的变化过程； 4.学会土壤分析的方法； 5.学会分析产生土壤污染的原因及控制方法。 环境案例： 1、我国土壤现状 2、近年来重金属土壤污染事件 3、毒大米毒蔬菜事件 学习情景一 土壤环境污染 （一）土壤的形成 一、土壤环境化学基础知识 图4-2 直接发育于基岩之上的基本的综合土壤剖面图 （二）土壤的组成 （二）土壤的组成 1、土壤矿物质 （1）原生矿物 （2）次生矿物 2、土壤有机质 3、土壤生物 4、土壤溶液 5、土壤空气 1、土壤矿物质 （1）原生矿物 土壤中重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。 （2）次生矿物 次生矿物是由原生矿物化学风化后形成的，具有胶体性质，为无机胶体或黏粒。 2、土壤有机质 土壤有机质是土壤中含碳有机化合物的总称。它是土壤形成的主要标志，也是土壤肥力的表现。通常可以分为两大类：活体(根系、土壤生物)和非活体。 3、土壤生物 土壤中生活着一个生物群体。 土壤生物是土壤有机质的重要来源，又主导着土壤有机质转化的基本过程。 4、土壤溶液 土壤水分存在的形式主要有两种，土壤颗粒表面有很强的黏附力，土壤颗粒吸附的水分称吸着水，几乎不移动，不被植物吸收；外层的膜状水称为内聚水或毛细管水，是植物生长的主要水源。 　　土壤溶液是植物和土壤生物的营养来源，也是土壤各种反应(物理、化学和生物反应)的介质。 5、土壤空气 土壤空气存在于未被水分占据的土壤孔隙中，土壤空气的组成与大气的组成基本一致，土壤空气是土壤肥力的要素之一。 （三）土壤的基本性能 1、土壤吸附性 土壤具有吸附并保持固态、液态和气态物质的能力，称为土壤的吸附性能。 （1）土壤胶体的性质 ①具有巨大的比表面积与表面能 ②胶体粒子具有表面电荷 ③土壤胶体的凝聚性和分散性 （2）土壤胶体的离子交换吸附 ①土壤胶体的阳离子交换吸附 ②土壤胶体的阴离子交换吸附 2、土壤的酸碱性 （1）土壤酸度 ①活性酸度：H+的浓度 ②潜在酸度 （2）土壤碱度 土壤溶液中OH-离子的主要来源，是CO32-和 HCO3-的碱金属（Na+、K+）及碱土金属（Ca2+、Mg2+）的盐类。 （3）土壤的缓冲能力 ①土壤溶液的缓冲作用 碳酸、硅酸、磷酸、腐殖酸和其他有机酸等弱酸及其盐类。 ②土壤胶体的缓冲作用 土壤胶体可吸附各种阳离子，其中盐基离子和氢离子能分别对酸和碱起缓冲作用。 3、土壤的氧化还原性 土壤中的主要氧化剂有土壤中的氧气、NO3-离子和高价金属离子。土壤中的主要还原剂有有机质和低价金属离子。 （四）土壤是复杂的综合体 （1）培育植物 （2）推动物质循环 （3）保存水资源 （4）防止灾害 （5）自净能力 二、土壤环境污染 1.土壤污染的概念 土壤污染是指由于人类活动所产生的物质(污染物)，通过多种途径进入土壤，其数量和速度超过了土壤的容纳能力和净化速度，因而使土壤的性质、组成及性状等发生变化，使污染物的积累过程逐渐占优势，破坏了土壤的自然动态平衡，从而导致土壤自然功能失调、土壤质量恶化、影响作物的生长发育、产品的产量和质量下降，产生一定的环境效应(水体或大气发生次生污染)，并可通过食物链对生物和人类构成危害。 2、土壤污染源和污染物 土壤污染源： ①化肥和农药；②废物（废渣、污水和垃圾等）的处理场所；③大气或水体中的污染物质的迁移、转化；④某些元素的富集中心或矿床周围。 土壤污染物： ①有机物质；②氮素和磷素化学肥料；③重金属；④放射性元素；⑤有害微生物类。 3、土壤的自净作用和污染防治方法 土壤的自净能力主要来自于土壤颗粒物层对污染物有过滤、吸附等作用，土壤微生物有强大生物降解的能力，土壤本身对酸碱度改变具有缓冲能力以及大量的土壤胶体表面能降低反应的活化能，成为很多污染物转化反应的良好催化剂。此外，土壤空气中的氧可作为氧化剂，土壤水分可作为溶剂，这些也都是土壤的自净因素。 $$