6.1认识土壤和土壤污染(课件）-《环境监测技术》同步教学（科学出版社）

土壤污染监测技术 项目六 Soil pollution monitoring technology 任务一 认识土壤和土壤污染 一 土壤的组成和特性 （一）土壤 Soil and soil pollution 土壤是指陆地地表具有肥力并能生长植物的疏松表层。它介于大气圈、岩石圈、水圈和生物圈的界面交接地带，是联系有机界和无机界的中心环节，是结合自然地理环境各组成要素的纽带，是地球表层系统中物质与能量迁移和转化的重要环节。 土壤具有其独特的生成和发展规律，具有物理的、化学的、生物的一系列复杂属性和独特的功能。从环境科学的角度来看，土壤不仅是一种自然资源，还是人类生存环境的重要组成部分，它依据其独特的物质组成、结构和空间位置，在提供肥力的同时，还通过自身所具有的缓冲性、同化和净化功能，在稳定和保护人类生存环境中发挥着极为重要的作用。因而，土壤是环境中特有的组成部分，其质量优劣直接影响人类的生产、生活和发展。 任务一 认识土壤和土壤污染 （二）土壤组成 Soil and soil pollution 地球表层的岩石经过物理的、化学的和生物的风化作用，逐渐破坏成疏松的、大小不等的矿物颗粒（称为母质）。土壤组成很复杂，总体来说是由矿物质、动植物残体腐解产生的有机质、水分和空气等固、液、气三相组成的。在固相物质之间为形状和大小不同的孔隙，孔隙中存在水分和空气。 土壤 土壤矿物质 土壤有机质 土壤生物 土壤溶液 土壤空气 1．土壤矿物质 土壤矿物质是岩石经物理风化和化学风化作用形成的，占土壤固相部分总重量的90%以上，是土壤的骨骼和植物营养元素的重要供给源，按其成因可分为原生矿物质和次生矿物质两类。 土壤矿物质所含主体元素是氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁等，约占96%，其他元素含量多在0.1%以下，甚至低于十亿分之几，属微量、痕量元素。 土壤矿物质颗粒的形状和大小多种多样，其粒径从几微米到几厘米，差别很大。不等粒径的矿物质颗粒的成分和物理化学性质有很大差异，如对污染物吸附、解吸和迁移、转化能力，有效含水量及保水保温能力等。为了研究方便，常按粒径大小将土粒分为若干类，称为粒级；同级土粒的成分和性质基本一致。 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，由进入土壤的植物、动物、生物残体及施入土壤的有机肥料经分解转化逐渐形成的，通常可分为非腐殖质和腐殖物质两类。土壤有机质一般占土壤固相物质总质量的5%左右，对于土壤的物理、化学和生物学性状有较大的影响。 3．土壤生物 土壤中生活着微生物(细菌、真菌、放线菌、藻类等)及动物(原生动物、蚯蚓、线虫类等)，它们不但是土壤有机质的重要来源，更重要的是对进入土壤的有机污染物的降解及无机污染物(如重金属)的形态转化起着主导作用，是土壤净化功能的主要贡献者。 4．土壤溶液 土壤溶液是土壤水分及其所含溶质的总称，存在于土壤孔隙中，土壤溶液中的水来源于大气降水、地表径流和农田灌溉。若地下水位接近地表面，也是土壤水的来源之一。土壤溶液中的溶质包括可溶无机盐、可溶有机物、无机胶体及可溶性气体等。 5．土壤空气 土壤空气存在于未被水分占据的土壤孔隙中，来源于大气、生物化学反应和化学反应产生的气体(如甲烷、硫化氢、氢气、氮氧化物、二氧化碳等)。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。 任务一 认识土壤和土壤污染 （三）土壤的基本性质 Soil and soil pollution 1.吸附性（土壤的吸附性能与土壤中存在的胶体物质密切相关） 2.酸碱性（土壤的酸碱度可以划分为九级） 3.氧化-还原性（土壤中存在着多种氧化性和还原性无机物质及有机物质，使其具有氧化性和还原性） 1.吸附性 土壤的吸附性能与土壤中存在的胶体物质密切相关。土壤胶体包括无机体(如黏土矿物和铁、铝、硅等水合氧化物)、有机胶体(主要是腐殖质及少量的生物活动产生的有机物)、有机-无机复合胶体。由于土壤胶体具有巨大的比表面积，胶粒表面带有电荷，分散在水中时界面上产生双电层等性能，使其对有机污染物(如有机磷和有机氯农药等)和无机污染物(如Hg2+、Pb2+、Cu2+、Cd2+等重金属离子)有极强的吸附能力或离子交换吸附能力。 2.酸碱性 土壤的酸碱性是土壤的重要理化性质之一，是土壤在形成过程中受生物、气侯、地质、水文等因素综合作用的结果。土壤的酸碱度可以划分为九级：pH<4.5为极强酸性土，pH4.5～5.5为强酸性土，pH5.5～6.0为酸性土，pH6.0～6.5为弱酸性土，pH6.5～7.0为中性土，pH7.0～7.5为弱碱性土，pH7.5～8.5为碱性土，pH8.5