资源简介

(共36张PPT)
环境监测-土壤质量监测
教学目录
土壤基本知识
土壤环境质量监测方案
土壤样品的采集与加工管理
土壤样品的预处理
土壤污染物的测定
教学目的
本章重点
土壤监测方法，土壤样品的处理
了解土壤中矿物质、有机质、生物、溶液和空气等土壤基本概念；
了解土壤中各种元素的背景值及其测定意义；
熟悉土壤质量标准；
五色土象征着我们广博的大中华。
东边是青土，代表着东边的大海；
西边是白土，代表西部白色的沙；
南边是红土，预示南方的红土地；
北边是黑土，象征北部的黑土地；
而中间的黄土，就是黄土高原的寓意。
社稷坛
我国土壤概况
南酸北碱
我国土壤概况
5.1土壤基本知识
土壤是地球表层的岩石通过生物圈、大气圈和水圈的综合影响演变而成的。因母岩、气候、生物、地形、时间等多种成土因素综合作用的不同，形成了各种类型的土壤。
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。
5.1.1土壤组成
土
壤
固体土壤（约 占土壤总容积 的50%）
粒间孔隙（约 占土壤总容积 的50%）
矿物质—来自岩石的风化，包括原生矿物和次 生矿物，约占固体重量的95%以上。土壤矿物质 的化学组成几乎包括地壳中所有的元素。其中 氧、硅、铝、铁、钙、镁、钠、钾、钛、碳等
10种元素占土壤矿物质总量的99%以上。而SiO2、
Al2O3、Fe2O3 占土壤矿物质总质量75% 。
有机质—动物残体及其转化产物，约占 固体重量的5%以下。
土壤空气—一部分由地上大气层进入，主 要为O2 、N2 等，另一部分由土壤内部产 生，主要为CO2、水汽等。
土壤水分—主要由地上进入土中，其中含 有溶质，包括离子、分子、胶体颗粒等， 实际上是浓度不同的溶液（土壤溶液）。
5.1.1土壤组成——（一）土壤矿物质
定义
组成土壤的基本物质，约占土壤固体部分总重量的90%以上，有土壤骨骼之称
作用
土壤矿物质的组成和性质直接影响土壤的物理性质、化学性质。土壤矿物质是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
5.1.1土壤组成——（一）土壤矿物质
原生矿物质：它是各种岩石经受不同的物理风化，仍遗留在土壤中的一类矿物，其原来的化学组成没有改变。这类矿物质要紧有硅酸盐类矿物、氧化物类矿物、硫化物类矿物、磷酸盐类矿物。
次生矿物质：它大多是由原生矿物质经化学风化后形成的新矿物，其化学组成和晶体结构有所改变。这类矿物质包括简单盐类（如碳酸盐、硫酸盐、氯化物等）、三氧化物类（如褐铁矿）、次生铝硅酸盐类（如蒙脱土）。
土壤矿物质元素的相对含量与地球表面岩石圈元素的平均含量及其化学组成相似。主体元素是氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁等，占96%。
石英矿
橄榄石矿
5.1.1土壤组成——（一）土壤矿物质
土壤机械组成
土壤粒径的大小影响着土壤对污染物的吸附和解吸能力。不同粒径的矿物质颗粒的成分和物理化学性质有很大差异。为了研究方便，按粒径大小将土粒分成五类，称为粒级，同级土粒的成分和性质基本一致。
5.1.1土壤组成——（一）土壤矿物质
表5-1 我国土粒分级标准
颗粒名称 粒径/mm
石块 > 10
石砾 粗砾 细砾 10-3
3-1
沙粒 粗沙粒 细沙粒 1-0.25
0.25-0.5
粉粒 粗粉粒 细粉粒 0.05-0.1
0.01-0.005
黏粒 粗黏粒 细黏粒 0.005-0.001
<0.001
5.1.1土壤组成——（一）土壤矿物质
国际制土壤质地分类
5.1.1土壤组成——（一）土壤矿物质
自然界中任何一种土壤，基本上由粒径不同的土粒按不同比例组合而成的。按照土壤中各粒级土粒含量的相对比例或质量分数分类，称为土壤质地分类。
国际制采用三级分类法，即依照
沙粒（0.02—2mm）
粉沙粒(0.002—0.02mm)
粘粒(<0.002mm)
在土壤中的相对含量，将土壤分成砂土、壤土、粘壤土、粘土四大类和十二级。
5.1.1土壤组成——（一）土壤矿物质
分类
非腐殖物质：包括糖类（如淀粉、纤维素），含氮有机化合物，有机磷、有机硫化合物，占土壤有机质总量的10-15%。
腐殖物质：是植物残体中稳定性较大的木质素及其类似物，在微生物作用下，部分被氧化形成的一类特殊高分子聚合物，具有芳环结构，苯环周围连接多种官能团，如羧基、羟基、甲氧基、氨基等，使之具有表面吸附、离子交换、络合、缓冲、氧化还原作用及生理活性等性能。
5.1.1土壤组成——（二）土壤有机质
定义：土壤有机质是土壤中含碳有机化合物的总称。
形成：由进入土壤的植物、动物、微生物残体及施入土壤的有机肥料经分解转化逐渐形成的。
作用：土壤有机质占土壤总量的5%，关于土壤物理、化学、生物学性状有较大影响。
5.1.1土壤组成——（二）土壤有机质
土壤中的微生物（细菌、真菌、放线菌、藻类等）及动物（原生动物、蚯蚓、线虫类等）；
5.1.1土壤组成——（三）土壤生物
作用：是土壤有机质的重要来源，对进入土壤的有机污染物降解及无机污染物（如重金属）的形态转化起着主导作用，是土壤净化功能的要紧贡献者。
定义：土壤水分及其所含溶质的总称。存在于土壤孔隙中。
作用：是植物和土壤生物的营养来源，也是土壤中各种物理、化学反应和微生物作用的介质，是影响土壤性质及污染物迁移、转化的重要因素。
来源：大气降水、降雪、地表径流和农田灌溉。
土壤中的溶质：可溶无机盐、可溶有机物、无机胶体、可溶性气体等。
5.1.1土壤组成——（四）土壤溶液
5.1.1土壤组成——（四）土壤溶液
存在于未被水分占据的土壤孔隙中；
组成：与土壤本身特性相关，也与季节、土壤水分、深度等条件相关
来源：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）
5.1.1土壤组成——（五）土壤空气
5.1.1土壤组成——（六）土壤剖面
（一）吸附性
（二）酸碱性
（三）氧化－还原性
5.1.2土壤的基本性质
土壤的吸附性与土壤中存在的胶体物质有关；
土壤胶体包括无机胶体（如黏土矿物、铁铝、硅等水合氧化物）、有机胶体（要紧是腐殖质）、有机-无机复合胶体；
土壤胶体具有巨大的比表面积，胶粒表面带有电荷，对有机污染物（如有机磷、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。
5.1.2土壤的基本性质——（一）吸附性
土壤的酸碱度划分为9级：酸性（4级）中性（1级）碱性（4级）
我国土壤pH4.5-8.5（“东南酸，西北碱”）
土壤碱性要紧来自土壤中钙、镁、钠、钾的重碳酸盐、碳酸盐及土壤胶体上交换钠离子的水解作用。
5.1.2土壤的基本性质——（二）酸碱性
土壤中氧化剂：游离氧、高价金属离子、硝酸根等
土壤中还原剂：土壤有机质及其在厌氧条件下的分解产物、低价金属离子
可以用实测的氧化还原电位衡量
（氧化系统起主导）
（还原系统起主导）
5.1.2土壤的基本性质——（三）氧化还原性
定义：土壤背景值（土壤本底值）是指在未受人类社会行为干扰和破坏时，土壤成分的组成和各组分（元素）的含量。
我国土壤部分元素环境背景值见表5-3;
土壤元素背景值的表达方式目前还不统一，有几种方法.我国用得较多的一种是用土壤样品平均值加减一或两个标准偏差表示;
5.1.3土壤背景值
当进入土壤的污染物质量和速度超过土壤能承受的容量和净化速度时，就破坏了土壤环境的自然动态平衡，使污染物的积累逐渐占据优势，引起土壤的组成、结构、性状改变，功能失调，质量下降，导致土壤环境污染。
不合理地使用农药、化肥，污水灌溉，使用不符合标准的污泥，城市垃圾及工业废渣等，固体废物随意堆放或填埋，以及大气沉降物等。
污染源
天然污染源
矿物风化后自然扩散，火山爆发后降落的火山灰等。
人为污染源
化学污染物
定义
污染物种类
病原微生物
放射性污染物
生物类污染物
主要是90锶、137铯等
重金属、硫化物、氟化物、农药等
5.1.4土壤污染
土壤环境质量 农用地土壤污染风险管控标准（试行）(GB 15618-2018)
土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准（试行）(GB 36600-2018)
5.1.5土壤环境质量标准
1995
1975-1994
1959-1961
第一次土壤普查：
主要了解中国的耕地资源到底有多少、在哪儿，初步建立了一个土壤分类系统。
第二次土壤普查：
中国第一次全面查清了全国土壤资源的类型、数量、分布、基本性状等，建立了中国土壤分类系统，并编制了《中国土壤》、《中国土种志》等资料和图件。
对污染物在土壤中的最大容许含量所做的规定，是进行土壤环境保护和管理的重要依据。
该标准适用于农田、蔬菜地、茶园、果园、牧场、林地、自然保护区等地的土壤，按土壤应用功能、保护目标和土壤主要性质，规定了土壤中污染物的最高允许浓度指标值及相应的监测方法。
相关规范发展历程
1949-2000
2001-2015
2015-2020
2021-？
全国土壤污染状况调查
2005-2013
相关规范发展历程
1949-2000
2001-2015
2015-2020
2021-？
全国土壤污染状况调查图解
相关规范发展历程
1949-2000
2001-2015
2015-2020
2021-？
土壤污染防治行动计划（土十条）
2016
相关规范发展历程
1949-2000
2001-2015
2015-2020
2021-？
全国农用地土壤污染状况详查
2015-2018
相关规范发展历程
1949-2000
2001-2015
2015-2020
2021-？
土壤污染防治法
2022-2025
未来？
相关规范发展历程
1949-2000
2001-2015
2015-2020
2021-？
国家环境质量标准
2018
相关规范发展历程
1949-2000
2001-2015
2015-2020
2021-？

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