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(共17张PPT)
任务1-1 土壤的组成与性质
土壤的组成
土壤固相
土壤液相：土壤及水溶物
土壤气相： 土壤空气
土壤矿物质 (90% )
土壤有机质 、土壤生物 (1-10%)
原生矿物质 (90% )
次生矿物
图1 土壤的组成
排入地下水
根须
土粒上的吸附水
土粒
土壤空隙
被水饱和的土壤
图2 土壤中固、液、气相结构图 （自S.F. Manahan, 1984）
一、矿物质
划分标准：美国制；卡庆斯基制；中国制；国际制
在目前的国际土壤文献(literature)中，常见的是采用美国制；
我国沿用前苏联的卡庆斯基制简明系统；1987年中科院南京土壤研究所推出了中国土壤粒级划分方案；
世界上有些国家采用国际制；
美国制比较适合于林业土壤。
土壤粒级划分
中国土壤质地分类表
黏性土
壤性土
砂性土
国际制土壤质地分类
质地分类 各级土粒质量分数/％ 质地名称 黏粒 (<0.002mm) 粉沙砾 (0.002~0.02mm) 沙砾
(0.02~2mm)
类别 砂土类 砂土及壤质砂土 0~15 0~15 85~100
壤土类 砂质壤土 壤土 粉砂质壤土 0~15 0~15 0~15 0~45 35~45 45~100 55~85
40~55
0~55
黏壤土类 砂质黏壤土 黏壤土 粉砂质黏壤土 15~25 15~25 15~25 0~30 20~45 45~85 55~85
30~55
0~40
黏土类 砂质黏土 壤质黏土 粉砂质黏土 黏土 重黏土 25~45 25~45 25~45 45~65 65~100 0~20 0~45 45~75 0~35 0~35 55~75
10~55
0~30
0~55
0~35
土壤的吸附性
土壤的酸碱性
土壤的氧化还原性
土壤中的生物体系
2
3
4
土壤的性质
1
定义：土壤具有吸附并保持固态、液态和气态物质的能力。 土壤中两个最活跃的组分是土壤胶体和土壤微生物，它们对污染物在土壤中的迁移转化有重要作用。
1. 1 土壤胶体的性质
(1) 土壤胶体具有巨大的比表面积和表面能。
(2) 土壤胶体具有双电层，微粒的内部一般带负电荷，其外部由于电性吸引，形成一个正离子层，合称为双电层。
一、土壤的吸附性
(3) 土壤胶体的凝聚性和分散性
由于胶体的比表面积和表面能都很大，为减小表面能，胶体具有相互吸引、凝聚的趋势，这就是胶体的凝聚性。
但是在土壤溶液中，胶体常带负电荷，所以胶体微粒间又因相同电荷而排斥，这是胶体的分散性。
土壤胶体的分散性和凝聚性，决定着土壤中胶体微粒与微量污染物结合的粒度分布，因而影响着污染物的行为和归宿。
一、土壤的吸附性
1.2 土壤胶体的离子交换吸附
在土壤胶体双电层的扩散层中，补偿离子可以和溶液中相同电荷的离子以离子价为依据作等价交换，称为离子交换(或代换)。包括阳离子交换作用和阴离子交换作用。
影响因素：
① 离子电荷数越高，阳离子交换能力越强；
② 同价离子中，离子半径越大,具有较强的交换能力。
(1) 阳离子交换吸附
一、土壤的吸附性
土壤胶体
Na+
Na+
+ Ca2+
土壤胶体
Ca2+
Ca2+
Na+
+2
阳离子交换总量：每千克干土中所含的全部阳离子总量，称为阳离子交换量( cmol/kg)。
不同种类胶体的阳离子交换总量不同，其一般顺序为：有机胶体 >蒙脱石>水化云母>高岭土>含水氧化铁、铝。
土壤质地越细，阳离子交换量越高。
土壤胶体中SiO2/R2O3比值越大，阳离子交换量越大。
pH下降，阳离子交换量降低。
一、土壤的吸附性
根据土壤的酸度可以将土壤分为9个等级。
4
我国土壤的pH大多在4.5-8.5范围内，并有由南向北pH递增的规律，长江以南的土壤多为酸性和强酸性，长江以北的土壤多为中性或碱性。
二、土壤的酸碱性
图 5
土壤中主要的氧化还原体系：
土壤中主要的氧化剂——氧气、NO3- 、高价金属离子
土壤中主要的还原剂——有机物、低价金属离子
三、土壤的氧化还原性
主要的氧化还原体系 氧化态 还原态
铁体系 Fe(III) Fe(II)
锰体系 Mn(IV) Mn(II)
硫体系 SO42- H2S
氮体系 NO3- NO2-
NO3- N2
NO3- NH4+
有机碳体系 CO2 CH4
土壤中生活的微生物(细菌、真菌、放线菌、藻类等)及动物(原生动物、蚯蚓、线虫类等) 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。
细菌
放线菌
蚯蚓
线虫
图6 土壤微生物和动物
四、土壤中的生物体系
土壤生物主要类型
1、细菌 2、原生动物 3、小线虫 4、藻类 5、病毒 6、真菌 7、线虫 8、蠼螋 9、木虱 10、螨 11、蜈蚣 12、马陆 13、蜘蛛 14、15、弹尾目昆虫 16、蟋蟀 17、昆虫的幼虫 18、蜗牛 19、蛞蝓 20、蚯蚓 21、地鼠类

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