第三节 土壤环境化学.ppt

第三节土壤环境化学
土壤处于岩石圈最外面的一层疏松的部分,具有支持植物和微生物生长繁殖的能力,被称为土壤圈。
土壤圈是处于大气圈、岩石圈、水圈和生物图之间的过渡地带,是联系有机界和无机界的中心环节。
成土因素综合作用的不同,产生出多种类型的土壤。
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一、土壤的基本环境机能
培育植物
植物挺立生长的支持体
植物生长提供水、空气和养分
推动物质循环
土壤是地球表层中介入元素循环的一个重要圈层,由岩石风化产生的所有物质都有可能进入大气和水系,又可能通过地球化学循环归入土壤。
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一、土壤的基本环境机能
保存水资源
土壤是大气和地下水之间的缓冲地区。
防止灾害
土壤蓄水量大,可防止洪水发生。土壤植物又可防止风雨侵蚀、水土流失或土壤荒漠化趋向,并兼有防风、消音等作用。
自净能力
土壤具有极大比表面和催化活性
土壤对外来污染物有一定的自净能力。
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二、土壤的组成与性质
土壤由固、液、气相物质组成。
固相指土壤矿物质(原生矿物和次生矿物质)和土壤有机质,两者占土壤总量的90~95%。
液相指土壤水分及其可溶物,两者合称为土壤溶液。
气相指土壤空气。
土壤中还有数量众多的细菌和微生物,一般作为土壤有机物而视为土壤固相物质。
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二、土壤的组成与性质
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1、土壤矿物质
按成因类型可将土壤矿物分为两类:原生矿物和次生矿物.
原生矿物
是各种岩石(主要趋岩浆岩)受到程度不同的物理风化而未经化学风化的碎屑物,其原来的化学组成和结晶构造都没有改变.
次生矿物
大多数是由原生矿物经风化后重新形成的新矿物,其化学组成和构造都有所改变而不同于原来的原生矿物。
在土壤形成过程中,原生矿物以不同的数量与土壤中的次生矿物混合存在,成为土壤矿物质。
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1、土壤矿物质
土壤中的原生矿物
土壤中最主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。
(1)硅酸盐类矿物
长石类、云母类、辉石类和闪角石类等矿物,容易风化而释放出K、Na、Ca、Fe、Mg和Al等元素可供植物吸收,同时形成新的次生矿物。
(2)氧化物类矿物
石英(SiO2)、赤铁矿(Fe2O3)、金红石(TiO2) 、蓝晶石(Al2SiO5)等。
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1、土壤矿物质
(3)硫化物类矿物
土壤中通常只有铁的硫化物,即黄铁矿和白铁矿,二者是同质异构物,分子式均为Fe2S,极易风化,成为土壤中硫元素的主要来源。
(4)磷酸盐类矿物
土壤中分布最广的是磷灰石,包括氟磷灰石和氯磷灰石两种,其次是磷酸铁、铝以及其它磷的化合物,是土壤中无机磷的重要来源。
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1、土壤矿物质
土壤的次生矿物
土壤中次生矿物可分为:简单盐类、三氧化物类和次生铝硅酸盐类。
(1)简单盐类
如方解石(CaCO3)、白云石(Ca、Mg(CO3)2)、石膏(CaSO2·2H2O)等,是原生矿物化学风化的最终产物,结晶构造都较简单,常见于干早和半干旱地区的土壤。
(2)三氧化物
如针铁矿(Fe2O3 H2O)、褐铁矿(2Fe2O3 3H2O)等,是硅酸盐类矿物彻底风化的产物,常见于湿热的热带和亚热带地区的土壤中,特别是基性岩(玄武岩、安山岩和石灰墙)上发育的土壤中含量最多。
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1、土壤矿物质
(3)次生硅酸盐类
由长石等原生硅酸盐矿物风化后形成,是构成土壤粘粒的主要成分,故又称粘土矿物或粘粒矿物。可细分为伊利石、蒙脱石和高岭石。
2、土壤有机质
土壤有机质包括:
(1) 非特殊性的土壤有机质,包括动植物残体的组成部分以及有机质分解的中间产物,例如蛋白质、树脂、糖类、有机酸等,占土壤有机质总量的10~15%。
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