环境化学课件 第4章 土壤环境化学 .pptVIP

第四章土壤环境化学土壤环境化学土壤的组成土壤矿物基本组成

compositionofsoilminerals（一）原生矿物primaryminerals（二）次生矿物secondaryminerals1.次生矿物的概念在风化和成土过程中新形成的矿物。次生矿物一般比较小，属于粘粒范围，因此，也有人叫它粘土矿物或者粘粒矿物(clayminerals).粘土矿物（粘粒矿物）claymineral,粒径大小在粘粒范围内的次生矿物。2.粘土矿物意义:粘土矿物的类型和特征综合地反映土壤的风化和成土条件。研究和鉴定它的类型、数量和特征具有以下意义：（1）可以帮助人们了解各种土壤在发生学上的地位，在土壤分类学中，次生矿物成为鉴别土类的主要依据。（2）有助于了解土壤一系列理化性状（吸湿性、可塑性、胀缩性、离子吸附性），判断土壤肥力特征。（必须更加关注粘土矿物）土壤腐殖质组成土壤胶体的概念一种或数种物质的微小颗粒均匀地分散于另一种物质中，便构成分散体系。均匀分散的颗粒称为分散相颗粒。分散相颗粒的粒径在1-100nm（纳米）范围的分散相体系，称为胶体分散体系，其中的分散相颗粒就是胶体颗粒。土壤胶体一般指土壤粘粒，其粒径在1-2微米之间（1000-2000nm）。比一般规定的胶体粒级大10-20倍。严格说来，土壤胶体是一种准胶体,可以分成三大类：无机胶体、有机胶体和有机--无机复合胶体。土壤常见粘粒矿物的比表面积（m2/g）土壤胶体的带电性土壤胶体所带的电荷可以分为两类：永久电荷：指由于层状硅酸盐矿物晶格中的同晶替代作用所产生的剩余负电荷。这种负电荷不受介质pH值的影响。可变电荷：指随介质pH的变化（零电荷点）而变化的负电荷。有机胶体、氧化物胶体的电荷属于可变电荷，层状硅酸盐矿物的电荷既有永久电荷，也有可变电荷。土壤胶体的吸附交换性带电荷的土壤胶体会吸附土壤溶液中的带相反电荷的离子，以补偿胶体电性的不平衡。一部分被吸附的离子，可以和土壤溶液中的离子进行交换。这种现象就称为土壤胶体的吸附交换性能（非专属吸附）。1.土壤阳离子交换吸附作用土壤中带负电荷的胶体所吸附的阳离子，在静电引力、离子本身的热运动或浓度梯度的作用下，可与土壤溶液中的阳离子以离子价为依据进行等价交换。这种作用就称为阳离子交换吸附作用。这种能互相交换的阳离子就称为交换性阳离子。1.土壤阳离子交换吸附作用阳离子交换能力的强弱主要依赖于以下因素:①电荷数:离子电荷数越高，阳离子交换能力越强。②离子半径及水化程度：同价离子中，离子半径越大，水化离子半径就越小，因而具有较强的交换能力。土壤中一些常见阳离子的交换能力顺序如下：Fe3+Al3+H+Ba2+Sr2+Ca2+Mg2+Cs+Rb+NH4+K+Na+Li+。1.土壤阳离子交换吸附作用土壤的可交换性阳离子有两类：一类是致酸离子，包括H+和Al3+；另一类是盐基离子，包括Ca2+、Mg2+、K+、Na+、NH4+等。当土壤胶体上吸附的阳离子均为盐基离子，且已达到吸附饱和时的土壤，称为盐基饱和土壤。当土壤胶体上吸附的阳离子有一部分为致酸离子，则这种土壤为盐基不饱和土壤。在土壤交换性阳离子中盐基离子所占的百分数称为土壤盐基饱和度=交换性盐基总量/阳离子交换总量。阳离子交换总量（Cationexchangeablecapacity,CEC)在一定的pH值条件下，土壤所含有的交换性阳离子的最大量，就称为土壤的阳离子交换总量，简称CEC。测定CEC时通常将土壤pH控制为7，但有的方法也有例外。CEC的表示单位是是每公斤土壤交换性阳离子的厘摩尔数，Cmol(+)/kg.(me/100g)影响阳离子交换量的主要因素（1）质地：质地越细，CEC越高；（2）有机质：有机质含量高，CEC也高；（3）无机胶体种类：蒙脱石伊利石高岭石氧化铁、铝（4）土壤酸碱度：pH高，CEC也高。盐基饱和度盐基离子:K+,Na+,Ca2+,NH4+，Mg2+,吸附的阳离子致酸离子:Al3+,H+土壤中盐基离子占交换性阳离子总量的百分率,称为盐基饱和度.一般说来，酸性土壤的盐基饱和度较低，而