环境学概论-陈英旭-土壤污染原理.doc

第一节土壤组成与性质

???一、土壤组成

???土壤是环境中特有的组成局部，是一个极其复杂的由固体、液体和气体三相组成的多相疏松多孔体系〔图6-1〕。土壤固相包括土壤矿物质和土壤有机质。土壤矿物质占土壤的绝大局部，约占土壤固体总重量的90%以上。土壤有机质约占固体总重量的1%-10%，一般在可耕性土壤中约占5%，且绝大局部在土壤表层。土壤液相是指土壤中水分及其水溶物。土壤气相是指土壤孔隙所存在的多种气体的混合物。液相和气相共存于土壤孔隙内，按容积计，在较理想的土壤中，矿物质约占38-45%，有机质约占5-12%，土壤孔隙约占50%。

图6-1土壤中固、液、气相结构图

???〔一〕土壤矿物质

???土壤矿物质来源于地壳岩石〔母岩〕和母质，它对土壤的性质、结构和功能影响很大。可分为原生矿物和次生矿物两大类。

???1.原生矿物

???是各种岩石〔主要是岩浆岩〕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。一般土壤中1-0.01mm的砂和粉砂几乎全都是原生矿物。其种类和含量，随母质的类型，风化强度和成土过程的不同而异。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。其中硅酸盐类矿物占岩浆岩重量的80%以上。

???2.次生矿物

???由原生矿物经化学风化后形成的新矿物，其化学组成和晶体结构都有所改变。包括各种简单盐类、三氧化物类和次生铝硅酸盐类。其中简单盐类，如方解石(CaCO3)、白云石[Ca、Mg(CO3)2]、石膏(CaSO4×2H2O)、泻盐(MgSO4×7H2O)、岩盐(NaCl)、芒硝(Na2SO4×10H2O)、水氯镁石(MgCl2×6H2O)等，易淋溶流失，一般土壤中较少，多存在于盐渍土中，而三氧化物类，如针铁矿〔Fe2O3×H2O〕、褐铁矿(2Fe2O3×3H2O)、三水铝石(Al2O3×3H2O)等，次生铝硅酸盐类，如伊利石、蒙脱石、高岭石，是土壤矿物质中最细小的局部，粒径小于0.25mm，一般称之为次生粘土矿物。土壤很多重要的物理、化学性质，如吸收性、膨胀收缩性、粘着性等都和土壤所含的粘土矿物，特别是次生铝硅酸盐的种类和数量有关。

???〔二〕土壤有机质

???土壤有机质是土壤中各种含碳有机化合物的总称。包括腐殖质、生物残体及土壤生物，见图6-2。其中腐殖质是土壤有机质的主要局部，约占有机质总量的50-65%，在土壤中可以呈游离的腐殖酸盐类状态存在，亦可以铁、铝的凝胶状态存在，也可与粘粒紧密结合，以有机－无机复合体等形态存在。这些存在形态对土壤一系列的物理化学性质有很大影响。

???〔三〕土壤水分

???土壤水分主要来自大气降水和灌溉。在地下水位接近地面〔2-3cm〕的情况下，地下水也是上层土壤水分的重要来源。此外，空气中水蒸汽冷凝成为土壤水分。土壤水分并非纯水，不仅含有Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Cl-、NO3-、SO42-、HCO3-等离子以及有机物，还含有有机的、无机的污染物。因此土壤水分既是植物养分的主要来源，也是进入土壤的各种污染物向其他环境圈层〔如水圈、生物圈等〕迁移的媒介。

???〔四〕土壤空气

???土壤空气存在于未被水分占据的土壤孔隙中。这些气体主要来源于大气，其次是产生于土壤中的生物化学和化学过程。其组成接近于大气的正常组成，但又有着明显的差异，表现在O2和CO2的含量上，土壤空气中O2的含量较少，而CO2的含量显著增加，且随深度有明显的变化，一般说来，CO2的浓度随深度的增加而慢慢地增加，在表土约为0.03%，到植物根区那么增加到1-5%，O2那么相应缓慢地减少。土壤空气的水汽含量一般总比大气高得多，并常含有少量复原性气体，如甲烷〔CH4〕、硫化氢〔H2S〕、氢气〔H2〕。在某些情况下还可能产生磷化氢〔PH3〕及二硫化碳〔CS2〕等气体。如果是被污染的土壤，其空气中还可能存在污染物。

???二、土壤剖面形态

???典型土壤随深度呈现不同的层次〔如图6-3〕。最上层为覆盖层〔A0〕，由地面上的枯枝落叶所构成。第二层为淋溶层〔A〕，是土壤中生物最活泼的一层，土壤有机质大局部在这一层，金属离子和粘土颗粒在此层中被淋溶得最显著。第三层为淀积层〔B〕，它受纳来自上一层淋溶出来的有机物、盐类和粘土颗粒类物质。C层也叫母质层，是由风化的成土母岩构成。母质层下面为未风化的基岩，常用D层表示。

???以上这些层次通称为发生层。土壤发生