环境土壤学复习提纲.doc

绪论部分
土壤：土壤是历史的自然体，是位于地球陆地表面和浅水域底部的具有生命力、生产力的疏松不均匀的聚积层，是地球系统的组成部分和调控环境质量的中心要素。
土壤肥力：土壤具有供应与协调植物生长、发育所需要的水分、养分、空气和热量的能力。
土壤圈特点：整体性、地域差异性、变动性和相对稳定性、资源性及其有限性。
土壤退化：指在各种自然、特别是认为的因素影响下导致土壤生产力、土地利用、环境调控等土壤属性下降或伤失的物理、化学和生物学的过程和后果。
土壤环境问题包括：①土壤污染②土壤荒漠化③土壤盐渍化④土壤侵蚀
化学定时炸弹：指在一系列因素的影响下，使长期储存与土壤中的化学物质活化，而导致突然爆发的灾难性效应。包括积累阶段和爆炸阶段。
土壤环境的特点：多界面多组分以及非均一性、复杂多变
土壤污染的特点：①隐蔽性与滞后性②积累性与地域性③不可逆性④治理周期长⑤后果严重性
土壤污染源：污水灌溉（城市污水、工业污水或混合污水处理率和排放达标率低）
固体废弃物（尾矿、矿渣、污泥和城市垃圾，通过扩散、降水、淋滤）
农药和化肥的施用（农药生物、光解和化学降解缓慢如有机氯；化肥的①合理 施用和过量施用②含有毒物质
大气沉降物（被污染的大气、酸沉降、汽车尾气）
土壤污染的类型：有机污染物、无机污染物、生物污染物和放射性物质的污染
土壤污染的防治
①土壤污染源的追踪
改进水质和大气质量、坚持灌溉水水质标准、农用污泥标准和其他环境标准并设立防治土壤污染的法规和监督体系。
②监测网络的建立
♢定期对辖区土壤环境质量进行检查，建立系统的档案资料
♢编制土壤环境污染物目录，按照优先次序调查、研究并制定实施对策
③污染土壤的修复：工程措施、生物措施、施用改良剂、农业生态工程措施
土壤质量：包含了土壤维持生产力、环境净化能力、对人类和动植物健康的保障能力。是指在由土壤所构成的天然或人为控制的生态系统中，土壤所具有的维持生态系统生产力和人与动物健康而自身不发生退化及其他生态与环境问题的能力，是土壤特点或整体功能的综合体现。
人类的可持续发展很大程度上依赖于土壤的生命力、生产力和清洁度（土壤质量的保持与提高。）
土壤质量的评估：A土壤肥力质量（a土壤性质 b作物 c灌溉水水质）
B土壤环境质量：是指在一定的时间和空间范围内，土壤自身性状对其持 续利用以及对其他环境要素，特别是对人类或其他生物的生存、繁衍以及社会经济发展的适宜性，是土壤环境“优劣”的一种概念，它与土壤遭受污染的程度密切相关。
土壤环境质量评价方法：指数评价法（多采用，如简单指数法、叠加指数法、带有权重的污染指数法、内梅罗污染指数法等）、模糊判别法、灰色聚类法、T值分级法。如何将总量与可提取态相结合是重要研究内容。
计算重金属综合污染指数
环境土壤学
①环境土壤学是研究自然因素在认为条件下土壤环境质量的变化、影响以及调控的一门学科
②环境土壤学从环境科学和土壤圈物质循环的角度与观点出发，着眼于土壤质量的保护、利用和改善，研究土壤和环境的协调关系和土壤的可持续利用。
③土壤环境学的两大特征：一是它的一门交叉的界面学科，二是在研究环境中化学物质的生物小循环与地质大循环结合交点上兼有生命与非生命学科的双重内涵
④研究内容：主要研究人为条件和自然因素下引起的土壤环境质量变化，以及这种变化对土壤-水-植物-动物-环境-人类这一系统现在或潜在的冲击、对策与修复
具体：一、土壤环境的现状及其演变(土壤、植物的元素背景值，有机化合物的类型与含量、动物区系、微生物的种群和活性等生物多样性资料。对外源污染物的负载容量）
土壤元素背景值：指未受或很少受人类活动及污染影响的土壤环境本身化学元素的组成及其含量。土壤背景值较为真是的反应了一定时间空间、一定经济社会条件下土壤中元素的基本信息及其相互之间的关系，是土壤的重要属性和特征。研究土壤环境背景值可以为土壤环境质量评价和影响评价提供科学衣服，为确定土壤环境容量和土壤环境标准服务。
土壤环境容量：一定缓环境单位或一定时限内，土壤遵循环境质量标准，既能保证土壤质量，又不产生次生污染时所能容纳的污染物的最大负荷量。
二、 化学物质在土壤环境体系中的反应行为
包括迁移、转化、效应、归属及其影响因素的研究（吸附解吸、氧化还原、沉淀溶解、配位、催化、异构化、光化学反应和生物过程）
三、 土壤环境与人体健康
四、 认为活动对土壤环境的冲击
五、 土壤环境工程
环境土壤学的研究特点：①分析测试技术要求高②宏观与微观将结合③充分发挥模型与模拟的作用，不断提高研究成果在宏观决策与实践中的应用。④要求高素质的综合性人才和研究群体。

酸雨对土壤的影响
什么是酸雨区？
年均降水pH值高于5.65, 酸雨率是0-20% , 为非酸雨区;
pH值在5.30--5.60之间, 酸雨率是10--40% , 为轻酸雨区;
pH值在5.30--5.60之间, 酸雨率是10--40% , 为轻酸雨区;
pH值在4.70--5.00之间, 酸雨率是50-80%, 为较重酸雨区;
pH值小于4.70, 酸雨率是70-100%, 为重酸雨区。
酸雨率：一年出现酸雨的降水过程次数除以全年降水过程的总次数。
酸雨的离子组成最关心：SO42- 、NO3-、 Cl- 、 NH4+ 、 H+ 。测定钾钙钠镁
酸雨的化学特点：①酸度大，pH值4-5，酸沉降H+主要来自于H2SO4，HNO3.②阴离子中（SO42- +NO3-）与Cl-摩尔比高。0-1,2-10。③总元素组成S与N摩尔比高。小于1,1-2
我国酸雨的分布特点：
(1)区域分布：四个岛状的区域
(2)酸雨化学成分： 酸雨区降水pH<5.6的频率在70%以上,在多处发现极端pH为3.
S/N>1; SO42- 、NO3-摩尔比在5-9之间,均比国际资料高的多,
Ca 2+、Mg 2+浓度也较高.
(3)降水酸度有明显的季节性:pH冬季低,夏季高
(4)我国酸雨存在明显的扩展性： 区域扩展 \酸度增强。
酸雨的形成
致酸物质来源：自然有火山喷发、土壤和湿地排放、海洋排放，人为有燃煤、燃油、冶炼
碱性物质NH4的来源（天然）：一是有机物分解，二是森林火灾。

污染物转化成酸雨的过程：
首先污染物可以是当地排放也可以说远距离输送的。①成雨过程中，排入大气的SO2和NOX
在被氧化后在云层内与水滴作用形成酸雨，或者在雨滴形成的同时被直接吸收形成酸雨。②水蒸气可以冷凝在含有硫酸盐和硝酸盐的气溶胶的凝结核上，气溶胶粒子和细小的水滴也可能在云雾形成的过程中相互碰撞合并，同时与水滴结合。③尽管酸雨的形成机制复杂，其核心是SO2和NOX。④SO2如何变成硫酸：气相光氧化反应、液相光氧化反应、固相氧化反应。⑤NOX 如何变成硝酸：污染的空气中存在光氧化活性基团（臭氧、烃类、CO），NO在日光下可很快被氧化成NO2，溶于水成硝酸。
影响酸雨形成的因素：①大气中的HN3②颗粒物酸度及其缓冲能力③气候的影响。
酸雨的危害：
①人体健康（刺激眼角膜和呼吸道粘膜，红眼病和支气管炎）
②农业（土壤酸化，肥力减退，农业减产）
③森林衰退，竹林受损
④建筑空洞裂缝，损坏，文物腐蚀
⑤河流湖泊酸化，引起鱼虾类死亡，水生生物减少
酸雨的控制：根本途径在于减少酸性物质的排放。战略两步走，短期效果要求对目前的酸性物质排放加以消减，远期效果要求根本上变更能源结构。
目前的控制措施包括：限制高硫煤开采使用；重点治理火电SO2污染；防治化工、冶金和建材等行业污染
目前的有效手段包括：使用清洁能源，发展水利发电和核电站；使用固硫型煤以及发展锅炉的固硫、脱硫、除尘技术；发展内燃机代用燃料；安装机动车尾气净化装置；种植耐酸雨农
土壤氟污染
一、污染物来源：①富氟矿物的开采和扩散（萤石、冰晶石、磷灰石）。
②生产过程中使用含氟矿物和氟化物的工业（炼铝厂、炼钢厂、玻璃厂、磷肥 厂的三废排放）。
③燃烧高氟原煤所排放到空气中的氟。
④使用含氟磷肥引起土壤污染
⑤引用含氟超标的水源灌溉农田。
二、 土壤中氟的迁移与积累。①氟可在土壤-植物系统中迁移与积累，对作物的危害一般是慢性累积的生理障碍过程,②受污染的地区氟含量可逐年累积达到很高值（形成稳定的配位化合物）。③多以难溶形式存在土壤表层堆积，但可能转化。④土壤中氟的形态一般可分为水溶态、可交换态、铁锰氧化物态、有机束缚态和残余固定态。⑤一般土壤水溶性氟和可交换氟都很少，污染土壤比例很大。
三、 氟在土壤中的形态
①沉淀溶解平衡②配位解离平衡③吸附解吸平衡（与pH负相关，有机质正相关）
四、土壤氟污染的危害：①对人类，缺氟造成龋齿，过量氟造成氟斑牙、氟骨病。
②对作物的危害一般是慢性累积的生理障碍过程，主要表现为作物 生育前期干物质累积量减少，成熟期谷粒和产量降低。
③除根部吸收离子之外，叶片可直接吸收HF，特别是茶叶、桑树、牧草
五、土壤氟污染的防治：①立足于防，加强含氟三废的治理
②工业布局上避开养蚕区、茶叶区和放牧区建立氟污染工厂
③磷肥生产中尽量排除和回收利用氟
④F污染土壤，酸性土壤加适量石灰，碱性土壤加石膏；考虑改变 种植结构如棉花
⑤改良水质，降低氟含量，寻找含氟适中的水源，或用煮沸法、沉淀法、过滤法去除F-
土壤农药污染
主要农药类型：有机氯农药、有机氯农药、氨基甲酸酯类农药。
农药的危害：抗药性问题、残留问题、毒性过大、危害害虫天敌、污染环境
农药在土壤环境中的迁移转化：
①影响因素
农药本身的物理化学性质、土壤自身性质、环境因子
②土壤对农药的吸附作用
通过物理吸附、化学吸附、氢键结合、配位结合等方式，对农药进行净化，效果是有限的
③化学农药在土壤中的挥发、扩散和迁移
除以气体形式挥发外，还以水为介质迁移。一是溶于水，二是被吸附于土壤细粒表面上随水进行机械迁移，可能会污染地表水
④.农药在土壤中的降解
光化学降解、化学降解和微生物降解
⑤农药残留
残留不可避免，只有超过土壤的自净能力。主要表现为两个方面：残留农药的转移产生的危害；残留农药对生物的直接毒害。
⑥植物对农药的吸收
两种方式：一是植物表面吸收：脂溶性农药
二是根系吸收：有机质是非极性农药溶解其中，减少植物吸收；粘土矿物通过带电吸附防止植物吸收
⑦植物体内农药的代谢
土壤化肥
一、化肥对环境的影响：
①化肥中含有有害物质，对土壤造成潜在危害。
②氮磷等营养元素进入水体造成水体富营养化
③植物积累及大气臭氧层破坏
二、肥污染特性：
①重金属污染②氟污染③放射性污染④有毒化合物
三、化肥的长期使用对土壤环境的影响
①引起土壤酸化：土壤释放有毒物质、营养物质流失
②导致土壤板结，土壤肥力下降。
③造成土壤硝酸盐污染
④有害物质重金属、酚等转移到农作物中
四、对水体的影响
水体富营养化、地下水硝酸盐污染
五、对大气的影响
氨肥的挥发、氮氧化物的增加
六、对生物的影响
使作物中硝酸盐积累量过高，危害人类
七、土壤化肥污染的控制与防治对策
（1）确定化肥的最适施用量
（2）N、P、K配合施用
（3）化肥与有机肥配合施用
（4）地区间平衡施肥
（5）针对土壤污染，改进施肥方法

土壤重金属污染
重金属种类：特别坏的汞、镉、铅、铬、砷；一般坏的锌、铜、镍
重金属来源：最主要的是冶金。还有农药、生产生活废水、污泥和大气沉降。
重金属污染的特点：①不能被微生物分解，甚至转化成毒性更强的化合物；甚至对土壤中微生物有一定毒性，抑制酶活性。②通过植物吸收在植物体内富集转化从而危害人体健康。②迁移转化形式多（水解、沉淀、氧化还原、有机化、吸附解吸、生物富集、生物甲基化）③不同重金属对植物生长发育危害不同④危害不仅与总量有关，还与存在形式有关。⑤隐蔽性滞后性及不可逆性。⑥难治理
影响重金属的土壤环境行为的主要因素：
一、 吸附解吸。影响：是许多重金属离子从饱和的天然水转入固相的重要形式；控制着重金属在土壤溶液中的分配情况。由于土壤胶体具有巨大的比表面积、表面能以及带电荷，因而能吸附各种分子离子。无机胶体包括粘土矿物、水和氧化物。有机胶体包括腐殖质。①离子交换吸附机制②水解吸附机制③腐殖质吸附（重金属浓度高时以离子交换为主，重金属浓度低时以水解为主）
二、 沉淀溶解。影响：大大限制了重金属在水中的活动范围和迁移能力，使其富集在排污口富集的底泥中。（受胶体pH影响）①氢氧化物②硫化物③碳酸盐
三、 配合作用.无机有羟基配合（大大提高溶解度）和氯离子配合（提高溶解度、减弱吸附吸附）。有机配体如腐殖质(吸附能力Pb2+>Cu2+>Cd2+>Zn2+>Hg2+)
四、 氧化还原。影响重金属的存在形态及其迁移条件。
地球化学意义：氧化环境和还原环境的交界线可以成为许多元素的富集地。
氧化剂：Fe(Ⅲ）、,Mn(Ⅳ)、As(Ⅴ)、Cr(Ⅵ)、S(Ⅵ)
还原剂：Fe(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)、S2

五、 重金属在土壤-植物体系中的积累、迁移及生物效应
①一些重金属（Cu、Zn、Mo、Fe、Mn）在植物体内为酶催化剂，但是过量则会限制植物正常生长、发育、繁殖，以致改变植物的群落结构。
②土壤中的重金属主要通过植物的根系毛细胞作用积累于植物茎叶果实部分；可能停留在细胞膜外或穿过膜进入细胞质内
③污染物向植物体内迁移的方式包括主动迁移和被动迁移。
④影响重金属在植物体系转移的因素：植物种类、土壤种类、重金属形态及其迁移能力
⑤植物产生耐性的机制。A：通过改变根际化学性质、原生质泌溢等作用限制重金属的跨膜吸收。B：重金属与细胞壁的结合C:酶的作用，耐性品种或植株中有保护酶活性机制D：形成重金属硫蛋白或植物络合素，降低重金属的活性。E：吸收后通过排泄和老叶脱落将重金属排除体外F：采取改变生态型的方式存活
⑥土壤重金属的植物有效性
生物有效性：指一种物质对生物体产生影响的可能性（积极的和消极的），具体就是指土壤中重金属被生物体吸收的部分。
影响生物有效性的因子：土壤理化性质、植物种类、重金属种类和形态、环境条件
⑦土壤环境污染措施
A：促进土壤污染防治法规、政策的发展完善
B：建立污染监测预警系统，确定污染控制区域，制定污染预防方案
C：强化三废排放控制，改善煤气站、管道、储藏设施的
D：实施污染土地休闲制度，并提供相应政府补助
E：修复污染土壤，清洁灌溉系统，使其功能复原
F：政府帮助培训土壤控制专家，提升私企防治土壤污染的能力

土壤环境形成
一、 土壤环境的特点
①人类环境要素的组成之一，是环境系统的重要组分，也最复杂
②土壤环境中存在各种胶体体系和多孔体系，通过吸附解吸、溶解沉淀、络合螯合、离子交换、过滤等过程，对营养物质和污染物产生重要作用，从而产生营养支持和毒害/解毒作用。
③土壤环境通过绿色植物的吸收、积累作用，一方面是污染物浓度下降，另一方面是污染物转移到人体，然后通过食物链危害人体。
④土壤中微生物对污染物进行分解、转化和解毒作用，而使土壤具备同化、净化污染物的功能。
⑤土壤环境在自净能力是有限的，是易被人类损害的环境要素。
⑥土壤污染危害大，不仅导致作物减产，还污染地下水。
⑦一旦污染很难治理。

二、 土壤环境的形成

是一个有机质从无到有、从少到多的过程
风化作用：原生矿物为适应地表条件，在物理、化学形态和性质方面所发生的一系列变化过程即为风化作用。
物理风化：①岩石释重②岩石、矿物的热胀冷缩③岩峰中水分的冻结与融化④岩隙中盐分的结晶与潮解。
化学风化：氧化作用、水化作用、水解作用、酸的作用、胶体及离子交换作用
生物风化：合成气体、氧化还原、元素富集合成有机化合物及吸附功能。
三、主要成土过程:
1原始成土过程：从岩石露出地面有微生物着生开始到植物定居之前形成的土壤过程。
2有机质积聚过程：在各种植被下，有机质在土体上部积累、结果土体上部形成暗色腐殖质的过程。
3粘化过程：粘土矿物生成和聚集过程。
4钙化过程：干旱半干旱地区，土壤中钙的碳酸盐发生淋溶
淀积的过程。
5盐化脱盐化过程：盐化指土体中各种易溶性盐类在土壤表面积聚的过程，形成具有盐化层的盐渍土。脱盐化是盐渍土中的可溶性盐在降水和人为等因素的作用下，降低、迁移或排出土体的过程。
6碱化脱碱化过程：碱化指土壤胶体上吸持较多交换性钠，土壤呈碱性，性质恶化形成碱化土；脱碱化指通过淋洗和化学改良出去钠离子的过程。碱化是盐化、脱盐化交替进行的结果。
7白浆化过程 8灰化过程 9潴育化过程 10潜育化过程
11富铝化过程：土体中脱硅富铁铝的过程，形成网纹层，如红壤。
12草甸化过程 13熟化过程、土壤各发生层： ，
层位
代号
主要成分描述
O层（覆盖层
O1
O2
疏松的枯枝落叶、新鲜或部分分解
暗色腐殖质层

A层（淋溶层）
A1
A2
A3
暗色土层，腐殖质较多
灰白色淋溶层
向B层过度

B层（淀积层）

B1
B2
B3
向A层过渡
深色淀积层
向C层过渡
C层（风化层）

R层（基岩层）

四、 影响成土过程的因素
①成土母质。首先，直接影响着
成土的速度、性质和方向。其次
影响土壤的理化性质。
②气候。气候带、植被、土壤
间存在明显关系。

③生物。A植物：进行光合作用合成有机质再以残体
积聚与 母质层。
B动物：挖掘活动影响土壤透水性、通气性
和松紧度；动物消化系统加速土壤物质循环，提高养
分有效性。
C微生物：a分解有机物释放养料为植物所利用；
b合成腐殖质，发展土壤胶体性能；c固氮；d促进土壤物质的溶解和迁移增加矿质养分的有效度。（如铁细菌）
④地形。影响环境和土壤间的物质、能量交换。
表现：A使物质在地表进行再分配。
B使土壤母质在接受光、热的差异以及接受降水或潜 水在土体的重新分配方面的差异。
⑤时间因素。土壤的想成随着时间的延长而逐渐发育。以土壤年龄表示，分为绝对年龄和相对年龄。
⑥人类活动。A大多有意识、有目的、定向。B不同的社会制度和生产力下，人类活动对土壤的影响有很大差别。C可通过改变自然因素而起作用。D两重性。
土壤环境的物质组成

一、 土壤矿物质
基本上来自成土母质，分为原生矿物和次生矿物~
原生矿物：各种岩石收到不同程度的物理风化而未经化学风化的碎屑物，其原有的化学组成和晶体结构均未改变。
次生矿物：由原生矿物经风化和成土后重新形成的新矿物。分为三类：简单盐类、次生氧化物类和次生铝硅酸盐类。
土壤有机质
概念：概指以各种形态存在于土壤中的有机化合物，包括腐殖质（土壤中的动植物残体、微生物体经分解转化生成的物质）和植物残体。
化学组成：普通（碳水化合物、含氮化合物、木质素、含硫含磷化合物）,腐殖质（HA,FA\Hu））
微生物转化有机质的两个过程：进入土壤中的动植物残体在微生物的参与下①把复杂的有机质分解为简单的有机质②分解后在聚合缩合成一系列高分子有机物。
土壤水
是土壤组成的重要成分和重要肥力因素。是植物所必需的生态因子，是物质和能量流动介质，存在于孔隙中。
源：大气降水、凝结水、地下水、人工灌溉。
汇：蒸发、植物的吸收和蒸腾、渗漏和径流。
分为：吸湿水、毛管水和重力水
毛管水：毛管孔隙中毛管力所吸附保存的水分，是自由液态水，是植物利用的有效水。分为毛管上升水和毛管悬着水。
水势：在一个图—水或植物—水的平衡系统中，恒温下单位数量的水移动到参比的纯水池所做的功。
土壤质地：土壤是由各种大小不同的土粒组合而成的，各粒级土粒在土壤中的相对比例成为土壤质地或称机械组成。
土壤结构：土壤中不同颗粒（团聚体）的大小、形状、稳定性及空间排列等综合特征成土壤结构。土壤团聚体：指土粒经过各种自然过程的作用而形成的直径<10mm的结构单位。其形成分为两个阶段：一是矿物质和次生粘土矿物颗粒。通过各种外力或植物根系挤压相互默结，凝聚成复粒和团聚体；二十在经过胶结、根毛和菌丝体的固定作用形成团聚体。条件为：足够的细小土粒、胶结作用、凝聚作用、团聚作用。
团聚体与土壤肥力的关系：①创造良好孔隙性②水气协调，土温稳定③保肥供肥④土质疏松，耕性良好。
培育方法：①深耕结合有机肥料②种植绿肥③合理耕作④施用土壤结构改良剂
土壤剖面：只土壤由上而下、显示土层序列及其组合情况的垂直剖面
土壤的颜色主要取决于铁离子化合状态和有机质的含量。
土壤化学性质
一、土壤胶体构造：胶核、扩散双电层、胶团间溶液。
胶体的性质：A巨大的比表面积和表面能B带电性（永久电荷、可变电荷、静电荷和正电荷；由微
粒表面分子本身的解离所致）
C粘土矿物胶体带电：一般负。来源①同晶置换作用：粘土矿物晶质中一种离子被另一种离子取代的过程。只改变了矿物质的化学成分，而矿物的结晶构造不变。产生永久性电荷。
②晶格破碎边缘带电：矿物质风化破碎过程中，晶格边缘离子一部分未被中和而产生的电荷③晶格表面分子的解离：土壤pH发生变化时，晶格表面的OH基发生解离。产生可变电荷
D两性胶体带电
等电点：在某一pH条件下，当正负电荷数量相等时，胶体的净电荷为零，这就是等电点pH值。
E胶体的分散性和凝聚性：阳离子凝聚力排序 铁>铝>钙>镁>钾>铵>钠
F胶体种类：矿质胶体、有机胶体、有机矿质复合体
土壤的离子交换作用
指土壤胶体微粒扩散层中的离子与土壤溶液中的离子相互交换的过程。分为阴离子交换和阳离子交换。
A阳离子交换过程
特点：①可逆反应迅速平衡②是等量电荷的交换③反应速度受到交换点的位置和温度影响。
阳离子交换能力：一种阳离子将它种阳离子从胶粒上交换下来的能力。
交换能力影响因素：离子电荷价、离子半径及水化程度（同凝聚能力）
交换量影响因素：土壤质地、腐殖质含量、土壤酸碱反应、胶体种类
盐基饱和度：土壤吸附的交换性盐基离子占交换性阳离子总量的百分数。
B阴离子交换作用
易被土壤胶体吸收的阴离子：H2PO4-,HPO42-,PO43-,HSiO3-,SiO32-
基本不能被吸附的阴离子：NO3-.NO2-,Cl-
两者之间：SO42-,CO32-,HCO3-
土壤吸收性能：指土壤吸收和保持土壤溶液中的分子和离子悬液中的悬浮颗粒、气体以及微生物的能力。A机械吸收（机械阻留）B物理吸收（降低表面能）C化学吸收（可溶盐变难容）D物理化学吸收（胶体离子交换）9

土壤中H+来源：①水的解离②动植物呼吸产生CO2溶于水③微生物分解产生有机酸、无机酸④由于氧化作用等产生无机酸⑤酸雨⑥铝的活化
酸度类型：活性酸度、潜性酸度
土壤碱度：由碳酸盐和重碳酸盐导致土壤碱性的程度称土壤碱度，产生来源为碱性物质的水解反应，取决于碳酸钠
碳酸钙、碳酸氢钠以及交换性Na+的含量。
土壤缓冲性
原理：①土壤中有多种弱酸②具有阳离子交换作用③有两性物质。
缓冲容量：使以单位（质量或体积）土壤改变1pH单位所需酸或碱的量。
土壤中的氧化还原体系：①O2是主要氧化剂、新鲜有机物是还原剂②无机氧化反应一般可逆，有机不可逆③非纯化学反应，有微生物参与④不均一，且随栽培管理措施而变化⑤强度指标（Eh,pH)。⑥影响因素：a土壤透气性，b微生物活动，c易分解有机质含量,d植物根系代谢作用，e土壤pH。
土壤环境物质与能量循环
一、土壤生态系统：是土壤中生物与非生物环境的相互作用通过能量转换和物质循环构成的整体
组成包括：①生产者②消费者③分解者④参与物质循环的无机质和有机质⑤土壤内部水、气、固体物质等环境因子
结构包括：垂直结构、水平结构、时间结构、营养结构
功能：信息传递、能量转换、物质循环，能量流动特点：单向、逐级递减

生态系统平衡：又称自然平衡，指生态系统中的物质循环、能量转换、信息传递都处于稳定和流畅的状态。
生态系统保持稳定是因为其具备自我调节能力，认为破坏造成①生物种类成分的改变②生物生存环境条件改变③引起信息流通破坏从而改变生物繁殖情况。
二、土壤环境的物质循环和能量转换（物理过程、化学过程、生物过程）

（1） 土壤矿物质的迁移转化。即原生矿物和次生矿物风化分解、及其产物淋溶、淀积的过程。分为物理崩解（大块变碎屑），化学分解（溶解作用，水化作用、水解作用）
（2） 土壤有机质转化
①有机质的矿化作用②有机质的腐殖化③不含氮有机质分解④含氮有机质的分解⑤含磷有机质的分解
污水灌溉
来源：城市生活污水、石油化工污水、工业矿山污水、城市混合污水。
污水灌溉有利方面：
①农业增产，污水受土壤过滤、吸附和生物氧化作用，其中的氮磷钾等营养元素被植物利用。营养物质的最终循环可节省化肥。
②这是一种污水处理方法，可去除氮磷和一些可降解的有害物质，防治水体富营养化和污染。
③节约水资源，缺水地区仍然可以进行粮食生产。
④提高农村家庭水平的同时提供更好的营养和教育。
污水灌溉不利方面（风险）：造成土壤和作物的污染。
①健康风险。②污水中重金属累计③盐分的运移对流域水文的影响④地表水和地下水微生物污染⑤化学和生物污染物向作物转移。
发展中国家发展废水灌溉的驱动力：
①城市水需求的激增和相关废水回流造成传统农业水资源的污染。
②城市食品市场需求刺激周边食品生产行业的发展，从而污染这些地区的水资源
③缺乏更廉价安全的水资源
④贫穷和移民
因此，污水灌溉要进行合理规划，提高污水的处理水平，确定科学的灌溉水标准、灌溉方式和管理制度，以防止污染土壤环境。
发展中国家废水灌溉的驱动力：
①城市水需求的激增和相关废水的回流，造成了传统农业水资源的污染。
②城市食品市场需求刺激周边食品行业发展，从而污染了这些地区的水资源。
③缺乏更安全更廉价的水资源
④贫穷和移民也发挥了作用。
污水的水质指标：
物理指标：a温度。b色度。c锈和味d固体物质
化学指标：a有机物 b无机性指标（植物营养素、pH、重金属）
生物指标：a细菌总数 b大肠杆菌c病毒
污水灌溉的主要污染物质：（有机物的耗氧，有毒物表现为生物毒性）
①无机无毒物：酸碱、一般无机盐、氮磷
②无机有毒物：重金属、砷、氰化物、氟化物
③有机无毒物：碳水化合物、脂肪、蛋白质
④有机有毒物：苯酚、多环芳烃、PCBS、有机氯农药等
污水灌溉的生态效应
灌溉水中离子态物质
①灌溉水的矿化度及其生态效应
矿化度：每升水中含有盐分的总量，以g/L表示。
矿化度在1~2g/L均可作为灌溉水（小麦受抑制）。
②钾钙钠离子的生态效应
Ca:适量钙离子促进土壤结构形成，对南方缺钙土壤有重大意义；但是当以CaCl2形式存在，溶解度高，吸湿性强，是土壤标称潮湿盐土，危害大作物难以生长。
K、Na：含量高时引起土壤胶粒上交换性钠离子饱和度逐渐增高，从而引起土壤颗粒分散，土壤成碱性，、pH高达9以上，交换性钠超过土壤交换性阳离子20%就成了碱化土。影响作物生长。
③硫酸根、氯离子的生态效应
硫酸盐大量积累造成土壤盐渍化；
氯化物含量积累到一定程度形成氯化物土壤，对土壤危害较大（MgCl2>NaCl>CaCl2)；并且对重金属有络合作用，增加了重金属活性
④硝酸根离子和铵根离子
是土壤的氮素来源 ，可减少氮肥的施用，节省资金增加产量。
污水灌溉中重金属生态效应
进入土壤中的重金属95%被土壤胶体迅速吸收，一般积累在土壤表层，在剖面上分布自上而下,危害程度Hg>As>Cd>Pb>Cr
①汞：能对产生毒害，高含汞污水能使作物植株致死
容易被植物吸收顺序：
氯化甲基汞>氯化乙基汞>醋酸笨汞>二氯化汞>氧化汞>硫化汞
不同植物吸收顺序：针叶植物>阔叶植物 根菜>叶菜>果菜
稻谷>高粱>玉米>小麦
②砷
一般认为砷不是植物生长必需元素，可通过根叶吸收在植物体内积累。水稻受As污染生长受抑制，严重可致死
③镉
易被悬浮物吸附，水中镉含量随距排污口距离增加而迅速下降，可是作物、蔬菜受害。
④铅
铅容易被土壤有机质和粘土矿物吸附，迁移性弱，土壤溶液中含量很低。距污染源近、灌溉时间长土壤含量高，反之含量低。铅被植物吸收积累在根茎叶中，抑制蒸腾作用和光合作用，影响生长。
⑤铬
在水中以3价和6价化合物为主，铬进入田间后，3价铬被土壤吸附固定在铁的氧化物中，6价铬进入土壤很快被有机物还原为3价铬，随之被吸附固定。因而土壤中铬可不断积累。
土壤中有机物生态效应
①油脂类（矿物油、动物油）
A在水层表面形成隔离空气的隔膜，减少水肿溶解氧使水质恶化
B引入田间后易被土壤微生物和土壤物理化学作用降解、净化，只有长期大量引灌才会造成油脂积累
C矿物油中有毒物质苯并芘危害植物
②酚类化合物(挥发酚）
A引起蛋白质凝固，可通过皮肤和呼吸引起中毒，对神经系统、脏器损害
B酚对作物危害起始浓度不同，低浓度增产。
C在土壤中被矿化分解。一般不积累。
③苯
A苯蒸汽毒性大。通过呼吸进入人体损害神经系统引起中毒
B在土壤中净化快残留少，被植物吸收氧化而解除毒性，无明显影响
④三氯乙醛
A人工化合物，有刺激性气味，毒性强，用作农药。
B在动植物体内及土壤中可以很快转化为三氯乙酸
C对小麦的种子萌发、幼苗生长有明显抑制作用。
D在土壤中已被微生物分解，不易积累
⑤洗涤剂
阻碍作物对氮磷的吸收，在20mg/L以上时致作物枯死。

固体废弃物污染
概念：一般指人类在生产、加工、流通、消费以及生活等过程提取目的组分之后，废弃去的固态或泥浆状物质。
危险废物: 易燃性、腐蚀性、毒性、反应性、感染性
浸出毒性：固体废物按规定的浸出方法的浸出液中，有害物质的浓度超过规定值， 从而会对环境造成污染的特性。
城市生活垃圾：城市日常生活中或者为城市日常生活提供服务的活动中产生的固 体废物。
固体废弃物危害：
①侵占土地，1万t占一亩
②污染土壤：废物在堆放过程中，有害成分容易经过风化雨淋随地表径流渗入土壤中，杀死土壤中的微生物，使土壤丧失腐解能力，导致寸草不生
③污染空气（SO2,释放毒气、粉尘）
④污染水体（随降水、风进入地表水，渗滤液污染地下水、直接排入）
⑤影响环境卫生（粪便未经无害化处理含有病原菌）
⑥其他：某些特殊的有害固体废物可能会造成燃烧、爆炸、接触中毒、严重腐蚀
固体废弃物处理方法：
①物理处理：通过浓缩或者相变化来改变固体废物的结构
②化学处理：采用化学方法破坏固体废物中的有害成分从而达到无害化
③生物处理：利用微生物分解固体废物中可降解的有机物，从而达到无害化或综合利用
④热处理：通过高温来破坏和改变固体废物组成和结构
固化处理：采用固化基材如水泥将废物固定或包埋起来以降低其对环境的危害，有毒和放射性
谷底废弃物处置方法（末端环节、最终归宿）
①土地耕作：指将固体废物分散在现有耕地中，通过生物降解、植物吸收以及风化作用来消除固体废物污染
②堆存法：土地堆存，主要处置对象是不溶解、不扬尘、不腐烂变质的固体废物。筑坝堆存，主要处置的对象是湿排灰，如粉煤灰、尾矿粉等
土地填埋：就是在陆地上选择合适的天然场所或者由人工改造出合适的场所，把固体废物用土层覆盖起来的技术。如填埋场
深井灌注（是将固体废物液化，用强制性措施注入与饮用水和矿脉层隔开的可渗透性岩层中，从而达到固体废物的最终处置）

固体废弃物资源化途径：垃圾资源化不仅可以提高社会效益，做到物尽其用，并取得一定的经济效益，同时还可达到保护环境的目的。
①回收金属（废弃设备、化学处理）②生产农肥（粪便去除有害物质）③生产建筑材料（铺路制水泥）④回收产生能源（焚烧、沼气）⑤取代原有工业原料（废纸废玻璃）

生活垃圾堆土壤的影响：
直接堆放的影响：①侵占土地，破坏农田的保水保肥能力和物理结构。②产生渗滤液，降低土壤酸性，加剧重金属污染和微生物污染。
生活垃圾直接施用对土壤的影响：①有利于改善物理性质，补充营养物质
②加剧重金属污染。
生活垃圾堆肥使用对土壤的影响①改善土壤结构，提高土壤养分②增加土壤中稳定的有机质含量

污泥对土壤的影响
来源：废水过程中产生的沉淀物质以及表面的浮沫残渣
污泥的性质：①含水量大养分高②重金属积累严重微生物污染性强
污泥的处置与利用：
土地利用（利用前须进行无害化、减容化处理）
的影响：①物理影响：水分增加、孔隙度增加、容中减少
②化学影响：有机质、营养元素增加，氮磷增加，交换性钾钙镁增加
③生物活性影响：污泥微生物进入土壤，互相补充，数量和活性增加
④重金属：含量增加，形态趋于稳定
污泥土地施用的控制措施：
①灭菌杀毒，提高污泥的安全性。
②控制施用量，合理安排顺序。

粉煤灰对土壤环境的影响
概念：粉煤灰是能源工业的固体废弃物，主要是燃煤的废弃物。我国利用率仅为26%左右，大部分堆积废弃，严重污染了环境
性质：金属非金属氧化物。与碱金属氢氧化物反应，生成具有水硬胶凝性能的化合物，成为一种增加强度和耐久性的材料。颗粒较细，有较高的可溶性盐和营养元素。
粉煤灰对土壤环境的影响：
①可用作土壤改良剂
②露天堆放占用土地
③增加了环境污染负荷
粉煤灰资源化利用：
①生产建筑材料：粉煤灰水泥、粉煤灰砖块、混凝土等~
②农业肥料和土壤改良剂
③回收工业原来和做环境材料

土壤污染防治
土壤的自净作用：在自然因素的作用下，通过土壤自身的作用使污染物在土壤环境中的浓度、毒性或活性降低的过程。
主要措施：控制和消除外排污染源、土壤改造和植物修复法、农药微生物降解等。
切断污染源的重要原则：控制含有重金属有害气体和粉尘的超标排放。
严格执行污灌水质标准和控制污水超标排放。 控制污泥、垃圾等固体废弃物的排放和使用。
发展清洁工艺。

重金属治理
一、 土壤重金属治理的调控措施
①施用改良剂 ②调节土壤eh值
二、 工程治理措施
客土法、换土发、水洗法、电动力法、热解吸法
三、 生物修复
植物修复技术（植物提取技术、植物挥发技术、植物固定技术）
微生物修复技术：对重金属存在的氧化还原状态改变
有机污染物治理
原位生物处理技术
地上生物处理技术（土耕法、土壤堆肥法、生物泥浆法）