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環境學基礎-第4章土壤環境-2011級環境科學ppt

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環境學基礎-第4章土壤環境-2011級環境科學ppt

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這是一個關于環境學基礎-第4章土壤環境-2011級環境科學ppt,主要介紹了土壤的形成、組成和種類。土壤的結構和性質。土壤污染、退化與防治等等內容。歡迎點擊下載!

第四章  土壤環境
土壤環境
土壤的形成、組成和種類
土壤的結構和性質
土壤污染、退化與防治
土壤的形成
巖    石
氧和硅為巖石的主要成分,兩者占其組成的75%以上,其中氧占約一半,而作為植物所需要的營養元素不僅含量少,而且都以難溶化合物的形態封閉在堅硬的巖石中,處于分散狀態,故此需經歷一個質變過程,亦即巖石的破碎分解,直至形成母質。
巖石的風化
風化作用
物理風化
化學風化
生物風化
物理風化
巖石受物理因素作用而逐漸崩解破碎的過程
特點:只能引起巖石形狀、大小的變化,而不能改變其礦物組成與化學成分。
成因:地球表面溫度的變化;冰凍的擠壓;風;冰川等自然動力的磨蝕;植物根系的穿插。
化學風化
巖石受化學因素作用而引起的破壞過程。
特點:不僅是已破碎的巖石進一步變細,同時使巖石發生礦物組成和化學成分的改變,產生新的物質。
成因:溶解;水化作用;水解作用;氧化作用。
巖石在生物的作用下引起的破壞過程。
成因:機械破碎;生物化學作用。
地質大循環:巖石風化產物巖石
生物小循環:無機養分生物無機養分
土壤的形成是上述兩個循環相互作用的結果
土壤的形成是成土過程與風化作用交織在一起,同時進行的。
成土過程的主要影響因素
母質
  構成土壤礦物質的基本材料
  提供植物必需的養料元素
氣候
  影響土壤中的物理、化學、生物作用的方向 與進程
生物
    只有在母質的基礎上出現了生物之后,土壤才能形成
地形
   影響熱量及水的重新分配;影響母質的分配
時間
     時間越長,土壤性質的變化越大
土壤的物質組成
巖石中含有約3000余種礦物,但與土壤有關的不過數十種,按其起源分為原生礦物和次生礦物。
原生礦物:沒有發生成礦改變的礦物,常見的有硅酸鹽類、氧化物類、硫化物類、磷酸鹽類,如石英、長石、云母等
次生礦物:原生礦物風化后組成與性質發生變化而重新形成的礦物,包括簡單鹽類、鐵鋁氧化物和次生鋁硅酸鹽類,如蒙脫石、伊利石等。
礦物質是以粗細不同的顆粒形式存在的,即通常說的土壤顆粒。
按粒徑大小,土粒分為石礫、沙粒、粉粒和粘粒。
土粒的大小與土壤礦物成分、土壤化學成分密切相關。
粘粒以上主要由各種原生礦物組成,以石英最多,還有長石、云母等原生硅酸鹽礦物;粘粒中原生礦物很少,基本上為次生礦物。
來源:各種動植物、微生物殘體及人畜糞便。
類型:
    非腐殖物質:碳水化合物;有機酸;木質素等。
    腐殖質:結構復雜,是微生物作用下形成的性質穩定的新的高分子化合物。其形成分兩個階段:首先產生構成腐殖質主要成分的原始材料;將上述原始材料通過縮合與聚合作用,形成腐殖質的單體分子。
土壤腐殖質的作用
土壤養分的主要來源
促進土壤養分有效化
形成土壤結構
減輕污染
其它
土壤溶液
   土壤水主要來自降水,同時還有灌溉水和地下水。土壤水與溶解其中的物質構成土壤溶液,其成分、濃度變化復雜。
土壤空氣
         二氧化碳高于大氣十到數百倍,氧氣僅占十分之一左右。
土壤的種類
土壤的分類——中國土壤分類系統1995
土壤的分布規律——地帶性(P108)
              水平地帶性(緯度地帶性)
              垂直地帶性
              區域地帶性
土壤的結構和環境特性
土壤的結構
          形態結構
土壤的環境特性
          物理性質
          酸堿性(pH值)
          緩沖性
          氧化還原狀況
          土壤膠體
土壤中的礦物質顆粒,在大多數情況下不是以單粒狀態存在,而是互相粘聚或者被膠結成大小、形狀、性質不同的土片、土塊、土團甚至團聚體。
結構類型:塊狀及棱塊狀,柱狀及棱柱狀,片狀,單粒結構及團粒結構。
形成機制
土粒的粘聚
   粘粒的凝聚作用
   有機質的膠結作用
   難溶性化合物的膠粘作用
   水膜的粘結作用
土壤結構的成型
              生物作用
              干濕交替
               凍融交替
               耕作作用
土壤環境特性-物理特性
土壤的溫度 太陽輻射是土壤熱量的來源。因此,隨著太陽輻射的周期性變化,土壤的溫度也具有季節性變化和日變化。季節變化表現為表層15cm土層的平均溫度,在春夏季氣溫較暖,秋冬季較冷。
土壤結構 指土壤顆粒的空間排列方式及其穩定程度、孔隙的分布及結合的狀況。土壤中的礦物顆粒大都是互相聚合在一起,形成較大的復粒(微團聚體)或團聚體顆粒。一定條件下,土壤結構有利于植物根系活動,通氣、保水、保肥就是土壤結構良好。結構良好的土壤,通常顆粒小、土粒細、粘結力強,有利于形成復粒。作為膠粒的土壤需要有引起土壤聚合的因素,如Ca2+、Fe3+等多價陽離子,需要豐富的有機物,腐殖質作為膠結劑,參與土壤顆粒的團聚。再加上植物根系對土壤的穿插、擠壓或微生物活動,土壤的干濕交替和熔融交替都有利土壤良好結構的形成?商岣咄寥辣K、保肥能力,并有抗暴雨侵蝕,防止水土流失的能力。
土壤環境特性-物理特性
土壤環境特性-化學特性
土壤膠體
土壤膠體的結構:
膠核二氧化硅,氧化鐵鋁,次生硅酸鹽,腐殖質
決定電位離子層膠核表面分子解離成為離子,或從溶液中吸收某種離子而成
補償離子層
膠團間溶液
土壤膠體種類
土壤無機膠體
    包括層狀硅酸鹽和氧化物類。含水氧化硅膠體,含水氧化鐵鋁膠體,水鋁英石,粘土礦物
土壤有機膠體
有機無機復合體
土壤酸堿性
酸的產生
   生命活動
   土壤溶液中活性鋁的作用
   吸附態氫離子和鋁離子的作用
堿的產生
    土壤中大量存在的堿金屬的水解
土壤的酸堿度可以劃分為九級:
pH<4.5為極強酸性土;pH=4.5~5.5為強酸性土;pH>5.5~6.0為酸性土;pH>6.0~6.5為弱酸性土;pH>6.5~7.0為中性土;pH>7.0~7.5為弱堿性土;pH>7.5~8.5為堿性土;pH>8.5~9.5為強堿性土;pH>9.5為極強堿性土。
        中國土壤的pH大多在4.5~8.5范圍內,并呈東南酸西北堿的規律。土壤的酸堿性直接或間接地影響污染物在土壤中的遷移轉化。
土壤緩沖性與氧化還原狀況
土壤的緩沖性
    主要與土壤有機膠體與粘粒含量有關,另外各種弱酸也具有緩沖性。
土壤的氧化還原狀況
    土壤是一個氧化物質和還原物質并存的體系。由于土壤所處條件不同,其溶液中氧化態物質與還原態物質的相對濃度不同。
因土壤中含有氧化性和還原性無機物質和有機物質,使其具有氧化性和還原性,可以用氧化還原電位(Eh)來衡量。
         Eh>300mV:氧化體系起主導作用,土壤處于氧化狀態。
          Eh<300mV:還原體系起主導作用,土壤處于還原狀態。
土壤環境中的礦化作用和腐殖化作用
礦化作用
  在微生物作用下,土壤中有機化合物轉化為無機化合物的過程。
  土壤性質、化合物中有關元素的比例對礦化作用強度有影響。
腐殖化作用
  是指動植物殘體在微生物作用下轉變為腐殖質的過程。
影響因素:
生物殘體的化學組成;
環境的水熱條件;
土壤性質,特別是土壤的酸度。
土壤退化
水土流失
土壤風蝕和沙漠化
土壤鹽堿化
 

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