第四章 土壤环境优秀PPT.ppt

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1、第四章 土壤环境第一页，本课件共有50页第一节 土壤的组成和性质S 土壤在土壤植物动物系统中是输送太阳能的主土壤在土壤植物动物系统中是输送太阳能的主要传递者；要传递者；S 土壤在全球性的能量和物质循环和转化中具有重要土壤在全球性的能量和物质循环和转化中具有重要意义；意义；S 土壤具有天然肥力和生长植物物质的能力，是人类土壤具有天然肥力和生长植物物质的能力，是人类生存和农业生产的基础条件；生存和农业生产的基础条件；S 土壤是一种农业生产资源和环境要素。土壤是一种农业生产资源和环境要素。一、土壤的定位第二页，本课件共有50页 由于人类大规模的生产、生活等活动，改变了影响土壤发育由于人类大规模的生产

2、、生活等活动，改变了影响土壤发育的生态环境，使土壤本身受到破坏，土壤侵蚀、水土流失、土地的生态环境，使土壤本身受到破坏，土壤侵蚀、水土流失、土地沙化和贫瘠化等生态环境破坏问题；沙化和贫瘠化等生态环境破坏问题；大规模现代化农业生产的实现、大量使用化肥、农药杀虫剂等，大规模现代化农业生产的实现、大量使用化肥、农药杀虫剂等，使土壤遭受到不同程度的污染。使土壤遭受到不同程度的污染。关注的土壤环境问题关注的土壤环境问题第三页，本课件共有50页 矿物质3845 有机质512 土壤空隙50 矿物质占固相的9095 有机质占110%二、土壤的组成容积重量第四页，本课件共有50页土壤的形成土壤的形成风化作用风化

3、作用岩石母质土壤成土过程成土过程第五页，本课件共有50页v 原生矿物：来源于岩石受到不同程度的物理风化作用的碎原生矿物：来源于岩石受到不同程度的物理风化作用的碎屑，其组成和结晶构造没有改变，主要有硅酸盐和铝硅酸盐类、屑，其组成和结晶构造没有改变，主要有硅酸盐和铝硅酸盐类、氧化物类、硫化物和磷酸盐类、某些特别稳定的原生矿物；氧化物类、硫化物和磷酸盐类、某些特别稳定的原生矿物；v 次生矿物：原生矿物经化学风化后形成的新矿物，其化次生矿物：原生矿物经化学风化后形成的新矿物，其化学组成和结晶构造有所改变，包括简单盐类、次生氧化物、学组成和结晶构造有所改变，包括简单盐类、次生氧化物、铝硅酸盐类矿物铝硅酸

4、盐类矿物1、土壤矿物质第六页，本课件共有50页原生矿物的分解3KAlSi3KAlSi3 3O O8 8(钾长石钾长石)+H)+H2 2O+COO+CO2 2KHKH2 2Al Al3 3Si Si2 2O O1212(高岭石高岭石)+6SiO)+6SiO2 2+K+K2 2COCO3 3非晶质胶体矿物（易变石）非晶质胶体矿物（易变石）过渡矿物（变稳石）过渡矿物（变稳石）稳定黏土矿物（稳定石）稳定黏土矿物（稳定石）次生黏土矿物的合成第七页，本课件共有50页2、土壤矿物质的机械组成土壤矿物质的机械组成 土壤中的矿物质由岩石风化和成土 过程中形成的不同大小的矿物颗粒（或土粒）组成的，它们的直径差异很

5、大：大颗粒由岩石、矿物碎屑或原生矿物岩石、矿物碎屑或原生矿物 细颗粒由次生矿物组成次生矿物组成 土壤矿物粒级分类土壤矿物粒级分类 土壤质地：各粒级在土壤中所占的相对比重土壤质地：各粒级在土壤中所占的相对比重第八页，本课件共有50页v来源：来源：各种动植物、微生物残体及人畜粪便。各种动植物、微生物残体及人畜粪便。v类型：类型：非腐殖物质非腐殖物质：碳水化合物；有机酸；木质素等。：碳水化合物；有机酸；木质素等。腐殖质腐殖质：结构复杂，是微生物作用下形成的性质稳定：结构复杂，是微生物作用下形成的性质稳定的新的高分子化合物。其形成分两个阶段：首先产生构成的新的高分子化合物。其形成分两个阶段：首先产生构

6、成腐殖质主要成分的原始材料；将上述原始材料通过缩合与腐殖质主要成分的原始材料；将上述原始材料通过缩合与聚合作用，形成腐殖质的单体分子。聚合作用，形成腐殖质的单体分子。3 3、有机质、有机质第九页，本课件共有50页土壤腐殖质的作用土壤腐殖质的作用v 土壤养分的主要来源 v 促进土壤养分有效化 v 形成土壤结构 v 减轻污染 v 其它第十页，本课件共有50页4、土壤空气、土壤空气v主要成分：主要成分：N2、O2、CO2、水汽等、水汽等v还有：还有：CH4、H2S、H2、PH3、CS2、C2H6、C3H8、C2H4、C3H6、C2H2、Ar、Ne、Rn、各种氮氧化物、各种氮氧化物、高蒸汽压的农药等高

7、蒸汽压的农药等第十一页，本课件共有50页jNaNa+、K K+、MgMg2+2+、CaCa2+2+、Cl Cl-、NONO3 3-、HCOHCO3 3-等离子等离子j有机物有机物j各种有机的、无机的污染物各种有机的、无机的污染物 5、土壤溶液、土壤溶液第十二页，本课件共有50页6、土壤剖面形态、土壤剖面形态v覆盖层覆盖层(A(A0 0)v淋溶层淋溶层(A)(A)v沉积层沉积层(B)(B)v母质层母质层(C)(C)v风化层风化层(D)(D)第十三页，本课件共有50页二、土壤的物理性质二、土壤的物理性质 1、土壤的种类、土壤的种类 土壤根据矿物质颗粒的大小（砂粒径土壤根据矿物质颗粒的大小（砂粒径1

8、 10.050.05毫米，粘土粒径毫米，粘土粒径0.0010.001毫米）可以分成三类：毫米）可以分成三类：v砂质土壤砂质土壤含砂粒含砂粒50507070，土壤疏松，通气性好，土壤温度，土壤疏松，通气性好，土壤温度升高得快，透水性强，保水保肥性差。较宜种植薯类、花升高得快，透水性强，保水保肥性差。较宜种植薯类、花生、谷子、果树等。生、谷子、果树等。v粘质土壤粘质土壤含粘土粒含粘土粒30304040，土质粘重，保水保肥力强，通透性，土质粘重，保水保肥力强，通透性差，有机质分解缓慢，宜种水稻。差，有机质分解缓慢，宜种水稻。v壤土壤土含砂粒含砂粒2020左右，含粘粒左右，含粘粒3030左右，通透性持

9、水性较好，左右，通透性持水性较好，保肥供肥力也较强，适宜栽种的作物范围很广。保肥供肥力也较强，适宜栽种的作物范围很广。第十四页，本课件共有50页15 2、土壤的地带性、土壤的地带性 水平地带性水平地带性(纬度地带性纬度地带性)，即土壤地带大致沿纬线方向延伸，按纬度方向逐渐变化的规律。产生的原因是太阳辐射在球形地表分布不均，造成不同纬度上热量的差异，从而引起温度、降水等气象要素自赤道向两极呈规律性变化，与此相应地引起生物、土壤呈带状分布。垂直地带性垂直地带性(经度地带性经度地带性)是山地土壤随海拔高度不同而变化的规律，是在水平地带性的基础上发展起来的。区域地带性区域地带性第十五页，本课件共有50

10、页16 v 土壤中的矿物质颗粒，在大多数情况下不是以单粒状态存在，而是互相粘聚或者被胶结成大小、形状、性质不同的土片、土块、土团甚至团聚体。v 结构类型：块状及棱块状，柱状及棱柱状，片状，单粒结构及团粒结构。3、土壤的形态结构、土壤的形态结构 第十六页，本课件共有50页17 形成机制v土粒的粘聚土粒的粘聚 粘粒的凝聚作用粘粒的凝聚作用 有机质的胶结作用有机质的胶结作用 难溶性化合物的胶粘作用难溶性化合物的胶粘作用 水膜的粘结作用水膜的粘结作用v土壤结构的成型土壤结构的成型 生物作用生物作用 干湿交替干湿交替 冻融交替冻融交替 耕作作用耕作作用第十七页，本课件共有50页 土壤结构：土壤颗粒（包括

11、单独颗粒、复粒和团聚体）的空间排列方式及其稳定程度，孔隙的分布和结合的状况。有利于植物根系活动，通气、保水、保肥、抗暴雨侵蚀、防止水土流失等就是土壤结构良好（土壤颗粒小、土粒细、粘结力强，有利于形成复粒）。土壤孔隙系统包括形状、大小各不相同的大量粒间孔隙包括大孔隙（非毛管孔隙）：不能吸持水分，易通气、脱水，占1/52/5为宜小孔隙（毛管孔隙）第十八页，本课件共有50页19 4、土壤环境特性v土壤胶体 土壤胶体的结构:v胶核二氧化硅，氧化铁铝，次生硅酸盐，腐殖质 v决定电位离子层胶核表面分子解离成为离子，或从溶液中吸收某种离子而成 v补偿离子层 v胶团间溶液第十九页，本课件共有50页20 5、土

12、壤胶体种类 土壤无机胶体 含水氧化硅胶体，含水氧化铁铝胶体，水铝英石，粘土矿物 v土壤有机胶体 v有机无机复合体 第二十页，本课件共有50页=巨大的表面积和表面能=电荷性质=分散性和凝聚性土壤胶体性质第二十一页，本课件共有50页6、土壤的吸附作用p生物吸收p机械吸收p物理吸收p化学吸收p物理化学吸收第二十二页，本课件共有50页7、土壤的离子交换作用l阳离子交换胶核.Mn+nNH4 胶核.nNH4+Mn+致酸离子：致酸离子：H+、Al3+盐基离子：盐基离子：盐基饱和土壤盐基饱和土壤 盐基不饱和土壤盐基不饱和土壤 盐基饱和度盐基饱和度l阴离子交换第二十三页，本课件共有50页24 8、土壤酸碱性、土

13、壤酸碱性（1）土壤酸度 （2）土壤碱度 来源于CO32-与HCO3-的碱金属及碱土金属盐类 碳酸盐碱度和重碳酸盐盐度的总称为总碱度（3）土壤缓冲性 主要与土壤有机胶体与粘粒含量有关，另外各种弱酸也具有缓冲性。第二十四页，本课件共有50页9、土壤氧化还原状况、土壤氧化还原状况 土壤是一个氧化物质和还原物质并存的体系。由于土壤所土壤是一个氧化物质和还原物质并存的体系。由于土壤所处条件不同，其溶液中氧化态物质与还原态物质的相对浓处条件不同，其溶液中氧化态物质与还原态物质的相对浓度不同。度不同。主要氧化剂：主要氧化剂：O O2 2、NONO3 3-和高价金属离子和高价金属离子 主要还原剂：主要还原剂：

14、有机质和低价金属离子有机质和低价金属离子第二十五页，本课件共有50页26 第二节 土壤的污染一、土壤污染的概念与特点一、土壤污染的概念与特点 1 1、概念概念：人类活动产生的污染物进入土壤并积累到一定程度，：人类活动产生的污染物进入土壤并积累到一定程度，引起土壤质量恶化的现象。引起土壤质量恶化的现象。2 2、特点特点：v 隐蔽性与滞后性隐蔽性与滞后性v 累积性与地域性累积性与地域性v 不可逆转性不可逆转性v 治理困难而周期长治理困难而周期长 3 3、判断标准判断标准：作物产量和质量的下降。作物产量和质量的下降。第二十六页，本课件共有50页 二、土壤污染源二、土壤污染源 1 1、工业污染源、工业

15、污染源 2 2、农业污染源、农业污染源 3 3、生物污染源、生物污染源 按污染源性质划分：按污染源性质划分：v无机污染物无机污染物:重金属、放射元素、盐、碱、酸等重金属、放射元素、盐、碱、酸等 v有机污染物有机污染物:农药、酚、石油等农药、酚、石油等v化学肥料化学肥料v致病的微生物致病的微生物 三、土壤污染物质三、土壤污染物质第二十七页，本课件共有50页四、土壤污染的发生类型四、土壤污染的发生类型水体污染型水体污染型工工业业废废水水和和城城市市生生活活污污水水未未经经处处理理或或不不实实行行清清污污分分流流，直接排放造成的。直接排放造成的。特特点点：污污染染物物质质一一般般集集中中于于土土壤壤

16、表表层层，但但随随时时间间的的延延长长，污污染染物物质质也可由上向下扩散和转移，可达地下水深度。也可由上向下扩散和转移，可达地下水深度。大气污染型大气污染型 来源于被污染的大气，主要污染物为二氧化硫、氮氧化物来源于被污染的大气，主要污染物为二氧化硫、氮氧化物和颗粒物等；和颗粒物等；特点：污染物质主要集中在土壤表层，以大气污染源为中特点：污染物质主要集中在土壤表层，以大气污染源为中心呈环状或带状分布。心呈环状或带状分布。第二十八页，本课件共有50页四、土壤污染的发生类型四、土壤污染的发生类型农业污染型农业污染型污染物主要来自施入土壤的化学农药和化肥；污染物主要来自施入土壤的化学农药和化肥；特特点

17、点：污污染染程程度度与与化化肥肥、农农药药的的数数量量、种种类类、施施用用方方式式等等有有关。一般在根层以下积累或转入地下水，成为潜在的污染物。关。一般在根层以下积累或转入地下水，成为潜在的污染物。固体废物污染型固体废物污染型污染物为工矿企业排出的尾矿废渣、污泥和城市垃圾；污染物为工矿企业排出的尾矿废渣、污泥和城市垃圾；特特点点：污污染染物物在在地地表表堆堆放放或或处处置置过过程程中中通通过过扩扩散散、降降水水淋淋滤滤等等直接或间接地影响土壤与地下水。直接或间接地影响土壤与地下水。第二十九页，本课件共有50页30 五、土壤的自净能力五、土壤的自净能力 土壤通过对有机、无机物的吸附固定作用，使得

18、污染物通过土壤后土壤通过对有机、无机物的吸附固定作用，使得污染物通过土壤后减轻了毒害，即为土壤的自净作用。减轻了毒害，即为土壤的自净作用。作用方式：作用方式：（1 1）微生物降解）微生物降解 （2 2）无机和有机胶体通过吸附、解吸、代换等）无机和有机胶体通过吸附、解吸、代换等 （3 3）植物修复）植物修复 作用结果：作用结果：有些污染物在土壤中蓄积起来；有些被转化而降低，或消除有些污染物在土壤中蓄积起来；有些被转化而降低，或消除了活度与毒性。了活度与毒性。第三十页，本课件共有50页第三节 重金属对土壤的污染一、土壤中重金属元素的来源一、土壤中重金属元素的来源 1 1、原生岩石、原生岩石 2 2

19、、大气污染、大气污染 3 3、农业施肥、农业施肥 4 4、污水灌溉、污水灌溉 5 5、金属加工业、金属加工业 二、土壤中重金属元素的背景值二、土壤中重金属元素的背景值 1 1、环境背景值：、环境背景值：指环境中诸因素如大气、水体、土壤以及植物、动物和人体组织等在正常情况下，化指环境中诸因素如大气、水体、土壤以及植物、动物和人体组织等在正常情况下，化学元素的含量及其赋存形态。学元素的含量及其赋存形态。2 2、步骤：、步骤：在非污染区的代表性土壤类型中采样和分析在非污染区的代表性土壤类型中采样和分析 对比和计算，确定典型土壤中重金属元素的含量对比和计算，确定典型土壤中重金属元素的含量 检验分析数据

20、，剔除异常值检验分析数据，剔除异常值 第三十一页，本课件共有50页三、重金属元素在土壤中的迁移转化三、重金属元素在土壤中的迁移转化 （一）重金属元素在土壤中污染特征（一）重金属元素在土壤中污染特征 1 1、不易被生物分解、不易被生物分解 2 2、复合污染、复合污染 3 3、可移动性差（迁移距离短）、可移动性差（迁移距离短）4 4、潜伏性、潜伏性 5 5、蓄积性、蓄积性 （二）土壤条件与重金属的迁移转化（二）土壤条件与重金属的迁移转化 1 1、氧化还原、氧化还原 2 2、酸碱度、酸碱度 3 3、土壤胶体的吸附作用、土壤胶体的吸附作用 4 4、络合、络合-螯合作用螯合作用第三十二页，本课件共有50

21、页第四节 化学农药对土壤的污染一、化学农药对生态环境的影响一、化学农药对生态环境的影响 1 1、破坏了自然界原生生态平衡、破坏了自然界原生生态平衡 2 2、害虫产生了抗药性，增加了防治费用和成本、害虫产生了抗药性，增加了防治费用和成本 3 3、农药在环境中蓄积，产生了环境污染问题、农药在环境中蓄积，产生了环境污染问题二、主要的农药类型二、主要的农药类型 1 1、有机氯类农药、有机氯类农药 2 2、有机磷类农药、有机磷类农药 3 3、氨基甲酸酯农药、氨基甲酸酯农药 4 4、除草剂、除草剂 第三十三页，本课件共有50页 三、农药在土壤中的迁移、降解及残留三、农药在土壤中的迁移、降解及残留 （一）农

22、药污染土壤的主要途径（一）农药污染土壤的主要途径 种子处理剂、农药喷洒种子处理剂、农药喷洒 （二）农药残留（二）农药残留 1 1、影响农药残留的影响、影响农药残留的影响 （1 1）化学农药的性质）化学农药的性质 （2)2)土壤性质土壤性质 质地粘重和有机质；质地粘重和有机质；pHpH；温度；水分；温度；水分 2 2、农药残留量、农药残留量 半衰期、残留量半衰期、残留量 第三十四页，本课件共有50页 三、农药在土壤中的迁移、降解及残留三、农药在土壤中的迁移、降解及残留 （三）农药在土壤中的转化（三）农药在土壤中的转化 1 1、吸附作用、吸附作用 （1 1）物理吸附）物理吸附 （2)2)物理化学吸

23、附物理化学吸附 （3 3）氢键吸附）氢键吸附 2 2、挥发和扩散、挥发和扩散 3 3、降解、降解 光化学降解、化学降解、微生物降解光化学降解、化学降解、微生物降解 第三十五页，本课件共有50页第五节、土地沙化、荒漠化和沙尘暴第五节、土地沙化、荒漠化和沙尘暴土土地地沙沙漠漠化化已已成成为为世世界界性性灾灾难难。全全世世界界沙沙漠漠和和沙沙漠漠化化土土地地已已有有4500多多万万平平方方公公里里，沙沙漠漠化化土土地地每每年年还还以以5至至7万万平平方方公公里里的的速速度度在在扩扩大大，全全世世界界有有10亿亿人人口口的的生生产产、生生活活直直接接受受沙沙漠漠威威胁胁，2/3的的国国家家和和地地区区

24、饱饱尝尝土土壤壤沙沙化化之之苦苦。土土壤壤沙沙化化已已被被列列为为当当今今世世界界十十大大环境问题之首。环境问题之首。第三十六页，本课件共有50页1.沙漠化：沙漠化：非洲的北部，非洲的北部，5600公里长、宽公里长、宽2000公里，总面积公里，总面积945万平万平方公里的浩瀚沙漠，这就是撒哈拉大沙漠。方公里的浩瀚沙漠，这就是撒哈拉大沙漠。第三十七页，本课件共有50页第三十八页，本课件共有50页2.2.荒漠化：荒漠化：干旱、半干旱和湿润、半湿润地区，由于气干旱、半干旱和湿润、半湿润地区，由于气候变化或人类活动造成的土地退化。候变化或人类活动造成的土地退化。原因：原因：过渡放牧和不过渡放牧和不适当

25、的旱作农业；适当的旱作农业；大量砍伐森林大量砍伐森林。第三十九页，本课件共有50页 拉丁美洲的拉丁美洲的亚马逊河亚马逊河流域流域，2020世纪世纪6060年代开始年代开始的大规模的大规模“垦荒运动垦荒运动”，有些地方现已成为不毛之有些地方现已成为不毛之地；地；第四十页，本课件共有50页3.3.沙尘暴：沙尘暴：前苏联的黑风暴事件。十万拓荒者在哈萨前苏联的黑风暴事件。十万拓荒者在哈萨克斯坦北部，俄罗斯东部，开垦了克斯坦北部，俄罗斯东部，开垦了40004000万公顷万公顷土地；到了土地；到了19631963年，干旱的春天发生了沙尘暴，年，干旱的春天发生了沙尘暴，300300万公顷的作物由于干旱全部损

26、失掉。万公顷的作物由于干旱全部损失掉。美国美国19341934年的黑风暴事件。年的黑风暴事件。第四十一页，本课件共有50页 美国美国19341934年年的沙尘暴的沙尘暴第四十二页，本课件共有50页第四十三页，本课件共有50页我国的实例：我国的实例：我国是世界上受我国是世界上受荒漠化危害最严重荒漠化危害最严重的国家之一。的国家之一。黄河流域黄河流域大片大片丰沃的森林与良田成为风沙迷漫的高原荒地；著名的丝绸之路等等；丰沃的森林与良田成为风沙迷漫的高原荒地；著名的丝绸之路等等；到到19931993年，年，全国荒漠化土地面积已达全国荒漠化土地面积已达332.7332.7万平方公里，万平方公里，超超过国

27、土总面积的过国土总面积的1/31/3。我国荒漠化最严重的地区在西北部的新疆、。我国荒漠化最严重的地区在西北部的新疆、甘肃、青海、内蒙、宁夏等省和自治区，尤其是半干旱地带的农甘肃、青海、内蒙、宁夏等省和自治区，尤其是半干旱地带的农牧交错区和草原上开垦的干旱农业区。牧交错区和草原上开垦的干旱农业区。第四十四页，本课件共有50页 19931993年年5 5月月5 5日，甘肃省金昌市遭受特大沙尘暴，黑风日，甘肃省金昌市遭受特大沙尘暴，黑风过境时，过境时，能见度为零米能见度为零米，风速，风速3232米米/秒。这次特大沙尘秒。这次特大沙尘暴横扫我国西北暴横扫我国西北110110万平方公里、万平方公里、72

28、72个县市、个县市、12001200万万人口。据统计，共人口。据统计，共夺去了夺去了8080多人的生命，资产损失近多人的生命，资产损失近1010亿元亿元。第四十五页，本课件共有50页 金昌沙尘暴金昌沙尘暴 沙尘笼罩的北大校园沙尘笼罩的北大校园第四十六页，本课件共有50页 我国沙尘暴的分布我国沙尘暴的分布第四十七页，本课件共有50页沙尘暴来了沙尘暴来了第四十八页，本课件共有50页v控制和消除工业控制和消除工业“三废三废”排放排放v加强土壤污灌区的监测和管理加强土壤污灌区的监测和管理v合理施用化肥和农药合理施用化肥和农药v增加土壤容量和提高土壤净化能力增加土壤容量和提高土壤净化能力一、控制和消除土

29、壤污染源一、控制和消除土壤污染源第六节第六节土壤污染的防治土壤污染的防治v施加抑制剂施加抑制剂v控制土壤氧化还原状况控制土壤氧化还原状况v改变耕作制度改变耕作制度v客土翻深客土翻深v制定农药的容许残留量（制定农药的容许残留量（ADIADI）二、防治土壤污染的措施二、防治土壤污染的措施第四十九页，本课件共有50页习习 题题1、土壤矿物质的分类及区别、土壤矿物质的分类及区别2、盐基饱和度、盐基饱和土壤、盐基不饱和土壤、盐基饱和度、盐基饱和土壤、盐基不饱和土壤 环境背景值环境背景值3、何谓土壤污染和土壤自净、何谓土壤污染和土壤自净4、确定金属元素背景值的步骤、确定金属元素背景值的步骤5、土壤污染发生的主要类型、土壤污染发生的主要类型6、农药在土壤中的降解主要包括几类、农药在土壤中的降解主要包括几类7、控制和消除土壤污染的措施、控制和消除土壤污染的措施8、试述重金属在水土环境中转化途径、试述重金属在水土环境中转化途径第五十页，本课件共有50页