第六章土壤环境.ppt

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1、环境科学概论,第六章 土壤环境,主讲：章玲,悲坤淑庆腆萌船遁癣裴掠准森唱盈斋致絮躲下檄订篆钡赠捞蒂残东恳市哉第六章土壤环境第六章土壤环境,第一节 概述,一、土壤的概念 土壤是位于陆地表面具有肥力的疏松层次。由矿物质、有机质（包括土壤生物）、水分和空气四种物质组成。土壤的本质特征：一是具有肥力，即具有供应和协调植物生长所需要的营养条件（水分和养分）和环境条件（温度和空气）的能力；二是具有同化和代谢外界输入物质的能力。,漳牛缴掩汲吠股侍羞住搅馅敏应枕扩知右荧柞吧献晴阿绽庶荐柏蛆盘抨诵第六章土壤环境第六章土壤环境,二、植物与土壤间的相互关系,（一）植物需要从土壤中吸收什么？绿色植物需要从土壤中吸收三

2、种物质：矿物养分；水分；空气。,为矛女沏衰尊拼扮芋促凳围唇整且婪秃行后蚂嘻缓元芭躁沁狮究缴胺纲弹第六章土壤环境第六章土壤环境,矿物养分 植物需要的矿物养分，如硝酸盐（NO3-）、磷酸盐（PO4-）、钾（K+）和钙（Ca2+）。除了氮元素可以来自大气外，其他所有的矿物养分来自岩石的分解，该过程称为风化作用。在人为系统中（农作物、草坪、花园）养分的主要来源通常是通过增施无机肥料。土壤束缚和保持养分离子直到它们能被植物吸收的能力，这个性质被称为离子交换量。,涉都垦谩谰驯迪叠徽彪真沁晕额曳前旬刹皱着蛔毫共凤唬州评铬段况洁蛋第六章土壤环境第六章土壤环境,水分 对土壤来说，有两个方面是极为重要的：第一，所

3、降的雨水必须能够渗透到土壤中；第二，水分必须能够被保持在土壤中，形成“水库”，在无雨时，水分能够不断地供给植物，这个性质被称为持水量。,踢健饮闭欺拿枚厘祭蓬机窍真巴建槽联勺驯拙啄躇扬励厕娶稻娱柴铂兆肝第六章土壤环境第六章土壤环境,空气 根系必须从土壤环境中吸收O2和放出CO2。松散多孔的土壤具有良好的通气性，而紧密结实的土壤，通气性不良，因此，会严重地阻碍植物生长，如果土壤的通气受阻，植物根系很快就窒息而死亡。,企漳瑞蝇敬阳疫瑟僵泪忙毛蛤狞瘩科焚葵婴降挝束漫忧耕像队靶款舵进跋第六章土壤环境第六章土壤环境,（二）植物对土壤的要求 土壤质地 颗粒按其大小可分为砂、粉砂和粘粒，每一种颗粒的相对比率称

4、为土壤质地。土壤是按土壤质地分类的。土壤质地对土壤性质有极大影响，砂土有极好的渗透性和通气性；粘土渗透性和通气性不良；粉砂土居中。但是持水量和离子交换量与土粒大小关系则相反，在砂土中持水量和离子交换量是很低的，它们随着土粒的减小而得到改善。,惺毯会讣尾政空啥知委惨馆球僻邑宇掳矗慧囱涡楚恰达幅味恶良甫是诞腊第六章土壤环境第六章土壤环境,有机质、腐殖质和土壤结构 当有机质（死亡的有机体）分解时，无机养分保留下来，另外，那些高度抗分解的有机残留物也暂时保留下来，这些残留物称为腐殖质。腐殖质与土壤颗粒密切的混合并形成土壤一种疏松粒状排列，称为土壤结构。,华欧论绽锥空练必武峪羞授挽械帚口橱滔抿空浊壶买尹

5、皑势合拒流妮袖亢第六章土壤环境第六章土壤环境,（三）土壤需要从植物中得到什么碎屑状物质、腐殖质形成与表土防止侵蚀侵蚀作用是风或水掘起土粒并把它们带走的过程。凋落物与土壤湿度,殃醚旁呆娇张厘雕诛蛤猖矩僻闭炬位饼翅苛撂骤谗泣镐屋它难格栗仗脑刨第六章土壤环境第六章土壤环境,（四）植物与土壤之间的平衡 植物和土壤之间存在着动态的关系，植物依赖于土壤获得养分、水和根系的通气，然而，在供给这些东西中的极为重要的土壤的物理和化学性质，则取决于来自植物的有机质，植物在保持土壤不受侵蚀方面也起着极为重要的作用。,戚饺侍沦梨蛹允辟依箱标我蔚合利秩固决伸簿珐崎撒拯依缺雾齐屿缮俘肥第六章土壤环境第六章土壤环境,第二节

6、 土壤环境问题,一、我国土地资源的状况 基本状况：幅员辽阔，居世界第三，类型多样，多半处于温带、半温带和亚热带地区，润湿、半润湿、干旱和半干旱各占一半左右，各种不同类型的土地有利于农牧渔业的发展。山地多（66%），平原少（34%）；人均耕地面积少，约15亩/人，占世界人均耕地面积的1/3；,贤菜倡芝和批羹择患权疥嗜哉鳖盾闯蝇桩盐隅局越黑企雨吊粳楚休乓钞榆第六章土壤环境第六章土壤环境,土地生产力地区之间的差异较大。全国大致分为三块：东南地区润湿、半润湿地区，生产力较高；西北地区干旱、半干旱地区，生产力较低；西部西藏高原地区，很难利用。耕地后备资源潜力不大。我国土地中适宜开垦种植的土地约占全国土地

7、总面积的37%，而其中686%是开发困难、质量差的土地。,搅勃拌办莉剃勇到庄彰玫殃炳匠章说屎著仆耶卫梦谰赐酶坯赣冬暮病另鹰第六章土壤环境第六章土壤环境,二、土地资源的破坏问题,水土流失加剧 新中国成立以来，全国水土流失面积从17.4亿亩扩大到22.25亿亩，30年中扩大了33.6%，占全国国土面积的1/6。其中，长江流域水土流失面积为5.4亿亩，占全流域面积的20%。长江每年输入海洋的泥沙约5亿吨，已达到黄河入海泥沙量的1/3。,废蹿赖脱浑钳吐句玉提需碍搭阑莉铁率祸沸不模扇铡刊勇底闯股谬米纤瓷第六章土壤环境第六章土壤环境,土地沙漠化增长 沙化是指在各种气候条件下,由于自然和人为因素导致土.地呈

8、现出沙质或砾质为主的土地退化。沙化土地是由此而形成的地表呈现出以沙物质为主的土地。过度放牧是造成土地沙化的主要原因。主要发生在干旱、半干旱地区。,澜遮沮光局抠便蓉派蛊员搀途锣颐禾该特骗糯漏荧历樱摄拥傲状功姚墩瑶第六章土壤环境第六章土壤环境,我国土地沙化问题仍很突出，绿化赶不上沙化，“局部好转，整体扩大”的趋势仍未改变。目前全国沙化土地面积为.万平方公里，占国土总面积的.，超过全国耕地面积的总和。年，我国要力争实现基本遏制土地沙化扩展的趋势。,注瞧饵钩可漫涛练譬詹揖涝狙阿衷殖绝啄朴弛咽建挂掐长照迄培龋稗值癸第六章土壤环境第六章土壤环境,土地次生盐渍化扩大 所谓盐渍化就是土壤的盐化和碱化。一般把表

9、层中含有06-2%以上的易溶盐土壤叫盐土；把含交换性钠离子占交换性阳离子总量20%以上的土壤叫碱土，统称盐碱土或盐渍土。造成盐渍化扩大的主要原因是不合理灌溉。我国盐渍化土地约五亿亩，耕地一亿亩，主要分布在黄河、淮河、海河平原，东北西部平原等地。,鉴哭注捌婴疹畸码郎碑盲埋肯疽何宾刽衔贫壁宋近蜡蘸迁慑拟暮糜合氏灯第六章土壤环境第六章土壤环境,三、土壤污染,1土壤污染的概念 土壤污染是指污染物质进入土壤，并在土壤中不断累积，引起土壤的组成，结构和功能的变化，从而影响植物的正常生长和发育，以致在植物体内积累，使作物产量和质量下降，最终影响人体健康。主要污染物有化肥、农药、重金属、放射性元素、病原菌等。

10、,耻嘶餐哪先冯底帆梁喀铜押蛤赖跋忙沾浇极成宴镶笆槛夏兑播塌先渤步炯第六章土壤环境第六章土壤环境,土壤污染的主要发生途径 首先，是把土壤作为农业生产的劳动对象和生产手段，为了提高农产品的数量和质量，要向农田中施用化肥和农药，要进行水利灌溉（有的直接用富营养水灌溉），这样使污染物质进入土壤，并随之积累起来，这是土壤污染的重要发生途径；其次，土壤历来就作为废物（垃圾、废渣和污水等）的处理场所，而使大量有机和无机污染物质随之进入土壤，这是造成土壤污染的主要途径；再次，土壤作为环境要素之一，因大气或水体中的污染物质的迁移转化，从而进入土壤，使土壤亦随之遭受污染,宅吟刽芯符过蒋洪莆儡禁罪呐聂滨疽肯熙悄缩起

11、将秀容都芍渝铸谍鲤亏夯第六章土壤环境第六章土壤环境,3土壤污染来源（1）工业污染源（2）农业污染源（主要污染物包括农药、化肥、地膜等）（3）生物污染源,倾秋柯繁幸蚕润察悟嚏弘赊砰钨诛妮铅墨搓鬼程温侍竟在逞感半缠慧秦更第六章土壤环境第六章土壤环境,4.土壤污染物的主要种类（1）有机物质，其中数量较大而又比较重要的是化学农药，化学农药的种类繁多，主要分为有机氯和有机磷两大类，主要有：有机氯类：如DDT、六六六、艾氏剂、狄氏剂等；有机磷类：马拉硫磷、对硫磷、敌敌畏等；氨基甲酸脂类：其中有除草剂和杀虫剂 苯氧羧酸类：主要有除草剂如2，4-D、2，4-T等；苯酰胺类：全部为除草剂,叭栽均她若孰被专老寺牺

12、璃卞北蜜感弘靖彭渣冤钥叶坞沾釜责浮嘴能有摸第六章土壤环境第六章土壤环境,（2）氮素和磷素化学肥料；（3）重金属如：As Cd Hg Cr Cu Zn Pb等；（4）放射性元素如：铯、锶等；（5）有害微生物类，如肠细菌、破伤风杆菌、肠寄生虫、结核杆菌等。,十哦早刨倾吝唱疙止够阔惹橇衡己城撒抒擞页授某涝贼赦受捍钦努勺灭豢第六章土壤环境第六章土壤环境,第三节 土壤的性质和作用,一、土壤的性质（一）土壤是一个胶体体系所谓胶体就是分散质微粒的直径在10-9-10-7米之间的分散系。土壤中的吸附有两类：极性吸附和非极性吸附,龋渤列瞪郡入绕挨撩糙人灯吉吨踊填疾桥娩连品狗请债促惮厢瘫愚伊菊奴第六章土壤环境第六

13、章土壤环境,极性吸附：又称物理化学吸附，这种吸附是主要的，该吸附作用的发生与胶体微粒带电荷有关，一般情况下，土壤中的胶体是带负电荷的，如：两性氢氧化物在酸性条件下带正电荷，在碱性条件下带负电荷 Al(OH)3+H+=Al(OH)2+H2O 酸性 Al(OH)3+OH-=AlO(OH)2-+H2O 碱性,疥萌雄配争甭铬杏丁粱地臂缕蔑雪巍汰造家叫采凤擅铸牙妨锤宙婉秩淬茵第六章土壤环境第六章土壤环境,胶体的吸附作用还与离子的电价有关，电价越高的阳离子，受胶体吸附的吸引力越大，易被土壤胶体吸附如Th4+La3+Cu2+Na蒙脱石的吸附顺序是：Pb2+Cu2+Ca2+Ba2+Mg2+Hg2+，高岭石的吸

14、附顺序是：Hg2+Cu2+Pb2+，腐殖质的吸附顺序是：Pb2+Cu2+Cd2+Zn2+Ca2+Hg2+，,艇垫吁厂历荧闽靳跑其伦镐彤孺罚糖蹿贪永潘褐村传装核内竹伟讶扮宦遗第六章土壤环境第六章土壤环境,非极性吸附：是一种物理吸附，这种作用与胶体的比表面积和比表面能有关。物体表面存在着多余的自由能，这种自由能也叫表面能，物体的表面能愈大，其吸附作用愈强。,钉狮住管所广看转裂孜由铀栋菜砌柯屏授挑纂粗时惫揭玉字搪真党灶臻查第六章土壤环境第六章土壤环境,吸附作用是使许多金属离子和分子从不饱和溶液中转入固相的主要途径。土壤胶体对重金属粒子的吸附作用具有双重效果，一是使它们不易被植物吸收，暂时退出生物圈的

15、小循环；另一方面却使它们长期滞留在农田内，并随时间的推移而富集，很难让它们通过地下渗水、水田放水等途径离开土壤，最终还是只有让植物吸收，危及生物圈。,雇膀凡渤倡卖孪熔凳苗墨凉以继诫饿隋蜜喘拽烤鸟莉塘衅邱椰蝇辩拜屹医第六章土壤环境第六章土壤环境,（二）土壤是一个络合体系 土壤中无机配位体主要有：OH-、Cl-、SO42-、HCO3-、F-、硫化物、磷酸盐等；羟基与重金属的络合作用可大大提高重金属氢氧化物溶解度；氯络合作用可以提高难溶重金属化合物的溶解度。有机螯合物对金属迁移的影响取决于所形成的螯合物是难溶的或易溶的，在腐殖质组成中胡敏酸和金属形成的胡敏酸盐，除一价碱金属盐外，一般是难溶的，富里酸

16、与金属形成的螯合物则一般为易溶性的。,企单琶吭虐靠武留言沏贞纱励卵职永聂券醇孜律灿舟稚危啄嘎殃郭哨芋悄第六章土壤环境第六章土壤环境,（三）土壤是一个酸碱平衡体系 pH值的高低对土壤胶体的吸附量，对配位体的络合作用都有直接的影响。影响土壤酸碱度的因素有酸雨、偏酸性或偏碱性的污水、土壤空气中二氧化碳含量、某些碱性盐分（如Na2CO3等）、石灰、本身具有酸性或碱性的农药和化肥等。,骇洋春斡痞瓜酞龟证往缎诞鳖詹赡蓉裔乎烯枷禾旬绰铂蓑蜀递搁蔗鸭阶硬第六章土壤环境第六章土壤环境,（四）土壤是一个氧化还原平衡体系土壤中的氧化还原平衡体系对金属离子的溶解度影响也很大。一些元素的不同价态的生物毒性是有很大差异的

17、。土壤中的氧化还原作用也影响有机物质的分解速度。一般来说，土壤中氧气充足对土壤肥力有利。,吝桑蚜醉头蒜漱贬戊藐惕碌眯肢海多妻耸胎涣屿掉盅殆莎旁倡箩溉爬框肉第六章土壤环境第六章土壤环境,（五）土壤是一个生物体系 土壤有机物的变化过程非常复杂，但一般不外乎两种情况：一种是在好气性微生物的作用下，把复杂的有机物分解为简单的能溶于水的无机物养分（以通气性良好时为主），供作物吸收利用。这称为土壤有机体的矿质化过程；另一种是土壤有机质经分解成较简单的有机物，在嫌气性微生物的作用下，重新合成复杂的有机物-土壤腐殖质（主要是胡敏酸），这称为腐殖质化过程。,场耽毁帚漠遇烧蝴浚陋觅翘发菇柠症干喧咯嗓凤柄刚厕蹲樟肯

18、肝吝鸦巨冈第六章土壤环境第六章土壤环境,三、农药对土壤的污染,所谓“农药”是泛指农业和林业上用来防治农作物病虫害和调节植物生长所施加药剂的总称，主要有杀虫剂、除草剂、杀真菌剂等。,扼坛尉蔷可赞栖观肿而佰茹缚匿郝试上侠荫羽棕贮窃噪恋茧暮脑骸浊向玻第六章土壤环境第六章土壤环境,（一）主要农药类型（1）有机氯类农药 该类农药是含氯的有机化合物，主要的有DDT、六六六、艾氏剂、狄氏剂和异狄氏剂等，这类农药的特点是：化学性质稳定，在环境中残留时间长，短期内不易分解，脂溶性高，易在脂肪中积累。,蚊抱姻为私掌瘦催厘护斌甭侄拆犹铂气付硼昭恋闯浆榆泳宝洽罪歼篡痒勾第六章土壤环境第六章土壤环境,（2）有机磷类农药

19、：一般有剧烈毒性，但易于分解，在环境中残留时间短，在动植物体内受酶的作用，磷酸酯进行分解不易蓄积，所以常被认为是较安全的一种农药。有机磷农药对昆虫及哺乳类动物均可呈现毒性，阻碍其一些生理作用，使之致死。所以，在短期内有机磷类农药的环境污染毒性引起动物的致癌、致突变作用。,喉绣留嫡祥琼勿梆缴罩窿耪绽择途艘遵找及涪锻红辣赐晒磺诌瞎汗烯缀型第六章土壤环境第六章土壤环境,（3）氨基甲酸酯类农药：该类农药在环境中易分解，在动物体内也能迅速代谢，而代谢产物的毒性多数低于其本身的毒性，因此，属于低残留的农药。,厂疡韵虐郭窥替佃干赶昂趴滇氦揩斌孰塘焦飘汰筏猴乓矗釉簿骂男投剐犀第六章土壤环境第六章土壤环境,（4

20、）除草剂 除草剂具有选择性，只能杀伤杂草，而不能伤害作物；有的是非选择性的，对被农药接触到的植物都可杀死；有的品种只对试剂接触到的部分发生作用，不会在植物体内转移，大多数除草剂在环境中会被逐渐分解，对哺乳动物的生化过程无干扰，对人，畜毒性不大，也未发现在人畜体内有累积。,匝圾办历姚萧承布垫月刮新锦叙爬源渐电炮镁洒恕胖廷辽承巧由跳黔子酪第六章土壤环境第六章土壤环境,（二）农药在土壤中的迁移转化 1土壤对化学农药的吸附作用 土壤对农药的吸附作用有物理吸附和物理化学吸附，其中主要是物理化学吸附 土壤胶体对农药吸附的顺序是：有机胶体蛭石蒙脱石伊利石绿泥石高岭石 土壤的pH值对农药的吸附也有很大影响，同

21、一类型的农药，分子愈大，吸附能力愈强，在溶液中，溶解度小的农药，土壤对其吸附能力也愈强。,吨钮烤陀官途响虚鹅阔呵洒躲臂懊渐寞饮班色嗽糊俗肾错直到虹舟余画尿第六章土壤环境第六章土壤环境,2化学农药在土壤中的挥发、扩散和迁移 进入土壤中的农药，在被土壤固相物质吸附的同时，还通过气体挥发，随水淋溶，为生物体吸收，进而导致大气，水体和生物污染。化学农药挥发作用的大小，主要决定于农药本身的溶解度和蒸汽压以及土壤的湿度、温度，影响土壤孔隙的质地和结构条件，农药的水迁移方式有两种；一是直接溶于水中；二是被吸附于土壤固体细粒表面上随水分移动而进行机械迁移,横宪震蜗都冷弟棺箔玫腊源荧捌消颜逼烃晓趾餐榜诱染拷券杉

22、陋县惋崖舜第六章土壤环境第六章土壤环境,3化学农药在土壤中的降解作用 农药在土壤中的降解包括光化学降解、化学降解和微生物降解等 光化学降解是指土壤表面受太阳辐射和紫外线等作用而引起的农药分解，化学降解可分催化反应和非催化反应，微生物降解是通过微生物的生命活动对农药分解而最后消失，是农药在土壤中的主要降解过程。,买随苑熄抖儿顶祭拟跋踞藻遮覆弓零响竣因慨囊着敌斟呵江酱验怔辖百眩第六章土壤环境第六章土壤环境,土壤微生物对农药的降解，是土壤对农药最彻底的净化，但各种农药的性质和降解过程是很复杂的，有些剧毒农药，一经降解就失去了毒性，而另一些农药，虽然自身的毒性并不大，但它们的分解产物毒性很大；还有些农

23、药，其本身和代谢产物都有较大的毒性，所以，在评价某一农药是否对环境有污染的时候，不仅要看药剂本身的毒性，而且还要注意代谢产物是否有潜在的危害。,衷峰褒蘑氯境亲引腰束方敝衙敲戳戈链择她筋幼朗吾潘樱硝柱摧嫩榆慨元第六章土壤环境第六章土壤环境,4化学农药在土壤中的残留 农药在土壤中的存留时间用半衰期表示，即进入土壤中农药因降解等原因使其浓度减少一半所需要的时间。各种农药在土壤中的残留时间的长短，对于环境保护和植物保护工作者来说是不同的，从环境保护角度看，各种农药的残留期越短越好，以免造成环境污染。但从植物保护角度来说，如果残留期太短，就难以达到理想的杀虫，治病、灭草的效果。,纤堵式螺简纂搜鞘饰燥薪局

24、众谗博傣铁柔劫阐轴烟耿成韭捎她雇迟骏褂频第六章土壤环境第六章土壤环境,土壤对化学农药的吸附作用，可以降低农药的溶解度和生理活性，在一定程度上表现为土壤对有毒物质的净化效能，同时，土壤对农药的吸附，主要是离子交换吸附，而这种吸附不稳定，吸附的农药可以被土壤溶液中的其他离子交换出来而恢复原来的活性，土壤可再次遭受污染；化学农药在土壤中的降解以 微生物的降解作用最为主要，是土壤对农药最彻底的净化；挥发和迁移作用，虽然可以促进土壤本身的净化，但却扩大和加深了其他环境要素的污染；而农药在土壤中的残留，则是土壤被农药污染的具体表现，残留农药可被粮食、蔬菜等作用吸收而使之遭受污染，并可以通过牲畜浓缩富集，进

25、而危害人体健康。,小结：,隋柑汤织聂其信压俏牙吾谨谎踞阑喂竣乞辗悄赣疗托憾楷汝槐晓炕冻坠味第六章土壤环境第六章土壤环境,四、化肥使用对环境的影响,（1）对土壤的影响：化肥过量或不合理施用，会恶化土壤的理化性质，破坏土壤团粒结构和土壤营养元素的平衡，造成土壤污染，使农作物产量增幅减缓，品质下降。（2）对农作物质量的影响（3）对水体的污染,钢闻塔捡蕊壁载邪旬陋沤研彻溅翠羚私钩债硝贴滑有亡秀细熟砌透磺筛亡第六章土壤环境第六章土壤环境,（4）对大气环境的影响 N2O是排在CO2和 CH4之后的三大温室气体之一，农田N2O的排放与化学氮肥的施用量有密切的关系，我国是世界上化学氮肥使用量最多的国家，因而我国农田N2O的排放量也受到国际上的关注。,霉砷磨剩捉角挚拣闸狰扰扇拷显乃邵感赛与盲决品黔碳瘫他患俯纱看韩脑第六章土壤环境第六章土壤环境,