《环境学概论》教案

环境与规划学院 《环境学概论》教案

(3)液相→土壤溶液

土壤水分及其所含溶质的总称，溶有土壤中可溶成分的稀溶液。 土壤水是植物吸收养料的主要媒介。 (4)土壤生物

在土壤的形成和发育过程中起主导作用 净化土壤有机污染物的主力军

包括土壤微生物和土壤动物，演示图片。 (5)土壤的剖面(soil profile)形态

演示图片：覆盖层、淋溶层(A)、淀积层(B)、母质层(C)和风化层(D)。 二、土壤的物理性质 1.土壤的孔隙性 2.土壤的结构

粒状、片状、块状、柱状、无结构 团粒结构

3.土壤的机械物理性 (1)土壤粘结性 (2)土壤粘着性 (3)土壤胀缩性 (4)土壤可塑性

三、土壤的化学性质 1.胶体 (1)概念

(2)类型：有机胶体、无机胶体、有机－无机胶体

(3)胶体的性质：巨大的表面积和表面能、电荷性质、分散性和凝聚性 2.土壤吸附交换性

土壤的吸附性：生物吸收、机械吸收、物理吸收、化学吸收、物理－化学吸收、离子交换吸附

最具有代表性的: 离子交换吸附 (1)阳离子交换吸附作用：是指胶体表面所吸附的阳离子与土壤溶液中的阳离子相互交换的过程。

胶核·Mn++nNH4+?胶核·nNH4＋+Mn+ 交换吸附作用；解析作用

(2) 阳离子交换吸附作用特点： ? 可逆反应，快速平衡 ? 等当量交换

? 服从质量作用定律

(3)阳离子交换能力(cation exchange capability, CEC) (4)盐基离子和致酸离子 (5)盐基饱和度 3.土壤的酸碱度

(1)土壤的酸度(acidity of soil)

活性酸度：定义；来源：CO2溶于水；有机酸；Al3+水解等 潜在酸度：定义；交换酸和水解酸。 (2)土壤的碱度(alkalinity of soil)

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来源：CaCO3、Na2CO3、 NaHCO3、 土壤胶体上的交换性Na+的水解。 思考：土壤具有缓冲性能的原因？ 4.土壤的氧化－还原性 (1)土壤的氧化还原体系

(2)影响土壤氧化－还原作用的因素 ? 土壤通气性 ? 微生物的活动

? 植物根系的代谢作用

? 土壤中易分解的有机质含量等 ? ……

第二节 土壤环境污染

一、土壤污染和净化 1.土壤污染的发生

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。 2.土壤污染的特点 (1)隐蔽性或潜伏性 (2)不可逆性和长期性 (3)后果的严重性

化学定时炸弹 Chemical time bomb, CTB 3.土壤污染量指标

土壤背景值；生物指标 4.土壤净化

(1)土壤生物的分解转化 (2)物理和物理化学作用 (3)植物的吸收作用

当污染物进入土壤后，土壤中污染物的累积和净化是同时进行的，是两种相反作用的对立统一过程。

二、土壤污染源

自然污染源 人为污染源 工业污染源(废水、废气、废渣) 农业污染源(化肥、农药、家肥) 生物污染源(人体排泄物、生活污水)

三、土壤污染物质(结合教材讲述)

1.有机物类 2.重金属污染物 3.放射性物质 4.化学肥料 5.致病的微生物

四、土壤污染的发生类型 1.水体污染型

特点是沿河流或干支渠呈枝形片状分布

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2.大气污染型

特点是以大气污染源为中心呈环状或带状分布，长轴沿主风向伸长。 3.农业污染型 4.固体废物污染型

第三节 重金属对土壤的污染

一、土壤中重金属元素的来源 1.自然源 (1)母岩 (2)火山灰 2.人为源 (1)降尘 (2)尾矿灰 (3)矿物、污泥肥

二、土壤中重金属元素的背景值及确定方法 1.平均值加标准差法 2.差异检验法 3.富集系数法 4.元素相关分析法

三、土壤中重金属元素的迁移转化

重金属在土壤中的迁移转化，决定于重金属在土壤中的化学行为。包括溶解和富集状态、植物吸收和利用状态。

1.重金属元素在土壤中的污染特征 (1)积累性和生物富集性 (2)隐蔽性、长期性和不可逆性 (3)重金属危害的差异性 (4)重金属间存在相互差异 (5)重金属的危害与其存在形态有关 2.影响重金属在土壤中迁移转化的因素 (1)土壤类型 (2)土地利用方式 (3)土壤的氧化-还原条件

重金属元素按其性质可大致分为氧化难溶性（氧化固定）元素和还原难溶性（还原固定）元素。铁锰等属于氧化难溶性元素；镉、铜、锌、铬属还原难溶性元素。

氢体系----O2-H2O体系----硫体系对重金属污染物迁移转化的影响 (4)土壤的酸碱度

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土壤的酸碱度对重金属的溶解度有着密切的关系，由此决定重金属在土壤中的存在形态，影响其迁移转化。

在碱性条件下，进入土壤中的重金属多呈溶态的氢氧化物，也可能以碳酸盐和磷酸盐的形态存在。

(5)土壤胶体吸附作用

土壤中含有丰富的无机和有机胶体，对进入土壤中的重金属有明显的固定作用，其吸附重金属的数量，主要取决于土壤胶体的代换能力和重金属离子在土壤溶液中的浓度和酸碱度。

重金属被土壤胶体的吸附固定可分为两种方式：如金属元素被吸附在胶体表面的交换点上，则较易被释放；如保持在胶体矿物的晶格中，则很难释放，不利于金属元素的迁移。 (6)土壤中重金属的络合-螯合作用

土壤中的羟基和氯离子是主要的络合离子，羟基与重金属的络合作用可大大提高重金属氢氧化物的溶解度，同样氯络重金属离子的形成也可提高重金属在土壤中的迁移。

第四节 化学农药对土壤的污染

一、农药的产生和发展

农药的使用最早可追溯到公元前1000年甚至公元前2000年。在古希腊，已有用硫磺熏蒸害虫及防病的记录。中国也是使用药物防治农作物病虫草害最早的国家之一，公元前七世纪到公元前五世纪已有用莽草、嘉草等灭杀害虫的记述。

农药的大规模生产（商品化）可分为三个时期： 1.天然药物时代

植物杀虫，19世纪中期，三大杀虫植物除虫菊、鱼藤和烟草作为世界性商品开始在市场上销售。

演示图片：除虫菊（美国人发现除虫菊粉杀灭虱、蚤，并于 1828年将除虫菊花加工成防治卫生害虫的杀虫粉，提取天然除虫菊酯）；鱼藤（根和茎含鱼藤酮，广谱杀虫剂，对800多种害虫具有较高的生物活性而对人畜安全，易光解变成无毒或低毒的化合物，在环境中残留时间短，对环境无污染。）；烟草（1963年，法国人用烟草和石灰粉防治蚜虫，这是世界上首次报道的杀虫剂）。

2.无机农药时代

砷酸铅、砷酸钙、硫酸烟碱、波尔多液等。 3.有机合成农药时代

1939年，瑞士科学家Paul Müller发明了DDT——人类历史上的第一种有机合成农药。 DDT的功与过

早在1847年，德国著名化学家蔡德勒合成了一种有机氯化合物——二氯二苯基三氯乙烷。

1939年，瑞士科学家缪勒发现了DDT的杀虫作用。 DDT的广泛应用

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