环境土壤学整理(共享版)

环境土壤学复习资料编辑整理----布泽之卍2013-05-25第一章绪论1、土壤环境：土壤环境即地球表面能够生长植物，具有一定环境容量及动态环境过程的地表疏松层连续体构成的环境。2、土壤环境特点：具有生产力、具有生命力、具有环境净化力、中心环境要素。3、土壤环境与其他圈层的关系：土壤所具有的表生生态环境维持、水分输送、耗氧输酸、物质储存与输移、物化－生物作用等功能是维持体系稳定性的重要保障。（1）对大气圈的作用：影响大气圈的化学组成、水分与热量平衡；（2）对生物圈：支持和调节生物过程，提供植物生长的养分、水分与适宜的物理条件，决定自然植被的分布与演替；（3）对水圈：影响降水在陆地和水体的重新分配，影响水分平衡、分异、转化及水圈的化学组成，影响元素的生物地球化学行为；（4）对岩石圈：对岩石圈有一定的保护作用。4、土壤环境功能：（1）作为生态系统的组成部分，控制物质和能量的循环；（2）动植物和人类生命的基础；（3）基因储存库；（4）农产品繁育的基础；（5）建筑物稳定的基础；（6）聚积大气和水污染物的载体；（7）接收沉降物质和承载孔隙水的载体；（8）防止水、污染物或其他因子进入地下水的缓冲器；（9）堆放废弃物质，如城市生活垃圾、工业固体废弃物、疏浚物质等的载体；（10）历史遗留物和古生态遗物的储藏库。5、土壤质量：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植物健康而自身不发生退化及其他生态与环境问题的能力，是土壤特定或整体功能的总和。6、土壤环境问题：广义上包括土壤荒漠化、盐渍化、土壤侵蚀等土壤质量退化和土壤污染问题。其中，土壤污染及其修复等相关问题是其中关注较多、危害较大的土壤环境问题，也是目前广泛研究的领域和方向。第二章土壤组成与基本性质1、土壤生态系统的组成：土壤矿物质、土壤有机质、土壤水溶液、土壤气体、土壤生物。√2、地壳中含氧化合物占极大比重，其中以硅酸盐最多。3、土壤的矿物组成：原生矿物、次生矿物。（1）原生矿物：经过不同程度的物理风化，未改变化学组成和结晶结构的原始成岩矿物，主要为硅酸盐、硅铝酸盐如石英、长石、云母、辉石、角闪石。（2）次生矿物：原生矿物在母质或土壤的形成过程中，经化学分解、破坏（包括水合、氧化、碳酸化等）而形成次生矿物，包括次生层状硅酸盐类、晶质、非晶质的含水氧化物类及少量残存的简单盐类。（土壤黏粒→土壤矿物最活跃组分）4、同晶置换：矿物形成时性质相近的元素在矿物晶格中相互替换而不破坏晶体结构的现象。（被吸附的阳离子通过静电引力被束缚在黏粒矿物表面而不易随水流失，可能导致某些重环境土壤学复习资料编辑整理----布泽之卍2013-05-25金属等污染元素在土壤中的积累和污染。）5、土壤有机质：是土壤中各种含碳有机化合物的总称(TOC)，与矿物质一起构成土壤的固相部分。67、土壤有机质的来源：（1）微生物；（2）植物：残落物及根系；（3）动物：残体及分泌物；（4）人工施入的各种有机肥料；（5）有机污染物：对有机污染土壤而言，石油烃类、氯代烃、POPs等。8、土壤腐殖质是除未分解和半分解动、植物残体及微生物体以外的有机质的总称。土壤腐殖酸组分：胡敏酸、富啡酸和胡敏素。9、土壤有机质的转化：有机残体进入土壤后，在以土壤微生物为主导的各种作用综合影响下，向着两个方向转化。（1）矿化过程：在微生物酶的作用下发生氧化反应，彻底分解而最终释放出CO2、H2O和能量；（2）腐殖化过程：各种有机化合物微生物的合成或在原植物组织中的聚合转变为组成和结构比原来有机化合物更为复杂的新的有机化合物。（3）有机残体的矿化和腐殖化是同时发生的两个过程，矿化过程是进行腐殖化过程的前提，而腐殖化过程是有机残体矿化过程的部分结果。应当注意的是，腐殖质仅处于相对稳定的状态，它也在缓慢地进行着矿化。所以矿化和腐殖化在土壤形成过程中是对立统一的两个过程。（4）影响土壤有机质转化的因素：土壤特性；pH值；温度；土壤水分和通气状况；植物残体的特性。10、土壤有机质的作用（1）植物营养的主要来源（2）刺激根系的生长（3）改善土壤的物理状况（4）保水、保肥（5）络合作用环境土壤学复习资料编辑整理----布泽之卍2013-05-25（6）促进微生物活动（7）提高土壤温度11、土壤有机质的环境生态意义（1）有机质与重金属离子的作用；（2）有机质对农药等有机污染物的固定作用；（3）土壤有机质对全球碳平衡的影响。12吸湿水：干燥土粒的吸附力所吸附的气态水而保持在土粒表面的水分。膜状水：土壤吸湿水外层可吸附液态水而形成的水膜叫膜状水。毛管水：自由水的一种，是土壤中毛管力（毛管壁与水分子见的吸持力与水的表面张力的共同作用）吸持的结果。重力水：当土壤水分超过田间持水量时，多余水分受重力的作用沿土壤中的大孔隙向下移动，这种受重力支配的水叫重力水。地下水：土壤上层的重力水流至下层遇到不透水层，积聚起来形成地下水，它是重要的水力资源。13、（1）质量含水量：土壤中水分的质量与干土质量的比值，又称为重量含水量，是土壤中水分的实际含量。土壤质量含水量(%)=湿土质量−干土质量干土质量×100“干土”为105℃条件下烘干的土壤。√（2）容积含水量：单位土壤总容积中水分所占的容积分数，又称容积湿度、土壤水的容积分数。它表明土壤中水分占据孔隙的程度，从而可据此计算土壤三相比，可由质量含水量换算而得：土壤容积含水量(%)=水分容积总容积×100=水质量×土壤密度(容重)水密度×烘干土重×100=土壤质量含水量（%）×容重14、土壤气体的运动：对流和扩散√土壤气体的对流是指土壤与大气间由总压力梯度推动的气体的整体流动，引起压力差的原因包括大气气压变化、湿度梯度、土壤表面的风力及降水、灌溉等；土壤气体的扩散是土壤与大气间气体交换的最重要的物理过程，此过程中，各气体成分按各自的气压梯度进行流动与交换。15、土壤生物是栖居在土壤（包括枯枝落叶层和枯草层）中的生物体的总称，主要包括环境土壤学复习资料编辑整理----布泽之卍2013-05-25土壤动物、土壤微生物和高等植物根系。（1）土壤动物是指在土壤中度过全部或部分生活史的动物。有土壤原生动物、线虫、蚯蚓。（2）土壤微生物有原核微生物（古细菌、细菌、放线菌）、真核微生物（真菌、藻类）。16、中国土壤质地分类：砂土、壤土、黏壤和黏土4组。17、土壤孔隙性质（孔性）：指土壤孔隙总量及大、小孔隙分布。18、土壤比重：单位容积的固体土粒（不包括粒间孔隙）的干重与4℃时同体积水重之比，无量纲；大小主要取决于土壤的矿物组成，有机质含量对其有一定影响；土壤表层平均比重：2.65。19、土壤容重：单位容积的土体（包括粒间孔隙）的烘干重，单位g/cm3；受土壤质地、有机质含量、结构性和松紧度的影响。20、土壤孔度（总孔度）：土壤中孔隙的容积占整个土体容积的百分数。土壤孔度＝孔隙容积/土壤容积x100%=（1-容重/比重）x100%21、土壤结构：土壤结构体的种类、数量（尤其是团粒结构的数量）及结构体内外的孔隙状况等产生的综合性质。22、土壤胶体：土壤中粒径小于2µm或小于1µm的颗粒，为土壤中最细小而最活跃的部分。23、土壤形成因素又称成土因素，是影响土壤形成和发育的基本因素，是一种物质、力、条件或关系或它们的组合，这些因素已经对土壤形成发生影响或将继续影响土壤的形成。（1）自然成土因素包括母质、生物、气候、地形和时间。人类活动也是土壤形成的重要因素。（2）土壤形成过程的实质：生物小循环、地质大循环。（3）主要的成土过程：原始成土有机质积聚富铝化钙化盐化碱化灰化潜育化。第三章土壤污染及其评估1、土壤污染：人类活动或自然过程产生的有害物质进入土壤，致使某种有害成分的含量明显高于土壤原有含量，从而引起土壤环境质量恶化的现象。2、土壤背景值是指未受人类污染影响的情况下，土壤在自然界存在和发展过程中其本身原有的化学组成、化学元素和化合物的含量，也称本底值。3、土壤环境容量是指土壤生态系统中某一特定的环境单元内，土壤所允许容纳污染物质的最大数量。4、土壤污染来源√（1）按产生污染来源分①天然源：自然界自行向环境排放有害物质或造成有害影响的场所，如活动火山；②人为源：人类活动所形成的污染源。（2）按污染的种类分①农业源：农药、化肥、禽畜排泄物；②工业源：工业废水、废渣浸出物、工业粉尘；③生活源：生活污水、生活垃圾。（3）按污染源形式分①点源：工业废水、城市生活污水；②面源：也称非点源污染或分散源污染。（4）按污染物进入土壤的途径分①污水灌溉：污灌是指利用污水、工业废水或混合污水进行农田灌溉；环境土壤学复习资料编辑整理----布泽之卍2013-05-25②固体废弃物的利用：含煤灰、砖瓦、陶瓷、金属、玻璃等成分的生活垃圾长期施用于农田会逐步破坏土壤的团粒结构和理化性质；含重金属的城市垃圾会使土壤中重金属含量升高；③农药和化肥的施用：农药的残留和危害，包括生物放大、生物残留等通过食物链给人体和生态系统带来的影响已不胜枚举；④大气沉降物：重金属、PAHs、Sr90。（5）按污染物属性分①土壤有机物污染：可分为天然有机污染物和人工合成有机污染物，一般指后者，包括有机废弃物、农药等污染；②土壤无机物污染：随地壳变迁、火山爆发、岩石风化等天然过程进入土壤；随人类生产和消费活动进入土壤；③土壤生物污染：一个或几个有害的生物种群，从外界环境侵入土壤，大量繁衍，破坏原来的动态平衡，对人类健康和土壤生态系统造成不良影响。如未经处理的粪便、垃圾、污水、饲养场和屠宰场污物等；④土壤放射性物质的污染：指人类活动排放出的放射性污染物，使土壤的放射性水平高于天然本底值。如放射性废水排放、放射性固体废弃物埋藏、放射性核事故等。5、土壤污染的特点：（1）隐蔽性和滞后性（2）累积性（3）不可逆转性（4）后果的严重性（5）难治理性6、土壤污染的危害（1）土壤污染对土壤结构与性质的影响化肥施用导致土壤板结及酸碱度变化（施用磷酸钙或铁铝磷酸盐2125~715t/hm2，可引起土壤中铁、锌等营养元素的缺乏和磷素被固定，使作物减产。）（2）对水环境的危害土壤表层的污染物随风飘起被搬到周围地区，扩大污染面；悬浮物及其所吸附的污染物，也可随地表径流迁移造成地表水体的污染。（3）对土壤植物的危害①植物可食部分有毒物质的积累尚在食品卫生标准允许限量下：减产或品质下降。土壤中汞达1.5mg/kg，水稻生长受抑制；土壤中砷＞8mg/kg，水稻生长受抑制，达40mg/kg，水稻减产50%，达160mg/kg，停止生长或死亡②可食部分有毒物质积累量已超过允许限量，但农作物产量没有明显下降，通过食物链的持续危害。——蔬菜硝酸盐超标；蔬菜中重金属含量：根＞茎＞叶＞果实。（4）对人体健康的危害危害途径：①呼吸吸入：VOCs/SVOCs；②皮肤接触；③直接饮用：地下水中污染物；④食用：生物富集与放大。土壤污染对人体健康的危害：污染物长期积累引起内脏机制受损；三致效应；心血管病；放射性物质的危害。7、土壤污染生态毒理学诊断方法：利用生态系统中不同物种的有机组合定性或定量地判断那些主要由外来污染物所造成的生态系统不良反应，对保护和预警生态系统的安全性提供重要信息。原则——土壤生态系统基本组成、土壤基本生态功能（1）高等植物诊断法。高等植物生长、生物量等易受外界因素干扰，不适合快速诊断；植物生理、生化指标测定所需复杂仪器和操作限制其应用。环境土壤学复习资料编辑整理----布泽之卍2013-05-25三大试验：根伸长抑制试验、种子发芽试验、植物幼苗早期生长试验。高等植物诊断法应用：石油烃污染土壤的诊断；重金属污染与修复后土壤的诊断。（2）敏感动物诊断法——蚯蚓：赤子爱胜蚓，土壤环节动物，弹尾类动物，土壤原生动物：纤毛虫。（3）敏感微生物诊断法：土壤呼吸强度检测法；土壤氨化、硝化强度检测法；土壤酶活性检测法；发光细菌生物毒性诊断法；不经培养的分子生物学检测方法：PCR－DGGE技术、PLFA、BIOLOG。（4）生物标记物诊断法：生物标记物试验是通过测量体液