土壤化學(xué)1[高教課堂]

1、Environmental Chemistry 1.環(huán)境化學(xué)：是一門研究潛在有害化學(xué)物質(zhì)在環(huán)境介質(zhì)中的存在、行為、效應(yīng)環(huán)境化學(xué)：是一門研究潛在有害化學(xué)物質(zhì)在環(huán)境介質(zhì)中的存在、行為、效應(yīng) 以及減少或消除其產(chǎn)生的科學(xué)。以及減少或消除其產(chǎn)生的科學(xué)。 2.地球環(huán)境系統(tǒng)：包涵大氣圈、水圈、土壤圈及地球環(huán)境系統(tǒng)：包涵大氣圈、水圈、土壤圈及“化學(xué)圈化學(xué)圈”。 “化學(xué)圈化學(xué)圈”（Chemosphere)：自然界產(chǎn)生的和人類活動(dòng)排放的各種化學(xué)物質(zhì)：自然界產(chǎn)生的和人類活動(dòng)排放的各種化學(xué)物質(zhì) 組成的。組成的。 3.環(huán)境化學(xué)研究范圍：水環(huán)境化學(xué)、大氣環(huán)境化學(xué)、土壤環(huán)境化學(xué)及化學(xué)物質(zhì)環(huán)境化學(xué)研究范圍：水環(huán)境化學(xué)、大氣環(huán)

2、境化學(xué)、土壤環(huán)境化學(xué)及化學(xué)物質(zhì) 的生物效應(yīng)和生態(tài)效應(yīng)。的生物效應(yīng)和生態(tài)效應(yīng)。 1教學(xué)運(yùn)用 基本概念 1、環(huán)境背景值(environmental background value)：又稱環(huán)境本底值，是指自 然環(huán)境在未受污染的情況下，各種環(huán)境要素中的化學(xué)元素或化學(xué)物質(zhì)的基本 含量。 2、環(huán)境容量（environmental capacity)：是指一個(gè)特定的環(huán)境或環(huán)境單元所 能容納某污染物的最大負(fù)荷量。 公式： Wc= Ws - B Wc：環(huán)境容量； Ws ：環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)值；B：環(huán)境背景值 。 3、濃縮系數(shù)（concentration factor)：又叫富集系數(shù)或生物積累率，是指生物 體內(nèi)某種元素或

3、難分解的化合物的濃度與生物生存的環(huán)境中該物質(zhì)的濃度之 比。 4、生物半衰期（biological half life ,BH)：環(huán)境中的污染物進(jìn)入生物體后， 由于生物的代謝作用和排泄作用，使污染物在生物體內(nèi)的量減少到原有量的 一半所需的時(shí)間（t1/2)。 生物半衰期是評(píng)定環(huán)境中污染物在生物體內(nèi)毒性積累程度的重要指標(biāo)。 任何時(shí)候生物體內(nèi)積累的污染物濃度：Ct=C0(1/2)t/t1/2 毒物在體內(nèi)積累的極限值經(jīng)驗(yàn)公式：L=ABH 1.44 式中：L為毒物極限值；A為毒物吸收量；BH為生物半衰期。 2教學(xué)運(yùn)用 例1 60年代日本發(fā)現(xiàn)的“骨痛病”病人的體內(nèi)，含鎘量平均為5000ppm，若鎘 在全身的

4、半衰期為13年，試計(jì)算當(dāng)體內(nèi)含鎘量代謝衰減至美國正常人的平均 值4ppm時(shí)，需要多長時(shí)間，并求其消除常數(shù)。 解 設(shè)需要時(shí)間為t年, Ct=C0(1/2)t/t1/2 t=133.75(年) k2=0.693/t1/2=0.0533 例2 某毒物每日經(jīng)口給動(dòng)物染毒2毫克，吸收率為100%。生物半衰期為5天。 求（1）毒物積累的極限值L；（2）經(jīng)5天和10天后毒物在動(dòng)物體內(nèi)的積累量。 3教學(xué)運(yùn)用 5、生物效應(yīng)（biological effect)：對(duì)生物來說，任何物質(zhì)只有在符合生物生 理代謝所需要的適當(dāng)含量時(shí)才是有益的，過量和不足對(duì)生物都會(huì)引起危害， 這叫化學(xué)物質(zhì)的生物效應(yīng)。 6、協(xié)同作用和拮抗作

5、用 協(xié)同作用（synergism)：在環(huán)境中同時(shí)存在兩種以上的污染物時(shí)，若一種污 染物能加強(qiáng)另一種污染物的危害性，這種現(xiàn)象叫污染物的協(xié)同作用。 拮抗作用（antagonism):一種有毒物質(zhì)的作用被另一種物質(zhì)抑阻，使其效果 相互抵消或減弱的現(xiàn)象，稱之為物質(zhì)間的拮抗作用。如硒對(duì)汞的毒性，鋅對(duì) 鎘的毒性有拮抗作用。 7、閾值（threshold value)：是指生物接觸毒物后，使機(jī)體產(chǎn)生異常生理的、 生化的或某種潛在的病理學(xué)改變的最小劑量。 8、富營養(yǎng)化（eutrophication)：由于人類活動(dòng)產(chǎn)生的大量氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)排 入湖泊、河口，從而引起藻類和浮游生物的迅速繁殖，使水體溶解氧減少， 透

6、明度下降，水質(zhì)惡化，甚至導(dǎo)致魚類和其他生物大量死亡，這種現(xiàn)象叫富 營養(yǎng)化。 水華 赤潮 4教學(xué)運(yùn)用 基本單位： mg/l mg/kg mg/m3 Nm3 (normal cubic meters) ppm(parts per million) 10-6 ppb(parts per billion)10-9 ppt(parts per trillion) 10-12 LD(lethal dose)致死劑量 LD100(100% lethal dose)絕對(duì)致死劑量 LD50(50% lethal dose)半致死劑量 LD0(lethal dose)最大耐受劑量 MLD(minimum leth

7、al dose)最小致死劑量 5教學(xué)運(yùn)用 Chapter 4 Soil Environment Chemistry 4.1土壤的組成土壤的組成(Composition of soil) 一、一、Composition 固：礦物質(zhì)和有機(jī)質(zhì)（占總量固：礦物質(zhì)和有機(jī)質(zhì)（占總量9095%） 組成組成 液：水分及其水溶物液：水分及其水溶物 氣：孔隙中空氣氣：孔隙中空氣 6教學(xué)運(yùn)用 二、土壤的形態(tài)二、土壤的形態(tài)(formation of soil) 土壤剖面分四個(gè)基本層次：覆蓋層、淋溶層、沉積層、土壤剖面分四個(gè)基本層次：覆蓋層、淋溶層、沉積層、 母質(zhì)層、基巖。母質(zhì)層、基巖。 如圖如圖4-2 7教學(xué)運(yùn)用 三

8、、土壤礦物質(zhì)土壤礦物質(zhì)(minerals in soil) 1、原生礦物質(zhì)：巖石受到不同程度的物理風(fēng)化而未經(jīng)化學(xué)風(fēng)化的碎屑物。、原生礦物質(zhì)：巖石受到不同程度的物理風(fēng)化而未經(jīng)化學(xué)風(fēng)化的碎屑物。 四類：四類： （1） 硅酸鹽類礦物：如長石類等。易風(fēng)化釋放出硅酸鹽類礦物：如長石類等。易風(fēng)化釋放出K、Na、Ca、Fe、Mg、Al等等 （2） 氧化物類：如石英、赤鐵礦、金紅石、藍(lán)晶石等。不易風(fēng)化。氧化物類：如石英、赤鐵礦、金紅石、藍(lán)晶石等。不易風(fēng)化。 （3） 硫化物類：如黃鐵礦和白鐵礦，是土壤硫元素的主要來源。硫化物類：如黃鐵礦和白鐵礦，是土壤硫元素的主要來源。 （4） 磷酸鹽類：如磷灰石，是土壤中無機(jī)

9、磷的主要來源。磷酸鹽類：如磷灰石，是土壤中無機(jī)磷的主要來源。 2、次生礦物：原生礦物經(jīng)化學(xué)風(fēng)化后形成的新礦物，具有膠體性質(zhì)。、次生礦物：原生礦物經(jīng)化學(xué)風(fēng)化后形成的新礦物，具有膠體性質(zhì)。 三類：三類： （1）簡(jiǎn)單鹽類：如方解石、石膏、瀉鹽等，常見于干旱和半干旱地區(qū)。）簡(jiǎn)單鹽類：如方解石、石膏、瀉鹽等，常見于干旱和半干旱地區(qū)。 （2）三氧化物：如針鐵礦、褐鐵礦、三水鋁石等，常見于熱帶和亞熱帶。）三氧化物：如針鐵礦、褐鐵礦、三水鋁石等，常見于熱帶和亞熱帶。 （3）次生硅酸鹽類：如伊利石、蒙脫石、高嶺石等，構(gòu)成土壤粘粒的主要成分。）次生硅酸鹽類：如伊利石、蒙脫石、高嶺石等，構(gòu)成土壤粘粒的主要成分。 8

10、教學(xué)運(yùn)用 四、土壤有機(jī)物（四、土壤有機(jī)物（organic matter in soil) 1、土壤有機(jī)質(zhì)：是土壤中含碳有機(jī)物。（主要來源于動(dòng)植物和微生物殘?bào)w）、土壤有機(jī)質(zhì)：是土壤中含碳有機(jī)物。（主要來源于動(dòng)植物和微生物殘?bào)w） 兩類：兩類： （1）非腐殖質(zhì)物質(zhì)：組成有機(jī)體的各種有機(jī)物，如蛋白質(zhì)、樹脂、糖類、有）非腐殖質(zhì)物質(zhì)：組成有機(jī)體的各種有機(jī)物，如蛋白質(zhì)、樹脂、糖類、有 機(jī)酸等。占有機(jī)總量機(jī)酸等。占有機(jī)總量1015%。 （2）腐殖質(zhì)：特殊有機(jī)化合物，是動(dòng)植物殘?bào)w通過微生物作用轉(zhuǎn)化而成，占）腐殖質(zhì)：特殊有機(jī)化合物，是動(dòng)植物殘?bào)w通過微生物作用轉(zhuǎn)化而成，占 有機(jī)總量有機(jī)總量8590%。 2、腐殖質(zhì)（

11、、腐殖質(zhì)（humic substances):是一類特殊的有機(jī)化合物，它不是化學(xué)上單一是一類特殊的有機(jī)化合物，它不是化學(xué)上單一 的物質(zhì)，而是結(jié)構(gòu)上和性質(zhì)上有共同特點(diǎn)，又有差異的一系列高分子化合物的物質(zhì)，而是結(jié)構(gòu)上和性質(zhì)上有共同特點(diǎn)，又有差異的一系列高分子化合物 組成的一類有機(jī)質(zhì)，它不屬于有機(jī)化學(xué)中現(xiàn)有的任何一類。組成的一類有機(jī)質(zhì)，它不屬于有機(jī)化學(xué)中現(xiàn)有的任何一類。 三類：三類： 腐殖質(zhì)酸（腐殖質(zhì)酸（ humic acid)：可溶于稀堿液，不溶于酸的部分，分子量較大。：可溶于稀堿液，不溶于酸的部分，分子量較大。 富里酸（富里酸（ fulvic acid)：可溶于稀堿液，又溶于酸的部分，分子量較小

12、。：可溶于稀堿液，又溶于酸的部分，分子量較小。 腐黑物（腐黑物（ humin）：不能被酸堿提取的部分。）：不能被酸堿提取的部分。 水中腐殖質(zhì)酸是膠體，最易處理；富里酸不易降解。水中腐殖質(zhì)酸是膠體，最易處理；富里酸不易降解。 9教學(xué)運(yùn)用 五、土壤中的水分五、土壤中的水分 主要來自大氣降水和灌溉。主要來自大氣降水和灌溉。 水汽蒸發(fā)水汽蒸發(fā) 返回大氣返回大氣 水循環(huán)：大氣降水水循環(huán)：大氣降水 滲入土壤滲入土壤 超過土壤滲入能力超過土壤滲入能力 地表徑流地表徑流 土壤中水土壤中水 植物吸收植物吸收 地下滲漏，補(bǔ)充地下水地下滲漏，補(bǔ)充地下水 注意：土壤水分并非純水，是土壤溶液，是各種污染物向其他環(huán)境圈層

13、遷注意：土壤水分并非純水，是土壤溶液，是各種污染物向其他環(huán)境圈層遷 移的媒介。移的媒介。 10教學(xué)運(yùn)用 六、土壤中的空氣六、土壤中的空氣 1、土壤空氣：土壤孔隙中所存的各種氣體的混合物。、土壤空氣：土壤孔隙中所存的各種氣體的混合物。 2、與大氣比較：、與大氣比較： 相同點(diǎn)：組成成分基本相似，主要為氧氣、氮?dú)?、二氧相同點(diǎn)：組成成分基本相似，主要為氧氣、氮?dú)狻⒍?化碳及水汽。化碳及水汽。 不同點(diǎn)：（不同點(diǎn)：（1）土壤空氣是不連續(xù)的）土壤空氣是不連續(xù)的 （2）土壤空氣比大氣有較高的含水量）土壤空氣比大氣有較高的含水量 （3）土壤空氣中二氧化碳的含量比大氣中含）土壤空氣中二氧化碳的含量比大氣中含 量

14、高，氧含量低。量高，氧含量低。 11教學(xué)運(yùn)用 4.2土壤的物理化學(xué)性質(zhì) 一、土壤吸附性（soil adsorption) 1、土壤的膠體性質(zhì) 土壤膠體（ colloids of soil) ：由土壤膠粒（膠粒范圍1100nm)分散在土壤 溶液中而形成，包括無機(jī)膠體（礦物mineral、水合氧化物hydrated oxide) 和有機(jī)膠體（腐殖質(zhì)） （1）土壤膠體具有巨大的比表面和表面能 a：比表面：?jiǎn)挝恢亓浚ɑ蝮w積）物質(zhì)的表面積 如；蒙脫石類表面積最大（700800m2/g），伊利石次之（100120m2/g ） 高嶺石最小（520m2/g），有機(jī)膠體（700m2/g） 。 b：表面能：物體內(nèi)

15、部分子受到吸引力處處相等，而處于表面的分子受到 吸引力是不相等的，表面分子具有一定的自由能，即表面能。物質(zhì)比表 面積越大，表面能越大。 12教學(xué)運(yùn)用 （2）土壤膠體的電性 a: 永久負(fù)電荷（permanent charge)：當(dāng)原先處在土粒晶格上的離子被外來的大 小相近的離子取代時(shí)，即發(fā)生同晶置換現(xiàn)象，當(dāng)外來離子價(jià)態(tài)低于內(nèi)在離子 的價(jià)態(tài)時(shí)，土粒整體帶負(fù)電，且不隨外界條件的變化而變化，形成了土粒的 永久負(fù)電荷。 b:可變電荷(variable charge)：膠體電性隨介質(zhì)pH值的變化而變化，它所帶電荷 為可變電荷。 例如：高嶺土邊面產(chǎn)生pH可變電荷 OH OH O(-1) Si H+ Si 2

16、OH- Si OH2(+1/2) OH2 (+1/2) OH (-1/2) + 2H2O Al H Al Al OH(+1/2) OH(-1/2) OH(-1/2) 酸性 中性 堿性 b: 凈電荷：土壤的正電荷和負(fù)電荷的代數(shù)和就是土壤的凈電荷。 13教學(xué)運(yùn)用 2.土壤膠體的離子交換吸附 交換吸附（exchange adsorption)：在土壤膠體中，吸附離子可以和溶液中相 同電荷的離子以離子價(jià)為依據(jù)作等價(jià)交換，稱為交換吸附。 （1）陽離子交換吸附（cation exchange adsorption) a: 交換反應(yīng) Na+ Na+ + Ca2+ Ca2+ + 2 Na+ b: 陽離子交換量

17、（ cation exchange capacity)：每千克干土所含的全部交換性 陽離子的總量（單位：c mol/kg)。 c: 鹽基飽和度(base saturation percentage BSP) 致酸離子：H+、Al3+ 可交換離子 鹽基離子：Ca2+ 、Mg2+、 K+、 Na+等 土壤膠體土壤膠體 14教學(xué)運(yùn)用 鹽基飽和土壤：土壤膠體吸著的陽離子都屬于鹽基離子 吸附離子的土壤 鹽基不飽和土壤：土壤膠體吸著的陽離子一部分為鹽基 離子，另一部分為致酸離子。 土壤鹽基飽和度：在土壤交換性陽離子中鹽基離子所占的百分?jǐn)?shù) 交換性鹽基總量（cmol/kg） 鹽基飽和度（%）= 100% 陽離

18、子交換量（cmol/kg） (2)陰離子交換吸附(anion exchange)：是指帶正電荷的膠體所吸附的陰離子與 溶液中陰離子的交換作用。 15教學(xué)運(yùn)用 二、土壤的酸堿性 1.酸堿分級(jí)： 強(qiáng)酸性土壤 pH8.5 中性土壤pH6.57.0 我國土壤“東南酸西北堿”，長江以南土壤中硅、鋁、鐵含量高，多為酸性 土壤，pH最低為3.6，長江以北碳酸鈣、碳酸鉀含量高，多為中性或堿性土 壤，pH最高為10.5. 2.土壤的酸度（soil acidity) （1）活性酸度（ active acidity)：土壤溶液中氫離子的活度，用pH表示。 來源：a.礦物質(zhì)分化過程產(chǎn)生的無機(jī)酸和CO2 。 b.有機(jī)物

19、厭氧產(chǎn)酸 c.無機(jī)肥 料殘留的酸 d.酸雨 （2）潛性酸度（potential acidity)：由土壤中處于被吸附狀態(tài)且能通過解吸 進(jìn)入土壤溶液的H+和Al3+所顯示的酸度。 16教學(xué)運(yùn)用 根據(jù)提取液不同分兩類： a:代換性酸度：用過量中性鹽淋洗，金屬離子與H+和Al3+交換，而表現(xiàn)的酸 度。 例如： H+ +KCl K+ +HCl R COOH + KCL RCOOK + HCL =Al3+ + 3KCl+3H2O 3K+ +Al(OH)3 + HCl b. 水解性酸度：用弱酸強(qiáng)堿鹽淋洗土壤，生成的弱酸，而表現(xiàn)的酸度。 H+ =Al3+ +4CH3COONa +H2O 4Na+ +Al(O

20、H)3 +4CH3COOH 土壤膠體土壤膠體 土壤膠體土壤膠體 土壤膠體 土壤膠體 17教學(xué)運(yùn)用 (3)活性酸度與潛性酸度的關(guān)系 H+ =Al3+ +4KCl 4K+ + AlCl3 + HCl 潛性酸 活性酸 關(guān)系：是同一平衡體系的兩種酸度，土壤活性酸度是土壤酸度的根本起點(diǎn)和 現(xiàn)實(shí)表現(xiàn)。 3.土壤堿度：碳酸鹽和重碳酸鹽的總和稱總堿度。 （1）土壤液相堿度指標(biāo)：碳酸根和重碳酸根的含量 （2）土壤固相堿度指標(biāo)：鈉離子的飽和度或土壤堿化度 當(dāng)鈉離子占交換量15%以上時(shí)，土壤呈強(qiáng)堿性 土壤膠體土壤膠體 18教學(xué)運(yùn)用 3.土壤堿度(soil alkalinity) .土壤總堿度：碳酸鹽和重碳酸鹽的總和

21、稱總堿度。 （1）土壤液相堿度指標(biāo)：碳酸根和重碳酸根的含量 不同溶解度的碳酸鹽和重碳酸鹽對(duì)土壤堿性 的貢獻(xiàn)不同：含碳酸鈣和碳 酸鎂多的土壤（石灰性土壤）呈弱堿性（pH7.58.5），含碳酸鈉的土壤呈 強(qiáng)堿性（pH10) （2）土壤固相堿度指標(biāo)：鈉離子的飽和度(土壤堿化度) （x-y)Na+ xNa+ + yH2O + yNa OH yH+ 當(dāng)鈉離子占交換量15%以上時(shí)，土壤呈強(qiáng)堿性 ，土壤發(fā)生堿化作用。 土壤膠體土壤膠體 19教學(xué)運(yùn)用 三、土壤的緩沖性能 1.土壤的緩沖性能（buffer action of soil)：是指土壤具有抵抗土壤溶液中H+ 和OH-濃度改變的一種能力。 2.土壤緩沖

22、作用的原因 （1）土壤溶液的緩沖作用：土壤溶液中含有碳酸、硅酸、磷酸、腐殖酸等 弱酸及其鹽類，構(gòu)成一個(gè)良好的緩沖體系，對(duì)酸堿具有緩沖作用。 例如：H2CO3Na2CO3緩沖體系 當(dāng)加入少量鹽酸時(shí)： Na2CO3 + HCl NaCl + H2CO3 抑制酸度提高 當(dāng)加入Ca (OH)2時(shí) : H2CO3 + Ca (OH)2 CaCO3 + 2 H2O 限制堿度變化 (2)土壤中兩性物質(zhì)的緩沖作用：蛋白質(zhì)、氨基酸 例如：R-CH-COOH + HCl R-CH-COOH NH2 NH3Cl R-CH-COOH+ NaOH R-CH-COONa + H2O NH2 NH2 20教學(xué)運(yùn)用 （3）土

23、壤膠體的緩沖作用：土壤膠體吸附有各種陽離子，其中鹽基 離子和氫離子能分別對(duì)酸和堿起緩蝕作用。 a.對(duì)酸的緩沖作用 M + HCL H + MCL b .對(duì)堿的緩沖作用 H + MOH M + H2O (4)鋁離子對(duì)堿的緩沖作用：pH700mV 有機(jī)質(zhì)被迅速氧化有機(jī)質(zhì)被迅速氧化 分解，養(yǎng)分貧乏；分解，養(yǎng)分貧乏； Eh400mV反硝化開始發(fā)生；反硝化開始發(fā)生； Eh200mV 硝酸根離子消失，產(chǎn)生亞硝酸根離子，植物受到毒害作用；土硝酸根離子消失，產(chǎn)生亞硝酸根離子，植物受到毒害作用；土 壤浸水：壤浸水： Eh-100mV Fe2+高于高于 Fe3+； Eh-200mV產(chǎn)生大量產(chǎn)生大量 H2S，植物根

24、系腐爛，植物根系腐爛， Fe2+變成變成 FeS沉淀，遷移能力下降。沉淀，遷移能力下降。 24教學(xué)運(yùn)用 keywords： 1.土壤礦物質(zhì) minerals in soil 2 .土壤有機(jī)質(zhì)organic matter in soil 3.原生礦物primary mineral 4.次生礦物secondary mineral 5.腐殖質(zhì) humic substances 6.腐殖酸humic acid 7.富里酸fulvic acid 8.腐黑物humin 9.土壤溶液soil solution 10.土壤膠體soil colloid 11.土壤吸附性 soil adsorption 12.永

25、久電荷permanent charge 13.同晶置換isomorphous substitution 14.可變電荷variable charge 15.交換吸附 exchange adsorption 16.交換容量exchange capacity 17.陽離子交換吸附 cation exchange adsorption 18.陰離子交換吸附anion exchange adsorption 19.鹽基飽和度base saturation percentage 20.土壤酸度soil acidity 21.活性酸度active acidity 22.潛性酸度potential acid

26、ity 23.土壤堿度soil alkalinity 24.酸性土壤acid soil 25.中性土壤 neutral soil 26.堿性土壤alkaline soil 27.土壤緩沖作用buffer action of soil 28.土壤氧化還原oxidation and reduction of soil 29.氧化還原電位redox potential 25教學(xué)運(yùn)用 4.3土壤中的生化過程 一、有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化方向 1.礦化過程（minerallization）：把復(fù)雜的有機(jī)物分解轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的無機(jī)物， 如CO2、NH3、H2O、H2、H2PO4-、SO42-等，稱為礦化過程。 2.腐質(zhì)化

27、過程(humification)：在礦化過程中形成的某些中間產(chǎn)物，經(jīng)縮合變 成新的復(fù)雜有機(jī)化合物即腐殖質(zhì)，稱為腐質(zhì)化過程。 二、有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化方式 1糖類、蛋白質(zhì)、氨基酸等：在好氧條件下，轉(zhuǎn)化為CO2；在厭氧條件下轉(zhuǎn) 化為有機(jī)酸，再轉(zhuǎn)化為CH4、H2等。 2.難降解的纖維素：在好氣性纖維菌和厭氣性纖維菌作用下，進(jìn)行分解。 3.尿素：（NH2)2CO + 2H2O 尿酶 （NH4)2CO3 NH3 + CO2 + H2O 4.氮的轉(zhuǎn)化方式：通過硝化菌和反硝化菌進(jìn)行轉(zhuǎn)化。 礦化 亞硝化 硝化 （1）總過程：有機(jī)態(tài)氮 NH4+ NO2- NO3- 吸收 反硝化 還原 植物吸收 26教學(xué)運(yùn)用 （2）土壤

28、中氮的主要類型：無機(jī)氮（）土壤中氮的主要類型：無機(jī)氮（NH4+、NO2-、NO3-）、活有機(jī)氮）、活有機(jī)氮 （NLO）、死有機(jī)氮（）、死有機(jī)氮（NDO）、氣態(tài)結(jié)合氮（）、氣態(tài)結(jié)合氮（NGF） （3）反應(yīng)方程：I、氮的生物固定 NGF NLO II、氨化作用 NDO NH4+ III、生物的硝化作用 NH4+ NH3 NO2- NO3- IV、 生物反硝化作用 NO3- NO2- NGF V、植物吸收 NH4+ NLO， NO3- NLO VI、排泄和死亡 NLO NDO 27教學(xué)運(yùn)用 （4）氮的轉(zhuǎn)化圖 圖4-1土壤中氮的生物轉(zhuǎn)化 注意：土壤微生物吸收NH4+或氨基酸，少量固氮菌吸收N2，不能

29、直接吸收硝酸鹽；而植物根系能吸收氨和硝酸鹽。 動(dòng)植物殘?bào)w 腐殖質(zhì) 微生物 氨 硝酸鹽 動(dòng)物 植物 植物根 氮 亞硝酸鹽 28教學(xué)運(yùn)用 4.4土壤污染 土壤污染（soil pollution)：人類生產(chǎn)和生活活動(dòng)產(chǎn)生的污染物，輸入土 壤的數(shù)量和速度超過土壤的自凈能力時(shí)，破壞土壤原來的平衡，引起土 壤的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)改變，功能減退，影響生物的正常生長和繁衍時(shí)，就發(fā) 生土壤污染。 土壤污染物（ soil pollutant)：重金屬、農(nóng)藥、化肥、放射性元素、有害 微生物、還原性氣體（CH4、H2S）。 一、土壤環(huán)境容量和污染指數(shù) 1.土壤環(huán)境容量（soil environmental capacity)：在人類生存和自然生態(tài)不 致受害的前提下，土壤所能容納污染物質(zhì)的最大數(shù)量。 污染物的平衡式：CS =W + S + R + F -P -O -A 式中：CS：土壤污染物含量；W：污水灌溉輸入量；S：肥料使用輸入 量；R：降水輸入量；F：降塵輸入量；P：農(nóng)作物吸收量；O：徑流輸 出量；A：淋溶輸入量。 2.土壤環(huán)境容量的確定