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1、1土壤的基本知识土壤的基本知识2 土壤是指陆地地表具有肥力并能土壤是指陆地地表具有肥力并能土壤是指陆地地表具有肥力并能土壤是指陆地地表具有肥力并能生长植物的疏松表层。生长植物的疏松表层。生长植物的疏松表层。生长植物的疏松表层。它介于大它介于大它介于大它介于大气圈、岩石圈、水圈和生物圈之气圈、岩石圈、水圈和生物圈之气圈、岩石圈、水圈和生物圈之气圈、岩石圈、水圈和生物圈之间，是环境中特有的组成部分。间，是环境中特有的组成部分。间，是环境中特有的组成部分。间，是环境中特有的组成部分。土壤由矿物质、动植物残体腐解土壤由矿物质、动植物残体腐解土壤由矿物质、动植物残体腐解土壤由矿物质、动植物残体腐解产生的
2、有机物质、土壤生物、水产生的有机物质、土壤生物、水产生的有机物质、土壤生物、水产生的有机物质、土壤生物、水分和空气等分和空气等分和空气等分和空气等固、液、气三相组成。固、液、气三相组成。固、液、气三相组成。固、液、气三相组成。气圈气圈气圈气圈生生生生物物物物圈圈圈圈水水水水圈圈圈圈岩石圈岩石圈岩石圈岩石圈地球表层系统地球表层系统土壤土壤1.1.土壤组成土壤组成3土壤矿物质是由岩石经风化而来的，占土壤固体部土壤矿物质是由岩石经风化而来的，占土壤固体部份重量份重量90以上。矿物质直接影响土壤性质，又是以上。矿物质直接影响土壤性质，又是植物矿质养分的主要来源，同土壤肥力有密切关系。植物矿质养分的主要
3、来源，同土壤肥力有密切关系。1.1 1.1 土壤矿物质土壤矿物质“土壤骨骼土壤骨骼”。按其成因可分为原生矿物质和次生矿物质按其成因可分为原生矿物质和次生矿物质4 由由由由进进进进入入入入土土土土壤壤壤壤的的的的植植植植物物物物、动动动动物物物物、微微微微生生生生物物物物残残残残体体体体及及及及施施施施入入入入土土土土壤壤壤壤的的的的有有有有机机机机肥肥肥肥料料料料经经经经分分分分解解解解转转转转化化化化逐逐逐逐渐渐渐渐形形形形成成成成，通通通通常常常常可可可可分分分分为为为为非非非非腐腐腐腐殖殖殖殖物物物物质质质质和和和和腐腐腐腐殖殖殖殖物物物物质质质质两两两两类类类类。是是是是土土土土壤壤壤
4、壤形形形形成成成成的的的的重重重重要要要要基基基基础础础础，与土壤矿物质共同构成土壤的固相部分。与土壤矿物质共同构成土壤的固相部分。与土壤矿物质共同构成土壤的固相部分。与土壤矿物质共同构成土壤的固相部分。1.2 土壤有机质土壤有机质 是土壤形成的主要标志。是土壤形成的主要标志。“土壤土壤肌肉肌肉”5土壤有机质中含有大量土壤有机质中含有大量土壤有机质中含有大量土壤有机质中含有大量营养元素营养元素营养元素营养元素。分解后，可供给植物生。分解后，可供给植物生。分解后，可供给植物生。分解后，可供给植物生长发育的需要，是植物养分的重要来源。有机质腐解后形长发育的需要，是植物养分的重要来源。有机质腐解后形
5、长发育的需要，是植物养分的重要来源。有机质腐解后形长发育的需要，是植物养分的重要来源。有机质腐解后形成的成的成的成的腐殖质腐殖质腐殖质腐殖质，能把土粒粘结成，能把土粒粘结成，能把土粒粘结成，能把土粒粘结成团粒团粒团粒团粒结构。这种结构，保水结构。这种结构，保水结构。这种结构，保水结构。这种结构，保水保肥能力强，类似储蓄水肥的小仓库，随时供给植物吸收保肥能力强，类似储蓄水肥的小仓库，随时供给植物吸收保肥能力强，类似储蓄水肥的小仓库，随时供给植物吸收保肥能力强，类似储蓄水肥的小仓库，随时供给植物吸收利用。有机质是微生物的食物，土壤有机质丰富而其它条利用。有机质是微生物的食物，土壤有机质丰富而其它条
6、利用。有机质是微生物的食物，土壤有机质丰富而其它条利用。有机质是微生物的食物，土壤有机质丰富而其它条件又适宜时，就能促进微生物的旺盛活动。件又适宜时，就能促进微生物的旺盛活动。件又适宜时，就能促进微生物的旺盛活动。件又适宜时，就能促进微生物的旺盛活动。6Steelink结构结构TNB结构结构腐殖质的结构模型腐殖质的结构模型7 7土壤中生活的微生物土壤中生活的微生物(细菌、真菌、放线菌、藻类等细菌、真菌、放线菌、藻类等)及动物及动物(原生动物、蚯蚓、线虫类等原生动物、蚯蚓、线虫类等)，对进入土壤的有机污染物的，对进入土壤的有机污染物的降解及无机污染物降解及无机污染物(如重金属如重金属)的形态转化
7、起着主导作用，的形态转化起着主导作用，土土壤净化功能的主要贡献者壤净化功能的主要贡献者。1.3 1.3 土壤生物土壤生物细菌细菌放线菌放线菌蚯蚓蚯蚓 线虫线虫土壤微生物和动物土壤微生物和动物8 土壤水分及其所含溶质的总称土壤水分及其所含溶质的总称土壤水分及其所含溶质的总称土壤水分及其所含溶质的总称，溶质包括可溶性无，溶质包括可溶性无，溶质包括可溶性无，溶质包括可溶性无机盐，可溶性有机物，无机胶体及可溶性气体等。水来机盐，可溶性有机物，无机胶体及可溶性气体等。水来机盐，可溶性有机物，无机胶体及可溶性气体等。水来机盐，可溶性有机物，无机胶体及可溶性气体等。水来源于：大气降水、降雪、地表径流、灌溉、
8、地下水等。源于：大气降水、降雪、地表径流、灌溉、地下水等。源于：大气降水、降雪、地表径流、灌溉、地下水等。源于：大气降水、降雪、地表径流、灌溉、地下水等。土壤溶液是植物和土壤生物的营养来源。土壤溶液是植物和土壤生物的营养来源。土壤溶液是植物和土壤生物的营养来源。土壤溶液是植物和土壤生物的营养来源。1.4 1.4 土壤溶液土壤溶液浅层地下水浅层地下水浅层地下水浅层地下水农田灌溉农田灌溉农田灌溉农田灌溉河流河流河流河流雾雾雾雾雨雨雨雨雪雪雪雪土壤溶液的来源土壤溶液的来源土壤溶液的来源土壤溶液的来源“土壤的血液土壤的血液”9土壤空气存在于未被水分占据的土壤孔隙中，来源于大气、土壤空气存在于未被水分占
9、据的土壤孔隙中，来源于大气、土壤空气存在于未被水分占据的土壤孔隙中，来源于大气、土壤空气存在于未被水分占据的土壤孔隙中，来源于大气、生物化学反应和化学反应产生的气体生物化学反应和化学反应产生的气体生物化学反应和化学反应产生的气体生物化学反应和化学反应产生的气体(如甲烷、硫化氢、氢气、如甲烷、硫化氢、氢气、如甲烷、硫化氢、氢气、如甲烷、硫化氢、氢气、氮氧化物、二氧化碳等氮氧化物、二氧化碳等氮氧化物、二氧化碳等氮氧化物、二氧化碳等)。土壤空气的组成与土壤特性有关土壤空气的组成与土壤特性有关土壤空气的组成与土壤特性有关土壤空气的组成与土壤特性有关，也与季节、土壤水分、土，也与季节、土壤水分、土，也与
10、季节、土壤水分、土，也与季节、土壤水分、土壤深度等条件有关。壤深度等条件有关。壤深度等条件有关。壤深度等条件有关。排水良好的土壤，土壤空气来源于大气，组成与大气类似。排水良好的土壤，土壤空气来源于大气，组成与大气类似。排水良好的土壤，土壤空气来源于大气，组成与大气类似。排水良好的土壤，土壤空气来源于大气，组成与大气类似。1.5 1.5 土壤空气土壤空气102 2 土壤的基本性质土壤的基本性质 土壤胶体：无机胶体；有机胶体；有机无机复合胶体土壤胶体：无机胶体；有机胶体；有机无机复合胶体土壤胶体：无机胶体；有机胶体；有机无机复合胶体土壤胶体：无机胶体；有机胶体；有机无机复合胶体 对有机污染物（如有
11、机磷和有机氯农药）和无机污染物对有机污染物（如有机磷和有机氯农药）和无机污染物对有机污染物（如有机磷和有机氯农药）和无机污染物对有机污染物（如有机磷和有机氯农药）和无机污染物（如（如（如（如HgHg2+2+、PbPb2+2+、CuCu2+2+、CdCd2+2+等重金属离子）有较强的吸附等重金属离子）有较强的吸附等重金属离子）有较强的吸附等重金属离子）有较强的吸附能力或离子交换吸附能力。能力或离子交换吸附能力。能力或离子交换吸附能力。能力或离子交换吸附能力。2.1 2.1 2.1 2.1 吸附性吸附性吸附性吸附性土壤是多孔性介质，对气、固、液体均有吸附作用。土壤是多孔性介质，对气、固、液体均有吸
12、附作用。112.2 2.2 2.2 2.2 酸碱性酸碱性酸碱性酸碱性土壤的酸碱性是土壤的重要理化性质之一，是土壤在形成过土壤的酸碱性是土壤的重要理化性质之一，是土壤在形成过土壤的酸碱性是土壤的重要理化性质之一，是土壤在形成过土壤的酸碱性是土壤的重要理化性质之一，是土壤在形成过程中受生物、气候、地质、水文等因素作用的结果。程中受生物、气候、地质、水文等因素作用的结果。程中受生物、气候、地质、水文等因素作用的结果。程中受生物、气候、地质、水文等因素作用的结果。活性酸度：活性酸度：活性酸度：活性酸度：游离的氢离子提供，用游离的氢离子提供，用游离的氢离子提供，用游离的氢离子提供，用pHpH表示；一般表
13、示；一般表示；一般表示；一般4-94-9；潜在酸度：潜在酸度：潜在酸度：潜在酸度：土壤胶体吸附的氢离子和铝离子所造成的酸度；土壤胶体吸附的氢离子和铝离子所造成的酸度；土壤胶体吸附的氢离子和铝离子所造成的酸度；土壤胶体吸附的氢离子和铝离子所造成的酸度；用用用用100g100g烘干土中氢离子的摩尔数表示烘干土中氢离子的摩尔数表示烘干土中氢离子的摩尔数表示烘干土中氢离子的摩尔数表示。土壤碱性：重碳酸盐，碳酸盐，土壤胶体上交换性钠离子的水土壤碱性：重碳酸盐，碳酸盐，土壤胶体上交换性钠离子的水土壤碱性：重碳酸盐，碳酸盐，土壤胶体上交换性钠离子的水土壤碱性：重碳酸盐，碳酸盐，土壤胶体上交换性钠离子的水解作
14、用（强碱弱酸盐）。解作用（强碱弱酸盐）。解作用（强碱弱酸盐）。解作用（强碱弱酸盐）。活性酸是土壤酸度的起源，代表土壤酸度的强活性酸是土壤酸度的起源，代表土壤酸度的强弱弱；潜在酸是土壤酸度的主体，代表土壤酸度的容量。潜在酸是土壤酸度的主体，代表土壤酸度的容量。12土壤的酸碱度可以划分为土壤的酸碱度可以划分为九级九级：pH值值酸碱度分级酸碱度分级pH值值酸碱度分级酸碱度分级9.5极强碱性6.5-7.0中性中国土壤的中国土壤的中国土壤的中国土壤的pHpH大多在大多在大多在大多在4.54.58.58.5范围内，并呈范围内，并呈范围内，并呈范围内，并呈“东南东南东南东南酸西北碱酸西北碱酸西北碱酸西北碱”
15、的规律。的规律。的规律。的规律。大致以长江为界（北纬大致以长江为界（北纬33）132.3 2.3 2.3 2.3 氧化还原性氧化还原性氧化还原性氧化还原性由于土壤中存在着多种氧化性和还原性无机物质及有机物由于土壤中存在着多种氧化性和还原性无机物质及有机物由于土壤中存在着多种氧化性和还原性无机物质及有机物由于土壤中存在着多种氧化性和还原性无机物质及有机物质，使其具有氧化性和还原性。质，使其具有氧化性和还原性。质，使其具有氧化性和还原性。质，使其具有氧化性和还原性。氧化性物质：游离氧、高价金属离子、硝酸根等；还原性氧化性物质：游离氧、高价金属离子、硝酸根等；还原性氧化性物质：游离氧、高价金属离子、
16、硝酸根等；还原性氧化性物质：游离氧、高价金属离子、硝酸根等；还原性物质：有机质及其厌氧分解产物，低价金属离子等物质：有机质及其厌氧分解产物，低价金属离子等物质：有机质及其厌氧分解产物，低价金属离子等物质：有机质及其厌氧分解产物，低价金属离子等可以用氧化还原电位来衡量。可以用氧化还原电位来衡量。可以用氧化还原电位来衡量。可以用氧化还原电位来衡量。E Eh h300mV300mV：氧化体系起主导：氧化体系起主导：氧化体系起主导：氧化体系起主导作用，氧化状态；作用，氧化状态；作用，氧化状态；作用，氧化状态；E Eh h300mV300mV：还原体系起主导作用，还原：还原体系起主导作用，还原：还原体系
17、起主导作用，还原：还原体系起主导作用，还原状态。状态。状态。状态。2.4 2.4 土壤的自净作用土壤的自净作用由于生物、化学、物理等方面的作用，土壤中不断发生着物质的分由于生物、化学、物理等方面的作用，土壤中不断发生着物质的分解与合成。土壤对其中的污染物有分解能力解与合成。土壤对其中的污染物有分解能力土土壤壤自自净净的的部部分分机机制制15判断土壤是否受到污染或污染程度的标准。判断土壤是否受到污染或污染程度的标准。判断土壤是否受到污染或污染程度的标准。判断土壤是否受到污染或污染程度的标准。土壤背景值又称土壤背景值又称土壤背景值又称土壤背景值又称土壤本底值土壤本底值土壤本底值土壤本底值，它代表一
18、定环境单元中，它代表一定环境单元中，它代表一定环境单元中，它代表一定环境单元中的一个统计量的特征值。的一个统计量的特征值。的一个统计量的特征值。的一个统计量的特征值。指在未受人类社会行为干扰指在未受人类社会行为干扰指在未受人类社会行为干扰指在未受人类社会行为干扰（污染）和破坏时，土壤成分的组成和各元素的含量。（污染）和破坏时，土壤成分的组成和各元素的含量。（污染）和破坏时，土壤成分的组成和各元素的含量。（污染）和破坏时，土壤成分的组成和各元素的含量。不同土壤的本底值相差很大不同土壤的本底值相差很大不同土壤的本底值相差很大不同土壤的本底值相差很大3.土壤背景值土壤背景值16表表1 全国土壤全国土
19、壤(A层层)背景值背景值(g/kg)17 我国学者认为，我国学者认为，我国学者认为，我国学者认为，土壤污染土壤污染土壤污染土壤污染指污染物进入土壤，并在土壤指污染物进入土壤，并在土壤指污染物进入土壤，并在土壤指污染物进入土壤，并在土壤中积累，中积累，中积累，中积累，超出土壤自净能力超出土壤自净能力超出土壤自净能力超出土壤自净能力，1 1）引起土壤的组织、结构和功能的变化；）引起土壤的组织、结构和功能的变化；）引起土壤的组织、结构和功能的变化；）引起土壤的组织、结构和功能的变化；2 2）影响植物的生产、发育，使作物的产量和质量下降；）影响植物的生产、发育，使作物的产量和质量下降；）影响植物的生产
20、、发育，使作物的产量和质量下降；）影响植物的生产、发育，使作物的产量和质量下降；3 3）在作物体内积累，从食物链进入人体影响人体健康。）在作物体内积累，从食物链进入人体影响人体健康。）在作物体内积累，从食物链进入人体影响人体健康。）在作物体内积累，从食物链进入人体影响人体健康。4 4 土壤污染土壤污染明显标志：土壤生产能力降低明显标志：土壤生产能力降低18隐蔽性和滞后性隐蔽性和滞后性隐蔽性和滞后性隐蔽性和滞后性 累积性累积性累积性累积性 不可逆转性（重金属污染）不可逆转性（重金属污染）不可逆转性（重金属污染）不可逆转性（重金属污染）难治理性难治理性难治理性难治理性土壤污染的特点土壤污染的特点1
21、9土壤污染的类型土壤污染的类型水污染型：水污染型：水污染型：水污染型：污灌引起，有害金属和有机污染污灌引起，有害金属和有机污染污灌引起，有害金属和有机污染污灌引起，有害金属和有机污染 物进入土壤物进入土壤物进入土壤物进入土壤大气污染型：大气污染型：大气污染型：大气污染型：降雨、粉尘降落引起降雨、粉尘降落引起降雨、粉尘降落引起降雨、粉尘降落引起固体废弃物污染型：固体废弃物污染型：固体废弃物污染型：固体废弃物污染型：垃圾、废渣等堆放垃圾、废渣等堆放垃圾、废渣等堆放垃圾、废渣等堆放农药污染型：农药污染型：农药污染型：农药污染型：如砷、汞、有如砷、汞、有如砷、汞、有如砷、汞、有机氯、有机磷等机氯、有机
22、磷等机氯、有机磷等机氯、有机磷等有害微生物、病原菌污染型有害微生物、病原菌污染型有害微生物、病原菌污染型有害微生物、病原菌污染型20规定了土壤中污染物的最高允许浓度或范围，是判断土规定了土壤中污染物的最高允许浓度或范围，是判断土规定了土壤中污染物的最高允许浓度或范围，是判断土规定了土壤中污染物的最高允许浓度或范围，是判断土壤质量的依据。壤质量的依据。壤质量的依据。壤质量的依据。我国颁布的这类标准有：土壤环境质量标准我国颁布的这类标准有：土壤环境质量标准我国颁布的这类标准有：土壤环境质量标准我国颁布的这类标准有：土壤环境质量标准(GB15618-(GB15618-1995)1995)、无公害农产
23、品蔬菜产地土壤环境质量指标、无公害农产品蔬菜产地土壤环境质量指标、无公害农产品蔬菜产地土壤环境质量指标、无公害农产品蔬菜产地土壤环境质量指标(GB/T18407-2001)(GB/T18407-2001)、无公害农产品茶叶产地土壤环境质量指、无公害农产品茶叶产地土壤环境质量指、无公害农产品茶叶产地土壤环境质量指、无公害农产品茶叶产地土壤环境质量指标标标标(NY5020-2001)(NY5020-2001)；还有的省；还有的省；还有的省；还有的省(市市市市)也制定了这类地方标准。也制定了这类地方标准。也制定了这类地方标准。也制定了这类地方标准。5.土壤质量标准土壤质量标准农用地土壤环境质量标农用
24、地土壤环境质量标准，及建设用地土壤污准，及建设用地土壤污染风险筛选指导，从染风险筛选指导，从2015年开始，向社会征年开始，向社会征求了三次意见，还在进求了三次意见，还在进一步修改。希望一步修改。希望2017年年底出台。底出台。一级标准一级标准一级标准一级标准 为保护区域自然生态，维持自然为保护区域自然生态，维持自然为保护区域自然生态，维持自然为保护区域自然生态，维持自然背景背景背景背景的土壤环的土壤环的土壤环的土壤环境质量的限制值。境质量的限制值。境质量的限制值。境质量的限制值。二级标准二级标准二级标准二级标准 为保障农业生产，维护体健康的土壤限制值。为保障农业生产，维护体健康的土壤限制值。
25、为保障农业生产，维护体健康的土壤限制值。为保障农业生产，维护体健康的土壤限制值。三级标准三级标准三级标准三级标准 为保障农林业生产和植物正常生长的为保障农林业生产和植物正常生长的为保障农林业生产和植物正常生长的为保障农林业生产和植物正常生长的土壤临界土壤临界土壤临界土壤临界值值值值21土壤安全土壤安全 人类围绕着土壤生存。土壤安全关系到粮食安全、水安全和生态环境安全，人类围绕着土壤生存。土壤安全关系到粮食安全、水安全和生态环境安全，进而影响社会和经济的可持续发展。进而影响社会和经济的可持续发展。要保持土壤安全就需要了解我国土壤资要保持土壤安全就需要了解我国土壤资源现状及其动态变化，全面把握我国
26、土壤资源的特点；源现状及其动态变化，全面把握我国土壤资源的特点；另外，我国土壤环境另外，我国土壤环境状况总体不容乐观，部分地区土壤污染较重，耕地土壤环境质量堪忧，工矿状况总体不容乐观，部分地区土壤污染较重，耕地土壤环境质量堪忧，工矿业废弃地土壤环境问题突出。土壤环境污染已经严重威胁到我国土壤安全。业废弃地土壤环境问题突出。土壤环境污染已经严重威胁到我国土壤安全。（全国土壤总的点位超标率为（全国土壤总的点位超标率为16.1%，其中轻微、轻度、中度和重度污染点位，其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为比例分别为11.2%、2.3%、1.5%和和1.1%。）。）因此，通过土壤监测了解土壤因此，通过土壤监测了解土壤组成和所受污染程度成为了成为了保证土壤安全的前提。组成和所受污染程度成为了成为了保证土壤安全的前提。同学们，再见！同学们，再见！