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第六章土壤污染监测5.1土壤的概念：土壤是指陆地地表具有肥力并能生长植物的疏松表层。土壤介于大气圈、岩石圈、水圈和生物圈之间，是环境中特有的组成部分。土壤是植物生长的基地，是动物、人类赖以生存的物质基础，因此，土壤质量的优劣直接影响人类的生产、生活和发展。但由于近些年人们不合理地施用农药、进行污水灌溉等致使各类污染物质通过多种渠道进入土壤。当污染物进入土壤的数量超过土壤自净能力时，将导致土壤质量下降，甚至恶化，影响土壤的生产能力。此外，通过地下渗漏、地表径流还将污染地下水和地表水。5.2土壤组成和土壤背景值一、土壤组成众所周知，地球的表面是岩石圈。地球表层的岩石经过风化作用，逐渐破坏成疏松的、大小不等的矿物颗粒(称母质)。土壤是在母质、生物、气候、地形、时间等多种成土因素综合作用下形成和演变而成的。土壤的组成相当复杂，总体说来，是由矿物质、动植物残体腐解产生的有机物质、水分和空气等固、液、气三相组成的。(一)土壤矿物质的组成1.土壤矿物质的矿物组成土壤矿物质是组成土壤的基本物质，约占土壤固体部分总重量的90％以上，有土壤骨骼之称。土壤矿物质的组成和性质直接影响土壤的物理性质、化学性质。土壤矿物质成因分类：土壤矿物质是植物营养元素的重要供给源，按其成因可分为原生矿物质和次生矿物质。(1)原生矿物质：它是各种岩石经受不同程度的物理风化，仍遗留在土壤中的一类矿物，其原来的化学组成没有改变。土壤中最重要的原生矿物有硅酸盐类矿物、氟化物类矿物；硫化物类矿物和磷酸盐类矿物。由其组成知、原生矿物质既是构成土壤的骨骼，又是植物营养源。(2)次生矿物质：次生矿物质大多是由原生矿物质经风化后形成的新矿物．它包括各种简单盐类，如碳酸盐、硫酸盐、氯化物等。*次生粘土矿物大多为各种铝硅酸盐和铁硅酸盐，如高峙土、蒙脱土、多水高岭土和伊利石等。*土壤中很多重要的物理、化学性质和物理、化学过程都与所含粘土矿物质的种类和数量有关。*次生矿物中的简单盐类呈水溶性，易被淋失。2．土壤矿物质的化学组成土壤矿物质元素的相对含量与地球表面岩石圈元素的平均含量及其化学组成相似。岩石圈和土壤中的某些元素及其化合物含量。土壤中氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁八大元素含量约占96％以上，其余诸元素含量甚微，低于十万分之几甚至百万分之几，统称为微量元素。3.土壤机械组成土壤是由不同粒级的土壤颗粒组成的。土壤粒径的大小影响着土壤对污染物的吸附和解吸能力。例如，大多数农药在粘土中累积量大于砂土，而且在粘土中结合紧密不易解吸。土壤机械组成的分类：土壤机械组成的分类是以土壤中各粒级含量的相对百分比作为标准。国际制采用三级分类法，即根据砂粒(0.02–2mm)、粉砂粒(0.002--0.02mm)和粘粒(0.002mm)在土壤中的相对含量，将土壤分成砂土。壤土、粘壤土、粘土四大类和十二级；我国土壤科学工作者拟定出我国土壤质地的分类标准，将土壤质地分为三组十一种(二)土壤有机质土壤有机质也是土壤形成的重要基础，它与土壤矿物质共同构成土壤的固相部分。土壤有机质绝大部分集中于土壤表层。在表层(0—15或0--20cm)土壤有机质一般只占土壤干重量的0.5--3％，我国大多数土壤中有机质含量在1--5％之间。土壤有机质主要来源：来自各种植物的茎秆、根茬、落叶、土壤中的动物残骸以及施入土壤的有机肥料等。这些有机物质在物理、化学、生物等目素的作用下，形成一种新的性质相当稳定而复杂的有机化合物，称为土壤有机质，它主要以腐殖质为主。腐殖质可以认为是由两种主要类型的物质(或基团)组成的。第一类属于未完全分解的植物和动物残骸，包括含氮和不含氮的有机物；第二类为腐殖质。腐殖质是具有多种功能团、芳香族结构及酸性的高分子化合物，其呈黑色或暗棕色胶体状，主要含有胡敏醒和富里酸。胡敏酸是两性有机胶体，通常情况带负电荷，在土壤中可吸附重金属如Mn2+、Cd2+、Hg2+、Fe3+、A13+等离子。土壤有机质能改善土壤的物理、化学和生物学性状。腐殖质作为土壤有机胶体来说，具有吸收性能、土壤缓冲性能以及与土壤重金属的络合性能等，这些性能对土壤结构、土壤性质和土壤质量都有重大影响。腐殖质的相关作用：*对重金属的吸附、络合、离子交换等作用，可使土壤中某些重金属沉积。据报导，腐殖质熊强烈地吸附土壤中H82+、Cu2+、Pb2+、Sa2+等离于。*腐殖质对有机磷和有机氯等农药有极强的吸附作用。剖析土壤对农药的吸附作用得知，它可降低农药的蒸发量，减少农药被水淋洗渗入地下量，从而减少了对大气和水源的污染。在一定条件下，土壤还具有净化解毒作用。但这种净化作用是极不稳定的。(三)土壤水和空气1.土壤水土壤水的概念：是土壤中各种形态水分的总称，为土壤的重要组成部分。它对土壤中物质的转化过程和土壤形成过程起着决定作用。土壤水非指纯水而言，而实际是含有复杂溶质的稀溶液，因此，通常将士壤水及其所含溶质称为土壤溶液。土壤溶液是植物生长所需水分和养分的主要供给源。土壤水的来源有大气降水、降雪和地表径流，若地下水位接近地表面(约2-3m)，则地下水亦是上壤水来源之一。在研究土壤污染问题时，必须十分关注废水。污水灌溉农田的利弊问题。合理污灌能提供水源、肥源、促进农业增产增收，并可减少地表水体的污染负荷和污水处理负荷。但是，不当的污水灌溉可导致土壤—作物系统的污染，危害人体健康。众所周知，日本富山县神通川流域引含镉废水污灌，使土壤、作物受到严重的镉污染，造成举世闻名的“骨痛晌”事件。我国某些地区引用未经处理的废水或污水灌溉，造成土壤质量恶化，使作物减产和急性中毒事件也屡有发生。因此，必须加强对污水灌溉方式和灌溉量的科学指导和严格管理，达到化害为利的目的。2．土壤空气土壤空气是存在于土壤中气体的总称。它是土壤的重要组成之一。土壤空气存在于未被土壤水分占据的土壤空隙中。土壤空气组成与土壤本身特性相关，也与季节、土壤水分、土壤深度条件相关，如在排水良好的土壤中，土壤空气主要来源于大气，其组分与大气基本相同，以氮、氧和二氧化碳为主，而在排水不良的土壤中氧含量下降，二氧化碳含量增加。土壤空气含氧量比大气少，而二氧化碳含量高于大气。土壤空气中还含有经土壤生物化学作用所产生的特殊气体如甲烷、硫化氢、氢气、氮氧化物等。此外，土壤空气中也经常含有大气中的污染物质。二、土壤背景值土壤背景值又称土壤本底值。它代表一定环境单元中的一个统计量的特征值。背景值这一概念最早是地质学家在应用地球化学探矿过程中引出的。背景值的概念：指在各区域正常地质地理条件和地球化学条件下元素在各类自然体(岩石、风化产物、土壤、沉积物、天然水、近地大气等)中的正常含量。在环境科学中，土壤背景值是指在未受或少受人类活动影响下，尚未受或少受污染和破坏的土壤中元素的含量。当今，由于人类活动的长期积累和现代工农业的高速发展，使自然环境的化学成分和含量水子发生了明显的变化，要想寻找一个绝对未受污染的土壤环境是十分困难的，因此土壤环境背景值实际上是一个相对概念。