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  YHYMMFF 2017-01-10 00:00:00

  土壤性質 （一）土壤吸附性 土壤中兩個Z活躍的組分是土壤膠體和土壤微生物，它們對污染物在土壤中的遷移、轉化有重要作用。土壤膠體以其巨大的比表面積和帶電性，而使土壤具有吸附性。 1、土壤膠體的性質 1）土壤膠體具有巨大的比表面和表面能：比表面是單位重量（或體積）物質的表面積。定體積的物質被分割時，隨著顆粒數的增多，比表面也顯著地增大。物質的比表面越大，表面能也就越大。 2）土壤膠體的電性：土壤膠體微粒具有雙電層，微粒的內部稱微粒核，一般帶負電荷，形成一個負離子（即決定電位離子層）其外部由于電性吸引，而形成一個正離子（又稱反離子層，包括非活動性離子層和擴散層），即合稱為雙電層。 3）土壤膠體的凝聚性和分散性：由于膠體的比表面和表面能都很大，為了減小表面能膠體具有相互吸引，凝聚的趨勢，這就是膠體的凝聚性。但是在土壤溶液中，膠體常帶負電荷，即具有負的電動電位，所以膠體微粒又因相同而相互排斥，電動電位越高，相互排斥力越強，膠體微粒呈現出的分散性也越強。 影響土壤凝聚性能的主要因素是土壤膠體的電動電位和擴散層厚度，例如土壤溶液中陽離子增多，由于土壤膠體表面負電荷被中和，從而較強土壤的凝聚。此外，土壤溶液中電解質濃度、pH值也將影響其凝聚性能。 2、土壤膠體的離子交換吸附 在土壤膠體雙電層擴散層中，補償離子可以和溶液中相同電荷的離子價為依據作等價交換，稱為離子交換（或代換）。離子交換作用包括陽離子吸附作用和陰離子交換吸附作用。 每千克干土中所含全部陽離子總量，稱為陽離子交換量。土壤的可交換性陽離子有兩類：一類是致酸離子，包括H+和Al3+；另一類是鹽基離子，包括Ca2+、Mg2+、K+、Na+、NH4+等。當土壤膠體上吸附的陽離子均為鹽基離子，且已達到吸附飽和時的土壤，稱為鹽基飽和土壤，否則，這種土壤為鹽基不飽和土壤。在土壤交換性陽離子中鹽基離子所占的百分數稱為土壤鹽基飽和度。它與土壤母質、氣候等因素有關。 3、土壤酸堿性 由于土壤是一個復雜的體系，其中存在著各種化學和生物化學反應，因而使土壤表現出不同的酸堿性。 我國土壤的pH大多在4.5～8.5范圍內，并有由南向北pH值遞增的規律性，長江（北緯330）以南的土壤多為酸性和強酸性，如華南、西南地區廣泛分布的紅壤、黃壤；pH值大多數在4.5～5.5之間，有少數低至3.6～3.8；華中華東地區的紅壤，pH值在5.5～6.5之間；長江以北的土壤多為中性或堿性，如華北、西北的土壤大多含CaCO3，pH值在7.5～8.5之間，少數強堿性的pH值高達10.5。 1）土壤酸度 根據土壤中H+離子的存在方式，土壤酸度可分為兩大類： （1）活性酸度：土壤的活性酸度是土壤溶液中氫離子濃度的直接反映，又稱有效酸度，通常用pH表示。 土壤溶液中氫離子的來源，主要是土壤中CO2溶于水形成的碳酸和有機物質分解產生的有機酸，以及土壤中礦物質氧化產生的無機酸，還有施用肥料中殘留的無機酸，如硝酸、硫酸和磷酸等。此外，由于大氣污染形成的大氣酸沉降，也會使土壤酸化，所以它也是土壤活性酸度的一個重要來源。 （2）潛性酸度：土壤潛性酸度的來源是土壤膠體吸附的可代換性H+和Al3+。當這些離子處于吸附狀態時，是不顯酸性的，但當它們通過離子交換作用進入土壤溶液之后，可增加土壤的H+濃度，使土壤pH值降低。只有鹽基不飽和土壤才有潛性酸度，其大小與土壤代換量和鹽基飽和度有關。 根據測定土壤潛性酸度所用的提取液，可以把潛性酸度分為代換性酸度和水解酸度。 用過量中性鹽（如NaCl或KCl）溶液淋洗土壤，溶液中金屬離子與土壤中H+和Al3+發生離子交換作用，而表現出的酸度，稱為代換性酸度。由土壤礦物質膠體釋放出的氫離子是很少的，只有土壤腐殖質中的腐殖酸才可產生較多的氫離子。 近代研究已經確認，代換性Al3+是礦物質土壤中潛性酸度的主要來源。例如，紅壤的潛性酸度95％以上是由代換性Al3+產生的。 用弱酸強堿鹽（如醋酸鈉）淋洗土壤，溶液中金屬離子可以將土壤膠體吸附的H+、Al3+代換出來，同時生成某弱酸（醋酸）。此時，測定出的該弱酸的酸度稱為水解性酸度。 水解性酸度一般比代換性酸度高。由于中性鹽所測出的代換性酸度只是水解性酸度的一部分，當土壤溶液在堿性增大時，土壤膠體上吸附的H+較多被代換出來，所以水解酸度較大。但在紅壤和灰化土中，由于膠體中氫氧根離子中和醋酸，且對醋酸分子有吸附作用，因此，水解性酸度接近于或低于代換性酸度。 （3）活性酸度與潛性酸度的關系：土壤的活性酸度與潛性酸度是同一個平衡體系的兩種酸度。二者可以相互轉化，在一定條件下處于暫時平衡狀態。土壤活性酸度是土壤酸度的根本起點和現實表現。土壤膠體是H+和Al3+的儲存庫，潛性酸度則是活性酸度的儲備。土壤的潛性酸度往往比活性酸度大得多，相差達幾個數量級。 2）土壤堿度 土壤溶液中OH -離子的主要來源是碳酸根和碳酸氫根的堿金屬（Ca、Mg）的鹽類。碳酸鹽堿度和重碳酸鹽度的總稱為總堿度。不同溶解度的碳酸鹽和重碳酸鹽對土壤堿性的貢獻不同，CaCO3和MgCO3的溶解度很小，故富含CaCO3和MgCO3的石灰性土壤呈弱堿性（pH在7.5～8.5）；Na2CO3、NaHCO3及Ca（HCO3）2 等都是水溶性鹽類，可以出現在土壤溶液中，使土壤溶液中的堿度很高，從土壤pH來看，含Na2CO3的土壤，其pH值一般較高，可達10以上，而含NaHCO3及Ca(HCO3)2的土壤，其pH值常在7.5～8.5，堿性較弱。 當土壤膠體上吸附的Na+、K+、Mg2+（主要是Na+）等離子的飽和度增加到一定程度時會引起交換性陽離子的水解作用。結果在土壤溶液中產生NaOH，使土壤呈堿性。此時Na+離子飽和度亦稱土壤堿化度。膠體上吸附的鹽基離子不同，對土壤pH值或土壤堿度的影響也不同。 3）土壤的緩沖性能 土壤緩沖性能是指具有緩和酸堿度發生劇烈變化的能力，它可以保持土壤反應的相對穩定，為植物生長和土壤生物的活動創造比較穩定的生活環境，所以土壤的緩沖性能是土壤的重要性質之一。 （1）土壤溶液的緩沖作用：土壤溶液中含有碳酸、硅酸、磷酸、腐殖酸和其它有機酸等弱酸及其鹽類，構成一個良好的緩沖體系，對酸堿具有緩沖作用。 （2）土壤膠體的緩沖作用：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酸和堿起緩沖作用。 土壤膠體的數量和鹽基代換量越大，土壤的緩沖性能就越強。因此，砂土摻粘土及施用各種有機肥料，都是提高土壤緩沖性能的有效措施。在代換量相等的條件下，鹽基飽和度愈高，土壤對酸的緩沖能力愈大；反之，鹽基飽和度愈低，土壤對堿的緩沖能力愈大。 另外，鋁離子對堿的也能起到緩沖作用。 （二）土壤氧化還原性 土壤中有許多有機和無機的氧化性和還原性物質，因而使土壤具有氧化還原特性。一般，土壤中主要的氧化劑有：氧氣、NO3-和高價金屬離子，如鐵（Ⅲ）、錳（Ⅳ）、釩（Ⅴ）、鈦（Ⅵ）等。主要的還原劑有：有機質和低價金屬離子。此外，土壤中植物的根系和土壤生物也是土壤發生氧化還原反應的重要參與者。 土壤氧化還原能力的大小可以用土壤的氧化還原電位來衡量。一般旱地土壤好氧化還原電位為+400～+700mV；水田的氧化還原電位在+300～-200 mV。根據土壤的氧化還原電位值可以確定土壤中有機物和無機物可能發生的氧化還原反應和環境行為。

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