土壤环境化学 PPT
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环境化学课件——土壤环境化学
一、土壤组成
4. 土壤中的空气
土壤空气组成与大气基本相似，主要成分都是 N2、O2和CO2。 差异：①土壤空气存在于相互隔离的土壤孔隙中， 是一个不连续的体系；
②在O2和CO2含量上有很大的差异。土壤空气 中CO2含量比大气中高得多。氧的含量低于大气。
土壤空气中还含有少量还原性气体，如CH4、 H2S、H2、NH3等。如果是被污染的土壤，其空 气中还可能存在污染物。
角闪石等，其中以石英为主，粒径为1-0.05mm。在冲
积平原土壤中常见。土壤含砂粒多时，孔隙大，通气 和透水性强，毛管水上升高度很低(小于33cm)，保 水保肥能力弱，营养元素含量少。
(3)粘粒：主要是次生矿物，粒径小于0.001mm。含粘粒 多的土壤，营养元素含量丰富，团聚能力较强，有良好的 保水保肥能力，但土壤的通气和透水性较差。
第四章 土壤环境化学
第一节 土壤的组成与性质
第二节 污染物在土壤—植物体系中
的迁移及其机制
第三节 土壤中农药的迁移转化
第一节 土壤的组成与性质
一、土壤组成 二、土壤的粒级分组与质地分组 三、土壤吸附性 四、土壤酸碱性 五、土壤的氧化还原性
一、土壤组成
土壤是由固体、液体和气体三相共同 组成的多相体系，它们的相对含量因时因 地而异。
(2)土壤胶体的电性
土壤胶体微粒具有双电层； 微粒的内部称微粒核，一般带负电荷，形成一个负离子层(即决定 电位离子层)，其外部由于电性吸引，而形成一个正离子层(又称反
离子层，包括非活动性离子层和扩散层)，即合称为双电层。
1．土壤胶体的性质
(3)土壤胶体的凝聚性和分散性 胶体的凝聚性: 由于胶体的比表面和表面能都很大，为减
下水和空气中水蒸气遇冷凝成为土壤水分。 ❖ 土壤颗粒表面的吸附力和微细孔隙的毛细管力，可将—部分水保
第四篇土壤环境化学课件
土壤污染修复技术的选择应根据污染物的种类、污染程度、土壤性质和修复目标等因素来确 定。
农业面源污染控制
农业面源污染是指农业生产过 程中由于不合理的管理措施而 导致的污染物排放，如化肥、 农药、畜禽粪便等。
控制农业面源污染的措施包括 优化施肥方式、推广环保型农 业技术、建设生态拦截工程等 。
农业面源污染控制对于保护农 村生态环境、保障农产品安全 和人体健康具有重要意义。
土壤的性质
01
02
03
04
土壤质地
指土壤中矿物质颗粒的大小和 比例，影响土壤的透气性、保
水能力和肥力。
土壤结构
指土壤颗粒的排列和连接方式 ，良好的土壤结构有助于保持
水分和空气。
土壤酸碱度
指土壤的酸碱反应，影响土壤 中养分的有效性以及植物的生
长。
土壤肥力
指土壤提供养分的能力，与土 壤有机质、矿物质和微生物活
06 未来展望与挑战
未来研究重点与方向
土壤环境化学过程与机制
深入研究土壤中化学物质的迁移、转化、归 趋等过程，揭示其内在机制。
土壤质量与农产品安全
研究土壤质量与农产品安全的关系，保障食 品安全和人类健康。
土壤污染修复与治理
发展高效、环保的土壤污染修复技术，实现 土壤污染的源头控制和生态恢复。
土壤环境与全球变化
利用和改良提供依据。
03 土壤污染与自净
土壤污染的定义与来源
土壤污染的定义
土壤污染是指人类活动产生的有害物质进入土壤，导致土壤质量下降，影响生 物生长和人体健康的现象。
土壤污染的来源
土壤污染主要来源于工业生产、农业生产、城市垃圾和污水等。工业排放的废 气、废水和废渣，农业生产中使用的化肥、农药，城市垃圾和污水的不合理排 放等，都会导致土壤污染。
农业面源污染控制
农业面源污染是指农业生产过 程中由于不合理的管理措施而 导致的污染物排放，如化肥、 农药、畜禽粪便等。
控制农业面源污染的措施包括 优化施肥方式、推广环保型农 业技术、建设生态拦截工程等 。
农业面源污染控制对于保护农 村生态环境、保障农产品安全 和人体健康具有重要意义。
土壤的性质
01
02
03
04
土壤质地
指土壤中矿物质颗粒的大小和 比例，影响土壤的透气性、保
水能力和肥力。
土壤结构
指土壤颗粒的排列和连接方式 ，良好的土壤结构有助于保持
水分和空气。
土壤酸碱度
指土壤的酸碱反应，影响土壤 中养分的有效性以及植物的生
长。
土壤肥力
指土壤提供养分的能力，与土 壤有机质、矿物质和微生物活
06 未来展望与挑战
未来研究重点与方向
土壤环境化学过程与机制
深入研究土壤中化学物质的迁移、转化、归 趋等过程，揭示其内在机制。
土壤质量与农产品安全
研究土壤质量与农产品安全的关系，保障食 品安全和人类健康。
土壤污染修复与治理
发展高效、环保的土壤污染修复技术，实现 土壤污染的源头控制和生态恢复。
土壤环境与全球变化
利用和改良提供依据。
03 土壤污染与自净
土壤污染的定义与来源
土壤污染的定义
土壤污染是指人类活动产生的有害物质进入土壤，导致土壤质量下降，影响生 物生长和人体健康的现象。
土壤污染的来源
土壤污染主要来源于工业生产、农业生产、城市垃圾和污水等。工业排放的废 气、废水和废渣，农业生产中使用的化肥、农药，城市垃圾和污水的不合理排 放等，都会导致土壤污染。
土壤环境化学新课堂PPT
动
物
线虫类
蚯蚓
1012～1013
其他动
物
109～1010
.
表土层（15cm）
中数量/（个
/m2）
1010～1011
106～107
30～300
103～105
15
土壤的组成和性质
二. 土壤的粒级分组与质地分组（自学）
1. 土壤矿物质的粒级划分
表2. 国际制、前苏联和美国制土粒分级标准
国际制
粒级名称
砾石
其厚度约有几个水分子的大小，即由
固体表面MN至虚线AB处为b处；
另一部分包括从AB到距表面为d处，
称为分（扩）散层，在这层中过剩的
异电离子逐渐减少而至零。这一层是
可以流动的。
.
N b B
–
–
–
–
–
–
–
–
–
+
+
+
+
+
+
M
D
+
+
+
+
+d +
A
C
22
固体表面（决定性电位）MN，
其电位相对于CD处为φ0，或者
不同土壤的保水能力不同；土壤水分实际上是土
壤溶液。
贡献
●是植物和土壤生物的营养来源
●是土壤中各种反应（物理、化学和微生物反应）的介质
●制约元素的平衡
●主导吸附或解吸，专性吸附与离子交换、溶解与沉淀，化
合与分解
●充当元素迁移的载体
●是影响土壤性质及污染物迁移转化的重要因素
.
12
4. 土壤空气
《土壤环境化学》PPT课件
原生矿物 土壤矿物质 次生矿物
原生矿物
是岩石中的原始部分。即岩石只经历了物理风 化。风化过程中没有改变成分与结构，而只遭到破 碎。
原生矿物的粒径较大。土壤中的砂粒（粒径2～ 0.02mm）、粉砂粒（0.02～0.002mm），它具有 坚实而稳定的晶格，不透水性，而不具有物理化 学吸收性能，不膨胀。
裸离子半径和水化离子半径
裸离子半径越小，静电力场越强 吸引水分子形成水合离子的现象最显著
水合离子半径越大 水合离子静电力场越弱
离子交换能力越弱
土壤（胶体种类, 颗粒, SiO2/R2O3、pH等）
不同种类的胶体的阳离子交换量顺序：
有机胶体 >蒙脱石 > 水化云母 > 高岭土 > 水合氧化铁、铝
强烈水解
致酸阳离子(Al3+、H+) 可交换阳离子
盐基阳离子(Ca2+、Mg2+、K+、Na+等)
盐基饱和土壤： 土壤胶体吸附的阳离子全部是盐基阳离子时，
这种土壤称为盐基饱和土壤。
盐基饱和度（%）
可交换性盐基总量 阳离子交换量 100
我国南方酸性土壤都是盐基不饱和的土壤，北方中性或 碱性土壤的盐基饱和度都在80%以上。盐基饱和度与 pH值之间有明显的相关性。盐基淋失，饱和度降低， pH也按一定比例降低。在pH5~6的暖湿地区，pH每变 动0.10，盐基饱和度相应变动5%左右。例如设pH为5.5 时盐基饱和度为50%，那么在pH5.0和6.0时，盐基饱和 度分别约为25%和75%。
土壤盐基饱和度和交换性离子的有效性密切有关，盐基 饱和度越大，养分有效性越高，因此盐基饱和度是土壤 肥力的指标之一。
土壤胶体的阴离子交换吸附
带正电荷的胶体吸附的阴离子与土壤溶液中的阴离 子交换。易被吸附的阴离子是PO43-、H2PO4-、HPO42-等 ，与带正电荷的土壤胶体中阳离子Ca2+、Fe3+、Al3+等结 合生成难溶性化合物而被强烈吸附。
原生矿物
是岩石中的原始部分。即岩石只经历了物理风 化。风化过程中没有改变成分与结构，而只遭到破 碎。
原生矿物的粒径较大。土壤中的砂粒（粒径2～ 0.02mm）、粉砂粒（0.02～0.002mm），它具有 坚实而稳定的晶格，不透水性，而不具有物理化 学吸收性能，不膨胀。
裸离子半径和水化离子半径
裸离子半径越小，静电力场越强 吸引水分子形成水合离子的现象最显著
水合离子半径越大 水合离子静电力场越弱
离子交换能力越弱
土壤（胶体种类, 颗粒, SiO2/R2O3、pH等）
不同种类的胶体的阳离子交换量顺序：
有机胶体 >蒙脱石 > 水化云母 > 高岭土 > 水合氧化铁、铝
强烈水解
致酸阳离子(Al3+、H+) 可交换阳离子
盐基阳离子(Ca2+、Mg2+、K+、Na+等)
盐基饱和土壤： 土壤胶体吸附的阳离子全部是盐基阳离子时，
这种土壤称为盐基饱和土壤。
盐基饱和度（%）
可交换性盐基总量 阳离子交换量 100
我国南方酸性土壤都是盐基不饱和的土壤，北方中性或 碱性土壤的盐基饱和度都在80%以上。盐基饱和度与 pH值之间有明显的相关性。盐基淋失，饱和度降低， pH也按一定比例降低。在pH5~6的暖湿地区，pH每变 动0.10，盐基饱和度相应变动5%左右。例如设pH为5.5 时盐基饱和度为50%，那么在pH5.0和6.0时，盐基饱和 度分别约为25%和75%。
土壤盐基饱和度和交换性离子的有效性密切有关，盐基 饱和度越大，养分有效性越高，因此盐基饱和度是土壤 肥力的指标之一。
土壤胶体的阴离子交换吸附
带正电荷的胶体吸附的阴离子与土壤溶液中的阴离 子交换。易被吸附的阴离子是PO43-、H2PO4-、HPO42-等 ，与带正电荷的土壤胶体中阳离子Ca2+、Fe3+、Al3+等结 合生成难溶性化合物而被强烈吸附。
土壤环境化学省公开课一等奖全国示范课微课金奖课件
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c. 断键: 硅酸盐黏土矿物在破碎时，引发晶层断 裂，使硅氧片和水铝片断裂边角上出现电性未中和键。 腐殖质胶体也常发生碳键断裂，从而产生剩下负电荷；
d. 胶体表面从介质中吸附离子: 使得土壤胶体带 电。
3）土壤胶体分散性和凝聚性 因为土壤胶体微粒带负电荷，胶体粒子相互排斥， 含有分散性。负电荷越多，负电动电位越高，
土壤还含有同化和代谢外界进入土壤 物质能力——净化能力。所以, 土壤又是保 护环围土壤环境问题 （Environmental Problem in Soil）
土壤酸化、盐碱化、土壤污染 土壤沙漠化（石漠化） 陆地植被破坏 水土流失
4/100
一、研究简史 1850s’ 英国学者Way和Lawes发觉土壤
特征:
（1）不连续性，存在于土粒间隙之间；
（2）湿度高； 大气
土壤
（3）OO22少，C20O.925%多，有机0-质20.腐90%烂分解；
CO2
0.03%
0.03%-20%
（4）有还原性气体（H2S、NH3.H2、CH4）存 在。
18/100
5. 土壤生物（Organisms in Soil）
土壤中存在大量生物群落，包含微生物和 土壤动物两大类。
16/100
3. 土壤水分（Water in Soil） （1）土壤水分存在形式 土壤颗粒吸附水分称吸着水, 几乎不移动, 不被植物吸收。 外层膜状水称内聚水或毛细管水, 为植物 生长主要水源。 （2）土壤水分意义 土壤水分既是植物营养物起源, 也是污染 物向其它圈层迁移媒介。
17/100
4. 土壤空气（Atmosphere in Soil）
b. 土壤质地越细，阳离子交换量越高；
29/100
c. 断键: 硅酸盐黏土矿物在破碎时，引发晶层断 裂，使硅氧片和水铝片断裂边角上出现电性未中和键。 腐殖质胶体也常发生碳键断裂，从而产生剩下负电荷；
d. 胶体表面从介质中吸附离子: 使得土壤胶体带 电。
3）土壤胶体分散性和凝聚性 因为土壤胶体微粒带负电荷，胶体粒子相互排斥， 含有分散性。负电荷越多，负电动电位越高，
土壤还含有同化和代谢外界进入土壤 物质能力——净化能力。所以, 土壤又是保 护环围土壤环境问题 （Environmental Problem in Soil）
土壤酸化、盐碱化、土壤污染 土壤沙漠化（石漠化） 陆地植被破坏 水土流失
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一、研究简史 1850s’ 英国学者Way和Lawes发觉土壤
特征:
（1）不连续性，存在于土粒间隙之间；
（2）湿度高； 大气
土壤
（3）OO22少，C20O.925%多，有机0-质20.腐90%烂分解；
CO2
0.03%
0.03%-20%
（4）有还原性气体（H2S、NH3.H2、CH4）存 在。
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5. 土壤生物（Organisms in Soil）
土壤中存在大量生物群落，包含微生物和 土壤动物两大类。
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3. 土壤水分（Water in Soil） （1）土壤水分存在形式 土壤颗粒吸附水分称吸着水, 几乎不移动, 不被植物吸收。 外层膜状水称内聚水或毛细管水, 为植物 生长主要水源。 （2）土壤水分意义 土壤水分既是植物营养物起源, 也是污染 物向其它圈层迁移媒介。
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4. 土壤空气（Atmosphere in Soil）
b. 土壤质地越细，阳离子交换量越高；
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土壤的结构和组成ppt全篇
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由于各种矿物质抵抗风化的能力不同，它们经受风化后，在各粒级中分布的多少也不相同。矿物的粒级不同，其化学成分也有较大的差异。在较细颗粒中，Ca、Mg、P、K等元素的含量较大。一般而言，土粒越细，所含养分越多，反之则越少。
1.2.2 土壤的质地 由不同的粒级混合在一起所表现出来的土壤粗细状况称为土壤质地（或土壤机械组成）。土壤质地分类是以土壤中各粒级含量的相对百分比作标准的。
土壤质地在一定程度上反映了土壤矿物组成和化学组成，同时土壤颗粒大小和土壤的物理性质密切相关，并且影响土壤孔隙状况。因此对土壤水分、空气、热量的运动和养分转化均有很大的影响。质地不同的土壤表现出不同的性状，壤土兼有砂土和粘土的优点而克服了二者的缺点，是质地理想的土壤。
<返回>
土壤是由固、液、气三相物质组成的疏松多孔体。固相物质包括矿物质、有机质和土壤生物。在固相物质之间，为形状和大小不同的孔隙，孔隙中存在水分和空气。土壤三相物质的比率因土壤种类而异，并且经常变化。土壤中所含多量化学元素的丰度顺序如下：O＞Si＞Al＞Fe＝C＝Ca＞K＞Na＞Mg＞Ti＞N＞S，这个次序与地壳组成大体一致，所不同的是由于土壤中集结了大量生物体，因此C、N、S的含量相对较高。从环境污染角度来看，土壤还是藏污纳垢之处，含有各种生物的残体、排泄物、腐烂物；还含有来自大气、水体及固体废物中的各种污染物以及农药、肥料残留物等。
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由于各种矿物质抵抗风化的能力不同，它们经受风化后，在各粒级中分布的多少也不相同。矿物的粒级不同，其化学成分也有较大的差异。在较细颗粒中，Ca、Mg、P、K等元素的含量较大。一般而言，土粒越细，所含养分越多，反之则越少。
1.2.2 土壤的质地 由不同的粒级混合在一起所表现出来的土壤粗细状况称为土壤质地（或土壤机械组成）。土壤质地分类是以土壤中各粒级含量的相对百分比作标准的。
土壤质地在一定程度上反映了土壤矿物组成和化学组成，同时土壤颗粒大小和土壤的物理性质密切相关，并且影响土壤孔隙状况。因此对土壤水分、空气、热量的运动和养分转化均有很大的影响。质地不同的土壤表现出不同的性状，壤土兼有砂土和粘土的优点而克服了二者的缺点，是质地理想的土壤。
<返回>
土壤是由固、液、气三相物质组成的疏松多孔体。固相物质包括矿物质、有机质和土壤生物。在固相物质之间，为形状和大小不同的孔隙，孔隙中存在水分和空气。土壤三相物质的比率因土壤种类而异，并且经常变化。土壤中所含多量化学元素的丰度顺序如下：O＞Si＞Al＞Fe＝C＝Ca＞K＞Na＞Mg＞Ti＞N＞S，这个次序与地壳组成大体一致，所不同的是由于土壤中集结了大量生物体，因此C、N、S的含量相对较高。从环境污染角度来看，土壤还是藏污纳垢之处，含有各种生物的残体、排泄物、腐烂物；还含有来自大气、水体及固体废物中的各种污染物以及农药、肥料残留物等。
环境化学第四章土壤环境化学PPT课件
(1)原生矿物 : 原生矿物主要有石英、长石类、云母类、辉石、角闪石、 橄榄石、赤铁矿、磁铁矿、磷灰石、黄铁矿等。其中前五种最常见。 石英最难风化 , 长石次之 , 辉石、角闪石、黑云母易风化。 岩石化学风化主要分为三个历程 , 即氧化、水解和酸性水解。
氧化 : 以橄榄石为例 , 其化学组成为 (Mg Fe)Si04, 其中 Fe(Ⅱ) 可以 氧化为 Fe(Ⅲ) 。
-
22
可交换性阳离子有两类 : 一类是致酸离子 , 包括 H+ 和 Al3+;另一类是 盐基离子 , 包括 Ca2+ 、 Mg2+ 、 K+、 Na+ 、 NH4+ 等。
盐基饱和土壤：当土壤胶体上吸附的阳离子均为盐基离子 , 且已达到吸
附饱和时的土壤 , 称为盐基饱和土壤。当土壤胶体上吸附的阳离子有一
-
24
1.4土壤酸碱性
根据土壤的酸度可以将其划分为9 个等级 (如表4-8)。我国土壤的 pH 大多 在 4.5-8.5 范围内 , 并有由南向北 pH 值递增的规律性 , 长江( 北纬 33 。 )以 南的土壤多为酸性和强酸性 ; 长江以北的土壤多为中性或碱性 , 如华北、 西北的土壤大多含CaC03,pH 值一般在7.5-8.5 之间 , 少数强碱性土壤的 pH 值高达 10.5。
很少
冲积平原土壤 中
少
丰富
黄土中含量较 多
较丰富
-
16
1.2.3. 土壤质地分类及其特性
土壤质地：由不同的粒级混合在一起所表现出来的土壤粗细状况 , 称为 土壤质地 ( 或土壤机械组成 ) 。
土壤质地分类标准：是以土壤中各粒级含量的相对百分比作标准的。主 要有国际制 ( 如表 4-5) 、美国制和前苏联制。国际制和美国制均采用三 级分类法 , 即按砂粒、粉砂粒、粘粒三种粒级的百分数 , 划分为砂土、壤 土、粘壤土和粘土四类十二级。
氧化 : 以橄榄石为例 , 其化学组成为 (Mg Fe)Si04, 其中 Fe(Ⅱ) 可以 氧化为 Fe(Ⅲ) 。
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可交换性阳离子有两类 : 一类是致酸离子 , 包括 H+ 和 Al3+;另一类是 盐基离子 , 包括 Ca2+ 、 Mg2+ 、 K+、 Na+ 、 NH4+ 等。
盐基饱和土壤：当土壤胶体上吸附的阳离子均为盐基离子 , 且已达到吸
附饱和时的土壤 , 称为盐基饱和土壤。当土壤胶体上吸附的阳离子有一
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1.4土壤酸碱性
根据土壤的酸度可以将其划分为9 个等级 (如表4-8)。我国土壤的 pH 大多 在 4.5-8.5 范围内 , 并有由南向北 pH 值递增的规律性 , 长江( 北纬 33 。 )以 南的土壤多为酸性和强酸性 ; 长江以北的土壤多为中性或碱性 , 如华北、 西北的土壤大多含CaC03,pH 值一般在7.5-8.5 之间 , 少数强碱性土壤的 pH 值高达 10.5。
很少
冲积平原土壤 中
少
丰富
黄土中含量较 多
较丰富
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1.2.3. 土壤质地分类及其特性
土壤质地：由不同的粒级混合在一起所表现出来的土壤粗细状况 , 称为 土壤质地 ( 或土壤机械组成 ) 。
土壤质地分类标准：是以土壤中各粒级含量的相对百分比作标准的。主 要有国际制 ( 如表 4-5) 、美国制和前苏联制。国际制和美国制均采用三 级分类法 , 即按砂粒、粉砂粒、粘粒三种粒级的百分数 , 划分为砂土、壤 土、粘壤土和粘土四类十二级。
环境化学课件(第四章土壤环境化学)
2. 次生矿物 次生矿物是岩石经历化学风化（氧化、水解和酸
性水解）形成的新矿物，其化学组成和晶体结构都发 生了改变。次生矿物粒径较小，大部分以黏粒和胶体 （粒径小于0.002 mm）分散状态存在。
分类：根据次生矿物的性质与结构划分为简单盐类、 氧化物类和次生铝硅酸盐类。
氧化物类和次生铝硅酸盐类是土粒中最细小的部分， 比表面积大，在物理性质上表现为强烈的吸水膨胀、 失水收缩的特点， 称为黏土矿物。有明显的胶体特征， 所以土壤学中习惯把黏土矿物视为土壤矿物胶体。次 生矿物是构成土壤的最主要组成部分，对土壤中无机 污染物的行为和归宿影响很大。
极细砂
0.2~0.06
100
粉砂 粘粒
砂质粉砂 中粉砂 细粉砂 粘粒 胶体
0.06~0.02 0.02~0.006 0.006~0.002
<0.002 <0.0002
10000
100000 1000000
（二）土壤质地分类和主要特性 土壤质地：土壤粒级组合体所表现的粗细程度称为质地 .
土壤质地分类是以土壤中各粒级含量的相对百分比作 标准的。主要有国际制、美国制和前苏联制。
四、土壤的物理化学性质
（一）土壤的吸附性 土壤具有吸附性能是因为土壤中存在具有巨大表面能，并带有电荷的矿物胶 体和有机胶体，能吸附气体或液体、分子或离子。 1. 土壤胶体的性质 (1)土壤胶体具有巨大的比表面和表面能：比表面是单位体积或重量物质的总 表面积。土粒愈细，总表面积愈大，比表面也愈大，表面能也越大。
➢气候是直接的水、热、空气条件，它使相同的母质在不同的 气候条件下产生不同的物理、化学和生物学变化。
➢地形使气候因素发生局部的重新分配，是间接的水、热、空 气条件。
➢生物通过生长繁育、新陈代谢进行着有机物质的合成与分解， 一方面充实与丰富了土壤的基质，另一方面以有机物形式为土 壤累积化学能。
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Cl D D T -ase
Cl
C
Cl
Cl C Cl Cl
DDT
D ehy d ro ch lo rin atio n
C
Cl
Cl
D D E
一、 农药概况(Survey of pesticide)
（一）含义（signification）
• 农药是指用于预防、消灭或控制危害农业、 林业的病虫草和其它有害生物，以及有目 的地调控植物和昆虫生长的化学合成物， 或来源于生物及其他天然物质的一种或几 种物质的混合物及其制剂。
（《农药管理条例》，1997）
• 广义地说，除化肥、农膜以外的一切农用 化学品。（刘维屏，农药环境化学，2006）
经济毒剂（economic poison） 农用化学品 （agrochemicals）
杀死
生物合理农药 （biorational pesticides） 环境和谐农药 （environmental acceptable pesticides and environmental friendly pesticides）
土壤环境学
• 书中写到：
• “从前，在美国中部有一个城镇，这 里的一切生物看来与其周围环境生活得很 和谐。…...即使在冬天，道路两旁也是美 丽的，那儿有无数的小鸟飞来，洁净而又 清凉的小溪从山中流出，形成了绿荫掩映 的生活着鳟鱼的池塘。”
• 然而现在，“鸟儿都到哪儿去了？许多人 谈论着它们，感到迷惑和不安。园后鸟儿寻 食的地方冷落了，在一些地方仅能见到的几 只鸟儿也气息奄奄，它们战栗得很厉害，飞 不起来。这是一个没有声息的春天。这儿的 清晨曾经荡漾着乌鸦、鹣鸟、鸽子、鹪鹩的 合唱以及其它鸟鸣的音浪；而现在一切声音 都没有了，只有一片寂静覆盖着田野、树木 和沼地。”
dichlorodiphenyltrichloroethane），简称为 DDT。
1932年，瑞 士科学家缪勒开 始研究有机氯化 合物与杀虫活性 之间的关系，发 现DDT具有以下 几个特征：
(1)对害虫毒性很高； (2)对温血动物和植物相对无害； (3)无刺激性，气味很小； (4)能广泛施用； (5)化学性质稳定且残效期长； (6)价廉且容易大量生产。
1.
表1 几种主要的有机氯农药
有 机 氯 农 药
中等毒性、难分解、半衰期10年以上 脂溶性强，蓄积于脂肪和含脂高的组织器官 主要靶作用器官：肝脏 有致癌、致畸作用 透过胎盘乳汁，对胎儿
婴儿有毒性
1847年，德国著名化学家蔡德勒 合成了一种有机氯化合物：
2,2-双-(对氯苯基)，1,1,1-三氯乙烷（para-
调控
• 现今的农业生产 已离不开农药的使用， 它已成为植物免受病、虫、草害的有效保 护手段之一。
• 有人估计，如果没有农药，全世界因病、 虫、草害造成的粮食损失可达50％左右。 使用了农药可挽回损失约15％。
（二）发展历程（course of development）
天然药物时代 （19世纪中叶前）
缪勒还提出合成农药的原则是高效、 速效、低毒、稳定、广谱和价廉等要素， 这为新一代农药的发展奠定了基础。
缪勒于1948年获得了诺贝尔医学及生理学奖。
由于DDT的神奇作用、使用的范围和 场所越来越广，在20世纪40年代DDT的使 用量达到了顶峰。
我国在1946年开始小规模地生产DDT， 新中国成立后，农药工业开始快速地发 展、1951年首次用飞机喷洒DDT，消灭蚊 子。
• “有机氯农药不仅危及了许多生物 的生存，而且正在危害人类自己。 现
在一个人从胎儿未出生直到死亡，都 注定要和危险的化学品接触。这个现 象在世界历史上还是第一次”。
人类滥用化学药物在杀死昆虫 的同时，必将危及地球其他生物乃 至人类的生存，最终会导致春天里 出现“鸟儿不再歌唱，鱼儿不再跳 跃于水中”的毫无生机的、死气沉 沉的可怕景象。
条件苛刻，对温度要求较严，药效缓慢而且受 环境（温度、湿度）的影响，难以稳定。
（三）农药的类别（Types of pesticides）
按用途
杀虫剂 杀菌剂 除草剂 杀螨剂 杀线虫剂 杀鼠剂 杀软体动物剂 植物生长调节剂
按化学成分分：
• 有机氯类 • 有机磷类 • 有机氮类（氨基甲酸酯类） • 拟除虫菊酯类
DDT的化 学性质稳定、 不易降解， 在自然界及 生物体内可 以较长时间 存在。 通过食物链 富集、毒性 增大、导致 鱼类和鸟类 的死亡。
Fig. Accumulation of DDT in the aquatic food chain
• 什么是化学农药？其种类有哪些？ • 它们在环境中的行为有哪些？ • 其危害有那些？如何防治其危害？
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
第四章 土壤环境化学
第三节
土壤中农药污染物
（Pesticide contaminants in soil）
Cl
H C
Insect enzy m e
无机农药时代 （20世纪30年代前）
三大杀虫植物
除虫菊 鱼藤 烟草
砷酸铅（钙）、硫酸烟碱 石灰硫磺剂 波尔多液
有机合成农药时代 （20世纪40年代后）
DDT（1939年）
高效化时代 （20世纪70年代后）
合成农药、生物农药
有机合成农药仍是当今农药发展和使用主流。
• 生物农药仅占世界农药销售额的1.1%。 • 生物农药有些问题尚未解决： • 生物农药的活性物是生物活体，其产品的贮存
• 这本书就是美国女海洋生物学家蕾切 尔·卡逊写的《寂静的春天》。
• 在这本现在称为划时代的书中，作者花 费了四年时间，搜集了大量无可辩驳的事实， 证明由于对剧毒性农药DDT等的滥用，已经 让春天变得寂静无声，这种后果远远大于核 战争的放射性与残骸所带来的恐惧。
警告：滥用化学农药
破坏自然生态，人类将 会遭受到自然的强烈报 复，导致自身的灾难。
1940年，瑞士的嘉基公司成功地开发了DDT杀虫 剂产品，1942年正式投放市场。
第二次世界大战期间，斑疹伤寒在意大利南部 流行，这种由虱子作媒介的急性传染病，死亡率较 高。使用DDT ，人类历史上第一次制止了斑疹伤寒 的流行，这有力地显示了DDT在防治等疾病方面的 重大功效。
DDT对多种重要的农林害虫的药效超过了以往 天然的杀虫剂，更由于它对病媒昆虫的突出功效， 挽救了千百万人的生命。