土壤组成与土壤矿物质-《环境监测》摘要

2023-11-23 理论教育版权反馈

【摘要】：土壤是地球表层的岩石经过生物圈、大气圈和水圈长期的综合影响演变而成的。土壤是由固、液、气三相物质构成的复杂体系。（一）土壤矿物质土壤矿物质是岩石经物理风化和化学风化作用形成的，占土壤固相部分总质量的90％以上，是土壤的骨骼和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两类。

土壤是地球表层的岩石经过生物圈、大气圈和水圈长期的综合影响演变而成的。由于各种成土因素，诸如母岩、生物、气候、地形、时间和人类生产活动等综合作用的不同，形成了多种类型的土壤。

土壤是由固、液、气三相物质构成的复杂体系。土壤固相包括矿物质、有机质和生物。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。

（一）土壤矿物质

土壤矿物质是岩石经物理风化和化学风化作用形成的，占土壤固相部分总质量的90％以上，是土壤的骨骼和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两类。

1.原生矿物质

原生矿物质是岩石经过物理风化作用被破碎形成的碎屑，其原来的化学组成没有改变。这类矿物质主要有硅酸盐类矿物、氧化物类矿物、硫化物类矿物和磷酸盐类矿物。

2.次生矿物质

次生矿物质是原生矿物质经过化学风化后形成的新的矿物质，其化学组成和晶体结构均有所改变。这类矿物质包括简单盐类（如碳酸盐、硫酸盐、氯化物等）、三氧化物类和次生铝硅酸盐类。次生铝硅酸盐类是构成土壤黏粒的主要成分，故又称为黏土矿物，如高岭土、蒙脱土和伊利石等；三氧化物类如针铁矿（Fe2O3·H2O）、褐铁矿（2Fe2O3·3H2O）、三水铝石（Al2O3·3H2O）等，它们是硅酸盐类矿物彻底风化的产物。

土壤矿物质所含主体元素是氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁等，其质量分数约占96％，其他元素含量多在0.1％（质量分数）以下，甚至低于十亿分之几，属微量、痕量元素。

土壤矿物质颗粒（土粒）的形状和大小多种多样，其粒径从几微米到几厘米，差别很大。不同粒径的土粒的成分和物理化学性质有很大差异，如对污染物的吸附、解吸和迁移、转化能力，以及有效含水量和保水保温能力等。为了研究方便，常按粒径大小将土粒分为若干类，称为粒级；同级土粒的成分和性质基本一致，表5-1为我国土粒分级标准。

表5-1 我国土粒分级标准

自然界中任何一种土壤，都是由粒径不同的土粒按不同的比例组合而成的，按照土壤中各粒级土粒含量的相对比例或质量分数分类，称为土壤质地分类。表5-2列出了国际制土壤质地分类。(www.chuimin.cn)

表5-2 国际制土壤质地分类

续表

（二）土壤有机质

土壤有机质是土壤中有机化合物的总称，由进入土壤的植物、动物、微生物残体及施入土壤的有机肥料经分解转化逐渐形成的，通常可分为非腐殖质和腐殖质两类。非腐殖质包括糖类化合物（如淀粉、纤维素等）、含氮有机化合物及有机磷、有机硫化合物，一般占土壤有机质总量的10％～15％（质量分数）。另一类是腐殖质，是植物残体中稳定性较强的木质素及其类似物，在微生物作用下，部分被氧化形成的一类特殊的高分子聚合物，具有苯环结构，苯环周围连有多种官能团，如羧基、羟基、甲氧基及氨基等，使之具有表面吸附、离子交换、络合、缓冲、氧化还原作用及生理活性等性能。土壤有机质一般占土壤固相物质总质量的5％左右，对于土壤的物理、化学和生物学性状有较大的影响。

（三）土壤生物

土壤中生活着微生物（细菌、真菌、放线菌、藻类等）及动物（原生动物、蚯蚓、线虫类等），它们不但是土壤有机质的重要来源，更重要的是对进入土壤的有机污染物的降解及无机污染物（如重金属）的形态转化起着主导作用，是土壤净化功能的主要贡献者。

（四）土壤溶液

土壤溶液是土壤水分及其所含溶质的总称，存在于土壤孔隙中，它们既是植物和土壤生物的营养来源，又是土壤中各种物理、化学反应和微生物作用的介质，是影响土壤性质及污染物迁移、转化的重要因素。

土壤溶液中的水来源于大气降水、地表径流和农田灌溉，若地下水位接近地面，则也是土壤溶液中水的来源之一。土壤溶液中的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。

（五）土壤空气

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（如甲烷、硫化氢、氢气、氮氧化物、二氧化碳等）。土壤空气组成与土壤本身特性相关，也与季节、土壤水分、土壤深度等条件相关，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。

土壤组成与土壤矿物质-《环境监测》摘要

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