【正文】 水勢為零時的土壤含水量，這就是土壤吸持水分的最大限量。計算如下： 土壤水容量（mm/ha）＝w％Sh1000 因此收支不同步，再加上收支不等時則出現(xiàn)不平衡現(xiàn)象。因此，在不同的生物氣候帶下，不同的植被類型條件下是不一樣的，其土壤水分管理的要求也不同。第三節(jié) 土壤與環(huán)境的空氣交換1. 土壤空氣的組成空氣成分 O2 N2 CO2 惰性氣體 大氣中 1 土壤空氣（15～30cm） 1121 7886 土壤空氣組成的特點：與大氣相比，其O2濃度低，CO2濃度高。而且這一過程永遠不可能達到絕對的平衡，是一個不會終止的動態(tài)過程。這種擴散受風力的影響大，尤其是土層薄的土壤。 土壤的氣體擴散系數(shù)，受土壤本身孔隙狀況和氣體組分性質(zhì)決定的。 當氧氣存在的條件下，多數(shù)物質(zhì)處于氧化態(tài)，只有在氧氣消失以后，其它物質(zhì)才順序還原，這是個很有用的指標。 土壤通氣性可以通過土壤中氧化態(tài)物質(zhì)和還原態(tài)物質(zhì)相對強弱的氧化還原電位來衡量。 利用這一公式我們即可計算出某一土壤一定條件下所具有的氧化還原電位，從而可以判斷土壤的通氣性狀況。 300mv氧化型，此時土壤中有或多或少的氧氣； 200～300mv 弱還原型，無O2的存在Mn、氮系列物質(zhì)尚處于氧化狀態(tài)； 200mv第四節(jié) 土壤與環(huán)境的能量交換幾個基本概念： 熱能： 化學能：其載體主要是土壤中的有機質(zhì)。 潛能：其載體主要是土壤中的水，在土壤中以不同形態(tài)存在，其轉(zhuǎn)化過程中帶來能量變化。土壤的顏色越深，吸收率越高。另外吸收面粗而松著有利于吸收更多的熱量。 （3）土壤熱性質(zhì)指標？ 土壤比熱（熱容量）：單位土壤物質(zhì)提高1℃所需要的熱量的卡數(shù)。 土壤密度g/cm3 容積熱容量Cal/cm3.℃ 固相物質(zhì)（礦物質(zhì)） 水 空氣 土壤導熱率：相距1cm的導體（土壤）兩端溫差1℃時在1cm2d 斷面上每秒鐘所通過的熱量（卡數(shù)） 土壤導熱率＝土壤容重比熱 土壤的熱傳導性能可用上述的導熱率來具體衡量，實際上是用導溫率來表示： 2. 土壤的化學能土壤的化學能主要儲存于土壤有機質(zhì)及礦物質(zhì)中，其中尤以有機質(zhì)的儲存量為大，周轉(zhuǎn)快，它是土壤中一切生化過程的動力。研究表明，土壤腐植質(zhì)碳素變化與作物產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)。當然，這個情形在旱地和水田中有所不同。（土壤碳動態(tài)模型？）主要載體是水分，水是土壤物質(zhì)中熱容量最大的成分，與土壤熱能的保存有關(guān)。 還有那些農(nóng)業(yè)措施是涉及到這方面問題？第四章 土壤背景值與容量第一節(jié) 土壤背景值的概念1. 土壤背景值的概念土壤背景值指土壤在無污染或未污染時某元素的含量，特別是有害元素在土壤中的含量。 在不受污染的情況下，組成環(huán)境的各要素中，如大氣、水體、巖石、土壤、植物、農(nóng)作物、水生生物和人體組織中與環(huán)境污染有關(guān)的各種化學元素的含量及其基本的化學成份。 從這一點來說，背景值也是相對的概念，因為生物對環(huán)境是有不同適應(yīng)能力。所以說，背景值是一種歷史性的相對數(shù)值，同時生物的異常反應(yīng)是以相對的產(chǎn)量降低為依據(jù)的。 地球上不同區(qū)域從巖石成分到地理環(huán)境和生物群落都有很大差異，因此它們的背景值自然也就不同。 背景值有時空變化的特點。除了研究元素之外，也研究人工化合物的背景值。它們在土壤中原始背景值為零，但隨著時間的推移，就有較明顯的增長。跟國外有所不同的是，我國土壤背景值的研究是與環(huán)境容量的研究同步進行。 污染病主要是指有毒元素過量造成的中毒癥狀。（城市兒童多動癥）2. 土壤背景值與地方病的關(guān)系研究表明：人體血液與地殼中的18種元素含量有關(guān)。 地球上的一切生物都是在地殼物質(zhì)上生長繁殖起來的，土壤是基本的物質(zhì)生產(chǎn)資料，高等植物生長過程中必須從土壤環(huán)境中吸收營養(yǎng)物質(zhì)； 農(nóng)業(yè)收獲物又是人類的基本食物來源，食物鏈污染就會構(gòu)成對人類健康的影響。表現(xiàn)方式：人類因缺乏或攝入過多某些元素即會導致人體的某些病變3. 主要的地方?。?）. 地方性甲狀腺腫 地區(qū)性土壤環(huán)境（水體、食物）中碘元素含量過低（山區(qū)）或含量過高（沿海）容易造成地方性甲狀腺腫，俗稱“大脖子病”。中國分布地區(qū)：西北、東北、華北和西南等地區(qū)的山區(qū)及丘陵為重。 措施：缺乏地區(qū)，食鹽加碘：“碘鹽”；碘過量致病者，節(jié)制高碘食物的食用量。 氟的水遷移性很強，故在高溫多雨與淋溶性地區(qū)容易產(chǎn)生缺氟病，如山區(qū)、丘陵的坡地、酸性淋溶的林地等均容易造成氟缺乏而致病。 研究表明導致中毒并非土因說。 研究還說明，土壤全氟偏低的地區(qū)并非一定是安全區(qū)，而全氟含量高的地區(qū)也未必一定是氟中毒高發(fā)區(qū)。措施：缺氟地區(qū)，建議使用含氟牙膏；地下水中高氟區(qū)進行水源安全監(jiān)測，改變飲食習慣。 地方性心肌病，因最早在我國的黑龍江省克山縣發(fā)現(xiàn)的，故名為克山病。 東北、西北及西南等地區(qū)15個省自治區(qū)309個縣（旗）有克山病的流行，呈東北－西南走向的“病帶”，克山病、大骨節(jié)病和動物白肌病的分布帶，同時也是土壤低硒帶。在糧食含硒較低的地方，只要飲用水含硒量較高，就無大骨節(jié)病。（4）水俁病 因人體攝人過量的Hg尤其是甲基汞所致。日本曾與我國有過環(huán)境爭議：水生魚類的遷移。 土壤環(huán)境中的汞則以土壤－植物（食物）－人體這種食物鏈的循環(huán)形式在人體內(nèi)積累而產(chǎn)生危害。 第三節(jié) 土壤背景值的確定與應(yīng)用1. 背景值采樣布點原則程序：明確研究范圍，由研究的性質(zhì)決定（國家級還是地區(qū)性任務(wù)）； 根據(jù)研究區(qū)性質(zhì)、地貌、水文、土壤與污染物類型與分布明確其影響范圍； 在污染物影響范圍以外，按自然條件確定樣點數(shù)和樣品點布局； 按預定設(shè)計，采集無污染的土樣。采樣布點：設(shè)計樣點數(shù)和設(shè)計樣點的布局，借助于政區(qū)圖、地貌圖、地質(zhì)圖和土壤類型分布圖的綜合基礎(chǔ)上完成。2. 土壤樣品采集與分析采集工具：有別于農(nóng)化樣品，刀子（竹刀）、布袋子。 粉碎過篩：不銹鋼粉碎機、瑪瑙碾缽、尼龍篩子。 樣品分析：按常規(guī)土壤分析的要求是不夠的。室內(nèi)分析的質(zhì)量主要通過三個質(zhì)量控制圖來把握： 空白值控制圖 精密度控制圖 準確度控制圖 　 3. 背景值分析結(jié)果的處理背景值分析結(jié)果有很多數(shù)字，它們代表所在樣點的成分含量。 數(shù)據(jù)處理步驟： 第一步是確定元素濃度的概率分布類型。 第二步是土壤背景值的計算，根據(jù)概率分布類型分別計算出表示其背景值范圍的平均值和標準差（環(huán)境統(tǒng)計學）。檢驗方法有多種，如直方圖法、概率紙圖示法、偏度峰度法。 對于對數(shù)正態(tài)分布的元素，其背景值用幾何平均值（M）和幾何標準差（D）表示，其范圍為：M247。 檢驗公式如下： N＝S2t2/b2 在ppb級時允許分析誤差可高達30％。與世界土壤相比，我國土壤的砷、鋅、銅高于世界均值；汞、錳、鈷在世界范圍值之中；鎘、鉻、鑷低于世界均值。6. 土壤背景值的應(yīng)用(1) 土壤背景值既是指土壤沒有污染時的土壤成分的含量，因此，它就可以作為該地土壤是否污染的參比標準。因為背景值本身是一個代表性的范圍值，X表示均值，S表示其標準差，則X＋3S為背景值的上限，它意味著有99％置信域的可靠性，超越此限是統(tǒng)計上的越限，已經(jīng)不可能是正常濃度。(2) 土壤背景值與巖石、生物中相應(yīng)成分的相關(guān)性可能作為環(huán)境生態(tài)狀況是否惡化的一種象征。(3) 根據(jù)背景值水平，可以發(fā)現(xiàn)污染物，追蹤污染源。有了土壤汞背景值濃度及土壤汞與植物汞分布的相關(guān)性，再加上植株汞的分布狀況，足以判斷汞的污染來源于遷移渠道了。(5) 在認識土壤缺素與微量元素肥料的效益分區(qū)以及土壤地理方面都將是最基礎(chǔ)的參考資料。 第四節(jié) 土壤的環(huán)境容量1. 土壤環(huán)境容量的概念土壤中有害物質(zhì)含量從背景值起到達污染水平（值）之間的濃度范圍。 “土壤的污染水平有時以生物體內(nèi)有害物質(zhì)達到衛(wèi)生標準控制的濃度時的土壤濃度作為土壤污染的標準”。 （2）環(huán)境容量取決于兩方面的條件：一是植物的適應(yīng)能力與吸收量，二是土壤對該物質(zhì)的緩沖量與有效量。因此，可以采取措施進行調(diào)控。前者重在相對濃度，其數(shù)值是植物的可吸收量，對土壤來說，在理論上接近于常數(shù)；后者重在絕對量，其數(shù)值因土壤不同而有很大差異。所以，欲取得土壤容量值必須進行生物試驗，而根土比對植物吸收量與植株體內(nèi)濃度是一個決定性因素。因此，土壤一旦酸化后會導致臨界濃度降低，因而土壤環(huán)境容量下降。 化學容量法：以有害物在土壤中達到致害生物（農(nóng)業(yè)上指農(nóng)作物）時的有效濃度為標準來確定土壤容量。 實例：（重點掌握） 設(shè)兩種土壤含有有效態(tài)分別為Cr3＋，均導致經(jīng)濟產(chǎn)量下降10％，求Cr3＋的土壤環(huán)境容量。 土壤II Cr3＋容量＝412=1071kgCr3＋/ha （1）土壤質(zhì)量評價基礎(chǔ)（無公害基地）； （2）制定“三廢”農(nóng)田排放標準； （3）確定灌溉水質(zhì)標準； （4）污泥農(nóng)田使用標準； （5）含污染物的農(nóng)用化學品累計施用量。 很顯然，如果環(huán)境容量增加一倍，水質(zhì)標準控制值也可增加一倍（放寬）；另外，如果容量不變，灌溉水量增加一倍，水質(zhì)標準控制值則要相應(yīng)減少一半（嚴格）。 值得注意的是：土壤環(huán)境容量是隨土而異的（？）。如果任意采取一種土壤的容量用于另一種容量差異較大的土壤上，勢必造成污染或資源浪費。 第五章 土壤污染與凈化第一節(jié) 土壤環(huán)境污染概述1. 土壤污染的定義與指標 Definition and Index of SP土壤污染是指進入土壤的污染物超過土壤的自凈能力，而且對土壤、植物和動物造成損害時的狀況。2. 土壤污染危害與特點 Harm and Character of SP土壤污染危害的特點歸結(jié)起來有以下兩方面： 土壤對污染物的吸附、固定作用，也包括植物吸收與殘留，從而積聚于土壤中。因此，土壤就相當于“過濾器”，但如果長期廣泛地來處理廢水廢渣，必然會使土壤造成二次污染。 （2）.土壤污染主要時通過它的產(chǎn)品－植物收獲物來表現(xiàn)其危害 土壤是植物生存的環(huán)境，植物要從土壤中得到物質(zhì)供給。專門利用生物超量吸收來治理污染土壤,如銅、鋅等元素的污染修復是環(huán)境科學領(lǐng)域的研究熱點。所以必須要揭開土壤污染的隱蔽性，探索它的真正規(guī)律，以便我們能找到相應(yīng)的對策和治理措施。重金屬對土壤的污染基本上是一個不可逆轉(zhuǎn)的過程，許多有機化學物質(zhì)的污染也需要較長的時間才能降解?！?土壤污染很難治理?！　⊥寥牢廴疽坏┌l(fā)生，僅僅依靠切斷污染源的方法則往往很難恢復，有時要靠換土、淋洗土壤等方法才能徹底解決，其他治理技術(shù)可能見效較慢。 鑒于土壤污染難于治理，而土壤污染問題的產(chǎn)生又具有明顯的隱蔽性和滯后性等特點，因此土壤污染問題一般都不太容易受到重視，同時要強調(diào)預防。 這是利用各類廢水灌溉農(nóng)田的總稱。在缺水地區(qū)比較普遍。 弊的一面：往往帶來土壤的污染和地下水的污染。一度在140萬公頃污灌面積中有18萬公頃受到污染。遍及11個省、市，鎘污染區(qū)的人體攝入量有的已超過衛(wèi)生標準（）四倍，局部地區(qū)出現(xiàn)了“骨痛病”的癥狀。 污灌在農(nóng)業(yè)上起著水源、肥源和污染源的三重作用，必須利用得當。事實上，我國污灌的總效益是以正效應(yīng)為主，所以我國的污灌面積仍以較高的速度發(fā)展著，從60年代的4200公頃擴展到八十年代的130多萬公頃，增加了300多倍。 (2). 重金屬污染型 主要是我國南方（湖北、廣東、廣西、湖南、江西），這些地區(qū)是有色金屬之鄉(xiāng)，由于受到高溫多雨及酸性條件的影響，加重了重金屬的活化，從而帶來危害。例如：廣州農(nóng)田受鉻（）、鎘（～）廢水污染，使土壤含鉻350mg/，,而且土壤總鎘隨污灌年限增加而增加。但并非千篇一律，一般鈣質(zhì)土壤較酸性土壤的危害要輕。在同等水平的污染源條件下，我國北方所表現(xiàn)的重金屬污染問題較南方為輕。主要是有些地區(qū)如內(nèi)蒙古、甘肅、云南等省含氟工業(yè)對農(nóng)業(yè)土壤與畜牧業(yè)產(chǎn)生污染及危害。據(jù)研究表明，牧草含氟量與土壤含氟量沒有相關(guān)性，說明土壤污染只是造成土壤污染的部分原因。(4). 化肥農(nóng)藥污染型化肥、農(nóng)藥對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的作用很大，但要施用得當，即要合理地控制施用量，注意施用方式與時間，否則不僅對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不利，而且還會對環(huán)境造成污染。20世紀80年代，（），化肥翻了一番還多。也有區(qū)分為：內(nèi)源污染物、外源污染物和過境污染物。其中砷不是重金屬，只是其行為與來源以及危害等都與重金屬相似，故列入同一類討論。（1）鎘（Cd）的土壤污染及危害 土壤背景值：～（一般1mg/Kg） 冶煉廠附近的土壤中Cd高達1700mg/Kg （2）汞（Hg）的土壤污染與危害 ～ （～。 。 汞的危害：因作物種類和生育期而異。在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化。 ?。?）鉛（pb）的土壤污染及危害 在公路兩側(cè)百米范圍內(nèi)最嚴重。 土壤平均背景值20～30mg/Kg （4）鉻（Cr）的土壤污染與危害 含量：地殼中含量200mg/Kg 危害：Cr有兩種價態(tài)： Cr6＋ 和后者活性高，但毒性低。實際應(yīng)用時的測定是以總鉻量計算的。對人體影響方面，是蛋白質(zhì)與核酸的沉淀劑，懷疑有致癌作用。 來源：大氣降塵與農(nóng)藥的使用，As2O2（砒霜）是一種劇毒砷化物，使紅血球溶解，破壞正常的生理功能，甚至致癌。 含量：地殼中豐度5mg/Kg As3＋比As5＋的毒性大3倍。 研究表明，砷會破壞葉綠素，抑制土壤的氧化與消化作用以及酶活性。