《环境监测》课程教案
1 《环境监测》课程教案
Chater5土壤质量监测 教学目的 ①土壤的概念 ②土壤组成和土壤背景值 ③土壤环境质量管理监测方案规范:样品的采集、加工与预处理标准分析方法 土壤污染物的测定分析方法 教学重点 ①理解土壤组成和土壤背景值 教学方法 课内安排2个学时 必读教材和参考书页码 教材:262-289;多媒体课件: 讲授提纲 5.1土壤基本知识 5.1.1土壤的组成 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(称为母质) 而土壤是在母质、气候、生物、地形、时间等多种成土因素综合作用下形成和演变而成的。 土壤组成很复杂,总体来说是由矿物质、动植物残体腐解产生的有机质、水分和空气等固 液、气三相组成的 5.1.1.1土壤矿物质 (1)土壤矿物质的矿物组成 (2)土壤机械组成土壤是由不同粒级的土壤颗粒组成。土壤粒径的大小影响着土壤对 污染物的吸附和解吸能力。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,即根据沙粒(0.02-2mm)、粉沙粒(0.002-0.02m)和 粘粒(<0.002m)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。我国土壤地质分类表见P263表5-2
2 Chater5 土壤质量监测 教学目的 ①土壤的概念； ②土壤组成和土壤背景值； ③土壤环境质量管理监测方案规范；样品的采集、加工与预处理标准分析方法； 土壤污染物的测定分析方法； 教学重点 ①理解土壤组成和土壤背景值； 教学方法 课内安排 2 个学时。 必读教材和参考书页码 教材：262-289； 多媒体课件： 讲授提纲 5.1 土壤基本知识 5.1.1 土壤的组成 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（称为母质）。 而土壤是在母质、气候、生物、地形、时间等多种成土因素综合作用下形成和演变而成的。 土壤组成很复杂，总体来说是由矿物质、动植物残体腐解产生的有机质、水分和空气等固、 液、气三相组成的。 5.1.1 .1 土壤矿物质 （ 1 ）土壤矿物质的矿物组成 （ 2 ）土壤机械组成 土壤是由不同粒级的土壤颗粒组成。土壤粒径的大小影响着土壤对 污染物的吸附和解吸能力。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，即根据沙粒（ 0.02— 2mm ）、粉沙粒 (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。 我国土壤地质分类表见 P263 表 5-2
5.1.1.2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(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、Fe”、Al3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+、Cu、Pb*、Sa3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。 5.1.1.3土壤水和空气 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。 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 5.1.2土壤的基本性质(参见多媒体課件) 5.1.3土壤污染源(参见多媒体課件) 5.1.4土壤污染的特点(参见多媒体課件)
3 5.1.1 .2 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。 5.1.1 .3 土壤水和空气 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。 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 5.1.2 土壤的基本性质 (参见多媒体課件) 5.1.3 土壤污染源 (参见多媒体課件) 5.1.4 土壤污染的特点 (参见多媒体課件)
5.2土壤环境质量监测方案 参见多媒体課件 5.3土壤样品的采集与加工管理 5.3.1土壤样品的采集 (1)污染调查调査内容包括:①自然条件。②农业生产情况。③土壤性状。④污染历 史与现状 (2)采样点布设由于土壤本身在空间分布上具有一定的不均匀性,所以应多点采样并 均匀混合成为具有代表性的土壤样品。 (3)采样深度 (4)采样时间 (5)采样量由于测定所需的土样是多点混合而成的,取样量往往较大,而实际供分析的 土样不需太多,一般只需1-2Kg。因此对所得混合样可反复按四分法弃取,最后留下所需 的土量,装入塑料袋或布袋内,贴上标签备用。 (6)采样注意事项 1)采样点不能设在田边、沟边、路边或肥堆边 2)将现场采样点的具体情况,如土壤剖面形态特征等做详细记录 3)现场填写两张标签,写上地点、土壤深度、日期、采样人姓名等,一张放入样品袋内, 张扎在样品口袋上。 5.3.2土壤背景值样品采集 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。样点选择必须包括主要类型土壤,并远离污染源,而且同一类型土壤应有3-5个 重复样点 5.3.3土壤样品的加工与管理 土样的风干缘参见多媒体課件)磨碎与过筛(参见多媒体課件)土样保存(参见多媒体 課件) 5.4土壤样品的预处理(参见多媒体課件) 5.5土壤污染物的测定测定(参见多媒体課件)土壤监测实例
4 5.2 土壤环境质量监测方案 参见多媒体課件 5.3 土壤样品的采集与加工管理 5.3.1 土壤样品的采集 （ 1 ）污染调查 调查内容包括：①自然条件。②农业生产情况。③土壤性状。④污染历 史与现状。 （ 2 ）采样点布设 由于土壤本身在空间分布上具有一定的不均匀性，所以应多点采样并 均匀混合成为具有代表性的土壤样品。 （3 ） 采样深度 （ 4 ）采样时间 （ 5 ）采样量 由于测定所需的土样是多点混合而成的，取样量往往较大，而实际供分析的 土样不需太多，一般只需 1 -2Kg 。因此对所得混合样可反复按四分法弃取，最后留下所需 的土量，装入塑料袋或布袋内，贴上标签备用。 （ 6 ）采样注意事项 1 ）采样点不能设在田边、沟边、路边或肥堆边； 2 ）将现场采样点的具体情况，如土壤剖面形态特征等做详细记录； 3 ）现场填写两张标签，写上地点、土壤深度、日期、采样人姓名等，一张放入样品袋内， 一张扎在样品口袋上。 5.3.2 土壤背景值样品采集 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。 样点选择必须包括主要类型土壤，并远离污染源，而且同一类型土壤应有 3 － 5 个 重复样点。 5.3.3 土壤样品的加工与管理 土样的风干(参见多媒体課件) 磨碎与过筛(参见多媒体課件) 土样保存 (参见多媒体 課件) 5.4 土壤样品的预处理(参见多媒体課件) 5.5 土壤污染物的测定测定 (参见多媒体課件) 土壤监测实例
教 研室意见院系部意 教研室主任签字 年月日 院(系、部)签字 年月日 教 务 教务处签字 见
5 教 研 室 意 见 教研室主任签字： 年 月 日 院 系 部 意 见 院（系、部）签字： 年 月 日 教 务 处 意 见 教务处签字：