土壤环境学

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前言土壤是环境系统（水、大气、生物土壤、岩石圈表层）中最基本、最活跃的要素之一，由于它处于陆地生态系统的中心，因而是与几乎所有地表环境问题都关联的自然介质，是环境工作者不可回避的研究对象。土壤的成因、自然属性、环境功能、环境意义和有关化学过程是环境领域理工科学生的基础性专业知识。深入理解自然界有关土壤的现象与过程，是对环境领域理工科学生知识结构的基本要求，同时，掌握这些知识也是高层次环境专业人才的必备条件。近年来，越来越多的高等院校为相关专业高年级本科生开设了《土壤环境学》特色专业课程，其任务是通过对土壤环境学知识的课堂讲授、实验等环节，为学生掌握有关土壤环境的基础性知识和基本研究方法、了解土壤污染研究前沿提供传授平台。 土壤环境问题一向是环境科学领域的研究热点之一，特别是近些年来，随着环境问题的日益复杂、多样，土壤环境的研究内容、研究方法以及前沿动态也日新月异。为适应和满足当前教学工作的需求，编者在负责《土壤环境学》课程建设的同时，在讲义教学实践基础上组织编写了这部教材。 本教材总体由以下五部分内容组成。 （1）绪论（第一章）介绍土壤概念、土壤组成，叙述土壤在地球圈层中的位置、特征与功能。阐述土壤在能量、物质循环和转化过程中的功能与作用；阐述土壤与人类的关系；阐述土壤与人类社会发展的联系以及人类活动对土壤自然属性的影响；阐述人类面临的主要土壤环境问题。 （2）土壤的成因与分布（第二～三章）叙述风化作用概念、属性及其在土壤形成过程中的作用与意义；介绍风化作用的类型和各类型的定义。阐述各种类型风化作用的特征、现象与过程；阐述各类型风化作用的作用机理；阐述各类型风化作用的影响因素以及作用结果；阐述各类型风化作用与土壤的组成、性质间的关联。叙述参与土壤形成的各自然要素；阐述各自然要素综合作用的意义；阐述土壤物质、能量的循环运动形式与环节。叙述土壤在地球表面的发育、面积、厚度等特征，介绍土壤的分类原则、分类级别及命名方法。叙述土壤的分布特征，阐述土壤的分布规律及影响因素，介绍我国土壤的分布区划。 （3）土壤的性质（第四章）叙述土壤的分层特征、土壤的机械组成、土壤的温度、密度、空隙度等特征。叙述组成土壤的物质形式，阐述各类物质的形成、类别、属性以及有关作用过程。叙述土壤颗粒的表面性质、胶体性质及其机理；阐述土壤体系中离子交换作用及其化学原理。叙述土壤体系的酸碱度和缓冲作用特征，阐述其影响因素以及作用机理；阐述土壤体系中氧化还原作用的发生条件、影响因素和作用机理；阐述土壤体系中氧化还原作用与土壤垂直分层的成因联系。 （4）土壤环境问题（第五章）阐述土壤物质的化学行为：阐述土壤物质的环境属性；分析、论述土壤污染的发生、形成和种类。阐述土壤中重金属元素的背景、成因、属性；阐述土壤重金属污染的含义；阐述土壤重金属污染的环境效应；阐述土壤体系中重金属元素的地球化学过程和现象；阐述土壤体系中影响重金属元素地球化学行为的主要因素；阐述主要重金属元素在土壤—植物体系中的累积、迁移和生物效应。阐述农药在土壤体系中的化学过程和归宿；阐述影响农药在土壤中行为的因素以及作用机理；阐述农药在土壤体系中的迁移形式和条件；阐述主要农药类型在土壤体系中的降解作用、残留特征以及主要影响因素；阐述植物对农药的吸收、代谢特征及作用机理。叙述氮在土壤大气体系中的交换循环特征；叙述土壤体系中氮的主要来源、氮的形态和各形态的特征；阐述各形态氮的存在条件、影响因素和相互转化条件；阐述土壤体系中氮的流失途径；阐述磷元素在土壤中的来源和物质循环特征；阐述磷在土壤体系中的形态、迁移及其影响因素与作用机理；阐述氮、磷元素对环境的影响或与之关联的污染问题。阐述土壤石油类物质、放射性物质、有毒有机物质污染的污染物来源及特征；阐述污染物在土壤中的存在形式及转化机理。 （5）土壤污染研究中的有关问题（第六～七章）叙述土壤污染问题的特征属性；阐述元素在土壤体系中存在背景含量的起因与特征；阐述土壤污染研究中元素背景含量的实际意义；介绍当前土壤污染研究中元素背景含量的确定方法或思路。介绍元素化学形态概念以及当前环境科学界所指元素化学形态的含义；阐述环境介质中元素化学形态的环境意义；介绍土壤元素化学形态分析方法，评价各种土壤元素化学形态分析程序的适用情况和局限性，阐述当前环境科学界土壤元素形态分析研究现状与发展趋势。介绍土壤环境容量概念；阐述土壤环境容量环境意义的时空相对性；介绍土壤环境容量的计算方法。叙述土壤污染分区的意义及其相对性，介绍目前土壤污染分区的方法；叙述土壤污染级别划分及其环境意义。介绍土壤污染防治思路、方法及理论依据；阐述土壤污染防治研究的当前动态以及发展前景。 我们希望通过《土壤环境学》内容的教学实践，能够使学生掌握土壤形成过程中的重要机理、土壤的自然属性（物理化学性质）与环境功能，掌握土壤污染研究方法并了解土壤污染研究领域的前沿问题；也希望本书介绍、论述的内容对相关学科的同行能够有所裨益；希望听到来自同行专家和同学们等各个方面的指正意见；这些都是我们工作进取的重要条件，是我们所真诚期盼的。 本书参考了大量有关土壤环境学、土壤学、环境地球化学、环境化学以及环境生物学的文献资料与最新研究成果，对这些资料、成果的各位作者，我们谨表敬意与感谢！本人的学生颜赟同学参与了书稿的整理校对工作，周笑怡、岳东等同学参与了书稿的部分整理、校对工作，在此对研究生们的辛勤劳动深表谢意！对上海交通大学环境学院张振家教授在本书筹稿和出版中给予的支持与帮助以及上海交通大学教务处与化学工业出版社在本书编撰、出版中给予的支持深表谢忱！

书籍目录

第一章 绪论 第一节 土壤的概念  一、土壤的概念  二、土壤的环境意义与土壤环境学 第二节 土壤与人类  一、土壤的自然属性与功能  二、土壤与人类的关系 第三节 土壤环境问题  一、土地利用类型变化  二、现代农业使土壤环境长期遭受污染  三、城市及工业对土壤环境的污染  思考讨论题  参考文献第二章 土壤的形成 第一节 风化作用及其产物  一、岩石圈风化及其表生自然体  二、物理风化作用  三、化学风化作用  四、生物风化作用 第二节 土壤形成的条件和过程  一、土壤形成的条件  二、土壤形成的过程  三、土壤原始形成过程的种类  思考讨论题  参考文献第三章 土壤环境 第一节 土壤的分类  一、土壤诊断层  二、土壤分类原则  三、土壤分类级别  四、土壤的命名 第二节 土壤的分布  一、土壤的地带性  二、土壤的地域性  三、土壤基层类别的分布规律  四、我国土壤区划 第三节 我国的主要土壤类型  一、北方的森林土壤  二、南方的森林土壤  三、农牧业土壤  四、特殊地带性土壤  思考讨论题  参考文献第四章 土壤的物理化学性质 第一节 土壤的物理性质  一、土壤的机械组成  二、土壤的物理性质 第二节 土壤的化学组成  一、土壤矿物质  二、土壤有机质  三、土壤微生物  四、土壤中的水分  五、土壤中的空气  六、土壤中元素的背景含量 第三节 土壤的表面性质  一、土壤的胶体性质  二、土壤中的离子吸附与交换 第四节 土壤的酸碱度  一、土壤的酸度  二、土壤的碱度  三、土壤的缓冲作用 第五节 土壤中的氧化?还原作用  一、土壤溶液中的氧化?还原作用  二、土壤溶液中的氧化?还原体系  思考讨论题  参考文献第五章 土壤环境污染 第一节 土壤污染概述  一、土壤环境质量  二、土壤污染及其特点  三、土壤污染源  四、土壤污染物质  五、土壤污染的发生类型 第二节 土壤重金属污染  一、影响重金属在土壤中环境行为的主要因素  二、重金属在土壤——植物体系中的累积、迁移及其生物效应 第三节 土壤农药污染  一、土壤对农药的作用  二、农药在土壤中的迁移、降解和残留  三、植物对农药的吸收和代谢 第四节 土壤化肥污染  一、氮肥对土壤的污染  二、磷肥对土壤的污染  三、氮、磷元素对环境的影响 第五节 固体废物、放射性物质以及有毒有机物质等在土壤环境中的污染行为  一、土壤固体废物污染  二、放射性物质在土壤中的行为  三、某些有毒有机物质在土壤中的行为 第六节 区域性土壤退化问题  一、土壤退化现状  二、土壤圈未来变化的预测  三、土壤退化研究进展与趋势  思考讨论题  参考文献第六章 土壤环境污染研究中的几个问题 第一节 土壤中元素的背景含量  一、土壤中元素背景含量的根源及其不同认识  二、土壤中元素背景值与土壤污染和地方病的关系  三、土壤中元素背景值的研究意义和影响因素  四、土壤环境背景值研究的具体程序与方法  五、当前土壤污染研究中元素背景值研究动态讨论 第二节 土壤中元素的化学形态  一、元素化学形态概念  二、元素化学形态及其分析方法  思考讨论题  参考文献第七章 土壤环境污染防治 第一节 土壤的自净作用与环境容量  一、土壤的自净作用  二、土壤环境容量 第二节 土壤污染防治  一、土壤重金属污染的治理途径  二、土壤有机物污染的治理途径  三、土壤放射性污染的治理途径  四、土壤污染植物修复技术存在问题与发展趋势讨论  五、区域性土壤退化防治  思考讨论题  参考文献

作者简介

本书系统阐述了土壤的自然属性、土壤的成因理论、土壤的环境功能、土壤的环境意义和有关化学过程等知识，介绍和讨论了当前土壤环境研究领域的前沿问题、有关机理，以及土壤污染研究、治理方法。全书共分七章，主要包括：土壤及其与人类的关系（第一章）；土壤的成因与分布（第二～三章）；土壤的性质（第四章）；土壤环境问题（第五章）；土壤污染研究、治理方法（第六～七章）等内容。每章后附有思考讨论题，以便读者进一步深入研究与学习。 

　　本书可作为高等院校环境科学、环境工程及相关专业的教材或教学参考书，也可供从事环境科学与环境工程研究工作的人员参考。

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