離子交換排序

1. 污水處理中的幾個步驟的順序

污水抄處理包括一級處理，二級襲處理，三級處理。

一級處理主要去除污水中呈懸浮狀態的固體污染物質，物理處理法大部分只能完成一級處理的要求。

二級處理主要去除污水中呈膠體和溶解狀態的有機污染物質（BOD，COD物質），去除率可達90%以上，使有機污染物達到排放標准，懸浮物去除率達95%出水效果好。

三級處理進一步處理難降解的有機物、氮和磷等能夠導致水體富營養化的可溶性無機物等。主要方法有生物脫氮除磷法，混凝沉澱法，砂濾法，活性炭吸附法，離子交換法和電滲析法等。

(1)離子交換排序擴展閱讀：

污水工藝流程選型要求：對現有一級處理工藝進行加強處理效果的改造，改造應根據實際情況，充分利用現有處理設施，對現有醫院中應用較多的化糞池、接觸池在結構或運行方式上進行改造，必要時增設部分設施，盡可能地提高處理效果，以達到醫院污水處理的排放標准。

通過混凝沉澱(過濾)去除攜帶病毒、病菌的顆粒物，提高消毒效果並降低消毒劑的用量，從而避免消毒劑用量過大對環境產生的不良影響。醫院污水經化糞池進入調節池，調節池前部設置自動格柵，調節池內設提升水泵。

2. 土壤的成分有：

土壤由固相（礦物質、有機質）、液相（土壤水分或溶液）和氣相（土壤空氣）等三相物質四種成分有機地組成。
按容積計，在較理想的土壤中礦物質約佔38—45%，有機質約佔5—12%，孔隙約佔50%。按重量計，礦物質占固相部分的90—95%以上，有機質約佔1—10%。

3. 土壤的組成成分

土壤的功能：為陸生植物提供營養源和水分，是植物生長、進行光合作用，進行能量交換的主要場所。土壤是一種重要的環境要素。
土壤環境問題主要有：土壤侵蝕、水土流失、土地沙漠化、土壤鹽漬化、土壤貧化，和土壤污染等。
一、土壤的組成
土壤由固相（礦物質、有機質）、液相（土壤水分或溶液）和氣相（土壤空氣）等三相物質四種成分有機地組成。
按容積計，在較理想的土壤中礦物質約佔38—45%，有機質約佔5—12%，孔隙約佔50%。按重量計，礦物質占固相部分的90—95%以上，有機質約佔1—10%。

二、土壤的物理化學性質
一土壤的物理性質
土壤的物理性質包括土壤的顆粒組成、排列方式、結構、孔隙度以及由此決定的土壤的密度、容重、粘結性、透水性、透氣性等。
二土壤膠體及土壤吸附交換性
土壤膠體是指土壤中顆粒直徑小於2mm或小於1 mm，具有膠體性質的微粒。一般土壤中的粘土礦物和腐殖質都具有膠體性質。直徑小於2mm的膠粒帶有大量的負電荷。
1、土壤膠體的類型

2、土壤膠體的性質：
⑴、巨大的表面積和表面能；
⑵、電荷性質：以負電荷為主；
⑶、分散性和凝聚性：
溶膠（←分散作用）（凝聚作用→）凝膠
3、土壤的吸附作用
土壤的吸附作用 ：生物吸附 ——吸收 機械吸附——過濾 物理吸附——分子吸附 化學吸附——生成沉澱物 物理化學吸附——離子交換

離子交換作用： 陽離子交換 陰離子交換
陽離子交換是指土壤膠體吸附的陽離子與土壤溶液中的陽離子進行交換，陽離子由溶液進入膠核的過程稱為交換吸附，被置換的離子進入溶液的過程稱解吸作用。
各種陽離子的交換能力與離子價態、半徑有關。一般價數越大，交換能力越大；水合半徑越小，交換能力越大。一些陽離子的交換能力排序如下：
Fe3+＞Al3+＞H+＞Ca2+＞Mg2+＞K+＞NH+＞Na+
在土壤吸附交換的陽離子的總和稱為陽離子交換總量，其中K+、Na+、Ca2+、Mg2+、NH+稱之為鹽基性離子。在吸附的全部陽離子中，鹽基性離子所佔的百分數稱為鹽基飽和度：

交換鹽基離子總量（mol/100g）
鹽基飽和度=——————————————— ×100
陽離子交換總量（mol）
當土壤膠體吸附的陽離子全是鹽基離子時呈鹽基飽和狀態，稱為鹽基飽和的土壤。正常土壤的鹽基飽和度一般在70—90%。鹽基飽和度大的土壤，一般呈中性或鹼性，鹽基離子以Ca2+離子為主時，土壤呈中性或微鹼性；以 Na+為主時，呈較強鹼性；鹽基飽和度小則呈酸性。
陰離子交換：由於在酸性土壤中有帶正電的膠體，因而能進行陰離子交換吸附。陰離子吸附交換能力的強弱可以分成：①易被土壤吸收同時產生化學固定作用的陰離子：H2PO4-、HPO42-、PO43-、SiO32-及其某些有機酸陰離子；②難被土壤吸收的陰離子：Cl-、NO3-、NO2-；③介於上面兩類之間的陰離子：SO42-、CO32-及某些有機陰離子。陰離子被土壤吸附的順序為：
C2O42-＞C6O7H53-＞ PO43- ＞ SO42 -＞ Cl- ＞ NO3-
（三）土壤的酸鹼性和氧化-還原
1、土壤的酸鹼度
土壤的酸鹼度取決於土壤溶液中的H+ 和OH-的含量。土壤中的H+主要是二氧化碳溶於水形成的碳酸、有機物分解產生的有機酸以及某些少數無機酸、Al3+水解產生的。土壤中的OH-主要來自碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸鈣以及膠粒表面交換性Na+水解產生的。

（2）土壤的鹼度
土壤鹼性主要來自土壤Na2CO3、NaHCO3、CaCO3以及膠體上交換性Na+，它們水解顯鹼性。
土壤膠體+Na+

4. 混合離子交換器的中排管是怎樣的如何能讓交換器再生時陰陽樹脂不受酸鹼的污染。

混床反洗分層後，差不多中排就在分界處，中排結構看過沒？
類似井柵狀，內一根直管，垂直排列多容根橫管，上面很多布水孔。現在不好找圖。
中排反洗時能起集水排水作用，再生時酸鹼到那，中排里壓力當然比繼續往上或往下壓力小，全往中排里跑，就達到避免污染作用了。

5. 什麼是肥沃的土壤 成分有哪些

有機物質，包括綠肥，人類和動物的糞便，不僅能提供營養物質可以增加土壤的透氣性的有機物質和無機

植物，如一些礦物質無機NPK需要礦物質，因為不同的不同種類的肥料品種選擇，應根據植物新品種

6. 氨基酸洗脫順序的問題

洗脫順序就是親和力從小到大的排序。氨基酸與樹脂間的親和力，主要取決於他們之間的專靜電吸引，其次是氨基屬酸側鏈和樹脂基質聚苯乙烯之間的疏水相互作用。在PH為3.0是，洗脫順序為酸性氨基酸，中性氨基酸，鹼性氨基酸。Asp為酸性氨基酸，Gly也為酸性氨基酸，Leu為中性氨基酸，Thr也是中性氨基酸但是含羥基能與基質形成氫鍵，Lys為鹼性氨基酸，所以洗脫順序為Asp Gly Leu Thr Lys。王鏡岩生化上153頁

7. 離子分異現象明顯

油田水中常量離子的含量高低不等，差異懸殊，相對含量相差數十倍至數百倍。在陽離子中，Na⁺佔了絕對優勢，在多數油田中其含量高達85%以上，而Ca²⁺，Mg²⁺含量甚低(只有在個別盆地或油田Ca²⁺有一定的含量)。出現這種現象，除與元素的地球化學性質有關外，油田水的水文地球化學環境有利於Na⁺或鈉鹽(尤其是NaCl)富集，也為溶解度較低的Ca²⁺，Mg²⁺與鹽類的沉澱及其離子交換等創造了有利條件(溫度、濃度、烴類的存在等)。在陰離子組成中，主體上是Cl^-占優勢，只有在古湖盆水體含鹽量較低或地球化學作用趨向淡化時，以及富含CO₂的水溶濾碳酸鹽岩，促使

含量增加速率較快，取代Cl^-的主體位置，出現

或

·Cl^-的組成。油田水中

含量一般較低或缺失，但是在硫酸鹽沉積物發育的含油氣盆地中，該離子的絕對含量增高(成為占第二位的陰離子)。其原因是：硫酸鹽礦物在石油形成的後期轉入液相，在礦化度增高的前提下，由於NaCl的大量富集，鹼土金屬含量不高，提高了硫酸鹽的溶解度；另一方面，陸相油田水起源於大陸水，缺乏徑流補給的古湖盆，在蒸發作用下，水化學成分向著富集硫酸鈉鹽的方向發展，在逐步沉澱出Ca，Mg(HCO₃)₂和Ca，MgSO₄之後，開始富集Na₂SO₄，促使水中富集一定量的

。

綜上所述，油田水中常量離子按絕對含量高低排列的順序是：陽離子為Na⁺＞Ca²⁺＞Mg²⁺；陰離子多數為

，其次為

個別的為Cl^-＞

陸相油田水中，離子分異變態現象比較突出，離子組合類型較多，主要有以下幾種(圖3-15)。

圖3-15 我國陸相油田水離子組合

1.

·Cl^-―Na⁺組合

包括：

·Cl^-―Na⁺和

―Na⁺組合，礦化度比較低，離子與礦化度之間的相關性較高(表3-8)。

表3-8 礦化度與離子相系數

註：樣品數為100個。

該離子組合主要分布在松遼盆地、下遼河地區、黃驊坳陷、冀中坳陷(E)、南襄盆地、渤海海域(E)、蘇北盆地、西湖凹陷、鶯瓊盆地、北部灣盆地、茂名盆地、百色盆地、二連盆地及准噶爾盆地(J)等。

2.Cl^-―Na⁺組合

該離子組合與礦化度的比例關系比較簡單，相對穩定。主要離子是Cl^-和Na⁺，其他離子不僅含量低，而且波動幅度較大。以濟陽坳陷油田水為例，陽離子與礦化度的相關分析表明，只有Na⁺的相關系數，大於0.5%的臨界值(表3-9)，表明二者關系密切。

表3-9 礦化度與陽離子相關矩陣

復相關系數為：

r礦化度，Na⁺·Ca²⁺·Mg²⁺=0.515；

r礦化度，Na⁺·Ca²⁺=0.922；

r礦化度，Na⁺=0.909

說明Na⁺與其鹽分對水化學成分有著決定性的影響：Mg²⁺的影響甚微；Ca⁺的影響是次要的。

偏相關系數也說明水的礦化度伴隨著 Na⁺的增加而增高，導致了水性的改變；而Ca²⁺，Mg²⁺在水中的富集阻礙了Na⁺的增長。

陰離子與礦化度的關系較為單一，Cl^-與礦化度的簡單相關和偏相關系數很近似(表3-10)，說明本區油田水性質在陰離子中主要依賴於Cl^-，而與其他陰離子關系不大。

表3-10 礦化度與陰離子相關系數

該離子組合的礦化度為中等，只與Na⁺、Cl^-保持良好的線性關系(圖3-16)。主要分布在濟陽坳陷、渤海海域、東濮坳陷、鄂爾多斯盆地(J)、四川盆地(J)、酒泉盆地、柴達木盆地、塔里木盆地、吐哈盆地及珠江口盆地等地區。

3.Cl^-―Na⁺·Ca²⁺組合

該離子組合的典型油田水化學成分如表3-11所示。

表3-11 Cl^-―Na⁺·Ca²⁺組合水化學成分平均值

圖3-16 Cl^-—Na⁺組合礦化度與離子相關點群圖

在陰離子中，以 Cl^-為主，占總鹽分的49%以上，與礦化度呈顯著的正相關關系(圖3-17)，而

和

含量很低，對水性無明顯影響。在陽離子中，Na⁺所佔的比例，比前述離子組合有明顯的下降。占總鹽分的20%～40%，礦化度在50g/L以上時，Na⁺與礦化度的相關性變差。隨著礦化度的增高，Ca²⁺增長速度較快，在總鹽分中可達8%～30%(圖3-17)，開始與Na⁺進行爭奪。該離子組合，礦化度較高，主要分布在鄂爾多斯(T)、塔里木盆地。在准噶爾盆地、吐哈盆地、酒泉盆地及柴達木盆地等均有分布。

圖3-17 Cl^――Na⁺·Ca²⁺組合礦化度與離子相關點群圖

4.Cl^-·

―Na⁺組合

該離子組合的特點是礦化度高，如江漢油田一般為306～346g/L，最高為398g/L。陽離子中Na⁺占絕對優勢，Ca²⁺和Mg²⁺含量甚微。陰離子中，

的絕對含量較高，最高可達40g/L，僅次於Cl^-，而

處於第三位(表3-12)。

含油氣盆地水文地質研究

前已述及，該離子組合的形成(尤其

的劇增)，同膏鹽地層有關。同時也與油田水中NaCl的大量累積有關。高濃度的NaCl溶液提高了石膏的溶解能力，使它的溶解度和在水中的濃度增大。CaSO₄的活度系數和溶解度，在NaCl和KCl(該組合的油田水中含鉀鹽)混合溶液存在的條件下，比在單一的 NaCl 溶液中增加的更快。根據紹勒爾

公式計算(接近或超過70)，結合

同Ca²⁺呈相反的消長關系，證明該類型離子組合油田水中CaSO₄含量已臨近飽和狀態。油田水化學成分保持著原生沉積鹵水的特點。該離子組合主要分布在江漢盆地，在三水盆地、鄂爾多斯盆地和塔里木盆地也見及。

上述離子組合，與古湖盆水介質的演變階段相吻合，如

·Cl^-―Na⁺組合趨向碳酸鹽類型；Cl^-―Na⁺組合趨向氯化物類型；

·Cl^-―Na⁺組合趨向硫酸鹽類型。油田水化學成分和離子組合的形成是一定地球化學環境下的產物(表3-13)，是一個極其復雜的地球化學過程。離子分異不是同時進行的，而是在石油的不同演化階段富集或排斥某些離子，如硫酸鹽還原作用，主要發生石油演化的初期階段，因為硫酸鹽細菌主要利用容易分解的低分子有機物質，並在適宜的溫度(不超過60℃)下繁殖活動。近代沉積物中，由於生物化學作用而生成甲烷氣體的地區，地下水中

含量較低的事實是很好的證據。O·B·希什金娜(Шишкина)認為，在缺乏有機物質的海洋軟泥中，即使經過相當長的一段時間，硫酸鹽也很少改變。再如，石油演化進入以熱催化裂解作用為基本營力時，在較高的溫度和壓力的綜合作用下，由於水中CO₂含量的變化，即碳酸鹽平衡發生改變，溶解於水中的

轉變為

，並依次在水中形成難溶的鈣、鎂碳酸鹽沉澱。油田水中離子的分異，揭示了鹽類成分的演變趨勢，對油田水化學成分和其他元素的富集有頗大的影響。應用化水學成分評價和預測盆地(構造)含油氣性時，應充分考慮離子的分異和組合特性。

表3-13 油田水的性質與地球化學環境的關系

8. 質量作用方程

1.陽離子吸附親和力

Deutsch（1997）根據Appelo和Postma（1993）的資料，對二價陽離子的吸附親和力進行了研究，得到的吸附親和力順序如下：

Pb²⁺＞Ba²⁺≈Sr²⁺＞Cd²⁺＞≈Zn²⁺≈Ca²⁺＞Mg²⁺≈Ni²⁺≈Cu²⁺＞Mn²⁺＞Fe²⁺≈Co²⁺

在常見的天然地下水系統中，Ca²⁺和Mg²⁺通常為地下水中的主要陽離子，它們在水溶液中相對較高的含量將使其成為含水層顆粒表面的主要吸附離子，盡管一些微量元素可能更緊密地被吸附在含水層顆粒表面上，但在污染地下水系統中，若吸附親和力更強的Pb²⁺和Ba²⁺的含量與Ca²⁺、Mg²⁺的含量近似，則含水層顆粒表面的主要吸附離子將變為Pb²⁺和Ba²⁺，這將大大地影響Pb²⁺和Ba²⁺在地下水中的遷移能力。

綜合來講，陽離子和陰離子的吸附親和力順序分別為（何燧源等，2000）：

水文地球化學基礎

可見，陽離子中Li⁺和Na⁺最不易被吸附，陰離子中Cl^—和

最不易被吸附。上述排序並不是絕對的，因為陽離子交換服從質量作用定律，所以吸附親和力很弱的離子，只要濃度足夠大，也可以交換吸附親和力很強而濃度較小的離子。

2.陽離子交換質量作用方程

（1）陽離子交換平衡常數

按質量作用定律，陽離子交換反應可表示為：

水文地球化學基礎

式中：K_A—B為陽離子交換平衡常數；A和B為水中的離子；AX和BX為吸附在固體顆粒表面的離子；方括弧表示活度。

陽離子交換反應，實際是一個吸附—解吸過程。以Na—Ca交換為例，其交換反應方程為：

水文地球化學基礎

在地下水系統中，Na—Ca交換是一種進行得最廣泛的陽離子交換。例如，海水入侵過程存在著典型的離子交換。當在沿海地帶大量抽取含水層中的淡水時，海水將對含水層進行補給。初始狀態下含水層顆粒表面吸附的主要是Ca²⁺和Mg²⁺，海水中的主要陽離子為Na⁺，陰離子為Cl^—。海水入侵將導致含水層中發生下述陽離子交換反應：

水文地球化學基礎

由於Cl^—通常不易被吸附，也不參與其他的水岩作用過程。所以相對於Cl^—來說，該過程將使Na⁺的遷移能力降低。

地下水系統中另一種常見的情況與上述過程相反，即淡水驅替海水時，Ca²⁺置換被吸附的Na⁺，反應式如下：

水文地球化學基礎

式（3—90）中各組分均為活度，水中的A和B離子活度可以按本章第一節所提供的方法求得，但如何求得被吸附的陽離子的活度，目前還沒有太滿意的解決辦法。Vanselow（1932）提出，規定被吸附離子的摩爾分數等於其活度。

（2）摩爾分數

某溶質的摩爾分數等於某溶質的摩爾數與溶液中所有溶質摩爾數和溶劑摩爾數總和之比。其數學表達式如下：

水文地球化學基礎

式中：x_B為B組分的摩爾分數，量綱為一；m_A為溶劑的摩爾數，mol；m_B，m_C，m_D…為溶質B，C，D…的摩爾數，mol。

按照上述摩爾分數的定義，AX和BX的摩爾分數的數學表達式為：

水文地球化學基礎

式中：x_A和x_B分別為被吸附離子A和B的摩爾分數；m_AX和m_BX分別為被吸附離子A和B的摩爾數，mol。

以摩爾分數代替被吸附離子A和B的活度。則式（3—90）的交換平衡表達式可寫成：

水文地球化學基礎

式中：

稱為選擇系數，其他符號含義同前。選擇系數已為許多學者應用。從理論上講，方程式（3—95）提供了一個預測陽離子交換反應對地下水陽離子濃度影響的有效方法。

理論上講，

基本是一個常數，但隨水的離子強度的改變，其值稍有變化。其數值的大小能說明各種離子在競爭吸附中優先吸附何種離子。如果

，說明B離子比A離子更易被吸附；反之，則相反。選擇系數方面的信息在文獻中已很普遍。

【例題3—12】在某地下水系統中，有含大量黏土礦物、具有明顯陽離子交換能力的地段，假定：

（1）該地段含水層的陽離子交換容量為100meq/100g，含水層中的交換性陽離子只有Ca²⁺和Mg²⁺，初始狀態下含水層顆粒中Ca²⁺、Mg²⁺的含量相等；

（2）在進入該地段之前，地下水中的Ca²⁺、Mg²⁺濃度相等，均為10^—3mol/L；

（3）含水層的孔隙度n為0.33，固體顆粒的密度p為2.65g/cm³；

（4）含水層中發生的陽離子交換反應為：

水文地球化學基礎

不考慮活度系數的影響，其平衡常數為：

水文地球化學基礎

試用陽離子交換平衡關系計算，當地下水通過該地段並達到新的交換平衡後，水溶液中及含水層顆粒表面Ca²⁺、Mg²⁺濃度的變化。

解：設達到新的交換平衡後，含水層顆粒中Ca²⁺的摩爾分數為y、水溶液中Ca²⁺的濃度為xmmol/L，則這時含水層顆粒中Mg²⁺的摩爾分數為1—y、水溶液中Mg²⁺的濃度為（2—x）mmol/L，故有：

水文地球化學基礎

整理得：

水文地球化學基礎

已知含水層的CEC為100meq/100g，因此對於二價陽離子來說，含水層顆粒可吸附的陽離子總量為50mmol/100g=0.5mmol/g。若用z表示達到交換平衡後1g含水層顆粒中Ca²⁺的含量，則有：

y=z/0.5 （3—98）

以式（3—98）代入式（3—97）得：

水文地球化學基礎

為了計算上述變化，需要對1L水所對應的含水層中Ca²⁺的質量守恆關系進行研究。已知含水層的孔隙度為0.33，顯然在這樣的含水層中，1L水所對應的含水層顆粒的體積為0.67/0.33（L），相應的含水層顆粒的質量為：

m=0.67/0.33×1000×2.65=5380.3g

故吸附作用前後1L水所對應的含水層中Ca²⁺的質量守恆關系為：

5380.3×0.25+1=5380.3×z+x （3—100）

式中：0.25為吸附作用前1g含水層顆粒中Ca²⁺的含量，mmol。

由式（3—100）可得：

x=1346—5380z （3—101）

將式（3—101）代入式（3—99）並整理得：

2152z²—3229.2z+673=0 （3—102）

求解得：z=0.25005mmol/g。

即交換平衡後，CaX=0.25005mmol/g。

而MgX=0.5—0.25005=0.24995mmol/g。

把z值代入式（3—101）可得：x=0.731mmol/L。

即交換平衡後，[Ca²⁺]=0.731mmol/L，[Mg²⁺]=2—0.731=1.269mmol/L。

由此可見，地下水通過該黏性土地段後，盡管Ca²⁺、Mg²⁺在含水層顆粒中的含量變化很小，但它們在地下水中的含量變化卻較大，Mg²⁺從原來的1mmol/L增加到了1.269mmol/L，Ca²⁺則從原來的1mmol/L減少到了0.731mmol/L，發生了離子交換。

9. 泥土的主要成分

泥土的主要元素：氧，硅，鋁，鐵，鈣，鎂，鈦，鉀，磷，硫。

1、土壤是指地球表面的一層疏鬆的物質，由各種顆粒狀礦物質、有機物質、水分、空氣、微生物等組成，能生長植物。土壤由岩石風化而成的礦物質、動植物，微生物殘體腐解產生的有機質、土壤生物（固相物質）以及水分（液相物質）、空氣（氣相物質），氧化的腐殖質等組成。

2、固體物質包括土壤礦物質、有機質和微生物通過光照抑菌滅菌後得到的養料等。液體物質主要指土壤水分。氣體是存在於土壤孔隙中的空氣。土壤中這三類物質構成了一個矛盾的統一體。它們互相聯系，互相制約，為作物提供必需的生活條件，是土壤肥力的物質基礎。

(9)離子交換排序擴展閱讀：

1、風化作用使岩石破碎，理化性質改變，形成結構疏鬆的風化殼，其上部可稱為土壤母質。如果風化殼保留在原地，形成殘積物，便稱為殘積母質；如果在重力、流水、風力、冰川等作用下風化物質被遷移形成崩積物、沖積物、海積物、湖積物、冰磧物和風積物等，則稱為運積母質。

2、成土母質是土壤形成的物質基礎和植物礦質養分元素（氮除外）的最初來源。母質代表土壤的初始狀態，它在氣候與生物的作用下，經過上千年的時間，才逐漸轉變成可生長植物的土壤。母質對土壤的物理性狀和化學組成均產生重要的作用，這種作用在土壤形成的初期階段最為顯著。

3、隨著成土過程進行得愈久，母質與土壤間性質的差別也愈大，盡管如此，土壤中總會保存有母質的某些特徵。

10. 土壤的向態是

土壤的功能：為陸生植物提供營養源和水分，是植物生長、進行光合作用，進行能量交換的主要場所。土壤是一種重要的環境要素。
土壤環境問題主要有：土壤侵蝕、水土流失、土地沙漠化、土壤鹽漬化、土壤貧化，和土壤污染等。
一、土壤的組成
土壤由固相（礦物質、有機質）、液相（土壤水分或溶液）和氣相（土壤空氣）等三相物質四種成分有機地組成。
按容積計，在較理想的土壤中礦物質約佔38—45%，有機質約佔5—12%，孔隙約佔50%。按重量計，礦物質占固相部分的90—95%以上，有機質約佔1—10%。
二、土壤的物理化學性質
一土壤的物理性質
土壤的物理性質包括土壤的顆粒組成、排列方式、結構、孔隙度以及由此決定的土壤的密度、容重、粘結性、透水性、透氣性等。
二土壤膠體及土壤吸附交換性
土壤膠體是指土壤中顆粒直徑小於2mm或小於1
mm，具有膠體性質的微粒。一般土壤中的粘土礦物和腐殖質都具有膠體性質。直徑小於2mm的膠粒帶有大量的負電荷。
1、土壤膠體的類型
2、土壤膠體的性質：
⑴、巨大的表面積和表面能；
⑵、電荷性質：以負電荷為主；
⑶、分散性和凝聚性：
溶膠（←分散作用）（凝聚作用→）凝膠
3、土壤的吸附作用
土壤的吸附作用
：生物吸附
——吸收
機械吸附——過濾
物理吸附——分子吸附
化學吸附——生成沉澱物
物理化學吸附——離子交換
離子交換作用：
陽離子交換
陰離子交換
陽離子交換是指土壤膠體吸附的陽離子與土壤溶液中的陽離子進行交換，陽離子由溶液進入膠核的過程稱為交換吸附，被置換的離子進入溶液的過程稱解吸作用。
各種陽離子的交換能力與離子價態、半徑有關。一般價數越大，交換能力越大；水合半徑越小，交換能力越大。一些陽離子的交換能力排序如下：
Fe3+＞Al3+＞H+＞Ca2+＞Mg2+＞K+＞NH+＞Na+
在土壤吸附交換的陽離子的總和稱為陽離子交換總量，其中K+、Na+、Ca2+、Mg2+、NH+稱之為鹽基性離子。在吸附的全部陽離子中，鹽基性離子所佔的百分數稱為鹽基飽和度：
交換鹽基離子總量（mol/100g）
鹽基飽和度=———————————————
×100
陽離子交換總量（mol）
當土壤膠體吸附的陽離子全是鹽基離子時呈鹽基飽和狀態，稱為鹽基飽和的土壤。正常土壤的鹽基飽和度一般在70—90%。鹽基飽和度大的土壤，一般呈中性或鹼性，鹽基離子以Ca2+離子為主時，土壤呈中性或微鹼性；以
Na+為主時，呈較強鹼性；鹽基飽和度小則呈酸性。
陰離子交換：由於在酸性土壤中有帶正電的膠體，因而能進行陰離子交換吸附。陰離子吸附交換能力的強弱可以分成：①易被土壤吸收同時產生化學固定作用的陰離子：H2PO4-、HPO42-、PO43-、SiO32-及其某些有機酸陰離子；②難被土壤吸收的陰離子：Cl-、NO3-、NO2-；③介於上面兩類之間的陰離子：SO42-、CO32-及某些有機陰離子。陰離子被土壤吸附的順序為：
C2O42-＞C6O7H53-＞
PO43-
＞
SO42
-＞
Cl-
＞
NO3-
（三）土壤的酸鹼性和氧化-還原
1、土壤的酸鹼度
土壤的酸鹼度取決於土壤溶液中的H+
和OH-的含量。土壤中的H+主要是二氧化碳溶於水形成的碳酸、有機物分解產生的有機酸以及某些少數無機酸、Al3+水解產生的。土壤中的OH-主要來自碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸鈣以及膠粒表面交換性Na+水解產生的。
（2）土壤的鹼度
土壤鹼性主要來自土壤Na2CO3、NaHCO3、CaCO3以及膠體上交換性Na+，它們水解顯鹼性。
土壤膠體+Na+Û土壤膠體+H+
+
NaOH
土壤的鹼度也用pH表示，含Na2CO3
、Na2HCO3
、的土壤的pH值一般大於8.5。含CaCO3的石灰性土壤Ph值約在7.0—8.5之間。
強鹼性土壤（Ph8.5—10）除含有易溶性鹽類外，主要與膠粒吸附的交換性Na+有關。通常把交換性Na+占交換量的百分數稱為鹼化度
。
2、土壤的氧化-還原反應