土壌と地球化学
土壌と地球化学は、鉱物、水、有機物、生物が相互作用する土壌と地表付近の化学組成および反応を研究する学問である。
PaperMindでテーマを探す近日公開Find papers & topics
Tools & resources
Learn & explore
動画近日公開
Definition
土壌および地表付近の地球圏の組成、反応、および表面化学に関わる環境化学の一分野。
Scope
この分野は、低温における固体地球の化学、すなわち鉱物の風化と土壌形成、土壌有機物の性質と反応性、土壌の酸性度とレドックス、および鉱物表面と有機物表面における吸着とイオン交換プロセスを対象とする。これは、陸域環境における元素循環、栄養素の利用可能性、および汚染物質の挙動を結びつけるものである。
Sub-topics
Core questions
- 岩石はどのように風化して土壌を形成し、元素を放出するのか?
- 土壌の酸性度とレドックス状態は何によって制御されるのか?
- 鉱物表面と有機物表面はどのようにイオンと汚染物質を保持するのか?
- 土壌有機物はどのように形成され、安定化され、分解されるのか?
Key theories
- 土壌界面における表面錯体形成
- 土壌中のイオン保持は、荷電した鉱物表面および有機物表面における吸着と表面錯体形成によって説明され、pH、イオン強度、および競合イオンによって制御され、栄養素と汚染物質の移動性を制御する。
- 風化と土壌生成
- 一次鉱物の化学的風化は土壌形成を促進し、栄養素を放出し、土壌の化学的挙動を支配する二次粘土と酸化物を形成する。
Mechanisms
土壌化学は界面によって支配される。粘土、酸化物、腐植上の可変電荷表面および永久電荷表面は、陽イオンを交換し、陰イオンと金属を結合させる。pHとレドックスは化学種を決定し、風化は反応性の二次相を継続的に供給する。これらのプロセスは、溶液と固体間の元素の分配を決定する。
Clinical relevance
土壌と地球化学は、土壌肥沃度、重金属や汚染物質の保持または放出、および修復戦略の根底にあり、微量金属汚染の世界的な広がりを記録するものである。
History
環境土壌化学は、古典的な土壌科学と地球化学から発展し、20世紀後半を通じて表面錯体形成理論と分光学的表面研究によってこの分野は成熟した。
Key figures
- Garrison Sposito
- Donald L. Sparks
- Victor Goldschmidt
Related topics
Seminal works
- sparks2003
- sposito2008
- nriagu1988
Frequently asked questions
- これは農業土壌科学とどう違うのか?
- これは、作物生産の実践に特化するのではなく、汚染物質の挙動を含む土壌と地球圏の根底にある化学に焦点を当てている。