土壤作为独立的自然体，被定义为位于地球陆地具有肥力、能够生长植物的疏松表层。
土壤生态系统的组成成分
土壤生态系统与其他自然生态系统的组成一样，主要成分为：生命有机体部分，即植物和土壤微生物等；非生命无机环境部分，即太阳光、能、大气、母质、地表形态及土壤矿物质、水分和空气等。
土壤生态系统结构
达到稳定的土壤生态系统具有一定的结构特征，即土壤生态系统的垂直结构和水平结构。垂直结构一般由以下三个主要层次构成： ⑴ 地上生物群体； ⑵ 土被生物群落； ⑶ 土被底层与风化壳生物群体层。
土壤环境的物质组成
土壤环境是由固相、液相和气相三相物质组成的多相分散体系。固相物质包括土壤矿物质和有机体(动植物残体及其转化物、土壤动物及微生物)等物质。固体物质之间是形状、大小不同的孔隙，在孔隙中存在着液相物质(水溶液)和气相物质(空气)。三相物质所占土壤容积比例因土壤类型不同而异。通常，固相物质约占土壤总容积的50%，液相和气相之和约占50%。
土壤结构 土壤固相物质很少呈单粒，多以不同形状的结构体存在。土壤结构性是指土壤结构体的类型、数量、排列方式、孔隙状况及稳定性的综合特性。近年来研究表明，土壤孔隙是土壤结构优劣的重要指标。
土壤环境结构 土壤的环境结构是指土壤作为一环境系统的整体组成与结构而言，也指组成土壤各土层的固、液、气三相物质的比例、结构与组成，以及构成单个土体的三维层次构型而言。换句话说，土壤环境是由不同数量、性质和排列发生土层组合构成的。
土壤环境的基本特点
1．土壤环境的物理学特性及其对污染物迁移的影响
（1）土壤孔性与污染物的迁移
（2）土壤质地与污染物的转化
2．土壤环境中的胶体物质对环境的影响
3．土壤环境中的络合－螯合平衡体系
4．土壤环境中的氧化还原平衡体系
5．土壤的酸碱平衡体系
6．土壤环境中的生物体系
土壤微生物是污染的“清洁工”。土壤微生物参与污染物的转化，在土壤自净过程及减轻污染物危害方面起着重要作用。微生物对农药的降解可使土壤对农药进行彻底的净化。同时，应注意微生物也会使某些无毒的有机物分子变为有毒的物质。
土壤环境背景值的概念 土壤环境背景值是指未受或少受人类活动（特别是人为污染）影响的土壤环境本身的化学元素组成及其含量。它是成土因素综合作用下成土过程的产物，所以实质上是各自然成土因素（包括时间因素）的函数。
研究土壤环境背景值具有重要的实践意义：
1．土壤环境背景值是土壤环境质量评价，特别是土壤污染综合评价的基本依据，如评价土壤环境质量、划分质量等级或评价土壤是否已发生污染、划分污染等级，均必须以区域土壤环境背景值作为对比的基础和评价的标准，并用以判断土壤环境质量改善和污染程度，以制定防治土壤污染的措施。
2．土壤环境背景值是研究和确定土壤环境容量，制定土壤环境标准的基本数据。
3． 土壤环境背景值也是研究污染元素和化合物在土壤环境中的化学行为的依据，因污染物进入土壤环境之后的组成、数量、形态和分布变化，都需要与环境背景值比较才能加以分析和判断。
4． 在土壤利用及其规划，在研究土壤生态、施肥、污水灌溉、种植业规划，提高农、林、牧、副业生产水平和产品质量及食品卫生、环境医学时，土壤环境背景值也是重要的参比数据。
环境容量和土壤环境容量概念
1．环境容量 环境容量是指在一定条件下环境对污染物的最大容纳量。
2．土壤环境容量 土壤环境容量定义为：“土壤环境单元所容许承纳的污染物质的最大数量或负荷量”。
土壤的污染源可分为天然污染源和人为污染污染源。主要包括污水灌溉、固体废弃物利用、农药和化肥施用、大气沉降物和汽车尾气及燃煤等途径。
重金属元素在土壤环境中的迁移、转化
1．物理迁移 土壤溶液中的重金属离子或络合物可以随径流作用向侧向或向下进行迁移，从而导致重金属元素的水平和垂直分布特征。此外，水土流失和风蚀作用也可以使重金属随土壤颗粒发生位移和搬运。
2．物理化学迁移和化学迁移 重金属污染物通过离子交换吸附、络合－螯合等形式与土壤胶体相结合或者发生溶解或者沉淀。
生物迁移是指通过植物根系从土壤中吸收有效态重金属，并在植物体积累起来的过程。我们把这种由于某种元素存在促进植物对另外一种金属元素吸收并增强其对植物的危害的效应称为协同作用；而把减小植物对某种重金属离子的吸收并减弱重金属离子对作物的危害的效应称之为拮抗作用。
重金属对土壤的污染
（一）汞污染 利用被汞污染的水灌溉农田是引起局部地区土壤污染的一个重要途径。
（二）镉污染及其危害 土壤呈吸附态的镉所占比例较大，而且吸附过程极快，95％的土壤溶液中的Cd在10分钟之内被吸附，1小时后达到平衡，不同土壤的吸附顺序为：腐殖质土壤>重壤质冲积土>壤质土>砂质冲积土。
（三）铅污染及其危害 植物吸收积累铅绝大部分积累在根部，而转移到茎叶和种子中很少。由于铅在土壤中固定为难溶性铅的能力较强，因此，通过食物链而引起人体铅中毒的现象极少。铅污染土壤后，对种子的发芽率和呼吸强度有一定的影响。铅对幼苗生长也有明显的抑制作用，这主要是由于铅抑制了幼苗对营养吸收和使叶绿素含量减少，光合作用受阻。
（四）铬污染及其危害 铬是一种重要的环境污染元素，其中Cr(Ⅵ)有明显的致癌致畸作用。 土壤中Cr（Ⅵ）的毒害作用是人们最关心的问题，这种形态铬既使在低浓度条件下对植物和微生物的毒害作用都很大。由于土壤中有机质的还原和土壤胶体的吸附作用，一般在Cr(Ⅵ)进入土壤后的反应初期，胶体吸附是占主导地位，而随着反应时间延长，Cr(Ⅵ)转化为Cr(Ⅲ)的还原量占主导地位。受铬污染的土壤，是通过植被吸收而进入食物链危害人体健康的。水稻各部分组织器官对铬的残留积累量有很大差异，其顺序是根铬＞茎叶铬＞糙米中铬。
（五）砷污染及其危害 砷是植物强烈吸附积累的元素。砷的植物积累系数（指植物灰分中As的平均含量与土壤中砷的平均含量的比）为十分之几以上。在淹水条件下，水稻糙米中含砷量均高于旱地小麦产麦粒的含砷量。不同结合态砷对水稻的影响明显不同，其毒性排列顺序为亚砷酸铝>亚砷酸钠>砷酸氢钠>砷酸钙>砷酸铁>硫化砷。
土壤重金属污染的清消
（一）冲洗法－－从根层中去除重金属
（二）利用吸收能力强的植物吸收土壤中的重金属
土壤重金属污染的防治措施
（一）施用改良剂
（二）调节土壤Eh和水浆管理
（三）客土和换土法 客土系指在现有的污染土壤上覆上一层未污染土壤。换土是指将受污染的土壤挖除至适当深度后再填入未污染土壤。两种方法对于改变土壤污染现状是非常显著的
化肥对土壤污染和防治
（一）化肥对土壤和环境的影响
1．化肥对土壤重金属污染；2．施用化肥对土壤性质的影响
(二) 化肥对土壤环境污染的控制
1．调整化学肥料结构 肥料结构不平衡，是影响肥效当季利用率低的主要原因之一。
2．普及平衡施肥技术，减少化肥用量 平衡施肥需在测土的基础上按作物需要配方，再按作物吸收的特点施肥，并不是仅靠化肥的配置结构所能奏效的。因此，它需要社会有良好的技术服务，并与使用者的良好科技素质相结合才行。
3．有机无机肥混合施用 施有机肥，不仅能改良土壤结构，提高作物的抗逆能力，同时还能补充土壤的钾、磷和优质氮源，如植物可直接利用的氨基酸。
4．科学施肥，减少化肥的损失 施肥技术不当，表现在轻视底肥，重视追肥，撒施和追肥期不当，是形成化肥损失、肥效降低的重要原因。采用深施技术是避免化肥损失的关键。
5．合理灌溉，减少化肥流失 灌溉技术的优劣与化肥流失关系很大。中国的灌溉技术以传统的地面漫灌为主，并在向管道灌溉、滴水灌溉等节水灌溉技术过渡，其中水的利用率与化肥的流失率很相关。地面漫灌引起土壤化肥流失的量是惊人的。
6．适当调整种植业结构，充分利用豆科作物的固氮肥源，减少化肥使用量
有机农药对土壤的污染和防治
（一）有机农药对土壤污染
1． 有机农药在土壤中的迁移转化 土壤胶体对农药的吸附作用；植物对农药的吸收与代谢；土壤中有机农药的代谢与降解。
2．农药在土壤中的残留毒性
（1）有机氯农药 有机氯农药因其性质比较稳定，且脂溶性大，易在生物体脂肪中积累。 （2）有机磷农药 有机磷农药在土壤中的稳定性可用有机磷在土壤中的半衰期（有机磷化合物减少一半所需要的时间）表示。常用
3．农药污染的控制措施
（1）利用综合害虫防治系统以减少农药的施入量 综合防治是应用生态学为基础的害虫治理方法中的一种较新的方式，是一种把所有可利用的方法综合到一项统一的规划中的害虫治理方法。
（2）农药的安全合理使用 首先要对症下药，农药的使用品种和剂量因防治对象不同应所所不同
（3）制定农产品中的允许残留量标准 制定农药的每日容许摄入量（ADI），并根据人们取食习惯，制订出各种作物与食品中的农药最大残留允许量。
（4）制定施药安全间隔期 根据农药在农作物上允许残留量，可制定出某一农药在某种作物收获前最后一次施药日期，使作物上的农药残留量不超过规定残留标准。最后一次使用农药到作物收获之间相隔日期，称为安全间隔期。
（5）采用合理耕作制度，消除农药污染 农作物种类不同则对各种农药的吸收率也不同。
（6）发展开发新农药 高效、低毒、低残留农药是农药新品种的主要发展方向。
废塑料制品对土壤污染和防治
（一）废塑料制品及其对农田环境的污染
农田残膜的影响范围较宽主要有：①对于作物种子萌芽和种子幼苗生长有损害作用。由于农田残膜中含有毒性很强的聚氯乙稀；②影响土壤的物理化学性状。聚稀烃类薄膜在土壤中具有抗机械破碎性强，气、热和肥等肥力因素的功能发挥，导水力变差，物理性能变差，养分运输困难等；③耕性变差，大量的农膜残 留在土壤中不利于土壤的耕翻。④不利于作物根系的伸展。
（二）塑料薄膜的化学组成、毒性及微生物降解性
1．组成 塑料薄膜大多是烯烃类的高分子（分子量104～106）聚合物，除塑料本体组分外，尚含抗氧化剂、紫外稳定剂、阻燃剂和增塑剂等多种添加剂，其中增塑剂含量及比例仅次于塑料本身。
2．毒性 PAES除主要作增塑剂外，还少量用于香料、涂料、化妆品、油漆等化工生产中，因此也是环境中常见的有机污染物。
3．微生物的降解性能 烯烃类塑料薄膜高聚分子和PAES增塑剂分子仅以氢键和范德华引力连结而成，彼此保留各自独立的化学性质，加之环境中仍有不依附于塑料本体而存在的PAES。因此其在环境中的存在、表现性质和微生物对其降解性能均是不同的。
(二）农田中废塑料制品污染的防治
1．从价格和经营体制上优化和改善对废塑料制品的回收与管理，并建立生产粒状再生塑料的加工厂，有利于废塑料的循环利用。
2．研制可控光解和热分解（50－60℃）等农膜新品种，以代替现用高压农膜，减轻农田残留负担。
3．尽量使用分子最小，生物毒性低相对易降解的塑料增塑剂，并加强其生化降解性能和农业环境影响的研究。
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