第四章土壤环境化学.ppt

非气态发生 指土壤中气-液、气-固界面上发生的 扩散作用。由于土壤系统复杂，扩散物质 在土壤表面可能存在吸附和解吸平衡，土 壤性质不同，有机物性质不同都影响扩散 作用。 Shearer等根据农药在土壤中的扩散特性提出了农药的扩散方程式 影响农药扩散的主要因素： 农药（物理化学性质、浓度、扩散速率） 土壤（含水量、吸附性） 环境（温度、气流速度）等 土壤水分含量的影响： 土壤水分含量的影响： 土壤吸附的影响 吸附作用是农药与土壤固相之间相互作用的主要过程，直接影响其他过程的发生。如土壤对除草剂2,4－D的化学吸附，使其有效扩散系数降低。 土壤的紧实度 是影响土壤孔隙率和界面性质的参数，紧实度高，土壤的充气孔隙率降低，扩散系数也降低。 温度 温度升高，有机物的蒸汽密度升高，总的效应是扩散系数增大，如林丹的扩散系数随温度的升高而呈指数增大。 气流速度 农药种类 2.质体流动 土壤中农药既可以溶于水，也能悬浮 在水中，还可能以气态存在，或者吸附在 土壤固相上或存在于土壤有机质中，从而 使它们与水一起发生质体流动。 在稳定的土壤-水流状态下，有机物通 过多孔介质移动的一般方程为： D—扩散系数，V0—平均孔隙水速度， C—土壤溶液中农药的浓度，β—土壤容量，S—吸着于土壤的农药浓度。 1．在土壤-水体系中的分配作用 吸附作用（adsorption ） 过程：有机物的离子或基团从自由水 向土壤矿物的亚表面层扩散；离子或基团 以表面反应或进入双电层的扩散层的方式 为土壤矿物质吸附。 二、非离子型农药与土壤有机质的作用 分配作用（partition） 有机化合物在自然环境中的主要化 学机理之一，指水-土壤（沉积物）中， 土壤有机质对有机化合物的溶解，或称 吸附（sorption, uptake），用分配系数 Kd 来描述。 分配作用 吸附作用 作用力 分子力 范德华力 溶解作用 和化学键力 吸附热 低吸附热 高吸附热 吸附等温线 线性 非线性 竞争作用 非竞争吸附 竞争吸附 与溶解度相关 2．土壤湿度对分配过程的影响 极性水分子和矿物质表面发生强烈的 偶极作用，使非离子性有机物很难占据矿 物表面的吸附位，因此对非离子性有机化 合物在土壤表面矿物质上的吸附起着一种 有效的抑制作用。 在干土壤中，由于土壤表面的强烈吸附作用，使狄氏剂大量吸附在土壤中；湿润土壤中，由于水分子的竞争作用，土壤中农药的吸附量减少，蒸汽浓度增加。 土壤水分相对含量的增 加，吸附作用减弱，相对湿 度在50％时，水分子强烈竞 争土壤表面矿物质上的吸附 位，使吸附量降低，分配作 用占主导地位，吸附等温线 为线性。 干土壤中： 极性大的吸附量就大； 表现为强吸附（被土壤矿物质）和高分配（被土壤有机质）的特征。 第四章 土壤环境化学 Chapter 4. Soil Environmental Chemistry 民以食为天，食以土为本 第二节 土壤中重金属的迁移和转化 表 4 － 5 我国与一些国家的土地资源占有情况对比 国 家 土地总面积 106ha 人口 106 耕地 106ha 草地 106ha 林地 106ha 农业人口 % 人均耕地 hm2/p 美 国 916.7 246.1 187.9 241.5 268.2 2.5 0.764 英 国 24.2 57.2 6.93 11.6 2.32 2.1 0.121 加拿大 922.1 25.9 45.9 32 3.54 3.6 1.772 中 国 948.7 1200 118 261 196 80 0.098 一、我国的基本土情: 1 、人均土地少。 2 、空间分布不均，地区差异大。 3 、生态脆弱区