土壤环境化学4-4.ppt

二、重金属在土壤—植物系统中的迁移转化规律 1、植物对土壤中的重金属的富集规律 从农作物对重金属吸收富集的总趋势来看，土壤中重金属含量越高，农作物体内的重金属含量也越高，土壤中的有效态重金属含量越大，作物籽实中的重金属含量越高。 2、重金属在土壤剖面中的迁移转化规律 进入土壤中的重金属大部分被土壤颗粒所吸附。土壤柱淋溶实验发现淋溶液中的Hg、Cd、As、Pb 95%以上被土壤吸附。在土壤剖面中，重金属无论是其总量还是存在形态，均表现出明显的垂直分布规律，其中可耕层成为重金属的富集层。 土壤中的重金属有向根际土壤迁移的趋势，且根际土壤中重金属的有效态含量高于土体，主要是由于根际生理活动引起根——土壤界面微区环境变化而引起的，可能与植物根系的特性和分泌物有关。 3、土壤对重金属离子的吸附固定原理 土壤胶体对金属离子的吸附能力与金属离子的性质及胶体的种类有关。同一类型的土壤胶体对阳离子的吸附与阳离子的价态及离子半径有关。阳离子的价态越高，电荷越多，土壤胶体与阳离子之间的静电作用越大，吸附力也越大。具有相同价态的阳离子，离子半径越大，其水合半径相对越小，较易被土壤胶体所吸附。 三、主要重金属在土壤中的积累 和迁移转化 　　一般来说，进入土壤的重金属主要停留在土壤 的上层，然后通过植物根系的吸收并迁移到植物体 内，也可以随水流等向土壤下层流动。 几种主要重金属在土壤—植物体系中的累积迁 移状况如下。 A、镉 　　镉一般在土壤表层0-15cm处累积。在土壤中，镉主要以CdCO3、Cd3(PO4)2和Cd(OH)2的形态存在其中以CdCO3为主，尤其在碱性土壤中。大多数土壤对镉的吸附率在80%-95%之间，不同土壤吸附顺序为： 　　腐殖质土壤＞重壤质土壤＞壤质土＞砂质冲积土。 因此镉的吸附与土壤中胶体的性质有关。 B、铜 土壤中铜含量在2-100mg/kg之间，平均含量为20mg/kg。污染土壤中的铜主要在表层积累，并沿土壤的纵深垂直分布递减，这是由于进入土壤的铜被表层土壤的黏土矿物吸附，同时，表层土壤的有机质与铜结合形成螯合物，使铜离子不易向下层移动。但在酸性土壤中，由于土壤对铜的吸附减弱，被土壤固定的铜易被解吸出来，因而使铜容易淋溶迁移。铜在植物各部分的累积分布多数是根＞茎、叶＞果实。 C、铅 土壤中铅主要以Pb(OH)2、PbCO3和PbSO4固体形式存在，土壤溶液中可溶性铅含量很低，Pb2+也可以置换粘土矿物上吸附的Ca2+，因此在土壤中很少移动。土壤的pH值增加，使铅的可溶性和移动性降低，影响植物对铅的吸收。大气中的铅一部分经雨水淋洗进入土壤，一部分落在叶面上，经张开的气孔进入叶内。因此在公路两旁的植物，铅一般积累在叶和根部，花、果部位较少。藓类植物具有从大气中被动吸收累积高浓度铅的能力，现已被确定为铅污染和累积的指示植物。 D、锌 岩石圈中土壤锌的含量在10-300mg/kg 之间, 平均含量为50mg/kg。我国土壤锌含量在3～709mg/kg之间, 平均值为100mg/kg, 比世界土壤的平均含锌量高出一倍。土壤中锌含量主要受成土母质的影响。我国土壤中的全锌含量以南方的石灰(岩) 土最高, 平均在200mg/kg以上；其次是华南的砖红壤、褐红壤, 红壤和黄壤, 东北的棕色针叶林土, 平均在150mg/kg以上; 再次是南方的赤草甸土、水稻土、黄棕壤, 东北的暗棕壤、灰色森林土、白浆土、草甸土、黑钙土等, 平均在100mg/kg左右; 东北的风砂土、盐碱土和四川的紫色土及华中丘陵区的红壤等含量最低。 E、汞 汞在自然界含量很少,岩石圈中汞含量约为0.1mg/kg。土壤中汞的含量为0.01-0.3 mg/kg, 平均为0.03 mg/kg。由于土壤的粘土矿物和有机质对汞的强烈吸附作用，汞进入土壤后，95%以上能被土壤迅速吸附或固定，因此汞容易在表层积累。 第三节 土壤中农药的迁移转化 广义地说农药包括杀虫剂、杀菌剂、除草剂以及其他如杀螨剂、杀鼠剂、引诱剂、忌避剂、植物生长调节剂和配制农药的助剂等。 施用农药确实能对农作物的增产增收起重要作用。但也应看到世界范围内连年大量使用农药，会引起许多不良后果，如药效随害虫抗药性不断增强而相对降低；施用农药对抑制害虫的天敌也有毒杀作用，从而破坏了农业生态平衡。更为重要的是由施用农药而引起环境污染，并通过食物链使农作物或食品中的残毒引入人体，危及人体健康。 一、土壤中农药的迁移 1.扩散 扩散是由于热能引起分子的不规则 运动而使物质分子发生转移的过程。 （1）土壤水分含量 水量少时，随水量增大而增强，水量饱和时扩散减少 （2）吸附 吸附越强扩散越弱 （3）土壤的紧实度 紧实度越高，孔隙越