中国石油大学 环境化学 第4章 土壤环境化学.pptVIP

①土壤的理化性质pH：影响重金属的存在状态和土壤对重金属的吸附量。一般来说，pH越低，H+越多，重金属被解析的越多，活动性越强，向生物体的迁移能力增加。土壤质地：质地黏重的土壤对重金属的吸附能力强，降低重金属的迁移转化能力。氧化还原电位：还原条件，很多重金属易产生难溶物质，氧化条件下，溶解态和交换态含量增加。有机质含量：有机质含量高，土壤的吸附能力增强。②重金属种类、浓度及在土壤中存在形态重金属种类：Cd，As较易被植物吸收；Cu、Mn、Se、Zn等次之；Co、Pb、Ni等难于被吸收；Cr极难被吸收。浓度的影响：土壤中重金属含量增加，植物体内各部分的积累量也相应增加。存在形态：交换态的重金属（包括溶解态的重金属）迁移能力最强，具有生物有效性（又称有效态）。③植物的种类、生长发育期植物种类不同，其对重金属的富集规律不同；植物生长发育期不同，其对重金属的富集量也不同。（植物整治技术）植物提取（Phytoextraction）植物挥发（Phytovolatilization）植物降解（Phytodegradation）植物稳定化（Phytostabilization）植物根基降解（Rhizodegradation）④复合污染仅考虑污染物的情况下，某一元素在植物体内的积累，除元素本身性质的影响外，首先是环境中该元素的存在量，其次是共存元素的性质与浓度的影响。元素的联合作用分为协同、竞争、加和、屏蔽和独立作用。⑤施肥施肥可以改变土壤的理化性质和重金属的存在形态，并因此而影响重金属的迁移转化。例如施用磷肥，磷酸根能与Cd形成共沉淀而降低Cd的有效性，用磷肥可以抑制土壤Cd污染。而对As，由于P和As是同族元素，两者之间存在竞争吸附，使用磷肥能有效地促进土壤As的释放和迁移，有利于As在土壤-植物体系中的迁移转化。正是两者之间的竞争吸附，As不易富集在植物根际土壤中，从而降低了As的生物有效性。4.3.2几种重金属在土壤-植物体系中的积累和迁移(AccumulationandTransport)(1)砷（As）土壤中砷的形态：水溶态、吸附态和难溶态。前二者又称可给态砷，可被植物吸收。吸收：有机态砷→被植物吸收→体内降解为无机态通过根系、叶片的吸收→体内集中在生长旺盛的器官如：水稻，根茎叶谷壳糙米(2)镉（Cd）存在：在0-15cm土壤表层积累，主要以CdCO3、Cd3(PO4)2和Cd(OH)2的形式存在。在pH7的土壤中分为可给态、代换态和难溶态。吸收：根叶枝花、果、籽粒蔬菜类叶菜中积累多，黄瓜、萝卜、番茄中少,镉进入人体，在骨骼中沉积，使骨骼变形，骨痛症。★4.1.3土壤吸附性土壤胶体的比表面积和带电性，使土壤具有吸附性。（1）土壤胶体的性质①土壤胶体具有巨大的比表面和表面能：比表面：单位重量（或体积）物质的表面积。一定体积的物质被分割时，随着颗粒数的增多，比表面也显著地增大。蒙脱石比表面积最大（600-800m2/g）高岭石最小（7-30m2/g）有机胶体比表面积也大（～700m2/g）②土壤胶体的电性：土壤胶体微粒内部一般带负电荷，形成一个负离子层（决定电位离子层），其外部由于电性吸引而形成一个正离子层（反离子层或扩散层），即合称双电层。③土壤胶体的凝聚性和分散性：凝聚性：由于胶体的比表面和表面能都很大，为减小表面能，胶体具有相互吸引、凝聚的趋势，这就是胶体的凝聚性。分散性：由于土壤胶体微粒带负电荷，胶体粒子相互排斥，具有分散性，负电荷越多，负的电动电位越高，相互排斥力越强，分散性也越强。影响因素：土壤胶体的电动电位和扩散层厚度及土壤溶液中电解质浓度、pH值影响土壤凝聚性能。土壤溶液中常见阳离子的凝聚能力顺序如下：Na+＜K+＜NH4+＜H＋＜Mg2＋＜Ca2+Al3＋＜Fe3+★（2）土壤胶体的离子交换吸附在土壤胶体双电层的扩散层中，补偿离子可以和溶液中相同电荷的离子以离子价为依据作等价交换，称为离子交换（或代换）。离子交换作用包括阳离子交换吸附作用和阴离子交换吸附作用。①土壤胶体的阳离子交换吸附：阳离子交换能力的强弱主要依赖于以下因素：a.电荷数：离子电荷数越高，阳离子交换能力越强。b.离子半径及水化程度：同价离子中，离子半径越大，水化离子半径就越小，因而具有较强的交换能力。Fe3＋＞Al3+＞H+＞Ba2+＞Sr