环境化学：第四章 土壤环境化学.ppt

3、植物的种类、生长发育期等 重金属进入土壤—植物系统后，除了物理化学因素影响其相互迁移外，植物起着特殊的作用。植物种类和生育期影响着重金属在土壤—农作物系统中的迁移转化。植物种类不同，其对重金属的富集规律不同；农作物生长发育期不同，其对重金属的富集量也不同。 4、复合污染 重金属复合污染的机制十分复杂,在复合污染状况下，影响重金属迁移转化的因素涉及到污染物因素（包括污染物的种类、性质、浓度、比例和时序性）、环境因素（包括光、温度、pH、氧化还原条件等）和生物种类、发育阶段及所选择指标等。在其它条件相同，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、屏蔽和独立等作用. 在土壤——植物系统中，重金属的复合效应使得重金属的迁移转化十分复杂。受实验条件和所选择重金属种类的差异，不同学者得出的结论也不同；重金属浓度不同，复合效应亦不同。 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。由于肥料、农作物和重金属种类的多样性以及重金属行为的复杂性，施肥对土壤——农作物系统中重金属迁移转化的影响机制十分复杂，结论也不尽相同。 以施用磷肥为例，如磷酸根能与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，二者之间存在竞争吸附，施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——植物系统中的迁移转化；但正是二者之间的竞争吸附，As不易富集在植物的根际土壤中，从而降低了As的生物有效性。 三、 重金属在土壤—植物系统 中的迁移转化规律 三、土壤吸附性 土壤中两个最活跃的组分是土壤胶体和土壤微生物。 1、土壤胶体 (1)特性： 把一种或几种物质分散在另一种物质中就构成一个分散体系。胶体是物质按一定分散程度而存在的一种状态。胶体分散体系是分散粒子半径约为1－100 nm的分散体系。 (2)双电层结构及扩散双电层模型 扩散双电层模型：内部微粒核带负电，形成负离子层（决定电位离子层），由于静电吸引，在外部形成一个正离子层（反离子层，包括非活动性离子层和扩散层），即合称为双电层。 决定电位层与液体内部的电位差为热力电位φ0 非活动性离子层与液体内部的电位差称为电动电位ζ（electrokineticspotential）。 显然，φ0和ζ是不同的，随电解质浓度增加，或电解质价型增加，双电层厚度变薄， ζ电势也减小。 ①双电层基本构成 ②双电层电位与溶液中离子间关联性 φ0 取决于溶液中与固体成平衡的离子浓度 b. ζ与电荷符号、价位、电荷量、浓度有关 (3)土壤凝聚性及影响因素 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。在土壤溶液中，胶体常带有负电荷，即具有负的电动电位，所以胶体微粒又因相同电荷而相互排斥，电动电位越高，相互排斥力越强，胶体微粒的分散性也越强。 1、土壤胶体的电动电位和扩散厚度 2、阳离子浓度上升会增强凝聚性 3、电解质浓度、pH值 2、土壤胶体的离子交换吸附 （1）定义：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。 （2）阳离子交换吸附 （3）阴离子交换吸附 四、土壤的酸碱性 1、土壤酸度soil acidity：取决于土壤中H+的存在方式 （1）活性酸度soil active acidity（有效酸度，pH） 土壤溶液中氢离子浓度的直接反映 CO2→H2CO3?? 有机物质分解→有机酸 土壤中矿物质氧化→无机酸?? 施用的无机肥料中残留的无机酸大气酸沉降 （2）潜性酸度soil potential acidity： 来源于处于吸附态的H+、Al3+ 处于吸附态的(H+、Al3+)不显酸性仅有盐基不饱和土壤才具有潜性酸度 主要来源于(Al3+)?? 分类：代换性酸度和水解酸度 水解性酸度一般比代换性酸度高。由于中性盐所测出的代换性酸度只是水解酸度的一部分，当土壤溶液在碱性增大时，土壤胶体上吸附的H＋较多地被代换出来，所以水解酸度较大。 代换性酸度：用过量的中性盐（KCl、NaCl等) 淋洗土壤，溶液中金属离子与土壤中H+、Al3+离子交换作用，而表现出来的酸度。 用方程式说明Al3+是潜性酸度的主要来源 水解性酸度：用强碱弱酸盐（如醋酸钠）淋洗土壤，溶液中金属离子可将土壤胶体吸附的H+、Al3+离子代换出来，同时生成弱酸