(4.4.1)--4.4重金属在土壤中的迁移.pdf

土壤环境化学 ——重金属在土壤中的迁移 一、影响重金属在土壤-植物体系中迁移的因素 重金属在土壤—植物中的迁移转化机制非常复 杂，影响因素很多，主要有 土壤的理化性质 重金属的种类、浓度、在土壤中的存在形态 植物种类、生长发育期 复合污染 施肥 1、土壤理化性质 土壤的理化性质主要通过影响重金属在土壤中存在形 态而影响重金属的生物有效性。土壤的理化性质主要 包括pH值、土壤质地、土壤氧化还原电位、有机质含 量、CEC （阳离子交换容量）等。 1）pH值 + 土壤pH越低，H 越多，重金属被解吸的越多，其活动性就 越强，从而加大了土壤中的重金属向生物体内迁移的数量。 2 ）土壤质地 土壤质地影响着土壤颗粒对重金属的吸附。一般来说，质地粘 重的土壤对重金属的吸附力强，降低了重金属的迁移转化能力。 3）土壤的氧化还原电位 土壤的氧化还原电位影响重金属的存在形态，从而影响重金属 化学行为、迁移能力及对生物的有效性。一般来说，在还原条 件下，很多重金属易产生难溶性的硫化物，而在氧化条件下， 溶解态和交换态含量增加。 4 ）土壤中有机质含量 土壤中有机质含量影响土壤颗粒对重金属的吸附能 力和重金属的存在形态，有机质含量较高的土壤对重金 属的吸附能力高于有机质含量低的土壤。 2 、重金属的种类、浓度及在土壤中的存在形态 重金属对植物的毒害程度，首先取决于土壤中重金属的存在形 态，其次才取决于该元素的数量。而不同种类的重金属，由于 其物理化学行为和生物有效性的差异，在土壤和植物体系中迁 移转化规律明显不同。 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。植物种类和生长发育期影响着 重金属在土壤—植物体系中的迁移转化。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。 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。 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。 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 从植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，植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，植物籽实中的重金属含量越高。 不同的植物由于生物学特性不同，对重金属的吸收积 累有明显的种间差异，一般顺序为 豆类＞小麦＞水稻＞玉米。 重金属在植物体内分布的一般规律为： 根＞茎叶＞颖壳＞籽实。 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 土壤中各种胶体对重金属的 附能力与金属离子的性质及胶 吸附影响极大，以Cu2+为例， 体的种类有关。同一类型的土 土壤中各类胶体的吸附顺序为： 壤胶体对阳离子的吸附与阳离 氧化锰＞有机质＞氧化铁＞伊 子的价态及离子半径有关。阳 利石＞蒙脱石＞高岭石。因此， 离子的价态越高，电荷越多， 土壤胶体中对吸附贡献大的除 土壤胶体与阳离子之间的静电 有机质外，主要是锰、铁等氧 作用越大，吸附力也越大。具 化物。 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