重金屬在土壤-植物體系中遷移及其機(jī)制and土壤中農(nóng)藥遷移轉(zhuǎn)化

1、主要內(nèi)容主要內(nèi)容土壤的組成和性質(zhì)土壤的組成和性質(zhì)重金屬在土壤重金屬在土壤- -植植物體系中的遷移及物體系中的遷移及其機(jī)制其機(jī)制土壤的組成土壤的組成土壤的粒級(jí)與質(zhì)地土壤的粒級(jí)與質(zhì)地土壤的吸附性土壤的吸附性土壤的酸堿性土壤的酸堿性土壤的氧化還原性土壤的氧化還原性影響重金屬在土壤影響重金屬在土壤-植物體系中的遷移的因素植物體系中的遷移的因素重金屬在土壤重金屬在土壤- -植物體系中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律植物體系中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律主要重金屬在土壤中的積累和遷移轉(zhuǎn)化主要重金屬在土壤中的積累和遷移轉(zhuǎn)化植物對(duì)重金屬污染產(chǎn)生耐性的幾種機(jī)制植物對(duì)重金屬污染產(chǎn)生耐性的幾種機(jī)制土壤中農(nóng)藥的遷移轉(zhuǎn)化土壤中農(nóng)藥的遷移轉(zhuǎn)化土壤中農(nóng)藥

2、的遷移土壤中農(nóng)藥的遷移非離子型農(nóng)藥與土壤有機(jī)質(zhì)的作用非離子型農(nóng)藥與土壤有機(jī)質(zhì)的作用典型農(nóng)藥在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化典型農(nóng)藥在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化第二節(jié)第二節(jié) 重金屬在土壤重金屬在土壤- -植物體系植物體系中的遷移及其機(jī)制中的遷移及其機(jī)制 重金屬是土壤原有的構(gòu)成元素，有些是植物、動(dòng)重金屬是土壤原有的構(gòu)成元素，有些是植物、動(dòng)物和人必需的營(yíng)養(yǎng)元素。如物和人必需的營(yíng)養(yǎng)元素。如Zn、Cu、Mo、Fe、Mn等，但由于含量的不同，可導(dǎo)致不同的效應(yīng)，等，但由于含量的不同，可導(dǎo)致不同的效應(yīng)，如果含量和有效性太低生物會(huì)表現(xiàn)缺乏癥狀，但如果含量和有效性太低生物會(huì)表現(xiàn)缺乏癥狀，但過(guò)量就會(huì)造成污染事件。過(guò)量就會(huì)造成污染事件。 土

3、壤背景值就是指在土壤背景值就是指在未受污染未受污染的情況下，天然土的情況下，天然土壤中的金屬元素的基線含量。壤中的金屬元素的基線含量。二二.重金屬在土壤重金屬在土壤-植物體系中的遷移及其機(jī)制植物體系中的遷移及其機(jī)制土壤的重金屬污染土壤的重金屬污染1.1.重金屬不被土壤微生物降解，可在土壤中不斷積重金屬不被土壤微生物降解，可在土壤中不斷積累，也可以為生物所富集，并通過(guò)食物鏈在人體內(nèi)累，也可以為生物所富集，并通過(guò)食物鏈在人體內(nèi)積累，危害人體健康。積累，危害人體健康。2.2.重金屬一旦進(jìn)入土壤就很難予以徹底的清除。重金屬一旦進(jìn)入土壤就很難予以徹底的清除。二二.重金屬在土壤重金屬在土壤-植物體系中的遷

4、移及其機(jī)制植物體系中的遷移及其機(jī)制重金屬污染土壤的特點(diǎn)：重金屬在土壤重金屬在土壤-植物系統(tǒng)的遷移植物系統(tǒng)的遷移 重金屬通過(guò)質(zhì)流、擴(kuò)散、截獲到達(dá)重金屬通過(guò)質(zhì)流、擴(kuò)散、截獲到達(dá)植物根部。植物根部。 植物通過(guò)主動(dòng)吸收、被動(dòng)吸收等方植物通過(guò)主動(dòng)吸收、被動(dòng)吸收等方式吸收重金屬。式吸收重金屬。 重金屬通過(guò)木質(zhì)部和韌皮部向地上重金屬通過(guò)木質(zhì)部和韌皮部向地上部運(yùn)輸。部運(yùn)輸。 植物對(duì)污染物吸收受到土壤性質(zhì)、植物對(duì)污染物吸收受到土壤性質(zhì)、植物種類、污染物形態(tài)的影響。植物種類、污染物形態(tài)的影響。 二二.重金屬在土壤重金屬在土壤-植物體系中的遷移及其機(jī)制植物體系中的遷移及其機(jī)制二二.重金屬在土壤重金屬在土壤-植物體系

5、中的遷移及其機(jī)制植物體系中的遷移及其機(jī)制1.影響重金屬在土壤影響重金屬在土壤-植物系統(tǒng)遷移的因素植物系統(tǒng)遷移的因素影響因素影響因素土壤的土壤的理化性質(zhì)理化性質(zhì)金屬的種類金屬的種類濃度濃度存在形態(tài)存在形態(tài) 植物的種類植物的種類生長(zhǎng)發(fā)育期生長(zhǎng)發(fā)育期復(fù)合污染復(fù)合污染施肥施肥pH土壤質(zhì)地土壤質(zhì)地有機(jī)質(zhì)有機(jī)質(zhì)含量含量氧化還原氧化還原電位電位二二.重金屬在土壤重金屬在土壤-植物體系中的遷移及其機(jī)制植物體系中的遷移及其機(jī)制2. 重金屬在土壤重金屬在土壤-植物系統(tǒng)的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律植物系統(tǒng)的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律 1.植物對(duì)土壤重金屬的富集規(guī)律植物對(duì)土壤重金屬的富集規(guī)律 2.重金屬在土壤剖面中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律重金屬在土壤剖面

6、中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律 3.土壤對(duì)重金屬離子的吸附固定原理土壤對(duì)重金屬離子的吸附固定原理a總體來(lái)說(shuō)：土壤中重金屬含量越高，植物體內(nèi)的重金屬含量也越高；總體來(lái)說(shuō)：土壤中重金屬含量越高，植物體內(nèi)的重金屬含量也越高；b不同植物的累積有明顯的種間差異：豆類不同植物的累積有明顯的種間差異：豆類小麥小麥水稻水稻玉米；玉米；c重金屬在植物體內(nèi)的分布規(guī)律：根重金屬在植物體內(nèi)的分布規(guī)律：根莖葉莖葉果殼果殼籽實(shí)。籽實(shí)。a大部分重金屬被土壤顆粒吸附；大部分重金屬被土壤顆粒吸附；b遵循垂直分布規(guī)律，可耕層是重金屬的富集區(qū)；遵循垂直分布規(guī)律，可耕層是重金屬的富集區(qū)；c重金屬有向根際土壤遷移的趨勢(shì)。重金屬有向根際土壤遷移的趨勢(shì)

7、。a與膠體種類有關(guān)：氧化錳與膠體種類有關(guān)：氧化錳 有機(jī)質(zhì)有機(jī)質(zhì) 氧化鐵氧化鐵 伊利石伊利石 蒙脫石蒙脫石 高嶺石；高嶺石；b與金屬離子的種類有關(guān)：價(jià)態(tài)越高，電荷越多，越易吸附；同等價(jià)態(tài)，與金屬離子的種類有關(guān)：價(jià)態(tài)越高，電荷越多，越易吸附；同等價(jià)態(tài)，離子半徑越大，水合半徑相對(duì)越小，越易吸附。離子半徑越大，水合半徑相對(duì)越小，越易吸附。 來(lái)源：煉鋅工業(yè)的副產(chǎn)品；來(lái)源：煉鋅工業(yè)的副產(chǎn)品； 旱地石灰性土壤中多以旱地石灰性土壤中多以CdCO3、Cd(OH) 2存在；存在； 在水田中主要在水田中主要CdS存在；存在； 鎘的吸附跟土壤膠體的性質(zhì)有關(guān)。鎘的吸附跟土壤膠體的性質(zhì)有關(guān)。 鎘不是人體的必需元素。鎘不是

8、人體的必需元素。 二二.重金屬在土壤重金屬在土壤-植物體系中的遷移及其機(jī)制植物體系中的遷移及其機(jī)制3. 主要重金屬在土壤中的累積和遷移轉(zhuǎn)化主要重金屬在土壤中的累積和遷移轉(zhuǎn)化 鎘鎘Cadmium 銅是各種生物的必需微量元素；銅是各種生物的必需微量元素； Cu2+容易與腐質(zhì)酸的羧基和羥基發(fā)生螯合；容易與腐質(zhì)酸的羧基和羥基發(fā)生螯合； 污染土壤中的銅主要在表層積累，并沿土壤的縱深垂直污染土壤中的銅主要在表層積累，并沿土壤的縱深垂直分布遞減，分布遞減，這是由于進(jìn)入土壤的銅被表層土壤的粘土礦這是由于進(jìn)入土壤的銅被表層土壤的粘土礦物吸附，同時(shí)，表層土壤的有機(jī)質(zhì)與銅結(jié)合形成螯合物。物吸附，同時(shí)，表層土壤的有機(jī)

9、質(zhì)與銅結(jié)合形成螯合物。 在植物各部分的積累分布：根在植物各部分的積累分布：根莖、葉莖、葉果實(shí)。果實(shí)。二二.重金屬在土壤重金屬在土壤-植物體系中的遷移及其機(jī)制植物體系中的遷移及其機(jī)制3. 主要重金屬在土壤中的累積和遷移轉(zhuǎn)化主要重金屬在土壤中的累積和遷移轉(zhuǎn)化 銅銅Copper 來(lái)源：冶煉廢水、廢渣，汽車尾氣來(lái)源：冶煉廢水、廢渣，汽車尾氣 主要以主要以Pb(OH)2、PbCO3、PbSO4存在，存在，Ksp小小 有效性受有效性受pH影響很大，土壤的影響很大，土壤的pH增加，使鉛的可增加，使鉛的可溶性和移動(dòng)性降低，從而影響植物對(duì)鉛的吸收。溶性和移動(dòng)性降低，從而影響植物對(duì)鉛的吸收。 很難遷移、植物吸收后

10、積累于根部很難遷移、植物吸收后積累于根部 蘚類植物被確定為鉛污染和積累的指示植物蘚類植物被確定為鉛污染和積累的指示植物二二.重金屬在土壤重金屬在土壤-植物體系中的遷移及其機(jī)制植物體系中的遷移及其機(jī)制3. 主要重金屬在土壤中的累積和遷移轉(zhuǎn)化主要重金屬在土壤中的累積和遷移轉(zhuǎn)化鉛鉛-lead鋅是植物、動(dòng)物和人類必需的營(yíng)養(yǎng)元素鋅是植物、動(dòng)物和人類必需的營(yíng)養(yǎng)元素在還原條件下易形成在還原條件下易形成ZnS在堿性條件下易形成在堿性條件下易形成Zn(OH)2沉淀沉淀酸性土壤溶液中離子態(tài)含量高酸性土壤溶液中離子態(tài)含量高 2ppm對(duì)土壤對(duì)土壤pH非常敏感非常敏感二二.重金屬在土壤重金屬在土壤-植物體系中的遷移及其

11、機(jī)制植物體系中的遷移及其機(jī)制3. 主要重金屬在土壤中的累積和遷移轉(zhuǎn)化主要重金屬在土壤中的累積和遷移轉(zhuǎn)化 鋅鋅-Zincu三種價(jià)態(tài)隨著三種價(jià)態(tài)隨著pH和和Eh變化而轉(zhuǎn)化，變化而轉(zhuǎn)化，HgS是還原是還原狀態(tài)下的主要形態(tài)狀態(tài)下的主要形態(tài)u土壤的粘土礦物和有機(jī)質(zhì)對(duì)汞有強(qiáng)烈的吸附作土壤的粘土礦物和有機(jī)質(zhì)對(duì)汞有強(qiáng)烈的吸附作用，因此汞進(jìn)入土壤后，大部分被土壤吸附或用，因此汞進(jìn)入土壤后，大部分被土壤吸附或固定，因此汞容易在表層積累。固定，因此汞容易在表層積累。u汞在厭氧微生物作用下可甲基化，毒性增大。汞在厭氧微生物作用下可甲基化，毒性增大。u植物對(duì)汞的吸收和積累與汞的形態(tài)有關(guān)。植物對(duì)汞的吸收和積累與汞的形態(tài)有

12、關(guān)。二二.重金屬在土壤重金屬在土壤-植物體系中的遷移及其機(jī)制植物體系中的遷移及其機(jī)制 汞汞Mercury3. 主要重金屬在土壤中的累積和遷移轉(zhuǎn)化主要重金屬在土壤中的累積和遷移轉(zhuǎn)化二二.重金屬在土壤重金屬在土壤-植物體系中的遷移及其機(jī)制植物體系中的遷移及其機(jī)制4. 植物對(duì)重金屬產(chǎn)生耐性的幾種機(jī)制植物對(duì)重金屬產(chǎn)生耐性的幾種機(jī)制 1.植物根系的作用植物根系的作用 2.重金屬與植物的細(xì)胞壁結(jié)合重金屬與植物的細(xì)胞壁結(jié)合 3.酶系統(tǒng)的作用酶系統(tǒng)的作用4.形成重金屬硫蛋白或植物絡(luò)合素形成重金屬硫蛋白或植物絡(luò)合素 植物根系通過(guò)改變根際化學(xué)性狀、原生質(zhì)泌溢等作用植物根系通過(guò)改變根際化學(xué)性狀、原生質(zhì)泌溢等作用限制

13、重金屬離子跨膜吸收。還可以通過(guò)形成跨根際的限制重金屬離子跨膜吸收。還可以通過(guò)形成跨根際的氧化還原電位梯度和氧化還原電位梯度和pH梯度等來(lái)抑制對(duì)重金屬的吸收梯度等來(lái)抑制對(duì)重金屬的吸收 已經(jīng)證實(shí)，某些植物對(duì)重金屬離子的吸收能力的降低已經(jīng)證實(shí)，某些植物對(duì)重金屬離子的吸收能力的降低可以通過(guò)根際分泌螯合劑而減少重金屬的跨膜吸收可以通過(guò)根際分泌螯合劑而減少重金屬的跨膜吸收二二.重金屬在土壤重金屬在土壤-植物體系中的遷移及其機(jī)制植物體系中的遷移及其機(jī)制 1.植物根系的作用植物根系的作用 研究結(jié)果表明：細(xì)胞壁中的金屬大部分以離子形式存在研究結(jié)果表明：細(xì)胞壁中的金屬大部分以離子形式存在或與細(xì)胞壁中的纖維素、木質(zhì)

14、素結(jié)合；或與細(xì)胞壁中的纖維素、木質(zhì)素結(jié)合； 由于金屬離子被局限的細(xì)胞壁上，而不能進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)影由于金屬離子被局限的細(xì)胞壁上，而不能進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)影響細(xì)胞內(nèi)的代謝活動(dòng)，使植物對(duì)重金屬表現(xiàn)出耐性；響細(xì)胞內(nèi)的代謝活動(dòng)，使植物對(duì)重金屬表現(xiàn)出耐性； 不同植物的細(xì)胞壁對(duì)金屬離子的結(jié)合能力是不同的；不同植物的細(xì)胞壁對(duì)金屬離子的結(jié)合能力是不同的； 細(xì)胞壁對(duì)金屬離子的固定作用不是一個(gè)普遍耐性機(jī)制。細(xì)胞壁對(duì)金屬離子的固定作用不是一個(gè)普遍耐性機(jī)制。即：不是所有的耐性植物都表現(xiàn)為將金屬離子固定在細(xì)即：不是所有的耐性植物都表現(xiàn)為將金屬離子固定在細(xì)胞壁上。胞壁上。二二.重金屬在土壤重金屬在土壤-植物體系中的遷移及其機(jī)制植物體系

15、中的遷移及其機(jī)制 2.重金屬與植物的細(xì)胞壁結(jié)合重金屬與植物的細(xì)胞壁結(jié)合 耐性植物中的幾種酶的活性在重金屬含量增加時(shí)仍能耐性植物中的幾種酶的活性在重金屬含量增加時(shí)仍能維持正常水平；維持正常水平； 同時(shí)還可以激發(fā)另外一些酶，從而使耐性植物在受重同時(shí)還可以激發(fā)另外一些酶，從而使耐性植物在受重金屬污染時(shí)保持正常的代謝。金屬污染時(shí)保持正常的代謝。二二.重金屬在土壤重金屬在土壤-植物體系中的遷移及其機(jī)制植物體系中的遷移及其機(jī)制 3.酶系統(tǒng)的作用酶系統(tǒng)的作用 1957年發(fā)現(xiàn)，在馬的腎臟中發(fā)現(xiàn)金屬硫蛋白（年發(fā)現(xiàn)，在馬的腎臟中發(fā)現(xiàn)金屬硫蛋白（ MT ），），能合成能合成MT的細(xì)胞對(duì)重金屬有明顯的抗性，的細(xì)胞對(duì)重

16、金屬有明顯的抗性， MT是動(dòng)物及是動(dòng)物及人體最重要的重金屬解毒劑人體最重要的重金屬解毒劑 。 后來(lái)，在植物中發(fā)現(xiàn)類后來(lái)，在植物中發(fā)現(xiàn)類MT或植物絡(luò)合素。其作用是與進(jìn)或植物絡(luò)合素。其作用是與進(jìn)入植物細(xì)胞內(nèi)的重金屬結(jié)合，使其以不具生物活性的無(wú)入植物細(xì)胞內(nèi)的重金屬結(jié)合，使其以不具生物活性的無(wú)毒的螯合物形式存在，降低金屬離子的活性，從而減輕毒的螯合物形式存在，降低金屬離子的活性，從而減輕或解除其毒害作用?；蚪獬涠竞ψ饔?。二二.重金屬在土壤重金屬在土壤-植物體系中的遷移及其機(jī)制植物體系中的遷移及其機(jī)制4.形成重金屬硫蛋白或植物絡(luò)合素形成重金屬硫蛋白或植物絡(luò)合素二二.重金屬在土壤重金屬在土壤-植物體系中

17、的遷移及其機(jī)制植物體系中的遷移及其機(jī)制4. 植物對(duì)重金屬產(chǎn)生耐性的幾種機(jī)制植物對(duì)重金屬產(chǎn)生耐性的幾種機(jī)制 1.植物根系的作用植物根系的作用 2.重金屬與植物的細(xì)胞壁結(jié)合重金屬與植物的細(xì)胞壁結(jié)合 3.酶系統(tǒng)的作用酶系統(tǒng)的作用4.形成重金屬硫蛋白或植物絡(luò)合素形成重金屬硫蛋白或植物絡(luò)合素 第三節(jié)第三節(jié) 土壤中農(nóng)藥的遷移轉(zhuǎn)化土壤中農(nóng)藥的遷移轉(zhuǎn)化三三.土壤中農(nóng)藥的遷移轉(zhuǎn)化土壤中農(nóng)藥的遷移轉(zhuǎn)化農(nóng)藥的種類農(nóng)藥的種類殺蟲(chóng)劑、殺菌劑、除草劑、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑殺蟲(chóng)劑、殺菌劑、除草劑、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑按殺滅對(duì)象按殺滅對(duì)象以化學(xué)官能團(tuán)分以化學(xué)官能團(tuán)分（有機(jī)、無(wú)機(jī)）（有機(jī)、無(wú)機(jī)） 有機(jī)氯農(nóng)藥有機(jī)氯農(nóng)藥降解慢，殘毒大降解慢，

18、殘毒大 有機(jī)磷農(nóng)藥有機(jī)磷農(nóng)藥降解較快降解較快 氨基甲酸酯農(nóng)藥氨基甲酸酯農(nóng)藥降解快，殘毒小降解快，殘毒小 擬除蟲(chóng)菊酯農(nóng)藥擬除蟲(chóng)菊酯農(nóng)藥降解快，殘毒小降解快，殘毒小 化學(xué)農(nóng)藥在土壤中的遷移是指農(nóng)藥揮發(fā)到氣相的移動(dòng)以及化學(xué)農(nóng)藥在土壤中的遷移是指農(nóng)藥揮發(fā)到氣相的移動(dòng)以及在土壤溶液中和吸附在土粒上的擴(kuò)散、遷移，是農(nóng)藥從土在土壤溶液中和吸附在土粒上的擴(kuò)散、遷移，是農(nóng)藥從土壤進(jìn)入大氣、水體和生物體的重要過(guò)程。壤進(jìn)入大氣、水體和生物體的重要過(guò)程。 主要方式是通過(guò)主要方式是通過(guò)擴(kuò)散擴(kuò)散和和質(zhì)體流動(dòng)質(zhì)體流動(dòng)。三三.土壤中農(nóng)藥的遷移轉(zhuǎn)化土壤中農(nóng)藥的遷移轉(zhuǎn)化1. 土壤中農(nóng)藥的遷移土壤中農(nóng)藥的遷移 擴(kuò)散是由于熱能運(yùn)動(dòng)引

19、起分子的不規(guī)則運(yùn)動(dòng)而使物質(zhì)分子擴(kuò)散是由于熱能運(yùn)動(dòng)引起分子的不規(guī)則運(yùn)動(dòng)而使物質(zhì)分子發(fā)生發(fā)生由高濃度向低濃度方向由高濃度向低濃度方向轉(zhuǎn)移的過(guò)程。轉(zhuǎn)移的過(guò)程。 影響農(nóng)藥在土壤中擴(kuò)散的主要因素：影響農(nóng)藥在土壤中擴(kuò)散的主要因素： 1.土壤的水分含量土壤的水分含量 2.吸附吸附 3.土壤的緊實(shí)度土壤的緊實(shí)度 4.溫度溫度 5.氣流速度氣流速度 6.農(nóng)藥的種類農(nóng)藥的種類三三.土壤中農(nóng)藥的遷移轉(zhuǎn)化土壤中農(nóng)藥的遷移轉(zhuǎn)化擴(kuò)散擴(kuò)散 物質(zhì)的質(zhì)體流動(dòng)是由水或土壤微粒或是兩者共同作用所致。物質(zhì)的質(zhì)體流動(dòng)是由水或土壤微?；蚴莾烧吖餐饔盟隆?影響農(nóng)藥在土壤中質(zhì)體流動(dòng)的因素：影響農(nóng)藥在土壤中質(zhì)體流動(dòng)的因素： （1）農(nóng)藥與土

20、壤之間的吸附）農(nóng)藥與土壤之間的吸附 （2）土壤有機(jī)質(zhì)的含量）土壤有機(jī)質(zhì)的含量 （3）土壤黏土礦物的含量）土壤黏土礦物的含量 （4）農(nóng)藥的種類）農(nóng)藥的種類三三.土壤中農(nóng)藥的遷移轉(zhuǎn)化土壤中農(nóng)藥的遷移轉(zhuǎn)化質(zhì)體流動(dòng)質(zhì)體流動(dòng)農(nóng)藥分為離子型和非離子型農(nóng)藥，農(nóng)藥分為離子型和非離子型農(nóng)藥，應(yīng)用品種、數(shù)量最多的是應(yīng)用品種、數(shù)量最多的是非離子型農(nóng)藥非離子型農(nóng)藥，如有機(jī)氮、有機(jī)磷和氨基甲酸酯等農(nóng)藥。，如有機(jī)氮、有機(jī)磷和氨基甲酸酯等農(nóng)藥。研究者認(rèn)為：非離子型有機(jī)物在土壤研究者認(rèn)為：非離子型有機(jī)物在土壤-水體系中的吸附主要是水體系中的吸附主要是分配作用分配作用。主要表現(xiàn)的下面幾個(gè)方面：。主要表現(xiàn)的下面幾個(gè)方面： （1）

21、吸附等溫線呈線性）吸附等溫線呈線性 （2）不存在競(jìng)爭(zhēng)吸附）不存在競(jìng)爭(zhēng)吸附 （3）分配作用與溶解度的關(guān)系為：分配系數(shù)隨著在）分配作用與溶解度的關(guān)系為：分配系數(shù)隨著在水中溶解度的減小而增大。水中溶解度的減小而增大。三三.土壤中農(nóng)藥的遷移轉(zhuǎn)化土壤中農(nóng)藥的遷移轉(zhuǎn)化2.非離子型農(nóng)藥與土壤有機(jī)質(zhì)的作用非離子型農(nóng)藥與土壤有機(jī)質(zhì)的作用土壤濕度對(duì)分配過(guò)程的影響土壤濕度對(duì)分配過(guò)程的影響土壤濕度是影響非離子型有機(jī)物在在土壤中吸附行為的關(guān)鍵土壤濕度是影響非離子型有機(jī)物在在土壤中吸附行為的關(guān)鍵因素之一。因素之一。三三.土壤中農(nóng)藥的遷移轉(zhuǎn)化土壤中農(nóng)藥的遷移轉(zhuǎn)化2.非離子型農(nóng)藥與土壤有機(jī)質(zhì)的作用非離子型農(nóng)藥與土壤有機(jī)質(zhì)的作

22、用 極性水分子和礦物質(zhì)表面發(fā)生強(qiáng)烈的偶極作用，使非離子性有機(jī)物很難占據(jù)礦物表面的吸附位，因此對(duì)非離子性有機(jī)化合物在土壤表面礦物質(zhì)上的吸附起著一種有效的抑制作用。圖414說(shuō)明，隨土壤水分相對(duì)含量的增加，吸附（分配）作用減弱，當(dāng)相對(duì)濕度在50時(shí)，水分子強(qiáng)烈競(jìng)爭(zhēng)土壤表面礦物質(zhì)上的吸附位，使吸附量降低，分配作用占主導(dǎo)地位，吸附等溫線為線性 圖415說(shuō)明，干土壤中吸附的強(qiáng)弱還與吸附質(zhì)（農(nóng)藥）的極性有關(guān)，極性大的吸附量就大；而且分配作用也同時(shí)發(fā)生。因此，非離子型有機(jī)物在干土壤中表現(xiàn)為強(qiáng)吸附（被土壤礦物質(zhì)）和高分配（被土壤有機(jī)質(zhì)）的特征。三三.土壤中農(nóng)藥的遷移轉(zhuǎn)化土壤中農(nóng)藥的遷移轉(zhuǎn)化 典型農(nóng)藥在土壤中的遷移

23、轉(zhuǎn)化典型農(nóng)藥在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化3.1有機(jī)氯農(nóng)藥有機(jī)氯農(nóng)藥ClClClClCl含有一個(gè)或幾個(gè)苯環(huán)的氯的衍生物含有一個(gè)或幾個(gè)苯環(huán)的氯的衍生物DDT HCH：六六六：六六六 ClClClClClClClClClClClClAldrin：艾氏劑：艾氏劑ClClClClClClClHeptachlor：七氯：七氯OClClClClClClDieldrin：狄氏劑：狄氏劑有機(jī)氯農(nóng)藥是目前造成污有機(jī)氯農(nóng)藥是目前造成污染的主要農(nóng)藥。染的主要農(nóng)藥?；瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，殘留期長(zhǎng)，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，殘留期長(zhǎng)，易溶于脂肪，并在其中積易溶于脂肪，并在其中積累。累。 只有對(duì)位異構(gòu)體有強(qiáng)烈的殺蟲(chóng)性能。只有對(duì)位異構(gòu)體有強(qiáng)烈的殺蟲(chóng)性能。

24、 DDT易被土壤膠體吸附，故其在土壤中移動(dòng)不明顯，但易被土壤膠體吸附，故其在土壤中移動(dòng)不明顯，但DDT可通過(guò)植物根際滲入植物體內(nèi)?？赏ㄟ^(guò)植物根際滲入植物體內(nèi)。 DDT在土壤中的在土壤中的生物降解生物降解主要按主要按還原還原、氧化氧化和和脫氯化氫脫氯化氫等機(jī)理進(jìn)行。等機(jī)理進(jìn)行。 另一降解途徑是另一降解途徑是光解光解三三.土壤中農(nóng)藥的遷移轉(zhuǎn)化土壤中農(nóng)藥的遷移轉(zhuǎn)化（1）DDTClClClClClp-pDDT的光解的光解ClClClClClClClClHp,p-DDEp,p-DDDClClClClClp,p-DDT吸收290-310nm的紫外光(ClC6H4)2C=Op,p-二氯二苯基甲酮二氯二苯基甲

25、酮ClC6H4C6H4Cl多氯聯(lián)苯多氯聯(lián)苯 磷酸的酯類或酰胺類化合物。磷酸的酯類或酰胺類化合物。三三.土壤中農(nóng)藥的遷移轉(zhuǎn)化土壤中農(nóng)藥的遷移轉(zhuǎn)化3.2有機(jī)磷農(nóng)藥有機(jī)磷農(nóng)藥（organophosphorpus pesticides，0Ps） RXPYAA(1) 磷酸酯磷酸酯(2) 硫代磷酸酯硫代磷酸酯(3) 膦酸酯和硫代膦酸酯類膦酸酯和硫代膦酸酯類(4) 磷酰胺和硫代磷酰胺類磷酰胺和硫代磷酰胺類按結(jié)構(gòu)按結(jié)構(gòu)POH3COOCH3OCHCH2POHOOHOH(1) 磷酸酯：磷酸酯：磷酸中三磷酸中三個(gè)氫原子被有機(jī)基團(tuán)置個(gè)氫原子被有機(jī)基團(tuán)置換所生成的化合物，如換所生成的化合物，如 敵敵畏、二溴磷等。敵敵畏

26、、二溴磷等。三三.土壤中農(nóng)藥的遷移轉(zhuǎn)化土壤中農(nóng)藥的遷移轉(zhuǎn)化典型有機(jī)污染物典型有機(jī)污染物(2) 硫代磷酸酯：硫代磷酸酯：硫代磷酸分子中硫代磷酸分子中的氫原子被甲基的氫原子被甲基等基團(tuán)所置換而等基團(tuán)所置換而形成的化合物。形成的化合物。PH3COH3COOSNO2磷酸磷酸甲基對(duì)硫甲基對(duì)硫磷磷敵敵敵敵畏畏磷酸分子中一個(gè)羥基被有機(jī)磷酸分子中一個(gè)羥基被有機(jī)基團(tuán)置換，即在分子中形成基團(tuán)置換，即在分子中形成C-P鍵，稱為鍵，稱為膦酸膦酸。如果膦。如果膦酸中羥基的氫原子再被有機(jī)酸中羥基的氫原子再被有機(jī)基團(tuán)取代，即形成基團(tuán)取代，即形成膦酸酯，膦酸酯，如敵百蟲(chóng)。如果膦酸酯中的如敵百蟲(chóng)。如果膦酸酯中的氧原子被硫原子取

27、代，即為氧原子被硫原子取代，即為硫代膦酸酯硫代膦酸酯。三三.土壤中農(nóng)藥的遷移轉(zhuǎn)化土壤中農(nóng)藥的遷移轉(zhuǎn)化典型有機(jī)污染物典型有機(jī)污染物(3) 膦酸酯和硫代膦酸酯類膦酸酯和硫代膦酸酯類PH3COH3COCHOOHCCl3敵百敵百蟲(chóng)蟲(chóng)(4) 磷酰胺和硫代磷酰胺類磷酰胺和硫代磷酰胺類三三.土壤中農(nóng)藥的遷移轉(zhuǎn)化土壤中農(nóng)藥的遷移轉(zhuǎn)化典型有機(jī)污染物典型有機(jī)污染物乙酰甲胺磷乙酰甲胺磷磷酸分子中羥基被氨基取磷酸分子中羥基被氨基取代的化合物為代的化合物為磷酰胺磷酰胺；磷；磷酸胺分子中的氧原子被硫酸胺分子中的氧原子被硫原子所取代形成原子所取代形成硫代磷酰硫代磷酰胺胺，如甲胺磷。，如甲胺磷。PH3COH3CONHCOCH

28、3OSPH3COH3COSSHCH2CCOOC2H5COOC2H5馬拉硫磷馬拉硫磷二硫代磷酸酯二硫代磷酸酯PH3COH3COSSH2CCONHCH3樂(lè)果樂(lè)果二硫代磷酸酯二硫代磷酸酯三三.土壤中農(nóng)藥的遷移轉(zhuǎn)化土壤中農(nóng)藥的遷移轉(zhuǎn)化典型有機(jī)污染物典型有機(jī)污染物對(duì)硫磷（對(duì)硫磷（1605）H5C2POSOOH5C2NO2 有機(jī)磷農(nóng)藥是為取代有機(jī)氯農(nóng)藥而發(fā)展起來(lái)的，但是其毒有機(jī)磷農(nóng)藥是為取代有機(jī)氯農(nóng)藥而發(fā)展起來(lái)的，但是其毒性較高，性較高，大部分對(duì)生物體內(nèi)膽堿酯酶有抑制作用大部分對(duì)生物體內(nèi)膽堿酯酶有抑制作用； 較有機(jī)氯農(nóng)藥容易降解。較有機(jī)氯農(nóng)藥容易降解。 （1）有機(jī)磷農(nóng)藥的非生物降解過(guò)程）有機(jī)磷農(nóng)藥的非生物

29、降解過(guò)程 a.吸附催化水解吸附催化水解 b.光降解光降解 （2）有機(jī)磷農(nóng)藥的生物降解過(guò)程）有機(jī)磷農(nóng)藥的生物降解過(guò)程 a.綠色木霉（綠色木霉（tricboderma viride） b.假單胞菌（假單胞菌（pseudomonas sp ） 三三.土壤中農(nóng)藥的遷移轉(zhuǎn)化土壤中農(nóng)藥的遷移轉(zhuǎn)化吸附催化水解吸附催化水解PH3COH3COSSHCH2CCOOC2H5COOC2H5馬拉硫磷馬拉硫磷二硫代磷酸酯二硫代磷酸酯（RO）2PSOR，+H2O (H+或OH-)（RO）2PSOH+ R，OH堿性或中性堿性或中性光降解光降解有機(jī)磷的光解過(guò)程中，有可能生成比其自身毒性更有機(jī)磷的光解過(guò)程中，有可能生成比其自身毒

30、性更強(qiáng)的中間產(chǎn)物。強(qiáng)的中間產(chǎn)物。(C2H5O)2PSONCCN(C2H5O)2POSNCCN(C2H5O)2POOPO(OC2H5)2(C2H5O)2POP(OC2H5)2S(辛硫磷）（辛硫磷感光異構(gòu)體）（特普）（一硫代特普）（辛氧磷）(C2H5O)2POONCCN微生物降解微生物降解 土壤中微生物（包括細(xì)菌、霉菌、放線菌等各種微生物）對(duì)有機(jī)農(nóng)藥的降解起著重要的作用，在國(guó)外已有文獻(xiàn)報(bào)道，發(fā)現(xiàn)假單胞菌對(duì)于 4 ppm 的對(duì)硫磷的分解只要 20 小時(shí)即可全部降解，我國(guó)專家實(shí)驗(yàn)證明，辛硫磷在含有多種微生物的自然土壤中迅速降解，二周后消退 75% ， 38 天可全部降解，而在無(wú)菌的土壤中 38 天后僅

31、有 1/4 消失。假單胞菌屬代謝產(chǎn)物為羧酸衍生物馬拉硫磷綠色木霉，假單胞菌1、土壤污染及其判斷（1）土壤污染的概念 是指人類活動(dòng)產(chǎn)生的污染物進(jìn)入土壤，并積累到一定程度，使土壤的組成和性質(zhì)等發(fā)生變化，導(dǎo)致土壤的自然功能失調(diào)，土壤質(zhì)量惡化的現(xiàn)象。土壤環(huán)境容量：是指一定環(huán)境單元，一定時(shí)限內(nèi)遵循 環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，即保證農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量和生物學(xué)質(zhì)量，同時(shí)也不使環(huán)境污染時(shí)，土壤能容納污染物的最大負(fù)荷量。可以認(rèn)為i，當(dāng)進(jìn)入土壤的污染物量不超過(guò)土壤環(huán)境容量時(shí)，就不會(huì)引起土壤污染。（2）土壤污染的的判斷與評(píng)價(jià) 土壤本底值；生物指標(biāo)。土壤污染及其凈化土壤污染及其凈化 2、土壤污染的特點(diǎn)（1）土壤污染的隱蔽性（2）土壤污染

32、的持久性（3）土壤污染的間接有害性土壤污染及其凈化土壤污染及其凈化3、土壤凈化作用 是指進(jìn)入土壤的污染物，經(jīng)過(guò)一系列的物理、化學(xué)或生物化學(xué)過(guò)程，使其含量減少或存在形式改變，從而污染危害降低以致消失的現(xiàn)象。狹義的理解土壤凈化，主要是指土壤中有機(jī)污染物的降解過(guò)程。廣義地理解土壤凈化作用，應(yīng)包括污染物遷移出土體或因轉(zhuǎn)化分解而使其在土壤中含量降低的過(guò)程，以及因吸附或沉淀等造成形態(tài)改變，使污染物不能被植物吸收而脫離食物鏈的過(guò)程。土壤污染及其凈化土壤污染及其凈化治理土壤污染有兩種方式：一是原位修復(fù)，即在原地進(jìn)行、不對(duì)土壤做大的擾動(dòng)的原位修復(fù)，二是將土壤挖出后處理的異位修復(fù)。異位修復(fù)破壞了原土壤結(jié)構(gòu)，很難治理污染較深的區(qū)域，并且操作成本高，除在小規(guī)模治理的情況下，一般很少施用，主要是原位修復(fù)為主。常用的方法主要有物理法、化學(xué)法和生物法。土壤有機(jī)污染的修復(fù)土壤有機(jī)污染的修復(fù)生物方法：指利用生物的生命代謝活動(dòng)減少土壤中有毒有害物的含量或使其完成無(wú)害化，從而使污染土壤部分或完全地恢復(fù)到原有狀態(tài)的過(guò)程。生物修復(fù)包括微生物修復(fù)、植物修復(fù)、菌根修復(fù)和動(dòng)物修復(fù)，意義較大的是前兩者。優(yōu)勢(shì)是成本低、可原位處理、不破壞土壤、不產(chǎn)生二次污染、處理效果好等。土壤有機(jī)污染的修復(fù)土壤有機(jī)污染的修復(fù)（1）微生物修復(fù)早期的生