第四章土壤環(huán)境化學2011

1、第四章第四章 土壤環(huán)境化學土壤環(huán)境化學第一節(jié)土壤的組成和性質第一節(jié)土壤的組成和性質一、土壤的組成一、土壤的組成 土壤是指地球陸地表面土壤是指地球陸地表面具有一定肥力具有一定肥力且能生長植物的且能生長植物的疏松表層。它是由巖石風化和母質的成土兩種過程綜合作疏松表層。它是由巖石風化和母質的成土兩種過程綜合作用下形成的產物質。用下形成的產物質。其本質屬性是具有肥力其本質屬性是具有肥力，由固、液、，由固、液、氣三相組成。氣三相組成。淋溶（淋溶（leaching ）：）：是指污染物隨滲透水在土壤中沿土壤是指污染物隨滲透水在土壤中沿土壤垂直剖面向下的運動，是污染物在水垂直剖面向下的運動，是污染物在水土壤顆

2、粒之間吸土壤顆粒之間吸附附解吸或分配的一種綜合行為。解吸或分配的一種綜合行為。淋溶層：淋溶層：是指由于淋溶作用使物質下移所經過的土層，也是指由于淋溶作用使物質下移所經過的土層，也可稱過濾層，是土壤中生物最活躍的一層，有機質大部分可稱過濾層，是土壤中生物最活躍的一層，有機質大部分在這一層。在這一層。最大淋溶深度：最大淋溶深度：評價污染物淋溶性能的指標，是指土層中評價污染物淋溶性能的指標，是指土層中污染物的殘留濃度為污染物的殘留濃度為500ppb時，污染物所能達到的最大深時，污染物所能達到的最大深度。度。土壤的機械組成（土壤的機械組成（mechanical composition)：土壤是由土壤是

3、由粗細不等的土壤顆粒物組成的，這種粗細不等的土粒按不粗細不等的土壤顆粒物組成的，這種粗細不等的土粒按不同比例組合稱為土壤的機械組成，又稱為同比例組合稱為土壤的機械組成，又稱為土壤質地（土壤質地（soil texture）。原生礦物原生礦物原生礦物原生礦物primary mineralsprimary minerals 巖石受物理風化，化學組成和結晶構造都未改變。巖石受物理風化，化學組成和結晶構造都未改變。 主要有：石英、長石類、云母類、輝石和角閃石。主要有：石英、長石類、云母類、輝石和角閃石。 土壤中土壤中1-0.001mm的砂和粉砂幾乎全部是原生礦物。的砂和粉砂幾乎全部是原生礦物。 四類最重

4、要的原生礦物：四類最重要的原生礦物：磷酸鹽類、氧化物類、硫化物磷酸鹽類、氧化物類、硫化物類、硅酸鹽類類、硅酸鹽類（占巖漿巖質量的（占巖漿巖質量的80以上）。以上）。次生礦物次生礦物次生礦物次生礦物secondary mineralssecondary minerals 由原生礦物經化學風化形成。由原生礦物經化學風化形成。 化學風化的三個歷程：化學風化的三個歷程：氧化、水解氧化、水解和和酸性水解酸性水解。分為三類：分為三類： 簡單鹽類簡單鹽類原生礦物化學風化的最終產原生礦物化學風化的最終產物物 三氧化物三氧化物硅酸鹽礦物徹底風化硅酸鹽礦物徹底風化后的產物后的產物 次生鋁硅酸鹽類次生鋁硅酸鹽類伊利

5、石、蒙脫石、高嶺石伊利石、蒙脫石、高嶺石粒徑小于粒徑小于2m，陽離子代換量較陽離子代換量較多，富含鉀，屬多，富含鉀，屬2：1型晶格，兩晶層型晶格，兩晶層之間通過之間通過K離子離子相連，膨脹性小，相連，膨脹性小，可發(fā)生同晶取代，可發(fā)生同晶取代，但不明顯但不明顯伊利石伊利石粒徑小于粒徑小于1m，陽，陽離子代換量極高，離子代換量極高，它所吸收的水份植它所吸收的水份植物難以利用，屬物難以利用，屬2：1型晶格，晶層之型晶格，晶層之間主要靠弱的分子間主要靠弱的分子間力連接，晶層連間力連接，晶層連接不緊，水分子易接不緊，水分子易進入，極易發(fā)生同進入，極易發(fā)生同晶取代晶取代蒙脫石蒙脫石粒徑粒徑0.1-5.0m

6、，膨脹，膨脹性小，陽離子性小，陽離子代換量低，屬代換量低，屬1：1型晶格，型晶格，晶層之間由氫晶層之間由氫鍵連接，甚為鍵連接，甚為緊密，極少發(fā)緊密，極少發(fā)生同晶取代生同晶取代高嶺石高嶺石同晶取代：當硅酸鹽粘土礦物形成時，晶格內的組成離子，同晶取代：當硅酸鹽粘土礦物形成時，晶格內的組成離子，常被另一種大小相近、電荷符號相同的離子所取代，取代常被另一種大小相近、電荷符號相同的離子所取代，取代后的晶體構造并未改變。后的晶體構造并未改變。結構與性質之間結構與性質之間的關系的關系2、土壤有機質、土壤有機質 土壤有機質：土壤中含碳有機化合物的總稱。土壤有機質：土壤中含碳有機化合物的總稱。分為如下兩類：分為

7、如下兩類：非腐殖質：非腐殖質：如蛋白質、糖、有機酸等。占如蛋白質、糖、有機酸等。占10%-15%腐殖質：腐殖質：占占85%-90%。腐殖質是地表分布最廣的天然有機。腐殖質是地表分布最廣的天然有機物，是動植物殘體在土地微生物的作用下，通過復雜的反物，是動植物殘體在土地微生物的作用下，通過復雜的反應轉化而成的暗色、無定形、難于分解、組成復雜的高分應轉化而成的暗色、無定形、難于分解、組成復雜的高分子有機物。包括：富里酸、胡敏酸、胡敏素。其中，富子有機物。包括：富里酸、胡敏酸、胡敏素。其中，富里里酸溶于稀酸稀堿；胡敏酸只溶于稀堿，不溶于稀酸；胡敏酸溶于稀酸稀堿；胡敏酸只溶于稀堿，不溶于稀酸；胡敏素不被

8、堿液提取。素不被堿液提取。土壤溶液的重要意義早已被人們所認識土壤溶液的重要意義早已被人們所認識二二 、粒級分組與質地分組、粒級分組與質地分組 1、土壤礦物質的粒級劃分、土壤礦物質的粒級劃分2、各粒級的主要礦物成分和理化性質、各粒級的主要礦物成分和理化性質 粒級不同，其化學成分有較大的差異。較細粒級中，粒級不同，其化學成分有較大的差異。較細粒級中，鈣、鎂、磷、鉀等元素含量增加。鈣、鎂、磷、鉀等元素含量增加。 三、土壤吸附性三、土壤吸附性土壤中兩個最活躍的組分是土壤膠體和土壤微生物。土壤中兩個最活躍的組分是土壤膠體和土壤微生物。1、土壤膠體、土壤膠體 (1)特性：特性： 把一種或幾種物質分散在另一

9、種物質中就構成一把一種或幾種物質分散在另一種物質中就構成一個分散體系。膠體是物質按一定分散程度而存在的一個分散體系。膠體是物質按一定分散程度而存在的一種狀態(tài)。膠體分散體系是分散粒子半徑約為種狀態(tài)。膠體分散體系是分散粒子半徑約為1100 nm的分散體系。的分散體系。(2)雙電層結構及擴散雙電層模型雙電層結構及擴散雙電層模型 擴散雙電層模型：內部微粒核帶負電，形成負離子層擴散雙電層模型：內部微粒核帶負電，形成負離子層（決定電位離子層），由于靜電吸引，在外部形成一個正（決定電位離子層），由于靜電吸引，在外部形成一個正離子層（反離子層，包括非活動性離子層和擴散層），即離子層（反離子層，包括非活動性離子

10、層和擴散層），即合稱為雙電層。合稱為雙電層。 決定電位層與液體內部的電位差為決定電位層與液體內部的電位差為熱力電位熱力電位0 非活動性離子層與液體內部的電位差稱為非活動性離子層與液體內部的電位差稱為電動電位電動電位（electrokineticspotential）。 顯然，顯然，0和和是不同的，隨電解質濃度增加，或電解質價是不同的，隨電解質濃度增加，或電解質價型增加，雙電層厚度變薄，型增加，雙電層厚度變薄， 電勢也減小。電勢也減小。雙電層基本構成雙電層基本構成雙電層電位與溶液中離子間關聯(lián)性雙電層電位與溶液中離子間關聯(lián)性a. 0 取決于溶液中與固體成平衡的離子濃度取決于溶液中與固體成平衡的離子

11、濃度b. 與電荷符號、價位、電荷量、濃度有關與電荷符號、價位、電荷量、濃度有關(3)土壤凝聚性及影響因素土壤凝聚性及影響因素由于膠體的比表面和表面能由于膠體的比表面和表面能都很大，為減小表面能，膠都很大，為減小表面能，膠體具有相互吸引、凝聚的趨體具有相互吸引、凝聚的趨勢，這就是膠體的凝聚性。勢，這就是膠體的凝聚性。在土壤溶液中，膠體常帶有在土壤溶液中，膠體常帶有負電荷，即具有負的電動電負電荷，即具有負的電動電位，所以膠體微粒又因相同位，所以膠體微粒又因相同電荷而相互排斥，電動電位電荷而相互排斥，電動電位越高，相互排斥力越強，膠越高，相互排斥力越強，膠體微粒的分散性也越強。體微粒的分散性也越強。

12、1、土壤膠體的電動、土壤膠體的電動電位和擴散厚度電位和擴散厚度2、陽離子濃度上升、陽離子濃度上升會增強凝聚性會增強凝聚性3、電解質濃度、電解質濃度、pH值值2、土壤膠體的離子交換吸附、土壤膠體的離子交換吸附（1）定義：）定義：土壤膠體雙電層的擴散層中，補償離土壤膠體雙電層的擴散層中，補償離子可以和溶液中相同電荷的離子以離子價為依據(jù)子可以和溶液中相同電荷的離子以離子價為依據(jù)作等價交換，稱為離子交換。作等價交換，稱為離子交換。（2）陽離子交換吸附）陽離子交換吸附鹽基飽和土壤：鹽基飽和土壤： 當土壤膠體上吸附的陽離子均為鹽當土壤膠體上吸附的陽離子均為鹽基離子，且已達到吸附飽和時的土壤基離子，且已達到

13、吸附飽和時的土壤. .鹽基不飽和土壤：當土壤膠體上吸附的陽離子有一部鹽基不飽和土壤：當土壤膠體上吸附的陽離子有一部分為致酸離子的土壤。分為致酸離子的土壤。土壤鹽基飽和度：土壤鹽基飽和度： 在土壤交換性陽離子中鹽基離子在土壤交換性陽離子中鹽基離子所占的百分數(shù)所占的百分數(shù). .（3）陰陰離子交換吸附離子交換吸附帶正電荷的膠體吸附的陰離子與土壤溶液中的陰離帶正電荷的膠體吸附的陰離子與土壤溶液中的陰離子交換。易被吸附的陰離子是子交換。易被吸附的陰離子是POPO4 43-3-、H H2 2POPO4 4- -、HPOHPO4 42-2-等，與帶正電荷的土壤膠體中陽離子等，與帶正電荷的土壤膠體中陽離子Ca

14、Ca2+2+、FeFe3+3+、AlAl3+3+等結合生成難溶性化合物而被強烈吸附。等結合生成難溶性化合物而被強烈吸附。 吸附能力很弱的陰離子吸附能力很弱的陰離子Cl-、NO3-、NO2-等，等，只有在極酸性的溶液中才被吸附。只有在極酸性的溶液中才被吸附。吸附順序：吸附順序：F- C2O42- 檸檬酸根檸檬酸根 PO43- HCO3-H2BO3- Ac- SCN- SO42- Cl- NO3-四、土壤的酸堿性四、土壤的酸堿性1、土壤酸度、土壤酸度soil acidity：取決于土壤中：取決于土壤中H+的存在方式的存在方式（1）活性酸度）活性酸度soil active acidity（有效酸度，

15、（有效酸度，pH）土壤溶液中氫離子濃度的直接反映土壤溶液中氫離子濃度的直接反映CO2H2CO3有機物質分解有機物質分解有機酸有機酸土壤中礦物質氧化土壤中礦物質氧化無機酸無機酸施用的無機肥料中殘留的無機酸施用的無機肥料中殘留的無機酸大氣酸沉降大氣酸沉降（2）潛性酸度）潛性酸度soil potential acidity：來源于處于吸附態(tài)的來源于處于吸附態(tài)的H+、Al3+處于吸附態(tài)的處于吸附態(tài)的(H+、Al3+)不顯酸性僅不顯酸性僅有鹽基不飽和土壤才具有潛性酸度有鹽基不飽和土壤才具有潛性酸度主要來源于主要來源于(Al3+)分類：代換性酸度和水解酸度分類：代換性酸度和水解酸度 水解性酸度一般比代換性

16、酸度高。由于中性鹽所測出水解性酸度一般比代換性酸度高。由于中性鹽所測出的代換性酸度只是水解酸度的一部分，當土壤溶液在堿性的代換性酸度只是水解酸度的一部分，當土壤溶液在堿性增大時，土壤膠體上吸附的增大時，土壤膠體上吸附的H較多地被代換出來，所以較多地被代換出來，所以水解酸度較大。水解酸度較大。代換性酸度：用過量的中性鹽（代換性酸度：用過量的中性鹽（KCl、NaCl等等) 淋洗土壤，淋洗土壤，溶液中金屬離子與土壤中溶液中金屬離子與土壤中H+、Al3+離子交換作用，而表現(xiàn)離子交換作用，而表現(xiàn)出來的酸度。出來的酸度。用方程式說明用方程式說明Al3+是潛性酸度的主要來源是潛性酸度的主要來源水解性酸度：水

17、解性酸度：用強堿弱酸鹽（如醋酸鈉）淋洗土壤，溶用強堿弱酸鹽（如醋酸鈉）淋洗土壤，溶液中金屬離子可將土壤膠體吸附的液中金屬離子可將土壤膠體吸附的H+、Al3+離子代換出來，離子代換出來，同時生成弱酸（如醋酸），此時測定該弱酸的酸度。同時生成弱酸（如醋酸），此時測定該弱酸的酸度。（3）活性酸度與潛性酸度的關系）活性酸度與潛性酸度的關系 統(tǒng)一平衡體系的不同表現(xiàn)形式統(tǒng)一平衡體系的不同表現(xiàn)形式,活性酸度是土活性酸度是土壤酸度的現(xiàn)實表現(xiàn)壤酸度的現(xiàn)實表現(xiàn),潛性酸度是活性酸度的儲潛性酸度是活性酸度的儲備。備。 一般情況下，潛性酸度遠大于活性酸度。一般情況下，潛性酸度遠大于活性酸度。 例如例如, 二者之比在沙土

18、中達二者之比在沙土中達1000，有機質豐，有機質豐富的粘土中高達上萬倍。富的粘土中高達上萬倍。 兩者可以相互轉化，并在一定條件下處于暫兩者可以相互轉化，并在一定條件下處于暫時的平衡態(tài)時的平衡態(tài). 2、土壤堿度、土壤堿度soil alkalinity 吸附的吸附的Na+、Ca2+、Mg2+達到一定飽和度時，會引起達到一定飽和度時，會引起交換型陽離子水解作用，導致諸如交換型陽離子水解作用，導致諸如NaOH等出現(xiàn)，使土壤等出現(xiàn)，使土壤呈現(xiàn)堿性。呈現(xiàn)堿性。Na+飽和度稱為飽和度稱為土壤堿化度土壤堿化度。鹽基離子鹽基離子CO32-和和HCO3-的水解起的水解起主導作用，所以碳酸鹽堿度和重主導作用，所以碳

19、酸鹽堿度和重碳酸鹽堿度成為碳酸鹽堿度成為總堿度總堿度。 不同碳酸鹽和重碳酸鹽對堿度的貢獻不同：不同碳酸鹽和重碳酸鹽對堿度的貢獻不同： CaCO3、MgCO3 難溶，石灰性土壤難溶，石灰性土壤pH 7.5 - 8.5， Na2CO3 pH 10， NaHCO3、Ca(HCO3)2 pH 7.5 - 8.53、土壤的緩沖性能、土壤的緩沖性能Soil Buffering Capacity(1)土壤溶液的緩沖作用土壤溶液的緩沖作用H2CO3、H3PO4、H4SiO4 、腐殖酸及其他、腐殖酸及其他有機弱酸及其鹽類，構成一個良好的緩沖體系，對酸堿具有緩沖作有機弱酸及其鹽類，構成一個良好的緩沖體系，對酸堿具

20、有緩沖作用。兩性物質，如：氨基酸，胡敏酸用。兩性物質，如：氨基酸，胡敏酸(2) 土壤膠體的緩沖作用土壤膠體的緩沖作用土壤膠體的數(shù)量和鹽基代換量越大，土壤的緩沖能力越強；代換量土壤膠體的數(shù)量和鹽基代換量越大，土壤的緩沖能力越強；代換量相當時，鹽基飽和度越高，土壤對酸的緩沖能力越大；反之，鹽基相當時，鹽基飽和度越高，土壤對酸的緩沖能力越大；反之，鹽基飽和度減小，土壤對堿的緩沖能力增加。飽和度減小，土壤對堿的緩沖能力增加。(3)鋁離子對堿的緩沖作用鋁離子對堿的緩沖作用五、土壤的氧化還原性能五、土壤的氧化還原性能第二節(jié)第二節(jié)重金屬在土壤植物體系中的遷重金屬在土壤植物體系中的遷移及其機制移及其機制 土壤

21、重金屬污染的來源土壤重金屬污染的來源 來來 源源 污染物污染物礦產開采、冶煉、加工排放的廢氣、廢礦產開采、冶煉、加工排放的廢氣、廢水和廢渣水和廢渣Cr, Hg, As, Pb, Ni, Mo煤和石油燃燒過程中排放的飄塵煤和石油燃燒過程中排放的飄塵Cr, Hg, As, Pb電鍍工業(yè)廢水電鍍工業(yè)廢水Cr, Cd, Ni, Pb, Cu, Zn塑料、電池、電子工業(yè)排放的廢水塑料、電池、電子工業(yè)排放的廢水Hg, Cd , Pb, Ni, Zn汞工業(yè)排放的廢水汞工業(yè)排放的廢水Hg染料、化工制革工業(yè)排放的廢水染料、化工制革工業(yè)排放的廢水Cr, Cd汽車尾氣汽車尾氣Pb農藥、化肥農藥、化肥As, Cu,

22、Cd中國土壤重金屬污染的來源中國土壤重金屬污染的來源世界每年輸入土壤中的一些重金屬元素（世界每年輸入土壤中的一些重金屬元素（1000t/a） 來源來源AsCdCrCuHgNiPbZn農業(yè)和食品廢物農業(yè)和食品廢物00.600.34.59033801.56451.52712150廄肥廄肥1.24.40.21.21060148000.23363.220150320伐木與木材業(yè)廢物伐木與木材業(yè)廢物03.302.22.2183.35202.22.2236.68.21365城市垃圾城市垃圾0.090.70.887.56.633134000.262.21018622297城市污泥城市污泥0.010.240.

23、020.341.4114.9210.010.85.0222.89.71857有機廢物有機廢物00.2500.010.10.480.040.61-0.173.20.021.60.132.1金屬加工固廢金屬加工固廢0.010.2100.080.652.40.957.600.080.842.54.1112.719煤灰煤灰6.7371.513149446933350.374.85627945242112484肥料肥料00.020.030.250.030.380.050.58-0.200.550.422.30.251.1泥炭泥炭0.040.500.110.040.190.152.000.020.223.

24、50.452.60.153.5商品雜質商品雜質36410.781.63056103957900.550.826.532195390310620大氣沉降大氣沉降8.4182.28.45.13814360.634.3113720226349135合計合計521125.638484130954113671.61510654447911136892054土壤重金屬的來源 大氣沉降大氣沉降: :主要的大氣污染源有：電廠、黑色冶金、石主要的大氣污染源有：電廠、黑色冶金、石油開采和加工、運輸、有色冶金以及建筑材料開采和生油開采和加工、運輸、有色冶金以及建筑材料開采和生產等。煤和石油的燃燒也是重金屬的重要釋放

25、源。產等。煤和石油的燃燒也是重金屬的重要釋放源。 污灌污灌 采礦和冶煉采礦和冶煉: :主要由采礦和冶煉中的廢水、廢渣及降塵主要由采礦和冶煉中的廢水、廢渣及降塵所造成，在我國南方地區(qū)表現(xiàn)尤為突出。所造成，在我國南方地區(qū)表現(xiàn)尤為突出。 肥料肥料( (包括農用的污泥包括農用的污泥) )和農藥和農藥一、重金屬在土壤中的結合態(tài)一、重金屬在土壤中的結合態(tài) 1. Exchangeable（可交換態(tài)）（可交換態(tài)） 2. bound to carbonates（碳酸鹽結合態(tài)）（碳酸鹽結合態(tài)） 3. bound to Iron and Manganese oxides（鐵錳氧化物結合態(tài)）（鐵錳氧化物結合態(tài)） 4.

26、 bound to organic matter（有機結合態(tài)）（有機結合態(tài)） 5. Residue（殘渣態(tài)）（殘渣態(tài)）1、可交換態(tài)可交換態(tài)：指吸附在粘土、腐殖質以及其它成分上的金指吸附在粘土、腐殖質以及其它成分上的金屬，其對環(huán)境變化敏感，易于遷移轉化，能被植物吸收，屬，其對環(huán)境變化敏感，易于遷移轉化，能被植物吸收，因此會對食物鏈產生巨大影響因此會對食物鏈產生巨大影響2、碳酸鹽結合態(tài)碳酸鹽結合態(tài)：以這一形態(tài)存在的重金屬元素，對以這一形態(tài)存在的重金屬元素，對pH值最敏感。當值最敏感。當pH值下降時，易重新釋放出來而進入環(huán)境中。值下降時，易重新釋放出來而進入環(huán)境中。相反，相反，pH升高有助于磷酸鹽的

27、生成和重金屬元素在碳酸鹽升高有助于磷酸鹽的生成和重金屬元素在碳酸鹽礦物上的共沉淀。礦物上的共沉淀。3、鐵錳氧化物結合態(tài)鐵錳氧化物結合態(tài)：土壤中的鐵錳氧化物一般以礦物的土壤中的鐵錳氧化物一般以礦物的外裹物和細粉散顆粒存在，高活性的鐵錳氧化物比表面積外裹物和細粉散顆粒存在，高活性的鐵錳氧化物比表面積大，極易吸附和共沉淀陰離子或陽離子。土壤中大，極易吸附和共沉淀陰離子或陽離子。土壤中pH和氧化和氧化還原條件變化對鐵錳氧化物結合態(tài)有重要影響。還原條件變化對鐵錳氧化物結合態(tài)有重要影響。pH和和Eh較高時，有利于較高時，有利于Fe/Mn氧化物的生成氧化物的生成4、有機結合態(tài)有機結合態(tài)：土壤中存在各種有機物

28、，如動植物殘體、土壤中存在各種有機物，如動植物殘體、腐殖質及礦物顆粒的包裹層等。它們自身具有較大鰲合金腐殖質及礦物顆粒的包裹層等。它們自身具有較大鰲合金屬粒子的能力，又能以有機膜的形式附著在礦物顆粒表面，屬粒子的能力，又能以有機膜的形式附著在礦物顆粒表面，改變礦物顆粒的表面性質。不同程度上增加了吸附重金屬改變礦物顆粒的表面性質。不同程度上增加了吸附重金屬的能力。在氧化條件下，部分有機物分子發(fā)生降解作用，的能力。在氧化條件下，部分有機物分子發(fā)生降解作用，導致部分金屬元素溶出。導致部分金屬元素溶出。5、殘渣態(tài)殘渣態(tài)：一般存在于硅酸鹽、原生和次生礦物的土壤晶一般存在于硅酸鹽、原生和次生礦物的土壤晶格

29、中，它們來源于土壤礦物，性質穩(wěn)定，在自然界正常條格中，它們來源于土壤礦物，性質穩(wěn)定，在自然界正常條件下不易釋放，能長期穩(wěn)定在沉積物中。不易為植物吸收，件下不易釋放，能長期穩(wěn)定在沉積物中。不易為植物吸收，在整個土壤生態(tài)系統(tǒng)中對食物鏈影響較小。在整個土壤生態(tài)系統(tǒng)中對食物鏈影響較小。 重金屬的生態(tài)效應與其形態(tài)密切相關。在土壤重金屬的生態(tài)效應與其形態(tài)密切相關。在土壤和沉積物中，可交換態(tài)易于被吸收，其次是碳酸鹽和沉積物中，可交換態(tài)易于被吸收，其次是碳酸鹽結合態(tài)，再次是結合態(tài)，再次是Fe/Mn氧化物結合態(tài)，而與硫化物氧化物結合態(tài)，而與硫化物和有機質結合的重金屬活性較差，殘渣態(tài)不能被生和有機質結合的重金屬活

30、性較差，殘渣態(tài)不能被生物利用。物利用。二、重金屬在土壤植物體系中遷移二、重金屬在土壤植物體系中遷移 重金屬在土壤重金屬在土壤植物中的遷移轉化機制非常植物中的遷移轉化機制非常復雜，影響因素很多，主要有：復雜，影響因素很多，主要有： 1. 土壤的理化性質土壤的理化性質 2. 重金屬的種類、濃度、在土壤中的存在形態(tài)重金屬的種類、濃度、在土壤中的存在形態(tài) 3. 植物種類、生育期植物種類、生育期 4. 復合污染復合污染 5. 施肥施肥1、土壤理化性質、土壤理化性質 土壤的理化性質主要通過影響重金屬在土壤中存在形土壤的理化性質主要通過影響重金屬在土壤中存在形態(tài)而影響重金屬的生物有效性。土壤的理化性質主要包

31、括態(tài)而影響重金屬的生物有效性。土壤的理化性質主要包括pH值、土壤質地、土壤氧化還原電位、有機質含量、值、土壤質地、土壤氧化還原電位、有機質含量、CEC（陽離子交換容量）（陽離子交換容量）等。等。A pH值值 pH值的大小顯著影響土壤中重金屬的存在形態(tài)和土值的大小顯著影響土壤中重金屬的存在形態(tài)和土壤對重金屬的吸附量。由于土壤膠體一般帶負電荷，而重壤對重金屬的吸附量。由于土壤膠體一般帶負電荷，而重金屬在土壤金屬在土壤-農作物系統(tǒng)中大都以陽離子的形式存在，因農作物系統(tǒng)中大都以陽離子的形式存在，因此，此，一般來說，土壤一般來說，土壤pH越低，越低，H+越多，重金屬被解吸的越多，重金屬被解吸的越多，其活

32、動性就越強，從而加大了土壤中的重金屬向生越多，其活動性就越強，從而加大了土壤中的重金屬向生物體內遷移的數(shù)量物體內遷移的數(shù)量。但對部分主要以陰離子狀態(tài)存在的重。但對部分主要以陰離子狀態(tài)存在的重金屬來說，情況正好相反。金屬來說，情況正好相反。B 土壤質地土壤質地 土壤質地影響著土壤顆粒對重金屬的吸附。土壤質地影響著土壤顆粒對重金屬的吸附。一般來說，一般來說，質地粘重的土壤對重金屬的吸附力強，降低了重金屬的遷質地粘重的土壤對重金屬的吸附力強，降低了重金屬的遷移轉化能力。移轉化能力。如小麥盆栽試驗結果表明，隨著土壤質地的如小麥盆栽試驗結果表明，隨著土壤質地的改變，砂壤改變，砂壤輕壤輕壤中壤中壤重壤重壤

33、粘土，麥粒對汞的吸收粘土，麥粒對汞的吸收率呈規(guī)律性減少。土壤粘性越重，吸收砷的能力越強，水率呈規(guī)律性減少。土壤粘性越重，吸收砷的能力越強，水稻受害程度越輕。稻受害程度越輕。C 土壤的氧化還原電位土壤的氧化還原電位 土壤的氧化還原電位土壤的氧化還原電位影響影響重金屬的重金屬的存在形態(tài)存在形態(tài)，從而影，從而影響重金屬化學行為、遷移能力及對生物的有效性。一般來響重金屬化學行為、遷移能力及對生物的有效性。一般來說，在說，在還原條件還原條件下，很多重金屬易產生下，很多重金屬易產生難溶性的硫化物難溶性的硫化物，而在氧化條件下，溶解態(tài)和交換態(tài)含量增加。而在氧化條件下，溶解態(tài)和交換態(tài)含量增加。 以以Cd為例，

34、為例，CdS是難溶物質，但在氧化條件下是難溶物質，但在氧化條件下CdSO4的溶解度要大很多。但主要以陰離子狀態(tài)存在的的溶解度要大很多。但主要以陰離子狀態(tài)存在的砷的情況正好相反，對砷而言，在還原條件下，一方面，砷的情況正好相反，對砷而言，在還原條件下，一方面，As5+被還原為被還原為As3+，而亞砷酸鹽的溶解度大于砷酸鹽，從，而亞砷酸鹽的溶解度大于砷酸鹽，從而增加了土壤中溶解的而增加了土壤中溶解的As濃度，使?jié)舛?，使As的遷移能力增強。的遷移能力增強。對某些重金屬來說，在不同的氧化還原條件下，有不同的對某些重金屬來說，在不同的氧化還原條件下，有不同的價態(tài)，其化合物的溶解度和毒性顯著不同。價態(tài)，其

35、化合物的溶解度和毒性顯著不同。D 土壤中有機質含量土壤中有機質含量 土壤中有機質含量影響土壤顆粒對重金屬的吸土壤中有機質含量影響土壤顆粒對重金屬的吸附能力和重金屬的存在形態(tài)，有機質含量較高的土附能力和重金屬的存在形態(tài)，有機質含量較高的土壤對重金屬的壤對重金屬的吸附能力吸附能力高于有機質含量低的土壤。高于有機質含量低的土壤。2、重金屬的種類、濃度及在土壤中的、重金屬的種類、濃度及在土壤中的存在形態(tài)存在形態(tài) 重金屬對植物的毒害程度，首先取決于土壤中重金屬對植物的毒害程度，首先取決于土壤中重金屬的存在形態(tài)，其次才取決于該元素的數(shù)量。重金屬的存在形態(tài)，其次才取決于該元素的數(shù)量。而不同種類的重金屬，由于

36、其物理化學行為和生而不同種類的重金屬，由于其物理化學行為和生物有效性的差異，在土壤和農作物系統(tǒng)中遷移轉物有效性的差異，在土壤和農作物系統(tǒng)中遷移轉化規(guī)律明顯不同?；?guī)律明顯不同。 對重金屬在土壤中的含量和植物吸收累積研究的結果對重金屬在土壤中的含量和植物吸收累積研究的結果為：為：Cd、As較易被植物吸收，較易被植物吸收，Cu、Mn、Se、Zn等次之，等次之，Co、Pb、Ni等難于被吸收，等難于被吸收，Cr極難被吸收。極難被吸收。研究春麥受研究春麥受重金屬污染狀況后發(fā)現(xiàn)，重金屬污染狀況后發(fā)現(xiàn)，Cd是強積累性元素，而是強積累性元素，而Pb的遷的遷移性則相對較弱；鉻和鉛是生物不易積累的元素。移性則相對

37、較弱；鉻和鉛是生物不易積累的元素。 從總量上看，隨著土壤中重金屬含量的增加，植物體從總量上看，隨著土壤中重金屬含量的增加，植物體內各部分的累積量也相應增加。內各部分的累積量也相應增加。而不同形態(tài)的重金屬在土而不同形態(tài)的重金屬在土壤中的轉化能力不同，對植物的生物有效性亦不同。壤中的轉化能力不同，對植物的生物有效性亦不同。交換交換態(tài)的重金屬（包括溶解態(tài)的重金屬）遷移能力最強，具有態(tài)的重金屬（包括溶解態(tài)的重金屬）遷移能力最強，具有生物有效性（又稱有效態(tài)）。生物有效性（又稱有效態(tài)）。3、植物的種類、生長發(fā)育期等、植物的種類、生長發(fā)育期等 重金屬進入土壤重金屬進入土壤植物系統(tǒng)后，除了物理化學植物系統(tǒng)后，

38、除了物理化學因素影響其相互遷移外，植物起著特殊的作用。因素影響其相互遷移外，植物起著特殊的作用。植物種類和生育期植物種類和生育期影響著重金屬在土壤影響著重金屬在土壤農作物農作物系統(tǒng)中的遷移轉化。植物種類不同，其對重金屬系統(tǒng)中的遷移轉化。植物種類不同，其對重金屬的富集規(guī)律不同；農作物生長發(fā)育期不同，其對的富集規(guī)律不同；農作物生長發(fā)育期不同，其對重金屬的富集量也不同。重金屬的富集量也不同。4、復合污染、復合污染 重金屬復合污染的機制十分復雜重金屬復合污染的機制十分復雜,在復合污染狀況下，在復合污染狀況下，影響重金屬遷移轉化的因素涉及到影響重金屬遷移轉化的因素涉及到污染物因素污染物因素（包括污染（包

39、括污染物的種類、性質、濃度、比例和時序性）、物的種類、性質、濃度、比例和時序性）、環(huán)境因素（包（包括光、溫度、括光、溫度、pH、氧化還原條件等）和、氧化還原條件等）和生物種類、發(fā)育階段及所選擇指標等。在其它條件相同，僅考慮污染物的情等。在其它條件相同，僅考慮污染物的情況下，某一元素在植物體內的積累，除元素本身性質的影況下，某一元素在植物體內的積累，除元素本身性質的影響外，首先是環(huán)境中該元素的存在量，其次是響外，首先是環(huán)境中該元素的存在量，其次是共存元素的共存元素的性質與濃度的影響。元素的聯(lián)合作用分為協(xié)同、競爭、加性質與濃度的影響。元素的聯(lián)合作用分為協(xié)同、競爭、加和、屏蔽和獨立等作用和、屏蔽和獨

40、立等作用. 在土壤在土壤植物系統(tǒng)中，重金屬的復合效應使得重金植物系統(tǒng)中，重金屬的復合效應使得重金屬的遷移轉化十分復雜。受實驗條件和所選擇重金屬種類屬的遷移轉化十分復雜。受實驗條件和所選擇重金屬種類的差異，不同學者得出的結論也不同；重金屬濃度不同，的差異，不同學者得出的結論也不同；重金屬濃度不同，復合效應亦不同。復合效應亦不同。5、施肥、施肥 施肥可以改變土壤的理化性質和重金屬的存在形態(tài)，施肥可以改變土壤的理化性質和重金屬的存在形態(tài)，并因此而影響重金屬的遷移轉化。并因此而影響重金屬的遷移轉化。由于肥料、農作物和重由于肥料、農作物和重金屬種類的多樣性以及重金屬行為的復雜性，施肥對土金屬種類的多樣性

41、以及重金屬行為的復雜性，施肥對土壤壤農作物系統(tǒng)中重金屬遷移轉化的影響機制十分復雜，農作物系統(tǒng)中重金屬遷移轉化的影響機制十分復雜，結論也不盡相同。結論也不盡相同。 以施用以施用磷肥為例，如磷酸根能與為例，如磷酸根能與Cd形成共沉淀而降形成共沉淀而降低低Cd的有效性，用磷肥可以抑制土壤的有效性，用磷肥可以抑制土壤Cd污染。而對污染。而對As，由于由于P和和As是同族元素，二者之間存在競爭吸附，施用磷是同族元素，二者之間存在競爭吸附，施用磷肥能有效地促進土壤肥能有效地促進土壤As的釋放和遷移，有利于的釋放和遷移，有利于As在土壤在土壤植物系統(tǒng)中的遷移轉化；但正是二者之間的競爭吸附，植物系統(tǒng)中的遷移轉

42、化；但正是二者之間的競爭吸附，As不易富集在植物的根際土壤中，從而降低了不易富集在植物的根際土壤中，從而降低了As的生物有的生物有效性。效性。三、三、 重金屬在土壤重金屬在土壤植物系統(tǒng)植物系統(tǒng) 中的遷移轉化規(guī)律中的遷移轉化規(guī)律1、重金屬在土壤剖面中的遷移轉化規(guī)律、重金屬在土壤剖面中的遷移轉化規(guī)律 進入土壤中的重金屬大部分被土壤顆粒所吸附。土壤進入土壤中的重金屬大部分被土壤顆粒所吸附。土壤柱淋溶實驗發(fā)現(xiàn)淋溶液中的實驗發(fā)現(xiàn)淋溶液中的Hg、Cd、As、Pb95%以上被以上被土壤吸附。土壤吸附。在土壤剖面中，重金屬無論是其總量還是存在在土壤剖面中，重金屬無論是其總量還是存在形態(tài)，均表現(xiàn)出明顯的垂直分布

43、規(guī)律，其中形態(tài)，均表現(xiàn)出明顯的垂直分布規(guī)律，其中可耕層成為重金屬的富集層。 土壤中的重金屬有向根際土壤遷移的趨勢，且根際土土壤中的重金屬有向根際土壤遷移的趨勢，且根際土壤中重金屬的有效態(tài)含量高于土體，壤中重金屬的有效態(tài)含量高于土體，主要是由于根際生理主要是由于根際生理活動引起根活動引起根土界面微區(qū)環(huán)境變化而引起的，可能與植土界面微區(qū)環(huán)境變化而引起的，可能與植物物根系的特性和分泌物有關根系的特性和分泌物有關。2、土壤對重金屬離子的吸附固定原理、土壤對重金屬離子的吸附固定原理土壤膠體對金屬離子的吸附能土壤膠體對金屬離子的吸附能力與金屬離子的性質及膠體的力與金屬離子的性質及膠體的種類有關。種類有關。

44、同一類型的土壤膠同一類型的土壤膠體對陽離子的吸附與陽離子的體對陽離子的吸附與陽離子的價態(tài)及離子半徑有關。陽離子價態(tài)及離子半徑有關。陽離子的價態(tài)越高，電荷越多，土壤的價態(tài)越高，電荷越多，土壤膠體與陽離子之間的靜電作用膠體與陽離子之間的靜電作用越大，吸附力也越大。越大，吸附力也越大。具有相具有相同價態(tài)的陽離子，離子半徑越同價態(tài)的陽離子，離子半徑越大，其水合半徑相對越小，較大，其水合半徑相對越小，較易被土壤膠體所吸附。易被土壤膠體所吸附。土壤中各種膠體對重金屬土壤中各種膠體對重金屬的吸附影響極大，以的吸附影響極大，以Cu2+為例，土壤中各類膠體的為例，土壤中各類膠體的吸附順序為：吸附順序為：氧化錳有

45、氧化錳有機質氧化鐵伊利石機質氧化鐵伊利石蒙脫石高嶺石蒙脫石高嶺石。因此，。因此，土壤膠體中對吸附貢獻大土壤膠體中對吸附貢獻大的除有機質外，主要是錳、的除有機質外，主要是錳、鐵等氧化物。鐵等氧化物。3、植物對土壤中的重金屬的富集規(guī)律、植物對土壤中的重金屬的富集規(guī)律 從農作物對重金屬吸收富集的總趨勢來看，土壤中重金從農作物對重金屬吸收富集的總趨勢來看，土壤中重金屬屬含量越高含量越高，農作物體內的重金屬含量也越高，土壤中的，農作物體內的重金屬含量也越高，土壤中的有效態(tài)重金屬含量越大有效態(tài)重金屬含量越大，作物籽實中的重金屬含量越高。，作物籽實中的重金屬含量越高。 不同的作物由于生物學特性不同，對重金屬

46、的吸收積不同的作物由于生物學特性不同，對重金屬的吸收積累有明顯的種間差異，一般順序為累有明顯的種間差異，一般順序為 豆類小麥水稻玉米豆類小麥水稻玉米 重金屬在農作物體內分布的一般規(guī)律為：重金屬在農作物體內分布的一般規(guī)律為： 根莖葉穎殼籽實根莖葉穎殼籽實4. 4. 植物對重金屬污染產生耐性的機制植物對重金屬污染產生耐性的機制限制限制Me跨膜吸收（降低吸收量）跨膜吸收（降低吸收量） 途徑：改變根際化學性狀、原生質泌溢等途徑：改變根際化學性狀、原生質泌溢等 Me與細胞壁結合（限制細胞內轉運）與細胞壁結合（限制細胞內轉運） 限制進入細胞質限制進入細胞質 酶系統(tǒng)作用（維持正常代謝過程）酶系統(tǒng)作用（維持正

47、常代謝過程） 形成重金屬硫蛋白或植物絡合素（胞內解毒形成重金屬硫蛋白或植物絡合素（胞內解毒 劑）劑）四、四、 主主 要要 重重 金金 屬屬 在在 土土 壤壤 中中 的的 積積 累累 和和 遷遷 移移 轉轉 化化 一般來說，進入土壤的重金屬主要停留在土壤一般來說，進入土壤的重金屬主要停留在土壤的上層，然后通過植物根系的吸收并遷移到植物的上層，然后通過植物根系的吸收并遷移到植物體內，也可以隨水流等向土壤下層流動。體內，也可以隨水流等向土壤下層流動。 幾種幾種主要重金屬主要重金屬在土壤在土壤植物體系中的累積遷植物體系中的累積遷移狀況如下。移狀況如下。1、鎘、鎘 鎘一般在土壤表層鎘一般在土壤表層0-1

48、5cm處累積。在土壤中，鎘主處累積。在土壤中，鎘主要以要以CdCO3、Cd3(PO4)2和和Cd(OH)2的形態(tài)存在。其中以的形態(tài)存在。其中以CdCO3為主，尤其在堿性土壤中。大多數(shù)土壤對鎘的吸為主，尤其在堿性土壤中。大多數(shù)土壤對鎘的吸附率在附率在80%-95%之間，不同土壤吸附順序為：之間，不同土壤吸附順序為： 腐殖質土壤重壤質土壤壤質土砂質沖積土腐殖質土壤重壤質土壤壤質土砂質沖積土。因此鎘的吸附與土壤中膠體的性質有關。因此鎘的吸附與土壤中膠體的性質有關。2、銅、銅 土壤中銅含量在土壤中銅含量在2-100mg/kg之間，平均含量為之間，平均含量為20mg/kg。污染。污染土壤中的銅主要在表層

49、積累，并沿土壤的縱深垂直分布遞減，這是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，這是由于進入土壤的銅被表層土壤的黏土礦物吸附，同時，由于進入土壤的銅被表層土壤的黏土礦物吸附，同時，表層土壤的表層土壤的有機質與銅結合形成螯合物，使銅離子不易向下層移動有機質與銅結合形成螯合物，使銅離子不易向下層移動。但在酸性。但在酸性土壤中，由于土壤對銅的吸附減弱，被土壤固定的銅易被解吸出來，土壤中，由于土壤對銅的吸附減弱，被土壤固定的銅易被解吸出來，因而使銅容易淋溶遷移。銅在植物各部分的累積分布多數(shù)是因而使銅容易淋溶遷移。銅在植物各部分的累積分布多數(shù)是 根莖葉果實。根莖葉果實。3、鉛、鉛 土壤中鉛主

50、要以土壤中鉛主要以Pb(OH)2、PbCO3和和PbSO4固體形固體形式存在，式存在，土壤溶液中可溶性鉛含量很低，土壤溶液中可溶性鉛含量很低，Pb2+也可以置換也可以置換粘土礦物上吸附的粘土礦物上吸附的Ca2+，因此在土壤中很少移動，因此在土壤中很少移動。土壤的。土壤的pH值增加，使鉛的可溶性和移動性降低，影響植物對鉛值增加，使鉛的可溶性和移動性降低，影響植物對鉛的吸收。的吸收。大氣中的鉛一部分經雨水淋洗進入土壤，一部分大氣中的鉛一部分經雨水淋洗進入土壤，一部分落在葉面上，經張開的氣孔進入葉內。因此在公路兩旁的落在葉面上，經張開的氣孔進入葉內。因此在公路兩旁的植物，鉛一般積累在葉和根部，花、果

51、部位較少。植物，鉛一般積累在葉和根部，花、果部位較少。蘚類蘚類植植物具有從大氣中被動吸收累積高濃度鉛的能力，現(xiàn)已被確物具有從大氣中被動吸收累積高濃度鉛的能力，現(xiàn)已被確定為鉛污染和累積的指示植物。定為鉛污染和累積的指示植物。4、鋅、鋅 巖石圈中土壤鋅的含量在巖石圈中土壤鋅的含量在10-300mg/kg 之間之間, 平均含平均含量為量為50mg/kg。我國土壤鋅含量在。我國土壤鋅含量在3709mg/kg之間之間, 平平均值為均值為100mg/kg, 比世界土壤的平均含鋅量高出一倍。比世界土壤的平均含鋅量高出一倍。土壤中鋅含量主要受成土母質的影響。我國土壤中的全鋅土壤中鋅含量主要受成土母質的影響。我

52、國土壤中的全鋅含量以南方的石灰含量以南方的石灰(巖巖) 土最高土最高, 平均在平均在200mg/kg以上；以上；其次是華南的磚紅壤、褐紅壤其次是華南的磚紅壤、褐紅壤, 紅壤和黃壤紅壤和黃壤, 東北的棕色東北的棕色針葉林土針葉林土, 平均在平均在150mg/kg以上以上; 再次是南方的赤草甸土、再次是南方的赤草甸土、水稻土、黃棕壤水稻土、黃棕壤, 東北的暗棕壤、灰色森林土、白漿土、東北的暗棕壤、灰色森林土、白漿土、草甸土、黑鈣土等草甸土、黑鈣土等, 平均在平均在100mg/kg左右左右; 東北的風砂土、東北的風砂土、鹽堿土和四川的紫色土及華中丘陵區(qū)的紅壤等含量最低。鹽堿土和四川的紫色土及華中丘陵

53、區(qū)的紅壤等含量最低。 通過各種途徑進入土壤中的鋅，按其形態(tài)可分為有通過各種途徑進入土壤中的鋅，按其形態(tài)可分為有機態(tài)鋅和無機形態(tài)鋅，其中，機態(tài)鋅和無機形態(tài)鋅，其中，無機鋅無機鋅又包括又包括礦物態(tài)、代換礦物態(tài)、代換態(tài)態(tài)和和土壤溶液中的鋅土壤溶液中的鋅，各種形態(tài)的鋅之間可以相互轉化。，各種形態(tài)的鋅之間可以相互轉化。各種形態(tài)的鋅在不同土壤中含量有明顯差異。各種形態(tài)的鋅在不同土壤中含量有明顯差異。對大多數(shù)酸對大多數(shù)酸性土壤而言，性土壤而言， 交換態(tài)鋅含量較高，而無定形鐵結合態(tài)低；交換態(tài)鋅含量較高，而無定形鐵結合態(tài)低；中性土壤中緊結有機態(tài)鋅及無定形鐵結合態(tài)鋅含量較高；中性土壤中緊結有機態(tài)鋅及無定形鐵結合態(tài)

54、鋅含量較高；而石灰性土壤則以碳酸鹽結合態(tài)、無定形鐵結合態(tài)及松結而石灰性土壤則以碳酸鹽結合態(tài)、無定形鐵結合態(tài)及松結有機態(tài)含量較高。有機態(tài)含量較高。土壤各種形態(tài)鋅的含量主要取決于土壤土壤各種形態(tài)鋅的含量主要取決于土壤pH值及含鋅量和土壤中地球化學組分對鋅的富集能力。值及含鋅量和土壤中地球化學組分對鋅的富集能力。 由于土壤中有效鋅大多為膠體吸附而成代換態(tài)，由于土壤中有效鋅大多為膠體吸附而成代換態(tài)， 溶液中的鋅離子數(shù)量很少，土壤中鋅主要靠擴散溶液中的鋅離子數(shù)量很少，土壤中鋅主要靠擴散作用供應給植物根系。鋅主要以二價陽離子作用供應給植物根系。鋅主要以二價陽離子(Zn2+) 被植物吸收，少量的被植物吸收，

55、少量的Zn(OH)2形態(tài)及與某些有機物形態(tài)及與某些有機物螯合態(tài)鋅也可為植物吸收。植物對鋅的吸收量與螯合態(tài)鋅也可為植物吸收。植物對鋅的吸收量與介質供鋅濃度之間呈較好的線性關系。介質供鋅濃度之間呈較好的線性關系。5、汞、汞汞在自然界含量很少汞在自然界含量很少,巖石圈中汞含量約為巖石圈中汞含量約為0.1mg/kg。土壤中汞。土壤中汞的含量為的含量為0.01-0.3 mg/kg, 平均為平均為0.03 mg/kg。由于土壤的。由于土壤的粘土礦物和有機質對粘土礦物和有機質對汞的強烈吸附作用，汞的強烈吸附作用，汞進入土壤后，汞進入土壤后，95%以上能被土壤迅速吸以上能被土壤迅速吸附或固定，因此附或固定，因

56、此汞容汞容易在表層積累易在表層積累。 植物能直接通過根系吸收汞。植物能直接通過根系吸收汞。在很多情況下，在很多情況下，汞化合物在土壤中汞化合物在土壤中先轉化為金屬汞或甲基汞后才被植先轉化為金屬汞或甲基汞后才被植物吸收。物吸收。植物吸收和積累汞與汞的植物吸收和積累汞與汞的形態(tài)有關，其順序是：氧化甲基汞形態(tài)有關，其順序是：氧化甲基汞氯化乙基汞醋酸苯汞氯化汞氯化乙基汞醋酸苯汞氯化汞氧化汞硫化汞。從這個順序也氧化汞硫化汞。從這個順序也可看出，可看出，揮發(fā)性高、溶解度大的汞揮發(fā)性高、溶解度大的汞化合物容易被植物吸收化合物容易被植物吸收。汞在植物。汞在植物各部分的分布是根莖、葉種子。各部分的分布是根莖、葉

57、種子。這種趨勢是由于汞被植物吸收后，這種趨勢是由于汞被植物吸收后，常與根中的蛋白質反應沉積于根上，常與根中的蛋白質反應沉積于根上，阻礙了向地上部分的運輸阻礙了向地上部分的運輸。第三節(jié)第三節(jié) 土壤中農藥的遷移轉化土壤中農藥的遷移轉化第三節(jié)第三節(jié) 土壤中農藥的遷移轉化土壤中農藥的遷移轉化一、土壤中農藥遷移的基本特征一、土壤中農藥遷移的基本特征 主要通過主要通過擴散、質體流動和吸附分配擴散、質體流動和吸附分配來完成。來完成。在前兩者的過程中，農藥遷移可以以蒸汽或非蒸汽在前兩者的過程中，農藥遷移可以以蒸汽或非蒸汽的形式進行。的形式進行。1、擴散（、擴散（Diffusion） 是一種熱運動，符合是一種熱

58、運動，符合Fick定律。由于土壤系統(tǒng)的復雜性，定律。由于土壤系統(tǒng)的復雜性，要使用經驗公式。要使用經驗公式。（1）Fick第一定律第一定律均質穩(wěn)態(tài)理想條件下均質穩(wěn)態(tài)理想條件下 Js = -s(dc/dx) Js 擴散通量擴散通量molm-2s-1或或kgm-2s-1 Ds 有效擴散系數(shù)有效擴散系數(shù)m2s-1 dc/dx濃度梯度濃度梯度（1) 1) 汽態(tài)發(fā)生（揮發(fā)）農藥在田間中的損失主要途徑如，顆汽態(tài)發(fā)生（揮發(fā)）農藥在田間中的損失主要途徑如，顆粒狀的農藥撒到干土表面上，幾小時內幾乎無損失；而將其噴霧粒狀的農藥撒到干土表面上，幾小時內幾乎無損失；而將其噴霧時，霧滴復干的時，霧滴復干的1010分鐘內，

59、損失達分鐘內，損失達20%20%。（2) 2) 非汽態(tài)發(fā)生非汽態(tài)發(fā)生: :指土壤溶液中、汽指土壤溶液中、汽- -液、汽液、汽- -固界面上發(fā)生的擴固界面上發(fā)生的擴散作用。散作用。（2）土壤系統(tǒng)的復雜性）土壤系統(tǒng)的復雜性 a. 擴散物質常被土壤吸附擴散物質常被土壤吸附 b. 擴散能力取決于土壤特性擴散能力取決于土壤特性 c. 擴散形式有蒸汽和非蒸汽擴散形式有蒸汽和非蒸汽 d. 濃度濃度(3) (3) 農藥擴散的主要影響因素農藥擴散的主要影響因素- -土壤水分的含量土壤水分的含量干燥土壤中無擴散干燥土壤中無擴散含水含水4% 4% 總擴散系數(shù)和氣態(tài)擴散總擴散系數(shù)和氣態(tài)擴散系數(shù)最大系數(shù)最大含水含水4-

60、20%4-20%，氣態(tài)擴散系數(shù)，氣態(tài)擴散系數(shù)50%50%含水含水30% 30% 非氣態(tài)擴散系數(shù)最大非氣態(tài)擴散系數(shù)最大含水含水4% 4% 4% 隨水分的增加，總擴散隨水分的增加，總擴散系數(shù)下降系數(shù)下降含水含水4-16% 4-16% 隨水分的增加，非氣隨水分的增加，非氣體擴散系數(shù)下降體擴散系數(shù)下降含水含水16%16%隨水分的增加，非氣體隨水分的增加，非氣體擴散系數(shù)增加擴散系數(shù)增加; ;土壤吸附的影響土壤吸附的影響:吸附作用是農藥與土壤固相之間相互作用的主要過程，直接影響其他過程的發(fā)生。如土壤對除草劑2,4D的化學吸附，使其有效擴散系數(shù)降低有效擴散系數(shù)降低。土壤的緊實度土壤的緊實度:是影響土壤孔隙率