土壤环境化学新课件.pptVIP

③生物降解 H2O 假单胞菌 绿色木霉 + 马拉硫磷 * * * △ * * 2.质体流动 ○土壤中农药既可以溶于水，也能悬浮在水中，还可能以气态存在，或者吸附在土壤固相上或存在于土壤有机质中，从而使它们与水一起发生质体流动。 ○在稳定的土壤-水流状态下，有机物通过多孔介质移动的一般方程为： 土壤的性能： 吸附性能为主：吸附最强者，农药移动最困难； 土壤有机质含量增大，农药在土壤中渗透深度减少； 增加土壤粘土矿物含量，农药在土壤中渗透深度减少 不同农药在土壤中通过质体流动转移深度不同： 易溶于水的移动距离长。比如林丹比DDT移动距离长是由于水溶性差。 农药被吸附最强者，农药移动最困难，例如农药移动距离顺序：非草隆灭草隆敌草隆非草隆 影响质体流动 的因素： 二、非离子型农药与土壤有机质的作用 1、非离子型农药在土壤-水体系中的分配作用 吸附作用（adsorption ） 分配作用（partition） 吸附作用（adsorption ）过程： 有机物的离子或基团从自由水向土壤矿物的亚表面层扩散；离子或基团以表面反应或进入双电层的扩散层的方式为土壤矿物质吸附。 分配作用（partition） 有机化合物在自然环境中的主要化学机理之一，指水-土壤（沉积物）中，土壤有机质对有机化合物的溶解，或称吸附（sorption, uptake），用分配系数 Kd 来描述。 物理吸附 化学吸附 分子间范德华力 化学键相互作用力 离子键、共价键、配位键等 不需活化能 需活化能 吸附平衡 化学反应速度 瞬间达到 慢于物理吸附 分配作用 吸附作用 作用力 分子力 范德华力 溶解作用 和化学键力 吸附热 低吸附热 高吸附热 吸附等温线 线性 非线性 竞争作用 非竞争吸附 竞争吸附 与溶解度相关 以非离子型有机农药为例，其具有分配作用的特点： 吸附等温线呈线性 不存在竞争吸附 其分配系数（能力）随溶解度变化发生规律性变化。 土壤湿度显著影响农药的分配过程 a.吸附等温线呈线性 邢宝山和Joseph J.Pignatello或其他合作者在系列研究中发现：低浓度有机物在土壤上吸附等温线普遍呈现非线性，为了解释这些现象，提出了土壤有机质的双态模型 双态模型 他们认为土壤有机质是一种橡胶质和玻璃质的混合体（如图）。橡胶质态起溶解位点的作用，类似于传统的分配模型；而玻璃质态则具有两种位点，一为溶解位点，另一是孔隙填充位点。橡胶质和玻璃质这两种质态在一定温度下可以相互转化，这就是双态模型。 橡胶态对有机物吸附速率慢，呈线性，非竞争吸附，而玻璃态对有机物吸附速率快，呈非线性，竞争吸附 溶解位点是热动力学位点，其能量好似在溶液中呈均匀分布；孔隙是一些纳米级大小的空间，其边界是由土壤有机质大分子形成呈现不规则的表面。这些孔隙在尺寸、数量、空间和静电特征等性质上都有限度，因此存在发生竞争吸附的可能性。 双态模型指出起浓缩位点作用的孔隙的存在，这些孔隙对认识有机化合物的吸附机制和迁移很有意义。吸附等温线的非线性和多溶质竞争吸附作用都与SOM的组分有关。此种模型的构想对研究土壤体系中的复合污染以及污染物在土壤中的持久性问题都将产生积极的学术参考价值。 低浓度有机物在土壤上吸附等温线普遍呈现非线性原因：高表面积炭黑（HSACM）SOM提供内孔表面吸附位，SOM的限定活性位，矿物质某些部位没有被水抑制。 低浓度时非线性问题综合了问题的复杂性：分配和吸附还有未知的 b.不存在竞争吸附 非离子型有机物很难吸附于矿物质表面，亦难溶于水，易溶于土壤有机质，多种非离子有机物在土壤有机质分配时，服从溶解平衡定律，不存在竞争吸附。吸附热很小也证实非离子型有机物在土壤中为分配过程 c.其分配系数（能力）随溶解度变化发生规律性变化。 分配系数随其在水中溶解度的减少而增大。见下页 d.土壤湿度显著影响农药的分配过程 2．土壤湿度对分配过程的影响 极性水分子和矿物质表面发生强烈的 偶极作用，使非离子性有机物很难占