土壤环境化学4-3.pptVIP

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 1、土壤的理化性质 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 A pH值 pH值的大小显著影响土壤中重金属的存在形态和土壤对重金 属的吸附量。由于土壤胶体一般带负电荷，而重金属在土壤- 农作物系统中大都以阳离子的形式存在，因此，一般来说， 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。但 对部分主要以阴离子状态存在的重金属来说，情况正好相反。 如As，在土壤中砷主要是通过阴离子交换机制而被专性吸附， 当体系的pH值升高时，有利于砷的解吸。 pH值升高，土壤对重金属的吸附量增加。 如： pH=4时，土壤中镉的溶出率超过50%， 当pH达到7.5时，镉就很难溶出； pH＞7.5时，94%以上的水溶态镉进入土壤中，这时的镉主要 　以黏土矿物和氧化物结合态及残留态形式存在。 B　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。如小麦盆栽试验结果表明，随着土壤质地的改变，砂壤→轻壤→中壤→重壤→粘土，麦粒对汞的吸收率呈规律性减少。土壤粘性越重，吸收砷的能力越强，水稻受害程度越轻。 C　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。 　 以Cd为例，CdS是难溶物质，但在氧化条件下CdSO4的溶解度要大很多。但主要以阴离子状态存在的砷的情况正好相反，对砷而言，在还原条件下，一方面，As5+被还原为As3+，而亚砷酸盐的溶解度大于砷酸盐，从而增加了土壤中溶解的As浓度，使As的迁移能力增强。对某些重金属来说，在不同的氧化还原条件下，有不同的价态，其化合物的溶解度和毒性显著不同。 D　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。对于有机质是 否影响重金属在土壤中的存在形态却有不同的观点。研 究表明，土壤中各种元素的含量都与有机质含量呈正相 关，但重金属各组分占全量的比例一般与有机质含量的 大小没有密切关系。如土壤剖面中，水溶性硒含量随剖 面深度的增加而迅速降低，与有机质变化趋势一致。 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，在土壤和农作物系统中迁移转化规律明显不同。 对重金属在土壤中的含量和植物吸收累积研究的结果为：Cd、As较易被植物吸收，Cu、Mn、Se、Zn等次之，Co、Pb、Ni等难于被吸收，Cr极难被吸收。研究春麦受重金属污染状况后发现，Cd是强积累性元素，而Pb的迁移性则相对较弱；铬和铅是生物不易积累的元素。 从总量上看，随着土壤中重金属含量的增加，植物体内各部分的累积量也相应增加。而不同形态的重金属在土壤中的转化能力不同，对植物的生物有效性亦不同。重金属的存在形态，可分为交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态和残渣态。交换态的重金属（包括溶解态的重金属）迁移能力最强，具有生物有效性（又称有效态）。 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