环 境 化 学 (第四章 土壤环境化学-第二节).ppt

图4-13 说明，在干土壤中，由于土壤表面的强烈吸附作用，使林丹和狄氏剂大量吸附在土壤中；湿润土壤中，由于水分子的竞争作用，土壤中农药的吸附量减少，蒸汽浓度增加。 五 几种重金属在土壤-植物体系中的积累和迁移 砷 (As) 土壤中砷的形态：水溶态、吸附态和难溶态前二者又称可给态砷，可被植物吸收 吸收：有机态砷 → 被植物吸收 → 体内降解为无机态 → 通过根系、叶片的吸收→体内集中在生长旺盛的器官 如：水稻，根 茎叶 谷壳 糙米 毒性：甲基化砷 H3AsO3 H3AsO4 微生物转化 （p276) 其中，甲基供体来源于相应转移酶的辅酶S-腺苷甲硫氨酸，它起着传递正甲基离子的作用。 同时，微生物还可以参加无机砷的转化： 许多微生物都可使亚砷酸盐氧化成砷酸盐；而甲烷菌、脱硫弧菌、微球菌等都还可以使砷酸盐还原成亚砷酸盐。 存在：在0-15米土壤表层积累，主要以 Cd3(PO4)2 和 Cd(OH)2 的形式存在。在pH 7的土壤中分为可给态、代换态和难溶态。 吸收：根 叶 枝 花、果、籽粒 蔬菜类叶菜中积累多，黄瓜、萝卜、番茄中少, 镉进入人体，在骨骼中沉积，使骨骼变形，骨痛症。 镉(Cd) 微生物转化：微生物特别某些特定菌类对镉有较好的耐受性，可望用于工厂处理含镉废水（富集） 以含铬废水（物）进入土壤，常以三价形式存在，90%以上被土壤固定，难以迁移。 土壤胶体强烈吸附三价铬，随pH的升高吸附能力增强。 土壤对Cr(VI)的吸附固定能力低，约8.5-36.2%，进入土壤的Cr(VI)在土壤有机质的作用下很容易还原成三价。 铬（Cr) 另一方面，在 pH 6.5 - 8.5 MnO2 起催 化作用，三价铬也可以氧化成 Cr(VI)： 4Cr(OH)2+ + 3O2 + 2H2O → 4CrO42- + 12H+ 铬在作物中难以吸收和转化。 汞进入土壤后 95% 以上可被土壤持留或固定，土壤黏土矿物和有机质强烈吸附汞。 非微生物转化： 2Hg+ = Hg2+ + Hgo 微生物转化： HgS（硫杆菌）→ Hg2+（抗汞菌）→ Hg0 汞(Hg) 汞的甲基化： 在有氧或好氧条件下，微生物使无机汞盐转变为甲基汞，称汞的生物甲基化。这些微生物是利用机体内的甲基钴氨蛋氨酸转移酶来实现汞的甲基化的。(p274) Hg2+（甲烷形成菌）→ CH3Hg+ → CH3-Hg-CH3 生成的甲基汞具有亲脂性，能在生物体内积累富集，其毒性比无机汞大100倍。烷基汞中只有甲基、乙基和丙基汞为水俣病的致病性物质。 可溶态的含量很低，主要以Pb(OH)2、PbCO3、PbSO4铅的难溶盐形式存在。 Pb2+可以置换黏土矿物上的Ca2+，在土壤中很少移动。 铅(Pb) 植物吸收主要在根部，大气中的铅可通过叶面上的气孔进入植物体内，如蓟类植物能从大气中被动吸附高浓度的铅，现已确定作为铅污染的指示作物。 第三节 土壤中农药的迁移和转化 一、土壤中农药的迁移 1. 扩散 气态发生（挥发） 农药在田间中的损失主要途径是挥发，如，颗粒状的农药撒到干土表面上，几小时内几乎无损失；而将其喷雾时，雾滴复干的10分钟内，损失达20%。 影响农药挥发的主要因素： 农药（物理化学性质、浓度、扩散速率） 土壤（含水量、吸附性） 环境（温度、气流速度）等 非气态发生 指土壤中气-液、气-固界面上发生的扩散作用。由于土壤系统复杂，扩散物质在土壤表面可能存在吸附和解吸平衡，土壤性质不同，有机物性质不同都影响扩散作用。 Shearer等根据农药在土壤中的扩散特性提出了农药的扩散方程式 （见p221） 土壤水分的含量 Shearer 等对林丹在粉砂壤土中的扩散 研究表明： 干燥土壤中无扩散 含水4% 总扩散系数和气态扩散系数最大 含水4-20%，气态扩散系数50% 主要影响因素 含水30% 非气态扩散系数最大 含水4% 随水分的增加，两种扩散系数都增加 含水4% 随水分的增加，总扩散系数下降 含水4-16% 随水分的增加，非气体扩散系数下降 含水16% 随水分的增加，非气体扩散系数增加 图4－9 基粒粉沙壤土中林丹的不同转移途径 土壤吸附的影响 吸附作用是农药与土壤固相之间相互作用的主要过程，直接影响其他过程的发生。如土壤对除草