第四章 土壤环境

1、第四章第四章 土壤环境土壤环境基本概念和问题基本概念和问题 土壤是土壤是地球陆地表面地球陆地表面具有肥力具有肥力的的能够生长植物能够生长植物的的疏松表层疏松表层。 土壤环境问题：土壤环境问题：一是由于人类大规模的生产、生活等活动，改变了一是由于人类大规模的生产、生活等活动，改变了影响土壤发育的生态环境，使土壤本身受到影响土壤发育的生态环境，使土壤本身受到破坏破坏。二是大规模现代农业生产的实现，大量使用化肥、二是大规模现代农业生产的实现，大量使用化肥、农药、杀虫剂等，使土壤遭受到不同程度的农药、杀虫剂等，使土壤遭受到不同程度的污染污染。第一节 土壤的组成和基本 性质第一节 土壤的组成和基本性质

2、土壤的组成土壤的组成 土壤的物理化学性质土壤的物理化学性质 土壤是由固相、液相、气相和土壤生物体四部分组成。适于植物生长的典型壤质土壤的体积组成为土壤孔隙占50，内含水分和空气；土壤固体占50%，其中矿物质占45，有机质占5%；土壤生物体均生活在土壤孔隙之中。土壤组成土壤组成土壤组成固体部分固体部分孔隙部分孔隙部分无机体无机体矿物质矿物质有机体有机体有机质、土壤生物有机质、土壤生物液体液体水分（溶液）水分（溶液）气体气体空气空气一、土壤的组成一、土壤的组成（一）土壤矿物质（一）土壤矿物质1 1、原生矿物：、原生矿物：是直接来源于岩石受到不同程度的物理风化作用的碎屑，其结晶构造没有改变。包括硅酸

3、盐类、氧化物类、硫化物类和磷酸盐类四大类。2 2、次生矿物：、次生矿物：岩石风化和成土过程中新生成的矿物。包括伊利石、蒙脱石、高岭石等。土壤矿物质是由风化与成土过程中形成的不同大小的矿物颗粒组成。其直径相差很大，从10-110-9 m不等，不同大小土粒的化学组成、理化性质差异巨大。据此可将粒径大小相近、性质相似的土粒归为一类，称为粒级。3、土壤机械组成、土壤机械组成 一般来说，土粒愈细，SiO2含量愈少，而Al2O3、Fe2O3等含量愈多。随着粒径的减小，孔隙度、吸湿量、持水量、比表面面积、膨胀潜能、吸附性能、塑性和粘结性将增加，而土壤通气性、透水性、密度将降低。 土壤颗粒粒级与理化性状的关系

4、图式(据Pierzynski，2000) 土壤有机质是土壤中重要的固相成分之一，是土壤肥力、缓冲及净化功能的物质基础，也是土壤形成发育的主要标志。它可分为两大类：非特异性土壤有机质和土壤腐殖质。生物残体及其代谢产物是土壤有机质的重要来源。 （二）土壤有机质（二）土壤有机质（三）土壤空气土壤水分有效性综合示意图 （四）土壤溶液 土壤溶液土壤溶液(soil solution)是土壤水分及其所是土壤水分及其所含气体、溶质的总称。分析土壤溶液组含气体、溶质的总称。分析土壤溶液组成、特性及其中化学过程，是土壤地理成、特性及其中化学过程，是土壤地理学、环境科学研究的重要内容。土壤溶学、环境科学研究的重要内

5、容。土壤溶液的溶质主要包括：液的溶质主要包括：无机盐类；无机盐类；简简单有机物；单有机物；溶解性气体。土壤溶液中溶解性气体。土壤溶液中溶质成分具有巨大的时空差异性，它与溶质成分具有巨大的时空差异性，它与许多因素存在相互作用。许多因素存在相互作用。土体构型A0DBCA2A1森林凋落层森林凋落层泥炭层泥炭层腐殖质层腐殖质层淋溶层淋溶层淀积层淀积层母质层母质层母岩层母岩层真正土壤真正土壤有机质层有机质层（二）土壤胶体及土壤吸收交换性（二）土壤胶体及土壤吸收交换性 土壤胶体是土壤中颗粒直径小于土壤胶体是土壤中颗粒直径小于1 1微微米或米或2 2微米的微细固体颗粒，微米的微细固体颗粒，一般土壤中一般土壤

6、中的粘土矿物和腐殖质都具有胶体性质的粘土矿物和腐殖质都具有胶体性质 。二、土壤的物理化学性质 1 1、土壤胶体的种类、土壤胶体的种类（1 1）无机胶体）无机胶体( (矿质胶体）矿质胶体） 主要是细颗粒的粘土微粒，包括粘土主要是细颗粒的粘土微粒，包括粘土矿物中的高岭石、伊利石等以及铁、铝、矿物中的高岭石、伊利石等以及铁、铝、锰水合氧化物。锰水合氧化物。（2 2）有机胶体）有机胶体 主要是腐殖质和生物活动的产物，它主要是腐殖质和生物活动的产物，它是高分子有机物，具有极大的表面积，吸是高分子有机物，具有极大的表面积，吸附作用强。附作用强。（3 3）有机）有机- -无机复合体无机复合体 是由土壤中一部

7、分矿物胶体和腐殖是由土壤中一部分矿物胶体和腐殖质胶体结合在一起所形成的。这种胶体质胶体结合在一起所形成的。这种胶体的特点是比表面减少；形成稳定的团粒的特点是比表面减少；形成稳定的团粒结构，能改善水、肥、气、热的状况。结构，能改善水、肥、气、热的状况。2 2、土壤胶体性质、土壤胶体性质 胶体有极大的比表面积和表面能胶体有极大的比表面积和表面能 颗粒小，比表面积和表面能大，产生吸颗粒小，比表面积和表面能大，产生吸附作用。附作用。 土壤胶体带有电荷土壤胶体带有电荷通常腐殖质带负电荷，无机胶体一般带负通常腐殖质带负电荷，无机胶体一般带负电，两性胶体在不同酸度条件下可以带负电，电，两性胶体在不同酸度条件

8、下可以带负电，也可以带正电。也可以带正电。 分散性和凝聚性分散性和凝聚性 凝聚作用使土粒团聚起来形成一定的结构凝聚作用使土粒团聚起来形成一定的结构 3 3、土壤胶体的吸附作用、土壤胶体的吸附作用 （1 1）机械吸附：土壤胶体能把大于孔）机械吸附：土壤胶体能把大于孔隙的物质阻留，小于孔隙的颗粒也能阻隙的物质阻留，小于孔隙的颗粒也能阻留在土壤中。机械吸附对不溶性颗粒物留在土壤中。机械吸附对不溶性颗粒物的作用最为明显。的作用最为明显。 （2 2）物理吸附：是指土壤胶体颗粒对）物理吸附：是指土壤胶体颗粒对分子态物质的吸附作用。分子态物质的吸附作用。（3 3）化学吸附：一些土壤中可溶性）化学吸附：一些土

9、壤中可溶性盐和土壤中物质发生化学反应，生成溶盐和土壤中物质发生化学反应，生成溶解度很低的化合物。解度很低的化合物。 （4 4）物理）物理- -化学吸附：是指土壤胶体化学吸附：是指土壤胶体对土壤溶液中离子态物质的保蓄作用。对土壤溶液中离子态物质的保蓄作用。 离子交换作用阳离子交换能力盐基性离子盐基饱和度缓冲性（三）土壤酸碱性和土壤缓冲性（三）土壤酸碱性和土壤缓冲性 首先，它影响养分的有效性。首先，它影响养分的有效性。 其次，土壤酸碱性影响金属元素的固定、释放其次，土壤酸碱性影响金属元素的固定、释放和淋洗。和淋洗。 最后，土壤酸碱性还影响土壤中微生物的活性。最后，土壤酸碱性还影响土壤中微生物的活性

10、。按PH值划分的土壤类型强酸性土4.5酸性土4.6-6.5中性土6.6-7.5碱性土7.6-8.5强碱性土 8.5土壤酸度与土壤养分的有效及与植物生长的关系：土壤酸度与土壤养分的有效及与植物生长的关系：（1）土壤酸度对土壤有机态养分有效化的影响）土壤酸度对土壤有机态养分有效化的影响土壤有机物质的分解转化，主要由于微生物土壤有机物质的分解转化，主要由于微生物的作用。大部分细菌在中性、微酸性环境中发的作用。大部分细菌在中性、微酸性环境中发育最好。育最好。（2）土壤酸度对土壤矿物质养分有效性的影响）土壤酸度对土壤矿物质养分有效性的影响土壤趋于酸性时，它们的溶解度降低，植物养土壤趋于酸性时，它们的溶解

11、度降低，植物养分缺乏；呈碱性时，它们的溶解度增加，往往分缺乏；呈碱性时，它们的溶解度增加，往往一般有发生中毒现象。可见，土壤酸度需保持一般有发生中毒现象。可见，土壤酸度需保持在一定的范围内，对植物生长才是有利的。在一定的范围内，对植物生长才是有利的。 PH值在值在6.5左右，对植物生长最为适宜。左右，对植物生长最为适宜。 （四）土壤的氧化还原性（四）土壤的氧化还原性 1 1、影响土壤中营养元素的状态和有效性。、影响土壤中营养元素的状态和有效性。2 2、影响元素离子的价态、从而影响其迁移、影响元素离子的价态、从而影响其迁移、转化。转化。 第二节土壤环境污染第二节土壤环境污染就是人类活动产生的污染

12、物进就是人类活动产生的污染物进入土壤并积累到一定程度，引起土壤质入土壤并积累到一定程度，引起土壤质量恶化的现象。量恶化的现象。l人类活动带入土壤污染物，数量和速度人类活动带入土壤污染物，数量和速度超过土壤净化能力超过土壤净化能力 判断标准：目前用自净能力及动植物受判断标准：目前用自净能力及动植物受害时的临界浓度进行判断。害时的临界浓度进行判断。（二）土壤净化 土壤本身通过吸附、分解、迁移、转化，土壤本身通过吸附、分解、迁移、转化，而使土壤污染的浓度降低而消失的过程。而使土壤污染的浓度降低而消失的过程。 作用方式：物理、化学、生物反应。作用方式：物理、化学、生物反应。 由于土壤的以下几个过程使之

13、具备净化能力：由于土壤的以下几个过程使之具备净化能力： 土壤微生物、土壤动物对污染物的降解土壤微生物、土壤动物对污染物的降解 土壤胶体对污染物的土壤胶体对污染物的“蓄积功能蓄积功能” 土壤植物的吸收土壤植物的吸收土壤污染的危害土壤污染的危害（1）土壤污染导致严重的直接经济损失；）土壤污染导致严重的直接经济损失；（2）土壤污染导致食物品质不断下降；）土壤污染导致食物品质不断下降；（3）土壤污染危害人体健康；）土壤污染危害人体健康；（4）土壤污染导致其他环境问题。）土壤污染导致其他环境问题。二、土壤污染源二、土壤污染源 土壤污染源可分为天然污染源和人土壤污染源可分为天然污染源和人为污染源。为污染源

14、。 天然污染源是指自然界自行向环境排放的天然污染源是指自然界自行向环境排放的有害物质或造成有害影响的场所。有害物质或造成有害影响的场所。 人为污染源是指人类活动所形成的污染源。人为污染源是指人类活动所形成的污染源。 （一）工业污染源（一）工业污染源例如冶炼、电镀、燃料、汞化物等工业废例如冶炼、电镀、燃料、汞化物等工业废水能引起镉、汞、铬、铜等重金属污染；石水能引起镉、汞、铬、铜等重金属污染；石油化工、肥料、农药等工业废水会引起酚、油化工、肥料、农药等工业废水会引起酚、三氯乙醛、农药等有机物的污染。有色金属三氯乙醛、农药等有机物的污染。有色金属冶炼厂排出的废气中含有铬、铅、铜、镉等冶炼厂排出的废

15、气中含有铬、铅、铜、镉等重金属，对附近的土壤造成污染；生产磷肥、重金属，对附近的土壤造成污染；生产磷肥、氟化物的工厂会对附近的土壤造成粉尘污染氟化物的工厂会对附近的土壤造成粉尘污染和氟污染。和氟污染。 （二）农业污染（二）农业污染喷施于作物体上的农药（粉剂、水剂、乳喷施于作物体上的农药（粉剂、水剂、乳液等），除部分被植物吸收或逸入大气外，约液等），除部分被植物吸收或逸入大气外，约有一半左右散落于农田，这一部分农药与直接有一半左右散落于农田，这一部分农药与直接施用于田间的农药（如拌种消毒剂、地下害虫施用于田间的农药（如拌种消毒剂、地下害虫熏蒸剂和杀虫剂等）构成农田土壤中农药的基熏蒸剂和杀虫剂等）

16、构成农田土壤中农药的基本来源。农作物从土壤中吸收农药，在根、茎、本来源。农作物从土壤中吸收农药，在根、茎、叶、果实和种子中积累，通过食物、饲料危害叶、果实和种子中积累，通过食物、饲料危害人体和牲畜的健康。此外，农药在杀虫、防病人体和牲畜的健康。此外，农药在杀虫、防病的同时，也使有益于农业的微生物、昆虫、鸟的同时，也使有益于农业的微生物、昆虫、鸟类遭到伤害，破坏了生态系统，使农作物遭受类遭到伤害，破坏了生态系统，使农作物遭受间接损失。间接损失。 三、土壤污染物质 有机物质有机物质 重金属重金属 放射性元素放射性元素 氮素和磷素化学肥料氮素和磷素化学肥料 有害微生物有害微生物四、土壤污染的发生类型

17、1.水污染型水污染型 特点是沿河流或干支渠呈枝形片状分布。特点是沿河流或干支渠呈枝形片状分布。2.大气污染型大气污染型特征是以大气污染源为中心呈环状或带状分布，特征是以大气污染源为中心呈环状或带状分布，长轴沿主风向伸长。污染物质主要集中在土长轴沿主风向伸长。污染物质主要集中在土壤表层，其主要污染物是大气中二氧化硫、壤表层，其主要污染物是大气中二氧化硫、氮氧化物和颗粒物等。氮氧化物和颗粒物等。3.农业污染型农业污染型 主要来自施入土壤的化肥和农药主要来自施入土壤的化肥和农药 4.固体废弃物污染型固体废弃物污染型工厂的尾矿废渣、污泥和城市垃圾等影响土壤。工厂的尾矿废渣、污泥和城市垃圾等影响土壤。

18、土壤污染物中的重金属元素主要包土壤污染物中的重金属元素主要包括括汞、镉、铅、铬和类金属砷汞、镉、铅、铬和类金属砷等生等生物毒性显著元素及有一定毒性的物毒性显著元素及有一定毒性的锌、锌、铜、镍铜、镍等元素。等元素。第三节第三节 重金属对土壤的污染重金属对土壤的污染只有当进入土壤的重金属元素积累的浓度只有当进入土壤的重金属元素积累的浓度超过了作物需要和可忍受程度，而表现出受超过了作物需要和可忍受程度，而表现出受毒害的症状或作物生长尚未受害，但产品中毒害的症状或作物生长尚未受害，但产品中某种重金属含量超过标准，造成对人畜的危某种重金属含量超过标准，造成对人畜的危害时，才能认为土壤被重金属污染害时，才

19、能认为土壤被重金属污染 .重金属是对人类潜在威胁较大的污染物，重金属是对人类潜在威胁较大的污染物，应特别注意防止重金属对土壤的污染应特别注意防止重金属对土壤的污染.研究重研究重金属在土壤中的迁移转化，评价土壤质量，金属在土壤中的迁移转化，评价土壤质量，预测其在土壤中的归趋和控制重金属污染具预测其在土壤中的归趋和控制重金属污染具有重要意义。有重要意义。 一、土壤中重金属元素的来源主要来自原生岩石。在成土过程中，主要来自原生岩石。在成土过程中，产生各种微量重金属元素在发生层次中产生各种微量重金属元素在发生层次中的再分配，使有些元素部分地损失了，的再分配，使有些元素部分地损失了，而另一些元素富集起来

20、。所以正常发育而另一些元素富集起来。所以正常发育的自然土壤也会含有一定数量的重金属。的自然土壤也会含有一定数量的重金属。二、土壤中重金属元素的背景值是指环境中诸因素，如大气、水体、土壤以及植物、动物和人体组织等在正常情况下，化学元素的含量及其赋存形态。是指一定区域内自然状态下未受人为污染影响的土壤中重金属元素的正常含量。土壤环境背景值 未受人为影响的土壤很少，现用的一未受人为影响的土壤很少，现用的一些土壤环境背景值，仅代表远离污染些土壤环境背景值，仅代表远离污染源、尽少受人为影响的、具有相对意源、尽少受人为影响的、具有相对意义的数值义的数值实际上土壤背景值一般取决于成土母实际上土壤背景值一般取

21、决于成土母质质(岩石岩石)和土壤类型。土壤背景值有明显和土壤类型。土壤背景值有明显的地区性。区域土壤背景值，应该是取的地区性。区域土壤背景值，应该是取具有代表性、典型性、广泛性的土壤样具有代表性、典型性、广泛性的土壤样品进行准确化验，然后经过数学统计而品进行准确化验，然后经过数学统计而获得。获得。土土类类母母质质元素含量元素含量(ppm)Co Ni Mn Cu Zn Cd Cr Pb Hg As Sc La Mo褐褐红红壤壤（渡口（渡口）辉辉长长岩岩83.6 181 12 40 141 188 2.40 506 19.9 0.04 1.11花花岗岗岩岩26.4 28.8 584 15.7 12

22、3 1.41 68.2 21.4 0.05 3.46黄黄棕棕壤壤（南京（南京）玄玄武武岩岩44 93.1 919 52.6 114 112 15.7 0.099 7.12 14.6 30.2 1.9花花岗岗岩岩2.2 9.60 86.5 3.95 27.6 21.0 12.9 0.092 4.30 5.70 39.4 2.2土土类类母母质质土深土深质地质地元素含量元素含量(ppm)Co Ni Mn Cu Zn Cd Cr Pb Hg As Sc La Mo褐褐红红壤壤渡渡口口闪长闪长岩岩32-69粘粘质质34.5 92.2 772 39.8 108 1.25 175 30.0 - 12.543

23、5-60壤壤质质25.0 69.1 519 30.5 82.1 1.50 145 15.0 0.053 10.36黄黄棕棕壤壤南南京京冲积冲积土土30-50壤壤质质20 23.2 493 26.9 66.5 80 17.8 0.073 15.0 16.5 46.8 2.135-50砂砂质质9.6 17.5 279 6.80 36.1 90 8.60 0.065 2.52 9.56 65.4 2.5（一）重金属元素在土壤中污染特征（一）重金属元素在土壤中污染特征显著毒性的元素：显著毒性的元素：g -Cd-As-Pb-Cr等等一般毒性的元素：一般毒性的元素：Fe-Mn-Zn-Cu-Mo-Co等等三

24、、土壤中重金属元素的迁移转化三、土壤中重金属元素的迁移转化重金属在土壤中有五种形态：重金属在土壤中有五种形态：水溶态的水溶态的弱代换剂可代换的弱代换剂可代换的强强代换剂提取的代换剂提取的次生矿物的次生矿物的原生原生矿物的矿物的五形态在一定条件下可相互转化五形态在一定条件下可相互转化（二）土壤条件与重金属的迁移转化（二）土壤条件与重金属的迁移转化在不同土壤条件下，包括土壤类型、在不同土壤条件下，包括土壤类型、土地利用方式（水田、旱地、果园、林土地利用方式（水田、旱地、果园、林地、草场等），土壤的物理化学性状地、草场等），土壤的物理化学性状（土壤的酸碱度、氧化还原条件、吸附（土壤的酸碱度、氧化还原

25、条件、吸附作用、络合作用等）的影响，都能引起作用、络合作用等）的影响，都能引起土壤中重金属元素存在形态的差异，从土壤中重金属元素存在形态的差异，从而影响重金属的转化和作物对重金属的而影响重金属的转化和作物对重金属的吸收。吸收。 三、土壤中重金属元素的迁移转化三、土壤中重金属元素的迁移转化（二）土壤条件与重金属的迁移转化（二）土壤条件与重金属的迁移转化l影响转化的土壤条件：影响转化的土壤条件： 土壤氧化还原条件土壤氧化还原条件 土壤酸碱度土壤酸碱度 土壤胶体吸附土壤胶体吸附 土壤对重金属的络合螯合土壤对重金属的络合螯合1、土壤氧化、土壤氧化-还原条件与重金属的迁移转化：还原条件与重金属的迁移转化

26、： 土壤是一个氧化土壤是一个氧化-还原体系，土壤水分状还原体系，土壤水分状况，土壤中有机质和硫的含量都处于动况，土壤中有机质和硫的含量都处于动态变化之中。态变化之中。 其中其中O2H2O体系体系和和硫体系硫体系在土壤氧化在土壤氧化还原反应中作用明显，对重金属元素价还原反应中作用明显，对重金属元素价态变化起重要作用。态变化起重要作用。 在还原性条件下，当土壤在还原性条件下，当土壤Eh降至降至0mv以以下时，土壤中的含硫化合物开始转化生下时，土壤中的含硫化合物开始转化生成成H2S，并随有，并随有h的下降，的下降， H2S的产生的产生迅速增加。此时，土壤中的重金属元素迅速增加。此时，土壤中的重金属元

27、素大多以难溶性的硫化物沉淀形式存在。大多以难溶性的硫化物沉淀形式存在。相反，在氧化状态下，重金属元素大多相反，在氧化状态下，重金属元素大多以溶解度较大的硫酸盐形式存在。以溶解度较大的硫酸盐形式存在。土壤氧化还原条件土壤氧化还原条件影响重金属的存在状态影响重金属的存在状态氧化态氧化态Fe、Mn等等Cu、Zn、Cd、Cr等等还原态还原态固态固态2、土壤酸碱度与重金属迁移转化：、土壤酸碱度与重金属迁移转化：土壤的土壤的pH对重金属的溶解度有密切关系。对重金属的溶解度有密切关系。在碱性条件下，进入土壤的重金属多呈难溶在碱性条件下，进入土壤的重金属多呈难溶态的氢氧化物，也可能以碳酸盐和磷酸盐的态的氢氧化

28、物，也可能以碳酸盐和磷酸盐的形态存在。它们的溶解度都比较小，因此土形态存在。它们的溶解度都比较小，因此土壤溶液中重金属的离子浓度也较低。例如，壤溶液中重金属的离子浓度也较低。例如，铜、镉、锌、铅等重金属氢氧化物的溶解度铜、镉、锌、铅等重金属氢氧化物的溶解度直接受土壤直接受土壤pH值控制。值控制。 根据溶度积便能从理论上推求重金属离根据溶度积便能从理论上推求重金属离子浓度与子浓度与pH的关系。随着的关系。随着pH值增大，重值增大，重金属离子的浓度则下降。但对于两性化金属离子的浓度则下降。但对于两性化合物氢氧化铜和氢氧化锌来说，合物氢氧化铜和氢氧化锌来说，pH值高值高到一定程度时，它们又会溶解。到

29、一定程度时，它们又会溶解。在土壤中重金属呈两种存在形式：在土壤中重金属呈两种存在形式：呈胶体状态呈胶体状态主要发生在湿润气候地区和富含有机质主要发生在湿润气候地区和富含有机质的酸性条件下的酸性条件下土壤中存在的有机、无机胶体对金属离子土壤中存在的有机、无机胶体对金属离子的吸附固定，两种形式的吸附固定，两种形式3.土壤胶体的吸附作用与重金属迁移转化土壤胶体的吸附作用与重金属迁移转化3.土壤胶体的吸附作用与重金属迁移转化土壤胶体的吸附作用与重金属迁移转化重金属元素被胶体的吸附固定有两种形式：重金属元素被胶体的吸附固定有两种形式：非专性吸附，即离子交换吸附，较易释放；非专性吸附，即离子交换吸附，较易

30、释放；专性吸附，是土壤胶体与被吸附离子间通专性吸附，是土壤胶体与被吸附离子间通过共价键、配位键而产生的吸附，不易释过共价键、配位键而产生的吸附，不易释放。放。 土壤胶体能够吸附重金属的数量主要取决土壤胶体能够吸附重金属的数量主要取决于于土壤胶体的代换能力土壤胶体的代换能力和和重金属离子在土重金属离子在土壤中的浓度壤中的浓度与与酸碱度酸碱度。土壤胶体物质的某些特性土壤胶体物质的某些特性粘土矿物粘土矿物及有机及有机胶体胶体阳离子交换量阳离子交换量(mmol-1Kg-1)表面积表面积*103m2Kg-1胶体胶体活性活性高岭石高岭石蒙脱石蒙脱石蛭蛭 石石云云 母母绿泥石绿泥石水铝英石水铝英石腐殖质腐殖

31、质10100800-12001200-1500200-400200-400100-150200-300010-20600-800600-80070-12070-16070-300600-900低低极大极大高高中等中等中等中等中等中等极大极大、重金属的络合螯合作用、重金属的络合螯合作用重金属元素在土壤中除了吸附作用以重金属元素在土壤中除了吸附作用以外，还存在着络合、螯合作用。一般认外，还存在着络合、螯合作用。一般认为，当金属离子浓度高时，以吸附交换为，当金属离子浓度高时，以吸附交换作用为主，而土壤溶液中重金属离子浓作用为主，而土壤溶液中重金属离子浓度低时，则以络合度低时，则以络合-螯合作用为主。

32、螯合作用为主。当生成水溶性的络合物或螯合物时，当生成水溶性的络合物或螯合物时，则重金属较易随水迁移。则重金属较易随水迁移。 （三）主要重金属在土壤中的迁移转化规律（三）主要重金属在土壤中的迁移转化规律镉的迁移转化镉的迁移转化镉进入土壤会长时间滞留在耕作层中镉进入土壤会长时间滞留在耕作层中,一般在一般在0-15cm的土壤层中。由于它移动缓慢的土壤层中。由于它移动缓慢,故一般不故一般不会对地下水产生污染。存在形态分为水溶性镉和会对地下水产生污染。存在形态分为水溶性镉和非水溶性镉两大类。离子态及络合态的水溶性镉非水溶性镉两大类。离子态及络合态的水溶性镉能为作物吸收能为作物吸收,而难溶性镉的化合物则不

33、易迁移而难溶性镉的化合物则不易迁移和不被植物所吸收和不被植物所吸收, 一定条件下可互相转化。一定条件下可互相转化。作物对镉的吸收作物对镉的吸收,随土壤随土壤PH值的增高而降低值的增高而降低,随随PH值的降低而增加。土壤中的有机质能与镉值的降低而增加。土壤中的有机质能与镉螯合或络合螯合或络合,从而降低镉的有效性；其次氧化还从而降低镉的有效性；其次氧化还原电位也影响作物对镉的吸收原电位也影响作物对镉的吸收,Eh低或低或Eh降为零降为零,则有利于形成难溶性的磷酸镉和硫化镉。则有利于形成难溶性的磷酸镉和硫化镉。据研究据研究,Cd和和Zn、Pb、Cu的含量存在一定的的含量存在一定的关系。关系。 Cd含量

34、高的地方含量高的地方, Zn、Pb、Cu也相应较也相应较高高,所以所以Cd还受还受Zn2+、Pb2+、Cu2+、Fe2+、Mn2+、Ca2+、PO43-等相伴离子的影响。等相伴离子的影响。汞的迁移转化汞的迁移转化 土壤中有金属汞土壤中有金属汞/无机汞和有机汞无机汞和有机汞;按其存在形按其存在形态有离子吸附和共价吸附的汞态有离子吸附和共价吸附的汞/可溶性汞、难可溶性汞、难溶性汞。影响汞迁移转化的原因主要有溶性汞。影响汞迁移转化的原因主要有:A.吸附剂的种类吸附剂的种类 B.氧化还原状况氧化还原状况 C.植物对汞的吸收和积累与土壤汞的含量有关：植物对汞的吸收和积累与土壤汞的含量有关： ”米汞米汞”

35、和和”土汞土汞”之间生物富集系数为之间生物富集系数为0.01, 土壤中汞及其化合物可以通过离子交换与土壤中汞及其化合物可以通过离子交换与植物的根蛋白进行结合植物的根蛋白进行结合,发生凝固反应。汞在作发生凝固反应。汞在作物不同部位的累积顺序为物不同部位的累积顺序为:根叶茎种子根叶茎种子.这种趋势是由于汞被植物吸收后这种趋势是由于汞被植物吸收后,常与根中的蛋常与根中的蛋白质反应沉积于根部白质反应沉积于根部,阻碍了向地上部分的运输阻碍了向地上部分的运输.不同作物对汞的吸收和积累能力是不同的不同作物对汞的吸收和积累能力是不同的.砷的迁移转化砷的迁移转化土壤中砷的形态可分为三种交换态、难溶土壤中砷的形态

36、可分为三种交换态、难溶性和水溶性性和水溶性 ，前两种为主。，前两种为主。影响土壤砷含量的原因是母岩、气候条件影响土壤砷含量的原因是母岩、气候条件和土壤的理化性质。不同岩石中含砷量不同和土壤的理化性质。不同岩石中含砷量不同.土壤中的砷大部分为胶体所吸附土壤中的砷大部分为胶体所吸附,或与有机或与有机物络合、螯合物络合、螯合,或与土壤中的铁、铝、钙等结合或与土壤中的铁、铝、钙等结合形成难溶性化合物形成难溶性化合物,或与铁、铝等氢氧化物形成或与铁、铝等氢氧化物形成共沉淀共沉淀 。土壤中各种形态的砷并不是固定不变的土壤中各种形态的砷并不是固定不变的,它它们在一定的条件下可以互相转化们在一定的条件下可以互

37、相转化 土壤中的砷土壤中的砷,特别是排污进入土壤的砷特别是排污进入土壤的砷,主要主要累积于表层累积于表层,难于向下移动。砷为动植物所不需难于向下移动。砷为动植物所不需要的元素要的元素,但砷属于生物累积元素但砷属于生物累积元素,在作物体中在作物体中砷的累积系数在砷的累积系数在n10-1-n范围之内范围之内,显然高于汞显然高于汞的累积系数。的累积系数。 铬的迁移转化铬的迁移转化铬是人类和动物的必需元素铬是人类和动物的必需元素,但高浓度但高浓度时对生物有害。铬在土壤中主要以不溶时对生物有害。铬在土壤中主要以不溶性的三价铬氧化物形态存在性的三价铬氧化物形态存在,其次为六价其次为六价铬铬,它们之间互相转

38、化。这两种价态的铬它们之间互相转化。这两种价态的铬在土壤中的行为很不相同。土壤中的铬在土壤中的行为很不相同。土壤中的铬迁移转化受迁移转化受PH及及Eh的影响较大。的影响较大。土壤中铬的可给性较低土壤中铬的可给性较低,其原因一方面其原因一方面是因为铬多属不溶性的氧化物是因为铬多属不溶性的氧化物,另一方面另一方面是因为土壤胶体对铬的强烈吸附作用。是因为土壤胶体对铬的强烈吸附作用。铬对作物的危害不像镉、汞等重金属那铬对作物的危害不像镉、汞等重金属那样严重样严重,这和它的移动性小有关。这和它的移动性小有关。农药是一种最典型的有机污染物，它是农药是一种最典型的有机污染物，它是一种泛指性的术语，包括杀虫剂

39、、除草剂一种泛指性的术语，包括杀虫剂、除草剂和杀菌剂等。和杀菌剂等。 一、化学农药对环境的污染一、化学农药对环境的污染第四节化学农药对土壤的污染第四节化学农药对土壤的污染二、农药的主要类型 农 药有机磷农药有机砷农药有机汞农药有机氯农药氨基甲酸酯 粉 状可溶性液体挥发性液体 胃 毒 触 杀 熏 蒸三、农药在土壤环境中的迁移、降解及残留（一）农药污染土壤的主要途径（二）农药在土壤中的残留、影响因素（内在因素、外在因素）、残留量、半衰期（三）农药在土壤中的转化、吸附、挥发和扩散、降解（1）光化学降解（2）化学降解（3）微生物降解 蒸汽压指的是在液体（或者固体）的表面存在蒸汽压指的是在液体（或者固体

40、）的表面存在着该物质的蒸汽，这些蒸汽对液体表面产生的着该物质的蒸汽，这些蒸汽对液体表面产生的压强就是该液体的蒸汽压。压强就是该液体的蒸汽压。 比如，水的表面就有水蒸汽压，当水的蒸汽压比如，水的表面就有水蒸汽压，当水的蒸汽压达到水面上的气体总压的时候，水就沸腾。我达到水面上的气体总压的时候，水就沸腾。我们通常看到水烧开，就是在们通常看到水烧开，就是在100摄氏度时水的摄氏度时水的蒸汽压等于一个大气压。蒸汽压随温度变化而蒸汽压等于一个大气压。蒸汽压随温度变化而变化，温度越高，蒸汽压越大。当然还和液体变化，温度越高，蒸汽压越大。当然还和液体种类有关种类有关 在一定的温度下，与同种物质的液态在一定的温度下，与同种物质的液态(或固态或固态)处于平衡状态的蒸汽所产生的压强叫饱和蒸汽处于平衡状态的蒸汽所产生的压