土壤中重金属元素的迁移转化规律及其影响因素
第四章 第二三节_重金属在土壤-植物体系中的迁移及其机制_and_4.3_土壤中农药的迁移转化
• 另一降解途径是光解.
化学与材料科学系
p-p’DDT的光解
Cl
Cl
p,p’-DDT
Cl
Cl
Cl
吸收290-310nm的紫外光
Cl Cl
H Cl Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
p,p’-DDE
p,p’-DDD
(ClC6H4)2C=O p,p’-二氯二苯基甲酮
深垂直分布递减,这是由于进入土壤的铜被表层 土壤的粘土矿物吸附,同时,表层土壤的有机质 与铜结合形成螯合物。 • 在植物各部分的积累分布:根>茎、叶>果实。
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铅-lead
• 来源:冶炼废水、废渣,汽车尾气 • 主要以Pb(OH)2、PbCO3、PbSO4存在,Ksp小 • 有效性受pH影响很大,土壤的pH增加,使铅
• 还可以通过形成跨根际的氧化还原电位梯度和 pH梯度等来抑制对重金属的吸收。
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2.重金属与植物的细胞壁结合
• 研究结果表明:细胞壁中的金属大部分以离子形 式存在或与细胞壁中的纤维素、木质素结合;
• 由于金属离子被局限的细胞壁上,而不能进入细 胞质影响细胞内的代谢活动,使植物对重金属表 现出耐性;
• 土壤背景值就是指在未受污染的情况下,天然土 壤中的金属元素的基线含量。
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重金属污染土壤的特点:
1.重金属不被土壤微生物降解,可在土壤中不 断积累,也可以为生物所富集,并通过食物链 在人体内积累,危害人体健康。 2.重金属一旦进入土壤就很难予以彻底的清除。
化学与材料科学系
重金属在土壤-植物系统的迁移
化学与材料科学系
重金属在土壤中的环境行为及影响因素
重金属在土壤中的环境行为及影响因素作者:罗乐来源:《经营管理者·下旬刊》2017年第10期摘要:重金属的开采、提炼等活动是环境重金属污染最主要的来源,一旦进入外环境并将长期存在且危害是长远的。
本文阐述了重金属在土壤中的环境行为,并分析了影响因素,对于土壤重金属形态的研究和环境风险的评估有重要的意义。
关键词:重金属土壤环境行为一、引言通常地,大多数的重金属元素是周期表中的副族元素,ρ>4.5g/cm3,如Au、Ag、Cu、Pb、Zn、Ni、Co、Cr、Hg、Cd等,对人体伤害极大。
但针对环境领域所指的重金属而言,则是在环境中表现为具有显著生物毒性的重金属。
在自然环境中,具有可变价态的重金属元素往往又能与其他元素结合,表现出极为复杂的环境行为及环境效应。
当含有浓度很小重金属的废水进入水环境时,也有可能造成严重的水体重金属污染,如日本发生的水俣病和骨痛病等公害问题,均是由重金属污染所导致的。
此外,含有重金属的废水、废渣进入土壤环境,也会造成难易修复的土壤环境重金属污染,影响植物生长发育,最终通过食物链的富集作用进入人体,威胁人来健康。
因此,应严防重金属污染。
二、重金属在土壤中的环境行为重金属在土壤中的环境行为大致分为机械迁移、物理化学迁移及生物迁移,其主要表现有元素的溶解和悬浮运动、被植物根系吸收、伴随土壤中微生物的代谢。
1.机械迁移。
土壤中的重金属或络合离子能随地下水或地表水的运动迁移至水环境当中。
但土壤是一个多相的疏松多孔胶体体系,重金属往往会矿物颗粒包裹,或者被吸附在土壤胶体的表面上,伴随着土壤中的水流动而被机械搬运,尤其是在多雨潮湿地区的山坡土壤中,重金属的机械迁移更加明显;但在干旱少雨的土壤环境中,更多的是以尘土形式随风被机械搬运。
在自然环境中,富集作用是机械迁移的一种主要的形式,富集系数是用来表示重金属在土壤中的富集或亏损的程度。
2.物理化学迁移。
物理化学迁移是指重金属元素以简单的粒子、配合离子或可溶性分子在水环境中通过各种物理化学作用达到迁移转化的目的,其结果决定了重金属在环境中的形态、富集程度和潜在危害等级。
六价铬在土壤环境中的迁移转化规律研究
六价铬在土壤环境中的迁移转化规律研究六价铬在土壤环境中的迁移转化规律是指六价铬在土壤中的迁移路径和相互转化的规律,对于研究土壤中六价铬的去除和修复具有重要的指导意义。
本文将结合已有的研究成果,对六价铬在土壤环境中的迁移转化规律进行综述。
首先,六价铬在土壤中的迁移主要受土壤理化性质的影响。
土壤质地、有机质含量、pH值等因素均会影响六价铬的迁移。
通常来说,土壤质地较细的沙壤土和粉砂土对六价铬的迁移具有较高的潜在风险,而含有较高有机质的土壤可以有效地吸附和固定六价铬。
此外,土壤的pH值对六价铬的迁移转化也有重要影响。
在酸性条件下,土壤中的铬主要以六价铬的形式存在,而在碱性条件下,较多的六价铬会转化为三价铬。
其次,六价铬在土壤中的迁移转化过程受到不同环境因素的影响。
土壤湿度、温度、氧气、阳离子和竞争离子等因素均会影响六价铬的迁移转化。
例如,在干燥的土壤条件下,六价铬的迁移速率较慢;而在潮湿的条件下,六价铬的迁移速度较快。
此外,温度升高可以加快六价铬的还原转化,从而导致较高浓度的三价铬形成。
土壤中的氧气含量对六价铬的转化也具有重要影响,充足的氧气可以促使六价铬的还原和形成三价铬离子。
最后,六价铬在土壤中的迁移转化过程受到微生物活动的调控。
土壤中的微生物,如细菌、真菌和原生动物等,可以通过还原六价铬的作用,促使六价铬的转化为较低价铬离子。
微生物的代谢产物和酶也可以促进六价铬的还原和形成三价铬离子。
因此,微生物活动对于土壤中六价铬的迁移转化过程具有重要的影响。
综上所述,六价铬在土壤环境中的迁移转化规律受到多种因素的影响,包括土壤理化性质、环境因素和微生物活动。
在今后的研究中,我们需要进一步探究不同土壤类型和环境条件对六价铬迁移转化的影响机制,以便更好地控制和修复土壤中六价铬的污染问题。
土壤中主要重金属污染物的迁移转
土壤中主要重金属污染物的迁移转 化1.1 汞的迁移转化汞是一种对动植物及人体无生物学作用的有毒元素 土壤中汞的重要特点是能以零价(单质汞)形式存在,还有无机化合态汞和有机化合态汞 除甲基汞 2Hg Cl 、23)(NO Hg 外,大多数为难溶化合物 甲基汞和乙基汞的毒性在含汞化合物中最强。
土壤中汞的迁移转化比较复杂,主要有如下几种途径 1. 土壤中汞的氧化 - 还原 2. 土壤胶体对汞的吸附3. 配位体对汞的配合 - 螯合作用4. 汞的甲基化作用 1.2镉的迁移转化由于土壤的强吸附作用,镉很少发生向下的再 迁移而累积于土壤表层 在降水的影响下,土壤表 层的镉的可溶态部分随水流动就可能发生水平迁 移,进入界面土壤和附近的河流或湖泊而造成次生 污染 土壤中水溶性镉和非水溶镉在一定的条件下 可相互转化,其主要影响因素为土壤的酸碱度 氧化- 还原条件和碳酸盐的含量。
与铅 铜 锌 砷及铬等相 比较,土壤中镉的环境容量要小得多,这是土壤镉 污染的一个重要特点。
1.3 铅的迁移转化铅是人体的非必需元素 土壤中铅的污染主要 来自大气污染中的铅沉降和铅应用工业的 三废 排放 土壤中铅的污染主要是通过空气 水等介质 形成的二次污染 铅在土壤中主要以二价态的无机化合物形式存在,极少数为四价态 多以 2)(Pb OH 、3PbCO或243)(PO Pb 等难溶态形式存在,故铅的移动性和被作物吸收的作用都大大降低 在酸性土壤中 可溶性铅含量一般较高,因为酸性土壤中的 H+ 可将铅从不溶的铅化合物中溶解出来植物吸收的铅是土壤溶液中的可溶性铅 绝大多数积累于植物根部,转移到茎叶 种子中的很少。
植物除通过根系吸收土壤中的铅以外,还可以通过 叶片上的气孔吸收污染空气中的铅。
1.4 铬的迁移转化铬是人类和动物的必需元素,但其浓度较高时 对生物有害 土壤中铬的污染主要来源于铁 铬 电 镀 金属酸洗 皮革鞣制 耐火材料 铬酸盐和三氧 化铬工业的 三废 排放及燃煤 污水灌溉或污泥施用等 土壤中铬通常以四种化合形态存在,两种三 价铬离子 +3Cr和-2CrO ,两种六价铬阴离子 -272O Cr和-24CrO.其中3)(OH Cr 的溶解性较小,是铬最稳定的存在形式,而水溶性六价铬的含量一般较低,但 六价铬的毒性远大于三价铬的毒性 土壤中的有机 质如腐殖质具有很强的还原能力,能很快地把六价 铬还原为三价铬,一般当土壤有机质含量大于 2 时,六价铬就几乎全部被还原为三价铬[7-9] 由于土壤中的铬多为难溶性化合物,其迁移能 力一般较弱,而含铬废水中的铬进人土壤后,也多 转变为难溶性铬,故通过污染进入土壤中的铬主要残留积累于土壤表层 铬在土壤中多以难溶性且不能被植物所吸收利用的形式存在,因而铬的生物移作用较小,故铬对植物的危害不像 Cd 、Hg 等重 属那么严重 有研究结果表明,植物从土壤溶液 吸收的铬,绝大多数保留在根部,而转移到种子 果实中的铬则很少[10-12]。
土壤重金属铬的分布规律及影响因素
土壤重金属铬的分布规律及影响因素向 娇1,2,3, 董秋瑶2,3*,宋 超2,3(1.河北地质大学,河北 石家庄 050000;2.中国地质科学院水文地质环境地质研究所,河北 石家庄 050061;3.中国地质科学院第四纪年代学与水文环境演变重点实验室,河北 石家庄050061)摘 要:土壤重金属铬来源极广,是一种重要的重金属污染源,随经济的发展土壤铬污染越来越严重。
铬在土壤中主要以Cr(Ⅵ)和 Cr(Ⅲ)两种形态存在,Cr(Ⅲ)的稳定性较强,毒性较弱,土壤中易与胶体发生结合产生沉淀,Cr(Ⅵ)稳定性差毒性强且溶于水或土壤中,对人体危害较大。
土壤中的不同形态的铬在pH、Eh、有机质、微生物、Fe(II)及硫化物等条件的影响下,Cr(Ⅵ)和 Cr(Ⅲ)之间可以发生相互转化,Cr(Ⅵ)还原为 Cr(Ⅲ)时可降低土壤中Cr(Ⅵ)的毒性,减小对生物体的危害。
关键词:重金属铬;分布规律;影响因素中图分类号:X53 文献标识码:A 文章编号:1002-5065(2020)22-0138-2The distribution law and influence factors of heavy metal chromium in soilXIANG Jiao1,2,3, DONG Qiu-yao2,3*, SONG Chao2,3(1.HeBei GEO University, Shijiazhuang 050000,China;2.Institute of Hydrogeological and Environmental Geology, Chinese Academy of Geosciences, Shijiazhuang 050061,China;3.Key laboratory of Quaternary Chronology and Hydro-Environmental Evolution, Chinese Academy of Geological Sciences, Shijiazhuang 050061,China)Abstract: As an important heavy metal pollution source, chromium pollution in soil is becoming more and more serious with the development of economy. Chromium in soil mainly Cr (Ⅵ) and Cr (Ⅲ) two kinds of form, the stability of the Cr (Ⅲ) is stronger, less toxicity, easy with colloidal precipitation, soil Cr (Ⅵ) toxicity of poor stability and soluble in water or soil, harm to human body. Under the influence of pH, Eh, organic matter, microorganisms, Fe (II) and sulphides, the different forms of chromium in the soil are transformed into each other, which can reduce the toxicity of Cr (VI) in the soil and reduce the harm to living body.Keywords: Heavy metal chromium; distribution law; influence factors土壤是地球表层与人类关系最密切的生态系统,土壤重金属的污染随经济发达日益受到关注。
关于土壤中重金属污染的研究
关于土壤中重金属污染的研究【摘要】本文综述了土壤中重金属污染的研究现状及相关内容。
在介绍了研究背景、研究目的和研究意义。
在详细讨论了重金属污染的来源、土壤中重金属的迁移与转化、重金属污染对生态环境的影响、重金属污染的监测方法和治理技术。
在展望了未来对土壤中重金属污染的研究方向和总结了本文的主要观点。
本文旨在为进一步研究土壤中重金属污染提供参考,希望能推动相关领域的发展,保护生态环境和人类健康。
【关键词】关键词:土壤、重金属污染、迁移与转化、生态环境、监测方法、治理技术、展望、未来研究方向、总结。
1. 引言1.1 研究背景重金属污染是指土壤中重金属元素(如铅、镉、汞等)超过环境容忍度而对生态环境和人类健康造成危害的现象。
随着工业化和城市化进程的加快,重金属污染已成为全球环境问题中的重要内容之一。
重金属污染不仅会直接影响土壤质量,影响作物生长和食品安全,还会通过食物链进入人体,对人体健康造成潜在威胁。
近年来,随着人们对环境保护意识的增强,重金属污染的研究也逐渐受到重视。
了解重金属污染的来源、迁移规律、影响和治理技术对于有效预防和治理土壤中的重金属污染至关重要。
当前,国内外学者围绕土壤中重金属污染展开了大量的研究工作,取得了丰硕的研究成果,但仍有很多问题有待深入探讨和解决。
开展本研究,深入研究土壤中重金属污染的来源、迁移与转化规律、影响及治理技术,具有重要的现实意义和深远的社会影响。
1.2 研究目的研究目的是为了深入了解土壤中重金属污染的现状和影响,探索其来源、迁移与转化规律,揭示这种污染对生态环境的潜在危害。
通过研究重金属污染的监测方法和治理技术,为有效防治土壤重金属污染提供科学依据和技术支持。
通过对土壤中重金属污染的研究展望和未来研究方向的探讨,为我国土壤环境保护和可持续发展提供战略性建议和指导,促进土壤生态环境的改善和生态文明建设。
研究的目的在于为解决土壤重金属污染问题提供理论支撑和实践指导,促进土壤环境的健康发展和生态安全保障。
土壤中重金属元素的迁移转化规律及其影响因素
土壤中重金属元素的迁移转化规律及其影响因素重金属元素是指原子量大于200的元素,具有毒性、放射性和腐蚀性,它们可以通过空气、水、植物和动物等进入土壤,对生物的健康和环境造成巨大的危害,因此,研究重金属元素在土壤中的迁移转化规律及其影响因素具有重要的意义。
一般来说,重金属元素在土壤中的迁移转化受到多种因素的影响,主要可分为物理因素、化学因素、生物因素和热因素。
首先,物理因素是影响重金属元素迁移转化的重要因素之一。
物理因素主要包括土壤的结构、粒径、含水量、温度和风向等,它们对重金属元素的迁移转化有显著影响。
例如,土壤结构的孔隙结构和尺寸会影响重金属元素的渗透,土壤的温度和含水量也会影响重金属元素的溶解度。
其次,化学因素也是影响重金属元素迁移转化的重要因素,主要包括pH值、离子交换容量、有机质和无机盐等。
pH值是影响重金属元素在土壤中存在形态的主要因素,酸性土壤中重金属元素的溶解度较高,离子交换容量也会影响重金属元素的溶解度,有机质能够结合重金属元素,并将它们沉积到土壤中,减少重金属元素的污染。
第三,生物因素也是影响重金属元素迁移转化的重要因素,主要是植物和微生物等生物因素,及其代谢产物对土壤中重金属元素的迁移转化起着重要的调控作用。
其它重要迁移转化影响因素包括:土壤物理化学性质、土壤水分、温度、pH值、氧化还原电位、土壤结构、土壤可溶性有机物含量以及地表面积等。
其中,土壤物理化学性质是影响重金属迁移转化的主要因素。
相比于粗颗粒,细颗粒更容易吸附重金属元素,而有机质及其表面电荷的存在增加了重金属元素的吸附程度,也就是说,土壤中重金属元素的迁移转化受土壤物理化学性质的影响最大。
另外,土壤水分也是影响重金属元素迁移转化的重要因素。
当土壤水分过多时,重金属元素的溶解度和迁移性增加,从而使重金属元素的迁移转化加速。
然而,当土壤水分过少时,重金属元素的溶解度和迁移性降低,从而使重金属元素的迁移转化减缓。
此外,温度过高会加速重金属元素的迁移转化,而pH值、氧化还原电位等也会影响重金属元素的迁移转化。
铅在土壤中的形态转化
铅在土壤中的形态转化一、引言铅是一种广泛存在于环境中的重金属元素,由于其毒性较大,对人体和环境的影响也很严重。
铅在土壤中的形态转化过程是研究铅污染防治的重要内容之一。
本文将从铅在土壤中的来源、形态及其转化过程等方面进行详细介绍。
二、铅在土壤中的来源1.自然来源:地壳中含有大量的铅元素,通过自然风化和侵蚀作用,会将铅释放到土壤中。
2.人为来源:人类活动也是导致土壤中铅污染的主要原因之一。
例如:燃烧含铅物质的燃料、工业生产排放废气、使用含有铅材料等。
三、铅在土壤中的形态1.可交换态:指与土壤颗粒表面吸附力较小,容易被水溶解或其他离子竞争替代出来的形态。
2.固定态:指与土壤颗粒表面吸附力较强,不容易被水溶解或其他离子竞争替代出来的形态。
3.有机态:指与土壤有机质结合形成的形态。
4.残渣态:指铅经过化学反应后形成的难溶性沉淀物。
四、铅在土壤中的转化过程1.吸附作用:铅在土壤中主要以可交换态存在,会与土壤颗粒表面吸附作用,使其难以被植物吸收和迁移。
2.离子交换作用:当土壤中存在其他离子时,会与可交换态的铅发生竞争作用,使其脱离土壤颗粒表面进入水溶液中。
3.氧化还原作用:在还原条件下,铅可以从固定态转化为可交换态;在氧化条件下,可交换态的铅可以被氧化为固定态。
4.生物转化作用:植物根系分泌出来的有机酸可以将固定态的铅转化为可交换态,并促进其吸收和迁移。
同时,微生物也能够将有机态或残渣态的铅转化为可交换态。
五、影响因素1.土壤pH值:酸性环境下,铅更容易被植物吸收和迁移;而碱性环境下,铅更容易形成固定态。
2.土壤有机质含量:土壤中有机质含量越高,铅的可交换态越少,固定态越多。
3.土壤类型:不同种类的土壤对铅的吸附能力不同,例如粘性土壤比砂质土壤对铅的吸附能力更强。
4.水分条件:干旱条件下,铅更容易形成固定态;而湿润条件下,铅更容易形成可交换态。
六、防治措施1.减少人类活动对环境的污染:减少废气排放、限制工业生产中使用含有铅材料等。
第13讲 重金属在土壤环境中的迁移转化
2)土壤的理化性能
• 土壤的酸碱性(pH值)
– 一般pH降低,重金属的溶解性提高,迁移速度提高
• 土壤质地
– 粒径减小,吸附能力增强,迁移能力降低
• 土壤的氧化还原电位
– 氧化还原电位的变化,改变重金属存在形态,影响溶解 性与迁移能力 – 如溶解性与迁移能力CdSO4>CdS;As3+>As5+ – 如腐殖质的含量都可能影响重金属向植物体内的转移能 力。
9
植物根系对重金属的迁移转化的影响
• 植物根系在重金属的胁迫下,可导致分泌 物的大量释放
– 可溶性分泌物,如有机酸、氨基酸、单糖等, 可通过螫合作用和还原作用,或通过改变根系 区域的pH值和氧化还原状况,增加重金属的溶 解性和移动性; – 不溶性分泌物,如多糖、挥发性化合物,脱落 的细胞组织等则在抵御重金属的毒害作用中起 着重要的作用。
• 汞在植物各部分的分布:根>茎、叶>籽粒。
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5) 铅(Pb)
• 土壤中铅主要以Pb(OH)2 、PbCO3和 PbSO4固体形式存在,土壤溶液中可溶性 铅含量极低; • Pb2+可置换黏土矿物上吸附的Ca2+,在土 壤中很少移动。 • 土壤的pH值增加,使铅的可溶性和移动性 降低,影响植物对铅的吸收。 • 大气中的铅一部分经雨水淋洗进入土壤, 一部分落在叶面上,可通过张开的气孔进 人叶内。
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三、植物对重金属污染产生耐性的机制
• 植物对重金属污染产生耐性由植物的生态 学特性、遗传学特性和重金属的物理化学 性质等因素所决定。
– 不同种类的植物对重金属污染的耐性不同; – 同种植物由于其分布和生长的环境各异 ,长期受 不同环境条件的影响,在植物的生态适应过程 中,可能表现出对某种重金属有明显的忍耐性。 • 内容 1. 重金属对植物的毒害效应 2. 植物对重金属污染产生耐性的机制
4.2土壤中重金属的迁移转化(2)
第四章土壤环境化学——土壤中重金属的迁移转化不同重金属的环境化学行为和生物效应各异,同种金属的环境化学和生物效应与其存在形态有关。
例如,土壤胶体对Pb2+、Pb4+、Hg2+及Cd2+等离子的吸附作用较强,对AsO2-和Cr2O72-等负离子的吸附作用较弱。
对土壤水稻体系中污染重金属行为的研究表明:被试的四种金属元素对水稻生长的影响为:Cu>Zn>Cd>Pb;元素由土壤向植物的迁移明显受共存元素的影响,在试验条件下,元素吸收系数的大小顺序为:Cd>Zn>Cu>Pb,与土壤对这些元素的吸持强度正好相反;"有效态"金属更能反映出元素间的相互作用及其对植物生长的影响。
下面简单介绍主要重金属在土壤中的迁移转化及其生物效应。
●汞土壤中汞的背景值为0.01~0.15 μg/g。
除来源于母岩以外,汞主要来自污染源,如含汞农药的施用、污水灌溉等,故各地土壤中汞含量差异较大。
来自污染源的汞首先进入土壤表层。
土壤胶体及有机质对汞的吸附作用相当强,汞在土壤中移动性较弱,往往积累于表层,而在剖面中呈不均匀分布。
土壤中的汞不易随水流失,但易挥发至大气中,许多因素可以影响汞的挥发。
土壤中的汞按其化学形态可分为金属汞、无机汞和有机汞,在正常的pE和pH范围内,土壤中汞以零价汞形式存在。
在一定条件下,各种形态的汞可以相互转化。
进入土壤的一些无机汞可分解而生成金属汞,当土壤在还原条件下,有机汞可降解为金属汞。
一般情况下,土壤中都能发生Hg2+===Hg2++HgO反应,新生成的汞可能挥发。
在通气良好的土壤中,汞可以任何形态稳定存在。
在厌氧条件下,部分汞可转化为可溶性甲基汞或气态二甲基汞。
阳离子态汞易被土壤吸附,许多汞盐如磷酸汞、碳酸汞和硫化汞的溶解度亦很低。
在还原条件下,Hg2+与H2S生成极难溶的HgS;金属汞也可被硫酸还原细菌变成硫化汞;所有这些都可阻止汞在土壤中的移动。
当氧气充足时,硫化汞又可慢慢氧化成亚硫酸盐和硫酸盐。
磷在农田土壤中的迁移转化规律及其对农业环境的影响
磷在农田土壤中的迁移转化规律及其对农业环境的影响
磷是农作物生长、发育的必备元素,同时也是农作物的肥效元素之一。
在当今的农业科学中,磷的迁移转化规律及其对农业环境的影响已经受到广泛的关注。
磷在农田土壤中的迁移特别是转化规律对磷素的生物有效利用和土壤的肥力均有重要影响。
磷的迁移和转化主要受土壤条件、酸碱度,温度、时期和施用量等因素的影响,其迁移与转化可通过一定的模型来描述。
磷的迁移和转化主要处于流动状态,根据土壤条件的不同而有着多种形式。
其中,最常见的有溶解形式、悬液形式,物化形式和细菌形式。
例如,溶性磷是最快反应形式,可被植物有效地吸收和利用;悬液形式的磷污染是土壤发生阴离子强化效应的重要表现;物化形式的磷需要通过土壤微生物的降解才能被植物吸收;细菌形式的磷则主要受土壤温湿度的影响。
基于不同的迁移转化特性,磷对农业环境的影响也是多种多样的,既有有效的作用,又能带来局部的磷污染。
其中,有效的作用主要包括改良土壤质量、提高氮素的有效利用率、促进作物的生长发育等;而局部磷污染则会损害土壤质量、影响植物的正常生长发育等。
总之,磷是农业生产中重要的元素,其迁移转化规律及其对农业环境的影响无疑将对农业的发展提出新的课题。
今天,知识的普及及农业技术的进步也催生了新的研究方向。
深入分析磷在农田土壤中的迁移转化规律,不仅可以为农业生产提供理论支撑,更能有效抑制土壤污染,保护农业环境。
模块一 重金属在土壤中的迁移转化规律
模块一 污染物的迁移转化规律
砷的迁移转化
含砷废水
土壤表层:大部分以难容性化合物存在 微气在 生条土 物件壤 下嫌 , 二甲基砷
难溶性As2S3 累积在土壤的表层 生物体内
砷结合的有机基团越多,其毒性越小。无机砷毒性最大,甲 基砷、二甲基砷毒性较弱,而砷甜菜碱、砷胆碱几乎无毒性。
模块一 污染物的迁移转化规律
模块一 污染物的迁移转化规律
(二)重金属在土壤中迁移转化
1.镉 土壤环境中的存在形态:
水溶性镉:Cd2+、CdCl+、CdSO4, CdHCO3+.
非水溶性镉: CdS(水田)、CdCO3(旱地)及胶体吸附 态镉 注意:土壤对镉的吸附能力很强,土壤中呈吸附交换态的镉所 占比例较大。土壤胶体吸附的镉一般随pH值的下降其溶出率 增加,当pH= 4时,溶出率超过50%,而当pH= 7.5时,交换吸附态的 镉则很难被溶出。
3.铬
铬在土壤中的存在形式: 两种三价铬离子Cr3+和CrO2-,两种六价铬阴 离子Cr2O72-和CrO42-. 大部分以Cr(OH)3形式存在。Cr(OH)3的溶 解性较小,是铬最稳定的存在形式,而水溶性六 价铬的含量一般较低。
模块一 污染物的迁移转化规律
铬的迁移转化
含铬废水 土壤表层:以Cr(OH)3等难容性化合物 存在,小量以可溶性六价铬存在
腐 殖 质
Cr6+还原成Cr3+ 累积在土壤的表层 生物体内
模块一 污染物的迁移转化规律
4.砷
砷是类金属元素,但是我们通常把它当作重金
属(从环境污染效应来看)来研究。
在土壤中的存在形态:以正三价和正五价存
在于土壤环境中.其存在形式可分为水溶性砷、吸附
六价铬在土壤中迁移转化影响因素及风险评价
六价铬在土壤中迁移转化影响因素及风险评价【摘要】目前,重金属污染与日俱增,严重危害了人们的日常生活和身体健康。
铬是众多重金属中存在比较广泛的危害性较强的一种,对其展开研究有着非常重要的意义。
本文结合笔者多年的研究与实践,探讨六价铬在土壤中迁移转化的影响因素及风险评价,以供参考。
【关键词】六价铬;土壤迁移转化;影响因素;风险评价铬是众多重金属中存在比较广泛的危害性较强的一种,铬在环境中通常有以正三价和正六价的形态存在,Cr(Ⅲ)毒性小,不易迁移,而铬(VI)毒性大,容易被人体吸收,可通过食物链在生物体内富集,且不能被微生物分解,是一种公认的致癌致突变物质。
铬是迁移性污染物,进入环境后,容易导致土壤和地下水的污染,因此,研究铬的迁移转化是很有必要的。
1.六价铬在土壤中迁移转化的影响因素分析1.1pH对六价铬迁移转化的影响1.1.1实验内容土壤的pH是六价铬迁移转化的重要影响因素之一,因此,本实验考虑通过调节土壤pH 的办法来研究六价铬的迁移转化,通过自行配置酸土,盐土,碱土和石灰土来进行实验研究,具体步骤如下:(1)酸土的配制:称取风干土样1kg,在土壤中加入氯化铝10g,加入500ml蒸馏水,搅拌均匀,并且密封保存数天,直到待测土壤样品的p H值达到预期值时,开始在自然条件下风干,并且过2mm的筛,保存备用。
(2)盐土的配制:盐土是指表土层含可溶性盐超过0.6~2%的一类土壤,其p H一般不超过8.5,本实验的原土样符合盐土的规定,因此,选择原土样过2mm 筛,保存备用。
(3)称取风干土样 1kg,在土壤中加入20g Na2CO3和10g Na HCO3,加入500m L的蒸馏水,充分混合均匀,搅拌,静置数天使其p H达到碱土范围,然后,在自然条件下风干,过2mm筛,保存备用。
(4)石灰土的配制:取风干土样1kg,在土壤中加入80g Ca O,加入500m L蒸馏水,充分混匀,浸泡5d,在自然条件下风干,过2mm筛,保存备用。
重金属在土壤-植物系统中的迁移转化
实验二十二重金属在土壤—植物体系中的迁移人体内的微量元素不仅参与机体的组成,而且担负着不同的生理功能。
如铁、铜、锌是组成酶和蛋白质的重要成分,钒、铬、镍、铁、铜、锌等元素能影响核酸的代谢作用,部分微量元素还与心血管疾病、瘫痪、生育、衰老、智能甚至癌症有密切关系。
这些微量元素在人体组织中都有一个相当恒定的浓度范围,它们之间互相抑制、互相拮抗,过量或缺乏都会破坏人体内部的生理平衡,引起机体疾病,使健康受到不同程度的影响。
人体所需的微量元素,主要是通过粮食、蔬菜、饮料等摄入体内。
粮食中微量元素种类众多,其中有人体所必需的元素(铜、锌、锰、钴等),也有环境污染元素(铅、镉、汞等)。
在农业生态环境中,土壤是连接生物、有机与无机界的重要枢纽,环境中的有机、无机物可以通过各种途径进入土壤-植物体系。
重金属元素可通过土壤积累于植物体内。
这种迁移结果,必然引起重金属的富集与分散,而人类处于食物链的终端,易受其害。
因此,测量粮食及土壤中微量元素含量,不仅可以评价粮食的营养价值,而且可以了解重金属在土壤-植物体系中的迁移转化能力。
一、实验目的1.用原子吸收法测定土壤及粮食中Pb、Zn、Cu、Cd的含量。
2.了解土壤-植物体系中重金属的迁移、转化规律。
二、实验原理通过消化处理将在同一农田中采集粮食及土壤样品中各种形态的重金属转化为离子态,用原子吸收分光光度法测定(测定条件见表22-1);通过比较分析土壤和作物中重金属含量,探讨重金属在植物-土壤体系中的迁移能力。
表22-1 原子吸收分光光度法测定重金属的条件测定条件Cu Zn Pb Cd测定波长,nm 324.7 213.8 283.3 228.8通带宽度,nm 0.2 0.2 0.2 0.2 火焰类型乙炔-空气,氧化型火焰灵敏度,µg/mL 0.09 0.02 0.50 0.03检测范围,µg/mL 0.05~5.0 0.05~1.0 0.2~10 0.05~1.0三、仪器与试剂1. 仪器(1)原子吸收分光光度计。
镉在土壤-植物系统中的迁移转化及其影响因素
大量野外调查及实验研究证明,缺锌条件下,植物极易吸收和积累土壤中的Cd[10~12]。而在土壤中尤其是这些缺锌的土壤中施加Zn,则会明显地降低植物对Cd的吸收和积累。Oliver等[12]在澳大利亚南部的临界缺锌和严重缺锌的土壤中施加Zn肥,生长的小麦子粒Cd的质量分数比未施Zn的降低了约50%。McLaughlin等[13]对马铃薯生长的土壤增加有效Zn质量分数,结果大大降低了马铃薯块茎中Cd的积累。McKenna等[14]对莴苣和菠菜的研究表明,Zn不仅抑制其根系对Cd的吸收,还阻止Cd通过木质部从根部向地上部的运输。最近我们进行的小麦盆栽实验结果也显示,土壤Cd质量分数在15~50 mg/kg范围内,随着Zn水平的提高,小麦幼苗中的Cd的质量分数逐渐降低,尤以最高质量分数的Zn(1000 mg/kg)对Cd的吸收抑制最为显著。同时,在1000 mg/kg Zn质量分数下,随着Cd质量分数的升高,植物体内的Zn质量分数也逐渐降低,二者表现为相互拮抗[15]。在其它许多植物中也都证实了Zn对Cd的拮抗作用,如加Zn可以减少Cd在亚麻、硬质小麦、大麦、玉米、水稻、萝卜、番茄等作物和蔬菜中的积累。
镉在土壤植物系统中的迁移转化及其影响因素土壤镉污染标准土壤镉污染土壤镉含量影响人口迁移的因素尿素在土壤中的转化影响学习迁移的因素影响迁移的客观因素有影响迁移的主要因素影响土壤的因素
镉在土壤-植物系统中的迁移转化及其影响因素
赵中秋1,朱永官2,蔡运龙1*
1.北京大学环境学院,北京100871;2.中国科学院生态环境研究中心,北京100085
1 土壤理化性质
1.1 pH值
土壤中重金属的生物有效性及其对生物的毒性主要依赖于重金属自由离子的活性也就是土壤中可溶性或可交换的金属的质量分数,而非这种重金属的总质量分数[4~6]。土壤pH值是土壤所有参数中影响Cd形态和有效性的最重要因素[6, 7]。土壤中Cd的有效性即Cd在土壤中的化学形态和吸附解吸行为很大程度上受土壤pH值的调节。提高土壤pH值,土壤胶体负电荷增加,H+的竞争能力减弱,使重金属被结合得更牢固,多以难溶的氢氧化物或碳酸盐及磷酸盐的形式存在,Cd的有效性就大大降低了[7]。最近Murray和McBride[6]提出了植物吸收Cd的模型,其模型表明土壤pH值对Cd的有效性的影响十分重要。因此在许多受Cd污染的酸性土壤地区,撒施石灰石提高土壤pH值以降低Cd的有效性是治理Cd污染的一项有效措施。
土壤中重金属元素的迁移转化1资料讲解
4重金属污染的生态效应特征
(1)一般重金属对生物体产生毒性的浓度范围有的较大, 而有的则很小。
• 根据发育在同一母质上的样品、元素之间存在 着一定相关性。该法关键是要找出一个能代表自 然含量水平(即未受污染)而又与其他元素具有 一定相关的某化学元素做依据。然后通过计算求 出相关系数。相关性好的,再求出线性回归方程, 并对回归方程建立95%的置信带(区)。处于置 信带内的样点,可认为是背景含量,落在置信带 外的,则认为含量不正常,有可能为污染造成。
第三节 重金属对土壤的污染
土壤无机污染物中以重金属比较突出。原因在于 重金属不能为土壤微生物所分解,而易于在土壤 中积累,甚至在土壤中可能转化为毒性更大的甲 基化合物。有的通过食物链以有害浓度在人体内 蓄积,严重危害人体健康。
• 一、土壤中重金属元素的来源 • 二、土壤中重金属元素的背景值 • 三、土壤中重金属元素的迁移转化
• (一) 重金属元素在土壤中的污染特征
1.重金属在土壤环境中的分布特征 重金属是构成地壳的元素,在土壤环境中分布广
泛。重金属在土壤环境中存在背景值ห้องสมุดไป่ตู้而且由于成 土母岩、母质、成土过程等因素的差异、重金属元 素在土壤环境中的背景值存在着空间分异的特征。
2 重金属污染源 采矿和冶炼是向环境中释放重金属的最主要污染源。 煤和石油的燃烧也是重金属的主要释放源。
表示处于背景水平;差异显著则表示该土壤表土可能或已
被污染,应予以剔除。该法适宜于区域性的土壤检验。具
土壤中重金属的迁移和转化
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。
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+
第二节 土壤中重金属的迁移和转化
一、土壤中的重金属 土壤背景值 土壤本身含有微量的金属元素,其中
很多是作物生长必需的微量营养元素,如 Mn、Zn、Cu等。不同地区土壤中重金属的 种类和含量也有很大差别。
在研究重金属对土壤的污染时首先 要调查各地区土壤重金属含量的背景值。
因此土壤背景值就是指在未受污染 的情况下,天然土壤中的金属元素的基 线含量。
土壤背景值中含量较高的元素 为:
Mn 、 Cr 、 Zn 、 Cu 、 Ni 、 La 、 Pb、Co、 As、Be、Hg、Se、Sc、 Mo(mg/kg)。
土壤中重金属污染
重金属污染土壤的特点:
重金属不被土壤微生物降解,可在土壤中不 断积累,也可以为生物所富集,并通过食物 链在人体内积累,危害人体健康
铅(Pb)
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。
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
如 Zn 可以诱导细胞外膜产生分子量为 60000 – 93000 的蛋白质,并与之键合形成 络合物,使 Zn停留在细胞膜外。还可以通 过形成跨根际的氧化还原电位梯度和 pH梯 度等来抑制对重金属的吸收。
土壤中重金属元素的迁移转化规律及其影响因素
土壤中重金属元素的迁移转化规律及其影响因素作者:任子英来源:《农家科技下旬刊》2018年第05期摘要:在土壤当中富集和迁移转化重金属,很容易就会导致土壤污染,在各种不同因素的影响下,迁移转化土壤重金属元素,在土壤的物理和化学以及生活过程中会体现出迁移转化的机理。
文章综合分析了土壤中重金属迁移转化机理和影响因素,从而可以准确的掌握重金属元素进入到土壤生物的规律,进而修复土壤重金属元素污染。
关键词:土壤;重金属元素;迁移转化规律;影响因素土壤这种结构体非常复杂,土壤当中包括各种固相物质和液相以及气相物质。
在土壤当中还具备各种养分和盐分子,这些在土壤溶液当中开实施迁移转化,现代工业不断发展,人们对于农药化肥提出更高的使用要求,人们明确了土壤环境的污染来源就是土壤中重金属污染物,因此人们也开始关注土壤中重金属和元素。
当前在土壤表层当中存在重金属污染,也会不同程度的污染深层土壤和地下水以及周围生物等,这就需要探索土壤中重金属元素的迁移转化规律及其影响因素,改变土壤的现状。
一、土壤中重金属元素的迁移转化规律1.土壤中重金属元素的迁移和形态转化的机理在土壤当中,重金属可以在水平方面上实施迁移,同时也可以在竖直方向上实施迁移,在物理、化学、生物作用下,可以产生形态变化,并且可以向其他介质当中进行迁移,土壤溶液会影响到土壤中重金属的迁移转化。
在土壤溶液当中迁移重金属的过程中,也会产生形态转化。
因此土壤中重金属元素的迁移,主要就是转变期物理、化学、生物等。
物理迁移:在土壤溶液的作用下,重金属元素出现水平迁移,就会不断能扩大重金属的污染面积,如果发生竖直运动,那么污染物质就会渗入到深层土壤和地下水当中,因为扬尘的原因,重金属元素也会进入到大气当中,污染到大气环境。
在污染过程中,重金属和土壤胶体可能会产生吸附解吸作用,造成土壤和周围环境的污染。
化学迁移:在土壤当中迁移重金属元素,土壤重金属的存在形式是不同的,主要包括固相物质形态和液相物质形态,土壤重金属的难溶电解质会产生多相平衡,因为土壤溶液的pH值的变化,就会导致重金属在土壤中进行迁移。
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土壤 中重 金 属 元 素 的迁 移 及 形 态 转 化 主 要 包 括 物 理、 化学 、 生物 等转 变过 程 。 1 . 1 . 1 土壤 中重 金属 元素 的物 理迁 移 重金 属元 素在 土 壤 溶 液 的作 用 下 , 发 生 水 平 迁
移会 引起 重金 属污 染 面 积 的 扩 大 , 而 发 生 自上 而 下 的竖 直运 动 , 则 会 污染深 层 土壤或 地下 水 , 同时 随着
3 . 西北 农林 科技 大学 , 资源 与环 境学 院 , 陕西
杨凌
7 1 2 1 0 0 )
摘要 : 重金属元素在 土壤 中富集 和迁移 转化 是造成土壤污染 的重要原 因之一 , 土壤 中的重 金属元素 在不
同的因素影响下进行迁移转化 , 其 迁移 转化 的机理在于土壤的物理 、 化学 、 生物过程。文章对土壤 中重金属 的 迁 移转化机理及其影响 因素进行 了综述 , 以期掌握重金属元素进 入土壤 的生 物化学行 为 , 为 土壤重金属 元素
污染修复提供理论基础 。 关键词 : 土壤重 金属 ; 迁移转化 ; 影 响因素
d o i : 1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 0 0 0 - 6 5 3 2 . 2 0 1 7 . 0 6 . 0 0 2
中图分类号 : T D 9 8 9 文献标 志码 : A 文章编号 : 1 0 0 0 — 6 5 3 2 ( 2 0 1 7 ) 0 6 — 0 0 0 5 — 0 5
韩 张雄 , 万 的军 , 胡建 平 , 刘 隆 , 刘 强 , 倪天 阳
( 1 . 陕西省矿产资源勘查与综合利用重点实验室 , 国土资源部西安矿产资源监督检测中心 , 陕西 2 . 中国地质 科学 院水 文地质 和环 境地 质研 究所 , 河北 石 家庄 0 5 0 0 6 1 ; 西安 7 1 0 0 5 4 ;
土壤 这一 复 杂 的结 构 体 , 不 仅 包 含 固相 物 质 , 也 包含 液相 和气 相物 质 。在 土壤 中存 在 着频 繁 的养 分、 盐 分及 金属 离 子 的迁 移 转 化 。 大量 研 究 证 明 了 土 壤 中盐 分 及养 分在 土壤溶 液 中具有 迁移 转化 的能 力 J , 随着 现代 工业 的发 展 、 人 类 对农 药 化 肥 的 大 量 使用 以及 人们 对 环境 质 量 的要 求 提 高 , 人 们 越来 越 认识 到 , 从 多种 途 径 进 人 土壤 中 的重 金 属 污 染 物 成 为污 染 土壤环 境 的 重要 来 源 , 因此 土 壤 中重 金 属
・
6・
矿产综合利用
态, 而土 壤 中重 金 属 的难 溶 电解质 , 会 在土壤 固相和
重 金属 元素 在土 壤 中既 可以进行 水平 方 向上 的
迁移 , 又可 以进行 竖 直方 向上 的迁移 , 同时 , 在 物理 、
收 稿 日期 : 2 0 1 6 — 0 5 — 0 4; 改 回 日期 : 2 0 1 7 — 0 2 — 1 6
元 素 引起 了人们 极 大 的关 注 。现 阶段 , 重 金 属 污
ห้องสมุดไป่ตู้
化学 及生 物 的作 用 下 又 可 以发 生形 态 上 的 变 化 , 进 而更 加容 易从 土壤 中迁 移 至其 他 介 质 中 , 而 土 壤 中
重金 属 的迁移 转化 均会 受到 土壤溶 液 的影 响 。重金 属在 土壤 溶液 中迁 移时 , 会 发 生形 态 的转化 。 因此 ,
第 6期
2 0 1 7年 1 2月
矿 产 综 合 利 用
Mu l t i p u r p o s e Ut il i z a i t o n o f Mi n e r a l Re s o u r c e s
No . 6
De c . 2 01 7
土壤 中重 金 属 元 素 的迁 移 转 化 规 律 及 其 影 响 因素
基金项 目: 陕西省 自然科学基础研究计 划项 目( 2 0 1 4 J M 5 2 1 7 ) , 国家重 点研 发计划 “ 国家 质量基 础 的共性技 术研究 与应
用” 重点专项子课题 ( 2 0 1 6 Y F F 0 2 0 1 1 0 0 3 1 0 ) 。 作者简介 : 韩张雄 ( 1 9 8 2 一 ) , 男, 硕士, 工程师 , 主要从 事矿 区土壤重 金属污 染治理 及植物逆 境培 育风 险评 价方 面的研究 工作。
围环 境 的污染 。 1 . 1 . 2 土壤 中重 金属 元素 的化 学迁 移 重金 属元 素在 土壤 中迁 移及 形态 转化 是指 重金
1 土壤 中重 金 属 元 素迁 移及 形 态 转 化 规 律
1 . 1 土壤 中重金 属 元素迁 移及 其形 态转 化机 理
属元 素在 土壤 中的溶解 及沉 淀作 用过 程 中在空 间上 的分布形 式 。土壤 中重 金 属 以 不 同 的形 态 存 在 , 大 体 可分为 在 固相物 质 中的形 态和在 液 相物质 中的形
扬尘 , 重 金属元 素 又会进 入 大气 , 对 大 气环境 造 成污 染 。在这 些污 染过 程 中 , 重 金 属 还 会 与 土壤 胶 体 及 黏 土矿物 进行 吸 附解 吸 作 用 , 或 者 交换 吸 附及 专 属 性 吸附 , 与土壤 胶 体 或黏 土 矿 物 共 同造成 土壤 及 周
染 既存 在 于土壤 表层 , 同时深层 土壤 、 地 下水及 周 围 生物、 生 态 环境均 受 到 了不 同程 度 的污染 , 因此 通 过 研 究土 壤 中重金 属元 素 的迁移 及其形 态 转化过 程更 能准确 客 观地反 映 出 土壤 的污 染 情 况 , 这 方 面 的研
究 也 成 为 土 壤 及 生 态 环 境 科 学 研 究 的 前 沿 热 点 】 。