重金属在土壤-植物体系中的迁移及其机制and土壤中农药的迁移转化
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第四章土壤环境化学名词术语1.土壤化学组成(Chemical composition of soil)指构成土壤的各种化学物质的种类和比例,土壤的化学组成包括①土壤矿物质:包括原生矿物和次生矿物;②土壤有机质,主要源于动植物和微生物残体,包括非腐殖物质和腐殖质;③土壤水分,并非纯水,实际上是土壤中各种成分和污染物溶解形成的溶液;④土壤中的空气。
2.土壤反应(Soil reaction)土壤酸碱性质的量度。
取决于土壤中氢离子浓度的大小,以pH值表示。
氢离子浓度高时,土壤呈酸性反应。
反之,呈碱性反应。
3.盐基饱和度(Base saturation percentage of soil)指土壤交换性阳离子中盐基离子所占的百分数,与土壤母质、气候等因素有关4.土壤吸附(Soil adsorption)指土壤矿物质、土壤胶体和土壤有机质通过各种物理化学作用力对外源物质的结合。
土壤吸附能降低污染物的扩散系数,影响其生物可利用性,从而影响污染物在土壤中的行为和生态风险。
5.土壤络合(Soil complex)指土壤中,一些配位体通过配位键结合与进入土壤的物质结合而形成复杂的分子或离子,从而影响土壤中污染物的迁移和转化行为。
6.土壤退化(Soil degradation)又称土壤衰弱,是指土壤肥力衰退导致生产力下降的过程。
是土壤环境和土壤理化性状恶化的综合表征,包括有机质含量下降、营养元素减少、土壤结构遭到破坏、土壤侵蚀,土层变浅,土体板结、土壤盐化、酸化、沙化等。
其中,有机质下降,是土壤退化的主要标志。
在干旱、半干旱地区,原来稀疏的植被受破坏,土壤沙化,就是严重的土壤退化现象。
7.土壤污染源(Soil contaminant source)造成土壤污染的污染物来源,主要为工业和城市的废废弃物堆放、农业用的化肥及农药、污水直接排放、受污染的地表径流、大气沉降、以及放射性物质和有害微生物等。
8.土壤酸化(Soil acidification)土壤内部产生和外部输入的氢离子引起土壤pH值降低和盐基饱和度减少的过程,它又是一种重要的土壤退化形式,对区域食物安全、环境质量及人畜健康产生明显负面影响。
重金属在土壤中的迁移与转化研究土壤是与人们息息相关的自然资源,它支撑着我们的农业、林业和畜牧业生产,同时也是城市建设和环境治理的基础。
然而由于人类的不当利用和污染,土壤中的重金属含量日益增加,给生态环境和人类健康带来了巨大威胁。
因此,如何研究重金属在土壤中的迁移与转化,成为当前环境科学界的热点问题。
一、重金属污染的危害重金属是指密度大于4.5g/cm³的金属元素,它们具有高毒性、强残留性、不易分解等特点,往往会在大量积累后危害环境和健康。
重金属污染造成的危害主要有以下几方面:1、土壤质量下降。
重金属会破坏土壤结构,使土壤变得紧密硬化,影响气体和水分的渗透能力,降低土壤的肥力和作物的生长。
2、生态环境受到破坏。
重金属通过空气、水和食物链等途径进入生态系统,对人类、动物和植物的健康造成影响。
重金属还会破坏生态系统的平衡,缩小生物多样性,影响生态景观的形成。
3、危害人体健康。
重金属通过食物、食水和空气等途径进入人体,对神经系统、免疫系统、造血系统和生殖系统等各个系统造成危害,引起头痛、头晕、恶心、呕吐、皮肤瘙痒、气喘、支气管炎、挫伤白细胞的功能、肠胃功能不良等。
二、重金属在土壤中的形态重金属在土壤中的形态多种多样,其化学性质的不同直接影响了其在土壤中的存在形式、吸附态和活性。
通常,重金属在土壤中的形态可分为三种类型:1、可溶性态。
可溶性态的重金属一般与土壤中的水分结合形成溶液,容易遭受淋溶机制带走。
2、交换态。
交换态的重金属可与土壤中的颗粒物结合,形成为土壤中的不易迁移、不易淋溶的形态。
3、残渣态。
残渣态的重金属一般与土壤中的矿物质结合,成为土壤有机质的重要组成部分,几乎不参与活跃的物理、化学反应。
三、重金属在土壤中的迁移与转化重金属在土壤中的迁移与转化受到多种因素的影响,如土壤类型、土壤pH值、氧化还原电位、土壤有机质、微生物等等,下面分别进行讨论:1、土壤类型。
不同类型的土壤中,重金属的吸附能力和生物有效性会出现明显差异。
第一章绪论一、填空1、造成环境污染的因素有物理、化学和生物的三方面,其中化学物质引起的约占8090。
2、环境化学研究的对象是:环境污染物。
3、环境中污染物的迁移主要有机械、物理-化学和生物迁移三种方式。
4、人为污染源可分为_工业_、农业_、交通_、和生活_。
5、如按环境变化的性质划分,环境效应可分为环境物理、环境化学、环境生物三种。
二、选择题1、属于环境化学效应的是AA热岛效应B温室效应C土壤的盐碱化D噪声2、五十年代日本出现的痛痛病是由_污染水体后引起的A B C D3、五十年代日本出现的水俣病是由污染水体后引起的A B C D三、问答题1、举例说明环境效应分为哪几类?2、举例简述污染物在环境各圈的迁移转化过程。
第二章大气环境化学一、填空题1、写出下列物质的光离解反应方程式:(1)2+ hν + O(2)2 + hν + 或2 + hν H + 2(3)3 + hν + 2(4)H2+ hν H + 或H2+ hν H2 +(5)3X + hν 3+ X2、大气中的2可以转化成3、3和3等物质。
3、碳氢化合物是大气中的重要污染物,是形成光化学烟雾的主要参与者。
4、乙烯在大气中与O3的反应机理如下:(O3)22O3 + 22H225、大气颗粒物的去除与颗粒物的粒度、化学组成和性质有关,去除方式有干沉降和湿沉降两种。
6、制冷剂氯氟烃破坏臭氧层的反应机制是:+ 1 ++ O3O2 +O2 +7、当今世界上最引人瞩目的几个环境问题中的温室效应、臭氧层破坏、光化学烟雾等是由大气污染所引起的。
8、大气颗粒物的三模态为爱根核模、积聚模、_粗粒子模。
9、大气中最重要的自由基为。
10、能引起温室效应的气体主要有2_、4、、_氯氟烃等。
11、11和1211的分子式分别为3和2。
12、大气的扩散能力主要受风和湍流的影响。
13、大气颗粒物按粒径大小可分为_总悬浮颗粒物、_飘尘_、降尘、可吸入颗粒物。
14、根据温度垂直分布可将大气圈分为对流层、平流层、中间层_、热层和逸散层。
典型环境现象或现象与重要环境污染物1、逆温(1)逆温由于过程的不同,可分为近地面的逆温、自由大气的逆温。
①近地面的逆温:辐射逆温、平流逆温、融雪逆温、地形逆温②自由大气逆温:乱流逆温、下沉逆温、锋面逆温(2)危害:①在对流层中,由于低层空气受热不均,能够使气体发生垂直对流运动,致使对流层上下空气发生交换。
通过垂直对流运动,污染源排放的污染物能够被输送到远方,并由于分散作用而使污染物浓度降低。
②逆温现象经常发生在较低气层中,这时气层稳定性特强,对大气垂直流动形成巨大障碍,地面气流不易上升,使地面污染源排放出来的污染物难以借气流上升而扩散。
2、大气中的主要污染物(1)定义:大气污染物是指由于人类活动或是自然过程所直接排入大气或在大气中新转化生成的对人或环境产生有害影响的物质。
(2)分类:①大气污染物按存在形式分可分为气态污染物和颗粒态污染物;③按照化学组成可以分为含硫化合物、含氮化合物、含碳化合物和含卤素化合物;②按形成过程可以分为一次污染物和二次污染物;一次污染物:直接从污染源排放的污染物质。
如一氧化碳二氧化硫一氧化氮等。
二次污染物:由一次污染物经过化学反应形成的污染物质。
如臭氧、硫酸盐颗粒物等。
(3)重要污染物来源及消除途径(1)含硫化合物大气中的含硫化合物主要包括:氧硫化碳(COS)、二硫化碳(CS2)、二甲基硫(CH3)2S、硫化氢(H2S)、二氧化硫(SO2)、三氧化硫(SO3)、硫酸(H2SO4)、亚硫酸盐(MSO3)和硫酸盐(MSO4)等。
大气中的SO2(就大城市及其周围地区来说)主要来源于含硫燃料的燃烧。
大气中的SO2约有50%会转化形成H2SO4或SO42-,另外50%可以通过干、湿沉降从大气中消除。
H2S主要来自动植物机体的腐烂,即主要由植物机体中的硫酸盐经微生物的厌氧活动还原产生。
大气中H2S主要的去除反应为:HO + H2S →H2O + SH。
(2)含氮化合物大气中存在的含量比较高的氮氧化物主要包括氧化亚氮(N2O)、一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2)。
《土壤—植物系统中重金属的生物有效性及其影响因素的研究》篇一摘要:本文重点探讨了土壤—植物系统中重金属的生物有效性及其影响因素。
首先,概述了研究背景和意义,随后详细分析了重金属在土壤中的迁移转化、植物对重金属的吸收与累积机制,以及影响重金属生物有效性的多种因素。
本文通过实验数据和理论分析,为理解土壤—植物系统中重金属的生物地球化学行为提供了新的视角。
一、引言随着工业化和城市化的快速发展,重金属污染问题日益严重,尤其是在土壤—植物系统中。
重金属通过多种途径进入土壤,进而被植物吸收,对生态环境和人类健康构成潜在威胁。
因此,研究土壤—植物系统中重金属的生物有效性及其影响因素,对于评估重金属的环境风险、制定污染防治策略具有重要意义。
二、土壤中重金属的迁移转化重金属在土壤中的迁移转化过程复杂,涉及物理、化学和生物等多种作用。
首先,重金属可通过大气沉降、污水灌溉、固体废弃物堆放等途径进入土壤。
进入土壤后的重金属,会受到土壤pH值、有机质含量、黏土矿物等的影响,发生吸附、解吸、氧化还原等反应,进而影响其生物有效性。
三、植物对重金属的吸收与累积植物通过根系从土壤中吸收必需元素和非必需元素(包括重金属)。
当土壤中重金属含量超过一定阈值时,植物会对其产生应激反应,导致生长受阻,同时可能将重金属累积在体内。
不同植物对重金属的吸收和累积能力存在差异,这主要受到植物种类、基因型、生长条件等因素的影响。
四、影响重金属生物有效性的因素1. 土壤pH值:pH值直接影响重金属的化学形态和溶解度。
一般来说,酸性土壤中重金属的溶解度较高,生物有效性也相应提高。
2. 有机质含量:有机质可以与重金属形成稳定的络合物,降低其生物有效性。
同时,有机质还可以改善土壤结构,间接影响重金属的迁移转化。
3. 黏土矿物:不同种类的黏土矿物对重金属的吸附能力不同,从而影响其在土壤中的迁移和生物利用度。
4. 植物种类与基因型:不同植物及其基因型对重金属的吸收和转运能力存在显著差异。