土壤中重金属元素的迁移转化1
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不同地质环境条件下土壤中重金属迁移转化规律分析土壤是生态系统中的重要组成部分,它不仅是农业生产的基础,也承担着重要的环境功能。
然而,由于人类活动和自然因素的影响,土壤中的重金属含量逐渐增加,对人类健康和生态系统稳定性产生了严重威胁。
因此,研究不同地质环境条件下土壤中重金属的迁移转化规律,对于合理利用土壤资源、保护环境和人类健康具有重要意义。
在不同地质环境下,土壤中重金属的迁移转化规律受多种因素影响。
首先,地质构造和岩石类型决定了土壤中重金属的起源和含量。
不同岩层中的矿石含有不同的重金属元素,当岩石经过风化和侵蚀等过程,矿石中的重金属就会进入土壤中。
例如,富含铁的岩石中的铁和镉、铅等重金属元素可能会被释放到土壤中,而岩石中的铝和钾等元素则一般不容易溶解和迁移。
其次,土壤类型对重金属的迁移转化过程也有重要影响。
不同土壤类型之间的颗粒组成、结构及其化学性质的差异,导致了土壤对重金属的吸附、解吸和迁移能力不同。
例如,粘土质土壤对于重金属的吸附能力较强,而沙质土壤的吸附能力较弱。
此外,土壤pH值、有机质含量、离子交换能力等因素也能影响土壤中重金属迁移转化的过程。
酸性土壤中,重金属与酸性离子结合较多,易溶解于土壤水分中,增加了其迁移转化的风险;而碱性土壤中,重金属一般以沉淀的形式存在,不容易被植物吸收。
此外,土壤水分条件对重金属迁移转化也有一定影响。
水分可以影响土壤中重金属的可溶性,进而影响其活性和可移动性。
干旱条件下,土壤中的重金属往往以团聚体或粘结体的形式存在,对植物吸收不易;而水分过多时,土壤中的重金属元素会随水分的流动而迁移。
生物因素也是影响土壤中重金属迁移转化的重要因素之一。
土壤中的微生物和植物具有一定的生物修复能力,可以通过吸收、转运、和降解等途径减少重金属的残留。
例如,一些具有重金属耐受性的植物,如金合欢、桤木等,可以通过根系吸收土壤中的重金属元素,并将其转运至茎和叶部,从而减少了土壤中的重金属含量。
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。
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。
重金属在土壤一植物体系中的迁移及其机制(1)土壤一植物体系土壤‘植物体系具有转化储存太阳能为生物化学能的功能,一而微量重金属是土壤中植物生长酶的催化剂;微量重金属又是一个强的“活过滤器”,当有机体密度高时,生命活力旺盛,可以经过化学降解和生物代谢过程分解许多污染物;一微量重金属可以促进土壤中许多物质的生物化学转化,但土壤受重金属污染负荷超过它所承受的容量时,生物产量会受到影响。
因此,土壤一植物系统通过一系列物理化学或生物代谢过程对污染物举行吸附、交换、沉淀或降解作用,使污染物分解或去毒,从而净化和庇护了环境。
(2)污染物由土壤向植物体系中的迁移土壤中污染物通过植物根系根毛细胞的作用堆积于植物的茎、叶和果实部分。
迁移方式:污染物由土壤通过植物体生物膜的方式迁移,可分为被动转移和主动转移两类。
(3)影响重金属在土壤一植物体系中转移的因素①植物种类、生长发育期。
②土壤的酸碱性和腐殖质的含量。
如在冲积土壤、腐殖质火山灰土壤中加入Cu、Zn、Cd、Hg、Pb等元素后,观看对水稻生长的影响:Cd造成水稻严峻的生育障碍;Pb几乎无影响。
在冲积土壤中,其障碍大小挨次为Cd Zn Cu Hg Pb;在腐殖质火山灰土壤中则为Cd Hg Zn Cu Pb。
③土壤的理化性质。
a.土壤质地; b.土壤中有机质含量; c.pH普通来说,土壤pH越低,土壤中的重金属向生物体内迁移的数量越大; d.土壤的氧化还原电位土壤Eh值的变幻可以挺直影响到重金属元素的价态变幻,并可导致其化合物溶解性的变幻。
④重金属的种类、浓度及存在形态。
如CdSO4、Cd3(PO4)2和CdS三种不同形态的福在土壤中,试验发觉对水稻生长的抑制与镐的榕解度有关。
⑤重金属在植物体内的迁移能力。
(4)典型重金属在土壤的堆积和迁移转化①镉(Cd)镉对生物体和人体是非必须的元素,它在生物圈的存在,经常给生物体带来有害的效应,是一种污染元素。
a.来源地壳中福平均量为0.15mg/kg,未污染土壤中Cd主要来源于其成土母质,我国土壤的背景值为0.017~0.33mg/kg,受污染土壤中Cd主要来源于冶炼厂、电镀厂、涂料第1页共3页。
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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。